ĐỒ ÁN ỨNG DỤNG ARDUINO ĐỂ ĐO NHỊP TIM, SP02, NHIỆT ĐỘ CƠ THỂ- HIỂN THỊ TRÊN OLED TRUYỀN QUA ESP8266.doc

Luận Văn Group hỗ trợ viết luận văn thạc sĩ,chuyên đề,khóa luận tốt nghiệp, báo cáo thực
tập, Assignment, Essay
Zalo/Sdt 0967 538 624/ 0886 091 915 Website:lamluanvan.net
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VIỄN THÔNG II
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG
HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
NIÊN KHÓA: 2015-2020
Đề tài:
ỨNG DỤNG ARDUINO ĐỂ ĐO NHỊP
TIM, SP02, NHIỆT ĐỘ CƠ THỂ- HIỂN
THỊ TRÊN OLED TRUYỀN QUA
ESP8266
Mã số đề tài: 20 N15DCVT126
Sinh viên thực hiện:
MSSV:
Lớp:
Giáo viên hướng dẫn:
NGÔ MINH THOẠI
N15DCVT126
Đ15CQVT02-N
ThS NGUYỄN TẤN NHÂN
Tháng 12 Năm 2019
TP.HCM – 2019

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VIỄN THÔNG II
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG
HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
NIÊN KHÓA: 2015-2020
Đề tài:
ỨNG DỤNG ARDUINO ĐỂ ĐO NHỊP
TIM, SP02, NHIỆT ĐỘ CƠ THỂ- HIỂN
THỊ TRÊN OLED TRUYỀN QUA
ESP8266
Mã số đề tài: 20 N15DCVT126
NỘI DUNG:
- CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ IoT
- CHƯƠNG II: TÌM HIỂU VỀ Node MCU, OLED
- CHƯƠNG III: TÌM HIỂU CẢM BIẾN ĐO NHỊP TIM VÀ NHIỆT ĐỘ
- CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠCH VÀ VIẾT CODE
- CHƯƠNG V: HOÀN THÀNH VÀ KẾT LUẬN
Sinh viên thực hiện: NGÔ MINH THOẠI
MSSV: N15DCVT126
Lớp: Đ15CQVT02-N
Giáo viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN TẤN NHÂN

MỤC LỤC
Mục lục......................................................................................................................................................i
Mục lục hình...........................................................................................................................................iii
Mục lục bảng..........................................................................................................................................vi
Lời mở đầu................................................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ IoT
1.1 Khái niệm về IoT............................................................................................................................2
1.2 Đặc điểm của IoT...........................................................................................................................3
1.3 Kiến trúc của IoT............................................................................................................................4
1.3.1 Lớp thiết bị/cảm biến thông minh (Smart device/ Sensor layer).....................4
1.3.2 Lớp giao tiếp mạng ( Network/ Communication layer).......................................5
1.3.3 Lớp dịch vụ quản lý (Management Service Layer)...............................................6
1.3.4 Lớp ứng dụng (Application Layer)...............................................................................6
1.4 Sự tương tác giữa các thành phần trong hệ thống IoT...................................................7
1.5 Thách thức và cơ hội của IoT trong tương lai ...................................................................8
1.5.1 Tính riêng tư và bảo mật....................................................................................................8
1.5.2 Chi phí .......................................................................................................................................9
1.5.3 Khả năng tương tác..............................................................................................................9
1.5.4 Quản lý dữ liệu ......................................................................................................................9
1.5.5 Năng lượng cung cấp cho hệ thống ..............................................................................9
1.6 Các lĩnh vực ứng dụng của IoT................................................................................................9
CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ ESP8266 VÀ OLED
2.1 Tìm hiểu về ESP8266...................................................................................................................10
2.1.1 Giới thiệu tổng quát.............................................................................................................10
2.1.2 Các dòng ESP hiện nay trên thị trường.......................................................................13
2.1.2.1 ESP 12..............................................................................................................................13
2.1.2.2 ESP 12E...........................................................................................................................13
2.1.3 Truyền thông trong module ESP....................................................................................15
2.1.4 Ứng dụng tạo Web Server của ESP..............................................................................15
2.1.5 Các chế độ hoạt động của ESP .......................................................................................16
2.1.5.1 Station (STA) Mode...................................................................................................16
2.1.5.2 Soft Access Point (AP) Mode................................................................................17
2.1.5.3 Mesh Mode ....................................................................................................................17
2.2 Node MCU........................................................................................................................................18
2.2.2 Sơ đồ chân................................................................................................................................18
2.2.3 Tính năng..................................................................................................................................19
2.2.4 Thông số kỹ thuật.................................................................................................................19
2.3 Tìm hiểu OLED ..............................................................................................................................19
2.3.2 Lịch sử ra đời..........................................................................................................................20
2.3.3 Cấu Tạo Oled..........................................................................................................................20 i

2.3.4 Phân biệt các loại Oled ................................................................................20
2.3.4.1 SMOLED và PLED .............................................................................21
2.3.4.2 AMOLED và PMOLED ......................................................................22
2.3.4.3 Phát sáng đáy, đỉnh và trong suốt. .......................................................23
2.3.5 Một số ứng dụng của oled trong vòng 30 năm đến nay ..............................24
2.3.6 Ưu điểm của Oled........................................................................................24
CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU CẢM BIẾN ĐO NHỊP TIM VÀ NHIỆT ĐỘ
3.1 Tìm hiểu cảm biến đo nhịp tim ...........................................................................29
3.1.1 Một số thông tin về nhịp tim .......................................................................29
3.1.2 Một số số thông tin về SPO2.......................................................................30
3.1.3 Cảm biến đo nhịp tim MAX300..................................................................32
3.2 Tìm hiểu cảm biến đo nhiệt độ DHT11 .............................................................. 33
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH VÀ VIẾT CODE CHO MẠCH
4.1 Sơ lược về đề tài .................................................................................................35
4.2 Lựa chọn linh kiện ..............................................................................................35
4.2.1 Node MCU ..................................................................................................35
4.2.2 OLED ..........................................................................................................35
4.2.3 Mạch giảm áp cấp nguồn.............................................................................36
4.2.4 Max 30100...................................................................................................36
4.2.5 DHT11......................................................................................................... 37
4.3 Thiết kế mạch......................................................................................................37
4.3.1 Lưu đồ thuật toán.........................................................................................37
4.3.2 Sơ đồ nguyên lý...........................................................................................38
4.3.3 Mô phỏng mạch...........................................................................................38
4.3.4 Mạch in........................................................................................................39
4.3.5 Mạch thực tế ................................................................................................39
4.4 Viết Code ............................................................................................................40
4.4.1 Phần mềm viết code.....................................................................................40
4.4.1.1 Arduino IDE.......................................................................................40
4.4.1.2 Visual Studio......................................................................................43
4.4.2 Code dùng cho mạch ...................................................................................46
CHƯƠNG 5: HOÀN THIỆN MẠCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ SẢN PHẨM
5.1 Kết quả thực hiện................................................................................................52
5.2 Đánh giá kết quả .................................................................................................52
5.3 Hướng phát triển đề tài .......................................................................................52
5.4 Một số hình ảnh minh hoạ kết quả thực tế..........................................................52
PHẦN KẾT LUẬN .................................................................................................54
Danh mục từ viết tắt ...............................................................................................vii
Danh mục tài liệu tham khảo.................................................................................viii
ii

MỤC LỤC HÌNH
Hình 1. 1 Internet of Things..............................................................................................................2
Hình 1. 2 Ba chiều trong kết nối IoT.............................................................................................2
Hình 1. 3 Các đặc điểm của IoT......................................................................................................3
Hình 1. 4 Kiến trúc của IoT...............................................................................................................4
Hình 1. 5 Công nghệ tích hợp trong IoT......................................................................................5
Hình 1. 6 Applications of the IoT...................................................................................................6
Hình 1. 7 Khả năng tương tác của các thành phần trong IoT.............................................7
Hình 1. 8 Không tương tác trong IoT ...........................................................................................8
Hình 1. 9 Tương tác trong IoT.........................................................................................................9
Hình 1. 10 Domains of IoT................................................................................................................10
Hình 2. 1 ESP-01 module by Ai-Thinker....................................................................................11
Hình 2. 2 Module ESP 12...................................................................................................................13
Hình 2. 3 Sơ đồ chân module ESP 12...........................................................................................13
Hình 2. 4 Module ESP 12E ...............................................................................................................14
Hình 2. 5 Sơ đồ chân module ESP 12E........................................................................................14
Hình 2. 6 Ứng dụng tạo web server của ESP ............................................................................15
Hình 2. 7 Giao thức truyền HTTP..................................................................................................16
Hình 2. 8 Module ESP ở chế độ Station (STA)........................................................................16
Hình 2. 9 Module ESP ở chế độ Soft Access Point (AP).....................................................17
Hình 2. 10 Module ESP ở chế độ Mesh Mode .........................................................................17
Hình 2. 11 Node MCU ........................................................................................................................18
Hình 2. 12 Sơ đồ chân của Node MCU........................................................................................18
Hình 2. 13 Màn hình Oled dạng nhỏ.............................................................................................19
Hình 2. 14 Cấu tạo Oled .....................................................................................................................20
Hình 2. 15 Hai loại oled SMOLED và POLED .......................................................................21
Hình 2. 16 Một số đặc điểm khác nhau giữa SMOLED và POLED...............................22
Hình 2. 17 Sự khác biệt giữa bố trí mạch điện kiểu chủ động AMOLED
và kiểu thụ động PMOLED .....................................................................................23
Hình 2. 18 Minh họa cho 3 loại cấu trúc phát sáng của màn hình OLED....................23
Hình 2. 19 Hai kiến trúc điều khiển ánh sáng phổ biến, trong đó loại phát
sáng đỉnh có hiệu quả hơn hẳn so với phát sáng đáy......................................24
Hình 2. 20 Kodak LS633, sản phẩm điện tử trang bị màn hình AMOLED
đầu tiên thế giới năm 2003.........................................................................................24
Hình 2. 21 TV OLED XEL-1 của Sony.......................................................................................25
Hình 2. 22 PS Vita sử dụng màn hình OLED 15″...................................................................25
Hình 2. 23 VOLED A1E đánh dấu 10 năm kể từ ngày Sony trình làng TV
OLED đầu tiên trên thế giới ....................................................................................26
Hình 2. 24 Màn hình OLED kích thước micro của eMagin, thường được dùng
trong y tế, quân sự. Mẫu màn hình mới nhất của họ cung cấp độ iii

phân giải 2K x 2K (2,048 x 2,48) siêu cao...........................................................26
Hình 2. 25 Pioneer là hãng đầu tiên thương mại hóa màn hình OLED trên
các hệ thống thông tin giải trí xe hơi năm 1997, chủ yếu là
loại PMOLED..................................................................................................................26
Hình 2. 26 Điện thoại S88 của BenQ là điện thoại trang bị AMOLED đầu
tiên trên thế giới...............................................................................................................27
Hình 2. 27 Máy nghe nhạc Ice Touch của Samsung, sản phẩm điện tử sử
dụng màn hình TOLED đầu tiên trên thế giới....................................................27
Hình 2. 28 Màn hình TRIMASTER OLED BVM-X300 được mệnh danh
là “huyền thoại studio” và được Sony tuyên bố là “màn hình
chính xác nhất thế giới”, trình diễn lần đầu năm 2014 và công
bố năm 2016 ......................................................................................................................28
Hình 3. 1 Các trạng thái nhịp tim....................................................................................................29
Hình 3. 2 Chỉ số SpO2 rất quan trọng đối với cơ thể.............................................................31
Hình 3. 3 Max30100 - cảm biến đo nhịp tim và nồng độ oxy trong máu.....................32
Hình 3. 4 Các chân kết nối của MAX30100..............................................................................33
Hình 3. 5 Sensor DHT11....................................................................................................................33
Hình 3. 6 Các chân kết nối của DHT11.......................................................................................34
Hình 4. 1 SSD1306 OLED ................................................................................................................35
Hình 4. 2 Mạch giảm áp LM2596 ..................................................................................................36
Hình 4. 3 Block diagram of Max30100 .......................................................................................36
Hình 4. 4 Sơ đồ chức năng của Max30100 ................................................................................37
Hình 4. 5 Sơ đồ thuật toán của mạch ............................................................................................37
Hình 4. 6 Sơ đồ nguyên lý của mạch ............................................................................................38
Hình 4. 7 Mạch mô phỏng 3D..........................................................................................................38
Hình 4. 8 Mạch in PCB.......................................................................................................................39
Hình 4. 9 Mạch thực tế........................................................................................................................39
Hình 4. 10 Start Arduino IDE ..........................................................................................................40
Hình 4. 11 Giao diện chương trình IDE sau khi khởi động ................................................40
Hình 4. 12 Arduino toolbar................................................................................................................41
Hình 4. 13 Arduino IDE Menu........................................................................................................41
Hình 4. 14 File Menu ...........................................................................................................................41
Hình 4. 15 Edit menu ...........................................................................................................................42
Hình 4. 16 Steck menu ........................................................................................................................42
Hình 4. 17 Tool menu..........................................................................................................................42
Hình 4. 18 Một số Board Arduino..................................................................................................43
Hình 4. 19 Giao diện Visual Studio đang khởi động .............................................................43
Hình 4. 20 Giao diện sau khởi động..............................................................................................44
Hình 4. 21 New Project trong VS...................................................................................................44
Hình 4. 22 Giao diện chính của chương trình ...........................................................................45
Hình 4. 23 Solution Explorer............................................................................................................45
Hình 4. 24 Giao diện lập trình..........................................................................................................46 iv

Hình 4. 25 Toolbar của Visual Studio ...................................................................... 46
Hình 5. 1 Thông số đo hiển thị trên Oled ................................................................. 52
Hình 5. 2 Giao diện chính của trang web ................................................................. 53
Hình 5. 3 Tạo trang đăng nhập nhằm để bảo mật thông tin truyền nhận.................. 53
Hình 5. 4 Kết quả đo hiển thị trên giao diện web ..................................................... 53
v

MỤC LỤC BẢNG
Bảng 2. 1 Ai-Thinker modules.........................................................................................................13
Bảng 3. 1 Bảng tiêu chuẩn nhịp tim ..............................................................................................29
Bảng 3. 2 Mô tả các chân kết nối của Max30100....................................................................33
Bảng 3. 3 Mô tả các chân kết nối của DHT11 ..........................................................................34
Bảng 4.1 Sơ đồ kết nối chân Oled SSD1306.............................................................................35
vi

LỜI MỞ ĐẦU
LỜI MỞ ĐẦU
Với sự phát triển của cuộc sống, con người ngày càng quan tâm nhiều hơn về sức
khoẻ của mình, và cùng với sự phát triển vượt bậc cùa các công nghệ hiện đại ngày
nay thì việc chăm sóc sức khoẻ của con người được kiểm soát một cách dễ dàng thông
qua các thiết bị thông minh.
Mối liên kết đặt biệt giữa sức khoẻ con người với các thiết bị điện tử và các công
nghệ hiện đại tạo nên một hệ thống IoT và ứng dụng trực tiếp trong ngành điện tử-y
sinh ngày nay.
Dấu hiệu sinh tồn của sự sống bao gồm 4 dấu hiệu: mạch, nhiệt độ, huyết áp, nhịp
thở. Trong các ca cấp cứu khẩn cấp người ta luôn luôn phải đo 4 thông số này để theo
dõi bệnh nhân. Ngày nay, khi khoa học phát triển người ta đưa thêm vào dấu hiệu sinh
tồn thứ 5 đó là nồng độ bão hòa Oxy trong máu.
Nếu trong máu thiếu oxy thì các phản ứng oxy hóa trong cơ thể sẽ chậm đi và không
đủ đáp ứng nhu cầu năng lượng cho cơ thể, ngoài ra, thiếu oxy cũng sẽ ảnh hưởng
đến quá trình trao đổi chất, cơ thể sẽ không thể đào thải các chất độc ra ngoài… Do đó,
đối với người bệnh và ngay cả người bình thường, việc xác định nhanh chóng và chính
xác nồng độ oxy bão hòa trong máu là hết sức cần thiết.
Để đo nhịp tim, thay cho phương pháp cảm biến áp suất bằng một phương pháp để
lấy được tín hiệu đồng bộ với nhịp tim mà không làm ảnh hưởng tới sự lưu thông máu
tại nơi đặt cảm biến thì sẽ nâng cao độ chính xác cho phép đo. Nghiên cứu này đề xuất
phương pháp đo nhịp tim và nồng độ oxy trong máu, nhiệt độ bằng phương pháp
không xâm lấn, có nghĩa là không tác động đến cơ thể bệnh nhân.
Bài báo cáo có thể là một giải pháp hữu ích cho các cá nhân, hộ gia đình, bệnh
viện… trong việc chăm sóc và theo dõi bệnh nhân hoặc ứng dụng trong trường học để
tìm hiểu về cơ chế hoạt động của nhịp tim, thực hành vận dụng các kiến thức đã học về
điện tử y sinh trong việc thiết kế và thi công một thiết bị đo, giám sát nhịp tim đơn
giản và hiệu quả.
Thông qua bài báo cáo em cũng xin chân thành cảm ơn đến Thầy Nguyễn Tấn
Nhân, Thầy đã luôn tận tình hỗ trợ, giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đồ án.
Ngoài ra em cũng cảm ơn đến toàn thể quý Thầy Cô thuộc khoa Viễn Thông 2 tại
Học Viện đã dạy em những kiến thức trong những năm qua để em có cơ hội ứng dụng
vào đồ án cuối khoá này.
Em xin chân thành cảm ơn!
TpHCM, Tháng 12 Năm 2019
Sinh Viên Thực Hiện
Ngô Minh Thoại

SVTH: NGÔ MINH THOẠI LỚP: D15CQVT02-N Trang 1

1.1 Khái niệm về IoT
IoT: Internet of Things hay hiểu theo các khác là Internet kết nối vạn vật
Theo nghĩa đơn giản và gần gũi nhất: Là một hệ thống mạng lưới các thiết bị được
kết nối internet, có thể thu thập và trao đổi dữ liệu với nhau [1]
Hình 1. 1 Internet of Things
IoT dự kiến sẽ tích hợp rất nhiều công nghệ mới, chẳng hạn như các công nghệ
thông tin machine-to-machine, mạng tự trị, khai thác dữ liệu và ra quyết định, bảo vệ
sự an ninh và sự riêng tư, điện toán đám mây. Như hình 1.2 bên dưới, một hệ thống
thông tin trước đây đã mang đến 2 chiều – “Any TIME” và “Any PLACE”. Giờ IoT đã
tạo thêm một chiều mới trong hệ thống thông tin đó là “Any THING” [2]
Hình 1. 2 Ba chiều trong kết nối IoT

1.2 Đặc điểm của IoT
Một hệ thống thông thường của IoT gồm có các đặc điểm cơ bản như sau:
Khả năng kết nối (Interconnectivity): Liên quan đến IoT, mọi thứ đều có thể kết
nối với cơ sở hạ tầng thông tin và truyền thông toàn cầu.
Các dịch vụ liên quan đến mọi thứ (Things-related services): IoT có khả năng
cung cấp dịch vụ liên quan đến các đặt điểm của sự việc, sự vật, chẳng hạn như tạo ra
sự thống nhất ngữ nghĩa giữa môi trường vật lý với môi trường ảo có mối quan hệ liên
quan với nhau . Để đáp ứng được điều này, cần phải có sự biến đổi thông tin từ các
nguồn vật lý sang một dạng thông tin khác để tương ứng với loại dịch vụ truy cập
Tính không đồng nhất (Heterogeneity): Các thiết bị trong IoT không cần phải
đồng nhất với nhau về các nền tảng phần cứng và mạng. Khi hoà vào mạng IoT, chúng
có thể tương tác với với nhau nhờ vào các thiết bị hoặc nền tảng dịch vụ khác thông
qua mạng khác nhau.
Thay đổi động (Dynamic changes): Trạng thái của thiết bị trong Iot thay đổi linh
hoạt, ví dụ: ngủ và thức dậy, kết nối và / hoặc ngắt kết nối như cũng như bối cảnh của các
thiết bị bao gồm vị trí và tốc độ. Hơn nữa, số lượng thiết bị có thể thay đổi linh hoạt.
Quy mô rất lớn (Enormous scale): Số lượng thiết bị cần phải được quản lý chặt
chẽ hoặc ít nhất là quản lý giao tiếp giữa các thiết bị với nhau trong một hệ thống.
Quan trọng hơn nữa là việc quản lý dữ liệu tạo ra và sự tương thích giữa các thành
phần với nhau nhằm vào mục đích cuối cùng của ứng dụng. Điều này liên quan đến
ngữ nghĩa của dữ liệu, cũng như hiệu quả xử lý dữ liệu.
An toàn (Safety): Bên cạnh những lợi ích từ IoT mang lại, chúng ta cũng phải chú
ý đến việc an toàn trong hệ thống Iot. Cả phía người cung cấp và người dùng IoT,
chúng ta cần phải thiết kế một hệ thống cho an toàn. Điều này bao gồm sự an toàn của
cá nhân tổ chức. Đảm bảo rằng toàn bộ hệ thống phải thuộc một mô hình bảo mật từ
điểm đầu đến điểm cuối của mạng Iot để dữ liệu di chuyển trên các tuyến khác nhau
không bị đánh cấp hay rò rỉ thông tin
Kết nối (Connectivity): Cho phép người dùng truy cập vào mạng và cung cấp
những tính năng tương thích với nhu cầu sử dụng, tính toán khả năng tiêu thụ để tối ưu
hoá khả năng tiêu thụ chung và sử dụng để liên lạc giữa các cá nhân hoặc nhóm
Hình 1. 3 Các đặc điểm của IoT

1.3 Kiến trúc của IoT
Kiến trúc IOT bao gồm các lớp công nghệ khác nhau đươc hợp nhất lại với nhau
thông qua Internet. Nó phục vụ để minh họa cách khác nhau các công nghệ liên quan
với nhau và để truyền đạt khả năng mở rộng, mô đun hóa và cấu hình của các triển
khai IOT trong các kịch bản khác nhau. Hình sau cho thấy kiến trúc chi tiết của một hệ
thống IOT. Chức năng của mỗi lớp được mô tả dưới đây:
Hình 1. 4 Kiến trúc của IoT
1.3.1 Lớp thiết bị / cảm biến thông minh (Smart device/ Sensor layer):
Lớp thấp nhất được tạo thành từ các thiết bị thông minh được tích hợp với cảm
biến. Các cảm biến cho phép kết nối vật lý và thế giới kỹ thuật số cho phép thông tin
theo thời gian thực thu thập và xử lý thông tin.
Có nhiều loại cảm biến cho các mục đích khác nhau. Các cảm biến có khả năng
lấy các phép đo như nhiệt độ, chất lượng không khí, tốc độ, độ ẩm, áp suất, dòng chảy,
chuyển động và điện,…một số trường hợp, chúng cũng có thể có một mức độ bộ nhớ,
cho phép chúng để ghi lại một số phép đo nhất định.
Một cảm biến có thể đo tính chất vật lý và chuyển đổi thành tín hiệu để tương tác
với các thiết bị khác trên đường truyền internet

Các cảm biến được nhóm lại theo mục đích riêng của nó như nhóm cảm biến môi
trường , cảm biến cơ thể, cảm biến thiết bị gia đình và xe, cảm biến viễn thông,…
Hầu hết các cảm biến yêu cầu kết nối với các cổng cảm biến. Điều này có thể ở
dạng Mạng cục bộ (LAN) như vậy như kết nối Ethernet và Wi-Fi hoặc Mạng cá nhân
(PAN) như ZigBee, Bluetooth và Ultra Wideband (UWB).
Đối với các cảm biến không yêu cầu kết nối với cảm biến tập hợp, kết nối của
chúng cần phải có máy chủ / ứng dụng có thể được cung cấp bằng Mạng Wide Area
(WAN) như GSM, GPRS và LTE.
Cảm biến rằng sử dụng kết nối năng lượng thấp và tốc độ dữ liệu thấp, chúng
thường mạng dạng thường được gọi là mạng cảm biến không dây (WSN). WSN đang
trở nên phổ biến khi họ có thể chứa nhiều nút cảm biến hơn trong khi vẫn giữ đủ lượng
pin và hoạt động trong các khu vực lớn.
1.3.2 Lớp giao tiếp mạng ( Network/ Communication layer)
Khối lượng dữ liệu khổng lồ sẽ được tạo ra bởi các cảm biến nhỏ bé này và điều
này đòi hỏi một “con đường” chuyển tải thông tin có hiệu suất cao và mạnh mẽ hoặc
hạ tầng mạng không dây hoàn hảo
Hiện nay các mạng, thường được gắn với các giao thức rất khác nhau, đã được
được sử dụng để hỗ trợ các mạng máy-máy (M2M). Với nhu cầu cần thiết để phục vụ
một phạm vi rộng hơn các dịch vụ và ứng dụng IOT như tốc độ cao dịch vụ giao dịch,
ứng dụng nhận biết ngữ cảnh, v.v. nhiều mạng với các công nghệ và quyền truy cập
khác nhau các giao thức là cần thiết để làm việc với nhau trong một cấu hình không
đồng nhất. Các mạng này có thể nằm trong hình thức của một mô hình tư nhân, công
cộng hoặc lai và được xây dựng để hỗ trợ các yêu cầu truyền thông về độ trễ, băng
thông hoặc bảo mật. Cổng khác nhau (vi điều khiển, bộ vi xử lý ...) và mạng cổng (WI-
FI, GSM, GPRS) được hiển thị trong hình 1.5 sau:
Hình 1. 5 Công nghệ tích hợp trong IoT

1.3.3 Lớp dịch vụ quản lý (Management Service Layer) [3]
Dịch vụ quản lý ám chỉ việc xử lý thông tin có thể thông qua phân tích, kiểm soát
bảo mật, mô hình hóa quy trình và quản lý các thiết bị.
Một trong những tính năng quan trọng của lớp dịch vụ quản lý là các công cụ quy
tắc kinh doanh và quy trình. IOT mang đến kết nối và tương tác của các đối tượng và
hệ thống với nhau cung cấp thông tin dưới dạng sự kiện hoặc dữ liệu theo ngữ cảnh
chẳng hạn như nhiệt độ của hàng hóa, vị trí hiện tại và dữ liệu giao thông.
Một số các sự kiện này yêu cầu lọc hoặc định tuyến để gửi bài hệ thống xử lý như
thu thập dữ liệu cảm giác định kỳ, trong khi những người khác yêu cầu phản ứng với
các tình huống trước mắt như vậy như phản ứng với các trường hợp khẩn cấp về tình
trạng sức khỏe của bệnh nhân. Các công cụ quy tắc hỗ trợ việc xây dựng logic quyết
định và kích hoạt các quy trình tương tác và tự động để cho phép nhiều hơn hệ thống
IOT đáp ứng.
Trong lĩnh vực phân tích, các công cụ phân tích khác nhau được sử dụng để trích
xuất thông tin liên quan từ lượng lớn dữ liệu thô và được xử lý với tốc độ nhanh hơn
nhiều. Phân tích như trong phân tích bộ nhớ cho phép khối lượng lớn dữ liệu được lưu
trữ trong bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) thay vì được lưu trữ trong vật lý đĩa.
Phân tích trong bộ nhớ giúp giảm thời gian truy vấn dữ liệu và tăng tốc độ ra quyết
định. Phân tích phát trực tuyến là một hình thức phân tích khác trong đó phân tích dữ
liệu, được coi là dữ liệu chuyển động, yêu cầu phải được thực hiện trong thời gian thực
để quyết định có thể được đưa ra trong vài giây
Quản lý dữ liệu là khả năng quản lý thông tin dữ liệu lưu lượng. Với quản lý dữ
liệu trong lớp dịch vụ quản lý, thông tin có thể được truy cập, tích hợp và kiểm soát.
Cao hơn ẩn danh, tích hợp dữ liệu và đồng bộ hóa dữ liệu, là được sử dụng để ẩn
các chi tiết của thông tin trong khi cung cấp chỉ những thông tin cần thiết có thể sử
dụng được các ứng dụng. Với việc sử dụng trừu tượng hóa dữ liệu, thông tin có thể
được trích xuất để cung cấp một cái nhìn kinh doanh chung về dữ liệu cho đạt được sự
nhanh nhẹn hơn và tái sử dụng trên các lĩnh vực.
Bảo mật phải được thực thi trên toàn bộ kích thước của kiến trúc IOT ngay từ lớp
thấp nhất đến lớp cao nhất . Bảo mật của hệ thống ngăn chặn xâm nhập hệ thống và
truy cập bởi nhân viên trái phép, do đó làm giảm khả năng rủi ro
1.3.4 Lớp ứng dụng (Application Layer)
Lớp này bao gồm nhiều ứng dụng thuộc các lĩnh vực / không gian thông minh khác
nhau trong mọi phương diện đời sống như: Giao thông vận tải, quản lý tòa nhà, thành phố,
lối sống, bán lẻ, nông nghiệp, nhà máy, chuỗi cung ứng, cảnh báo khẩn cấp, chăm sóc sức
khỏe, tương tác người dùng, văn hóa và du lịch, môi trường và Năng lượng….
Hình 1. 6 Applications of the IoT

1.4 Sự tương tác giữa các thành phần trong hệ thống IoT
IoT nhằm mục đích tích hợp thế giới vật lý với thế giới ảo bằng cách sử dụng
Internet làm phương tiện để giao tiếp và trao đổi thông tin giữa các thiết bị cơ bản và
công nghệ truyền thông. Tuy nhiên, sự không đồng nhất của giữa các thành phần bên
trong là thách thức lớn cho một hệ thống IoT được hoạt động tốt hay không và đây là
khả năng để người dùng tương tác giữa các thiết bị với khả năng truy cập dữ liệu.
Khả năng tương tác là một thách thức chính trong các lĩnh vực của Internet vạn vật
(IoT). Điều này là do cấu trúc nội tại của IoT như:
Nguồn dữ liệu của nhiều hệ thống (thiết bị thông minh, cảm biến, thiết bị thường,
v.v.) những hệ thống rộng lớn này được hình thành bởi rất nhiều nhà sản xuất và được
thiết kế cho nhiều mục đích khác biệt và nhằm nhiều mục tiêu các lĩnh vực ứng dụng
đa dạng, làm cho nó cực kỳ khó khăn để đạt được các thỏa thuận toàn cầu và đặc điểm
kỹ thuật được chấp nhận rộng rãi;
Sự cố định và thay đổi: những luồng truy cập thất thường (thậm chí không được xem
xét khi bắt đầu) xâm nhập (và rời khỏi) môi trường IoT mọi lúc vào hệ thống cố định từ
trước và những luồng truy cập thất thường này đòi hỏi phải được hỗ trợ các định dạng và
giao thức không lường trước của chúng để giao tiếp và chia sẻ dữ liệu trong IoT;
Và khó để mô tả / mô hình hoá một hệ thống IoT do sự tồn tại của nhiều định dạng
dữ liệu, được mô tả bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau, có thể chia sẻ (hoặc không) các
nguyên tắc mô hình tương tự
Tất cả các điều này đủ điều kiện để khẳng định tương tác trong IoT là một vấn đề
có tính chất phức tạp.
Khả năng tương tác là: khả năng của hai hoặc nhiều hệ thống hoặc các thành phần
bên trong một hệ thống trao đổi dữ liệu và sử dụng thông tin [3]
Hình 1. 7 Khả năng tương tác của các thành phần trong IoT
Khả năng tương tác kỹ thuật (Technical Interoprerability) thường là khả năng
liên kết với thành phần phần cứng / phần mềm, hệ thống và nền tảng cho phép giao
tiếp giữa máy với máy. Điều này thường tập trung vào khả năng tương tác (giao tiếp)
các giao thức và cơ sở hạ tầng cần thiết cho các giao thức đó vận hành.
Khả năng tương tác cú pháp (Sytactical Interoprerability) thường là khả năng
liên kết với dữ liệu. Chắc chắn, các tin nhắn được chuyển bởi giao thức truyền thông

cần phải có một cú pháp được xác định rõ và mã hóa, ngay cả khi nó chỉ ở dạng bảng
bit. Tuy nhiên, nhiều giao thức mang dữ liệu hoặc nội dung và điều này có thể được
biểu diễn bằng các cú pháp chuyển cấp cao như HTML, XML
Khả năng tương tác ngữ nghĩa (Semantic Interoprerability) thường gắn liền với
ý nghĩa của nội dung và sự quan tâm đến con người hơn là ngôn ngữ máy. Do đó, khả
năng tương tác trên cấp độ này có nghĩa là có một sự hiểu biết chung giữa những
người có ý nghĩa của nội dung (thông tin) được trao đổi.
Khả năng tương tác tổ chức ( Organisational Interoprerability) như tên của nó,
là khả năng của các tổ chức để giao tiếp hiệu quả và chuyển dữ liệu (có ý nghĩa)
(thông tin) mặc dù chúng có thể được sử dụng nhiều hệ thống thông tin khác nhau cơ
sở hạ tầng rộng rãi khác nhau, có thể trên khắp khác nhau khu vực địa lý và văn hóa.
Khả năng tương tác tổ chức có thành công hay không là nhờ vào các khả năng tương
tác của các lớp phía dưới
Hình 1. 8 Không tương tác trong IoT
Hình 1. 9 Tương tác trong IoT
Hình 1.8 & 1.9 cho thấy sự khác biệt giữa không tương tác & tương tác trong IoT. Khả
năng tương tác kỹ thuật chỉ đảm bảo chính xác truyền bit nhưng không nói gì về
ý nghĩa của các bit này và ý nghĩa của thông tin mà chúng chúng mang, thậm chí cho dù
đó là giọng nói, video hoặc dữ liệu. Đây là nhiệm vụ của tiêu chuẩn trên lớp cú pháp,
định nghĩa cú pháp cụ thể dịch vụ. Trong khi các tiêu chuẩn cho kỹ thuật và cú pháp
khả năng tương tác cung cấp cho dữ liệu độc lập nội dung trao đổi, khả năng tương tác
ngữ nghĩa là ứng dụng cao cụ thể và do đó tùy thuộc vào nội dung cụ thể của dịch vụ.
1.5 Thách thức và cơ hội của IoT trong tương lai
1.5.1 Tính riêng tư và bảo mật
Khi IoT trở thành một yếu tố chính của Internet tương lai và việc sử dụng
Internet of Things cho quy mô lớn đòi hỏi phải gắn liền với nhiệm vụ quan trọng là
đảm bảo quyền riêng tư và bảo mật đầy đủ cho người dùng và toàn hệ thống.
Những thách thức mới được xác định cho quyền riêng tư, niềm tin và độ tin cậy là:
▪ Cung cấp niềm tin và chất lượng thông tin trong các mô hình thông tin
được chia sẻ để cho phép sử dụng lại trên nhiều ứng dụng.
▪ Cung cấp trao đổi dữ liệu an toàn giữa các thiết bị IoT và người tiêu dùng
thông tin của họ.
▪ Cung cấp cơ chế bảo vệ cho các thiết bị dễ bị xâm nhập

1.5.2 Chi phí
IOT sử dụng công nghệ để kết nối các đối tượng vật lý với Internet. Để áp dụng
IOT phát triển, chi phí của các thành phần cần thiết để hỗ trợ các khả năng như cảm
biến, cơ chế theo dõi và kiểm soát cần phải giảm chi phí tốn kém trong những năm tới
1.5.3 Khả năng tương tác
Trong Internet truyền thống, khả năng tương tác là cơ bản nhất giá trị cốt lõi; yêu
cầu đầu tiên của kết nối Internet là các hệ thống được kết nối giữa các thành phố có thể
nói chuyện với nhau giao thức và mã hóa. Các ngành công nghiệp khác nhau ngày nay
sử dụng các tiêu chuẩn khác nhau để hỗ trợ các ứng dụng của họ. Với nhiều nguồn dữ
liệu và thiết bị không đồng nhất, việc sử dụng giao diện chuẩn giữa các thực thể đa
dạng này trở thành quan trọng. Điều này đặc biệt đúng đối với các ứng dụng hỗ trợ tổ
chức chéo và ranh giới hệ thống khác nhau. Do đó, các hệ thống IOT cần xử lý mức độ
tương tác cao.
1.5.4 Quản lý dữ liệu
Quản lý dữ liệu là một khía cạnh quan trọng trong Internet of Things. Khi xem
xét một hệ thống của các đối tượng kết nối với nhau và liên tục trao đổi tất cả các loại
thông tin, khối lượng của dữ liệu được tạo ra và các quy trình liên quan đến việc xử lý
của những dữ liệu đó trở nên quan trọng.
1.5.5 Năng lượng cung cấp cho hệ thống
Một trong những thách thức thiết yếu trong IoT là làm thế nào để kết nối những thứ
khác nhau theo một cách có thể tương tác tốt với nhau mà hạn chế được năng lượng tiêu
thụ, biết rằng giao tiếp là nhiệm vụ tiêu thụ năng lượng nhất trên các thiết bị.
1.6 Các lĩnh vực ứng dụng của IoT
IOsL (Internet of smart living): Internet của cuộc sống thông minh
Thiết bị điều khiển từ xa
Nhà thông minh
Thời tiết
Thiết bị giám sát và cảnh báo
IOsC (Internet of smart cities): Internet của các thành phố thông minh
Theo dõi chất lượng cấu trúc hạ tầng của thành phố
Quản lý đỗ xe, giao thông thông minh
Quản lý chất thải, môi trường, năng lượng
Quản lý hệ thống đèn, điện, nước của thành phố
IOsEv (Internet of smart environment): Internet của môi trường thông minh
Giám sát chất lượng không khí
Giám sát, cảnh báo cháy rừng
Thời tiết, chất lượng nước
Cảnh báo lũ
IOsE (Internet of smart energy): Internet của năng lượng thông
minh Mạng lưới điện thông minh
Hệ thống năng lượng gió thông minh
Bộ điều khiển năng lượng điện thông minh

IOsI (Internet of smart industry): Internet của công nghiệp thông minh
Giám sát và cảnh báo khí nổ, chất độc hại
Theo dõi và cảnh báo tình trạng thiết bị công nghiệp
IOsH (Internet of smart health): Internet của sức khoẻ thông
minh Hệ thống giám sát bệnh nhân
Đo kiểm các hoạt động thể chất
Nha khoa thông minh
IOsA (Internet of smart agriculture): Internet của nông nghiệp thông minh
Nhà cây trồng thông minh
Hệ thống theo dõi, phun tưới, phân bón thông minh
Hệ thống chăm sóc động vật thông minh
Hình 1. 10 Domains of IoT

2.1 Tìm hiểu về ESP8266
2.1.1 Giới thiệu tổng quát
ESP8266 là dòng chip tích hợp Wi-Fi 2.4Ghz có thể lập trình được, rẻ tiền được
sản xuất bởi một công ty bán dẫn Trung Quốc: Espressif Systems.[4]
Được phát hành đầu tiên vào tháng 8 năm 2014, đóng gói đưa ra thị trường dạng
Mô đun ESP-01, được sản xuất bởi bên thứ 3: AI-Thinker. Có khả năng kết nối
Internet qua mạng WiFi một cách nhanh chóng và sử dụng rất ít linh kiện đi kèm.Với
giá cả có thể nói là rất rẻ so với tính năng và khả năng ESP8266 có thể làm được.
ESP8266 có một cộng đồng các nhà phát triển trên thế giới rất lớn, cung cấp nhiều
Module lập trình mã mở giúp nhiều người có thể tiếp cận và xây dựng ứng dụng rất
nhanh.
Hiện nay tất cả các dòng chip ESP8266 trên thị trường đều mang nhãn
ESP8266EX, là phiên bản nâng cấp của ESP8266.
Hình 2. 1 ESP-01 module by Ai-Thinker
➢ Thông số phần cứng
- 32-bit RISC CPU : Tensilica Xtensa LX106 running at 80 MHz
- Hỗ trợ Flash ngoài từ 512KiB đến 4MiB
- 64KBytes RAM thực thi lệnh
- 96KBytes RAM dữ liệu
- 64KBytes boot ROM
- Chuẩn wifi EEE 802.11 b/g/n, Wi-Fi 2.4 GHz Tích hợp TR switch, balun,
LNA, khuếch đại công suất và matching network
- Hỗ trợ WEP, WPA/WPA2, Open network
- Tích hợp giao thức TCP/IP
- Hổ trợ nhiều loại anten
- 16 chân GPIO
- Hổ trợ SDIO 2.0, UART, SPI, I2C, PWM,I2S với DMA
- 1 ADC 10-bit
- Dải nhiệt độ hoạt động rộng : -40C ~ 125C

➢ Các loại module
Đây là loạt mô-đun ESP8266 đầu tiên được sản xuất bởi nhà bên thứ ba Ai-
Thinker và vẫn sản xuất sẵn rộng rãi nhất cho đến nay. Chúng được gọi chung
là "Các module ESP-xx" [5], tuỳ vào mỗi loại module khác nhau sẽ có thêm
nhiều tính năng bổ sung khác nhau, phát triển hơn.

Bảng 2. 1 Ai-Thinker modules
2.1.2 Các dòng ESP hiện nay trên thị trường
Hiện nay trên thị trường có nhiều module ESP như chúng ta có thể thấy theo như
bảng 2.1 bên trên, sau đây là một vài module thường được sử dụng rộng rãi nhất và có
ứng dụng nhiều nhất với các ưu điểm nổi bật:
2.1.2.1 ESP 12
Hình 2. 2 Module ESP 12
➢ Sơ đồ chân
Hình 2. 3 Sơ đồ chân module ESP 12

➢ Tính năng
- Sử dụng nguồn 3.3v
- Tích hợp anten PCB trace trên module
- Tiêu chuẩn wifi : 802.11b/g/n, với tần số 2.4GHz và hổ trợ bảo
mật WPA/WPA2
- Khoảng cách giữa các chân 2mm
2.1.2.2 ESP 12E
Hình 2. 4 Module ESP 12E
➢ Sơ đồ chân
Hình 2. 5 Sơ đồ chân module ESP 12E

➢ Tính năng
- Sử dụng nguồn 3.3v
- Tích hợp anten PCB trace trên module
- 4MB flash
- Tiêu chuẩn wifi : 802.11b/g/n, với tần số 2.4GHz và hổ trợ bảo
mật WPA/WPA2
- Khoảng cách giữa các chân 2mm
2.1.3 Truyền thông trong module ESP
Lớp truyền thông hỗ trợ kết nối các thiết bị. Nhiều giao thức có thể sử dụng trong
lớp này như HTTP/HTTPS, MQTT 3.1/3.1.1, CoAP (Constrained Application
Protocol). Trong đó, HTTP là giao thức lâu đời và phổ biến nhất nên có nhiều thư viện
hỗ trợ. Vì đó là giao thức dựa trên ký tự đơn giản nên nhiều thiết bị nhỏ như bộ điều
khiển 8 bit đều có thể hỗ trợ HTTP. Các thiết bị 32 bit lớn hơn có thể sử dụng các thư
viện HTTP client đầy đủ.
Có một số giao thức được tối ưu riêng cho IoT, trong đó nổi bật nhất là 2 giao thức
MQTT và CoAP:
- MQTT được phát minh vào năm 1999 để giải quyết các vấn đề của hệ thống
nhúng và SCADA. Giao thức MQTT có phần mào đầu nhỏ (chỉ 2
byte/message), chạy được trên nền TCP và có khả năng chịu được môi trường
mạng thường bị gián đoạn và suy hao cao. Ủy ban kỹ thuật của tổ chức tiêu
chuẩn OASIS đang xem xét chuẩn hóa phiên bản MQTT hiện nay.
- Giao thức CoAP do tổ chức tiêu chuẩn IETF xem xét phát triển trên cơ sở
HTTP nhưng dựa trên mã nhị phân chứ không phải ký tự nên nhỏ gọn hơn, có
thể chạy trên nền UDP
2.1.4 Ứng dụng tạo Web Server của ESP
Máy chủ Web (Web Server) là nơi lưu trữ, xử lý và cung cấp các trang web cho
các Web client. Web client không là gì ngoài một trình duyệt web được cài đặt trên
máy tính hoặc điện thoại di động của chúng ta. Giao tiếp giữa máy khách (client) và
máy chủ (server) diễn ra thông qua một giao thức đặc biệt gọi là giao thức truyền siêu
văn bản (HTTP – Hypertext Transfer Protocol).
Hình 2. 6 Ứng dụng tạo web server của ESP
Trong giao thức này, máy khách bắt đầu giao tiếp bằng cách đưa ra yêu cầu một
trang web cụ thể bằng HTTP và máy chủ phản hồi với nội dung của trang web đó hoặc
thông báo lỗi nếu không thể thực hiện (Lỗi 404). Các trang được cung cấp bởi một
máy chủ chủ yếu là các tài liệu HTML.

Tất cả các trang web được lưu trữ trên một số máy chủ web, chủ yếu là hệ điều
hành dựa trên Linux được sử dụng trên web server. Bất kỳ máy tính nào cũng có thể
được chuyển đổi thành web server, miễn là nó được kết nối với mạng.
Hình 2. 7 Giao thức truyền HTTP
2.1.5 Các chế độ hoạt động của ESP
Một trong những tính năng tuyệt vời nhất mà ESP8266 cung cấp là nó không chỉ
kết nối với mạng WiFi hiện có và hoạt động như một Web Server, mà còn có thể thiết
lập một mạng riêng, cho phép các thiết bị khác kết nối trực tiếp với nó và truy cập các
trang web. Điều này là có thể bởi vì ESP8266 có thể hoạt động ở ba chế độ khác nhau:
Station mode, Soft Access Point mode và cả hai cùng một lúc
2.1.5.1 Station (STA) Mode
ESP8266 kết nối với mạng WiFi hiện có (được tạo bởi bộ định tuyến không dây
của bạn) được gọi là Trạm (STA – Station)
Hình 2. 8 Module ESP ở chế độ Station (STA)

2.1.5.2 Soft Access Point (AP) Mode
ESP8266 tạo ra mạng WiFi của riêng mình và hoạt động như một trung tâm
(Giống như bộ định tuyến WiFi) cho một hoặc nhiều trạm được gọi là điểm truy cập
(AP – Access Point).
Không giống như bộ định tuyến WiFi, nó không có giao diện với mạng có dây.
Vì vậy, chế độ hoạt động như vậy được gọi là điểm truy cập mềm (Soft Access Point).
Ngoài ra số lượng trạm tối đa có thể kết nối với nó được giới hạn là năm
Hình 2. 9 Module ESP ở chế độ Soft Access Point (AP)
2.1.5.3 Mesh Mode
Đây là chế độ kết hợp của 2 chế độ trên. Điều này cung cấp khả năng xây dựng
các mạng dạng lưới (mesh network)
Hình 2. 10 Module ESP ở chế độ Mesh Mode

2.2 Node MCU
NodeMCU là một nền tảng IoT mã nguồn mở . [6] Nó bao gồm firmware mà chạy
trên ESP8266 Wi-Fi SoC từ Systems Espressif, và phần cứng mà là dựa trên các mô-
đun ESP-12. Thuật ngữ "NodeMCU" theo mặc định dùng để chỉ phần sụn thay vì bộ
công cụ phát triển. Phần sụn sử dụng ngôn ngữ kịch bản Lua . Nó dựa trên dự án eLua
và được xây dựng trên SDK Espressif Non-OS cho ESP8266. Nó sử dụng nhiều dự án
nguồn mở, chẳng hạn như lua-cjson [7] và SPIFFS [8]
Mạch này có bán rộng rãi trên thị trường, tiện lợi khi phát triển, và được cung cấp
đầy đủ mạch nguyên lý, mở về phần cứng. Chip USB-TTL hỗ trợ DTR và RTS cho
phép phần mềm nạp esptool.py có thể điều khiển ESP8266 vào chế độ nạp luôn mà
không cần thao tác phần cứng nào.
Hình 2. 11 Node MCU
2.2.2 Sơ đồ chân
Hình 2. 12 Sơ đồ chân của Node MCU

2.2.3 Tính năng
Kit RF thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU là kit phát triển dựa trên nền chip Wifi
SoC ESP8266 với thiết kế dễ sử dụng và đặc biệt là có thể sử dụng trực tiếp trình biên
dịch của Arduino để lập trình và nạp code, điều này khiến việc sử dụng và lập trình các
ứng dụng trên ESP8266 trở nên rất đơn giản
Kit RF thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU được dùng cho các ứng dụng cần kết
nối, thu thập dữ liệu và điều khiển qua sóng Wifi, đặc biệt là các ứng dụng liên quan
đến IoT.
Kit RF thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU sử dụng chip nạp và giao tiếp UART
mới và ổn định nhất là CP2102 có khả năng tự nhận Driver trên tất cả các hệ điều hành
Window và Linux, đây là phiên bản cải tiến từ dòng sử dụng IC nạp và giao tiếp
UART giá rẻ kém ổn định CH340.
2.2.4 Thông số kỹ thuật
IC chính: ESP8266 Wifi SoC.
Phiên bản firmware: Node MCU.
Chip nạp và giao tiếp UART: CP2102.
GPIO tương thích hoàn toàn với firmware - Node MCU.
Cấp nguồn: 5VDC MicroUSB hoặc Vin.
GIPO giao tiếp mức 3.3VDC
Tích hợp Led báo trạng thái, nút Reset, Flash.
Tương thích hoàn toàn với trình biên dịch Arduino
2.3 Tìm hiểu OLED
Điốt phát quang hữu cơ hay OLED (Organic light-emitting diode) hay điốt phát
sáng hữu cơ là một loại điốt phát quang (LED) trong đó lớp phát xạ điện quang là một
màng thuốc (film) làm bằng vật liệu là một loại chất bán dẫn hữu cơ có khả năng phát
sáng khi có dòng điện chạy qua. Lớp phát sáng này, được đặt giữa hai điện cực và
thường thì ít nhất một trong hai điện cực này là trong suốt.
Điốt phát sáng hữu cơ được dùng với vai trò hiển thị số (digital display) trong các
thiết bị như màn hình của tivi, máy vi tính, điện thoại di động, máy chơi điện tử cầm
tay, và thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân (PDA).
Hiện nay, một nhánh nghiên cứu lớn của công nghệ đó là tìm cách phát triển các
điốt phát quang hữu cơ dùng cho các đèn chiếu sáng bán dẫn (solid-state lighting)
Hình 2. 13 Màn hình Oled dạng nhỏ

2.3.2 Lịch sử ra đời
Sony là nhà sản xuất đi đầu về nghiên cứu sản phẩm màn hình OLED, vào năm
1990 hãng bắt đầu nghiên cứu và sản phẩm đầu tay vào năm 2004, khi đó do chi phí
sản xuất đắt đỏ họ tạm dừng việc sản xuất ra những tấm nền OLED và tập trung vào
màn hình Micro LED. Năm 2017, họ đã quay trở lại việc ra mắt TV OLED A1E sau
10 năm bỏ ngỏ, thậm chí năm 2018 những dòng Xperia sẽ trang bị màn hình OLED.
Hiện tại, LG là nhà sản xuất tấm nền OLED lớn nhất thế giới cung cấp hơn 73% lượng
tấm nền OLED cho các hãng sản xuất TV Nhật Bản hay Trung Quốc.
2.3.3 Cấu Tạo Oled
Hình 2. 14 Cấu tạo Oled
Tấm nền (substrate) – làm từ nhựa trong, thủy tinh, … Tấm nền có tác dụng chống
đỡ cho OLED.
Anode (trong suốt) – anode sẽ lấy đi các electron (hay tạo ra các lỗ trống mang
điện dương) khi có một dòng điện chạy qua thiết bị.
Các lớp hữu cơ – các lớp này được tạo thành từ các phân tử hữu cơ hay polymer.
Lớp dẫn (conductive layer) – lớp này được làm từ các phân tử hữu cơ dẻo có
nhiệm vụ truyền tải các lỗ trống từ anode. Trong đó có một loại polymer dẫn được sử
dụng trong các OLED gọi là polyaniline.
Lớp phát sáng (emissive layer) – lớp này được làm từ các phân tử hữu cơ dẻo
(nhưng khác loại với lớp dẫn) có nhiệm vụ truyền tải các electron từ cathode. Trong đó
có một loại polymer được dùng trong lớp phát sáng gọi là polyfluorence.
Cathode (có thể trong suốt hoặc không tùy thuộc vào loại OLED) – cathode sẽ tạo
ra các electron khi có dòng điện chạy qua thiết bị.
2.3.4 Phân biệt các loại oled
Dựa trên kích thước của phân tử hữu cơ, người ta chia OLED ra làm hai loại là
SMOLED và PLED. Trong đó Small Molecule OLED là loại có kích thước phân tử
nhỏ, còn Polymer LED là loại kích thước lớn.

Dựa trên loại sơ đồ (hoặc ma trận) mạch điều khiển dòng điện, tức là cách bố trí
hệ thống cực dương, cực âm, dây dẫn và kẹp giữa là lớp phát sáng, người ta chia màn
hình OLED ra làm hai loại AMOLED và PMOLED.
2.3.4.1 SMOLED và PLED
Năm 1960, ai nhà khoa học Ching Tang và Steve VanSlyke làm việc tại hãng
Kodak báo cáo về việc phát triển thành công một cấu trúc hoàn toàn mới, hoạt động
dựa trên vật liệu SMOLED (small molecules OLED), tức “diode phát quang hữu cơ
phân tử nhỏ.” Chúng có thể rắn vật lí và sử dụng quá trình bay hơi lắng đọng để tạo
thành các điểm ảnh trên bề mặt chất nền. Công việc này được thực hiện bằng hệ thống
lắng đọng hơi hóa học (CVD: chemical vapor deposition) trong môi trường chân
không. Lí do là bởi SMOLED rất “ghét” không khí có chứa oxygen và hơi ẩm. Ngay
cả trong tấm nền OLED, người ta cùng dùng các tấm flim mỏng đóng vai trò hàng rào
(barrier) giữa các thành phần nhằm hạn chế tối đa nguy cơ ô nhiễm oxygen hay hơi
ẩm, làm hỏng màn hình.
Năm 1990, Đại học Cambridge đã khám phá ra một loại vật liệu mới có khoảng
sóng nhìn thấy được, vật liệu bán dẫn polymer từ đó được xem là lựa chọn thứ hai bên
cạnh loại phân tử nhỏ mà hãng Kodak tìm ra. PLED (Polymer LED) là các hạt phân tử
hữu cơ có kích thước lớn và do vậy, không thể áp dụng cách thức sản xuất bay hơi
lắng đọng giống như loại ở trên. Người ta phải hòa chúng thành thể lỏng dung dịch và
dùng hệ thống in phun mực (inkjet printing) để “đặt” lên bề mặt chất nền. Không chỉ
vậy, loại này còn có quy trình sản xuất rẻ và dễ hơn so với SMOLED, không bị “tấn
công” bởi oxygen hay hơi ẩm, nhà sản xuất không cần mua các hệ thống CVD đắt đỏ,
và do dùng máy in phun (đã hiệu chỉnh tăng độ chính xác) nên cũng hạn chế tối đa
mất mát nguyên liệu thô trong quá trình tạo màu điểm ảnh. Đồng thời, người ta có thể
gộp thành phần lấp (injection) và chuyển (transport) các lỗ trống (hole) mang điện tích
dương thành một lớp, cũng như lớp lấp và chuyển hạt electron mang điện tích âm
cùng lớp phát sáng (emissive) thành một lớp khác. Giảm từ 5 lớp thành phần của cấu
truc SMOLED thành 2 lớp mà thôi. Dễ sản xuất hơn rất nhiều và đặc biệt phù hợp để
tăng quy mô sản xuất.
Hình 2. 15 Hai loại oled SMOLED và POLED

Hiện tại, SMOLED đang là loại phổ biến dùng trong các thiết bị điện tử của chúng
ta. Các công ty như Samsung Display hay LG Display, BOE và cả Sony đều đang
dùng loại này. Trong tương lai khi nhu cầu màn hình OLED tăng lên, nhiều khả năng
PLED sẽ được sử dụng nhiều hơn, hiện tại thì quy trình sản xuất vẫn đang được hoàn
thiện để sẵn sàng cho vài năm tới. Ví dụ, JOLED là liên minh hợp thành từ Sony và
Panasonic, dự kiến sẽ sử dụng PLED để sản xuất màn hình OLED từ năm sau. Sản
phẩm của họ sẽ là tấm nền có kích thước trung bình dưới 30 inch, dùng cho monitor
chuyên dụng lẫn dân dụng, notebook, tablet,…
Hình 2. 16 Một số đặc điểm khác nhau giữa SMOLED và POLED
2.3.4.2 AMOLED và PMOLED.
Ma trận thụ động (passive matrix): PMOLED có các dải cathode và các dải
anode được xếp vuông góc với nhau. Phần giao nhau giữa cathode và anode tạo thành
các điểm ảnh mà tại đó ánh sáng được phát ra. Mạch điện bên ngoài cung cấp dòng
điện cho các hàng anode và cathode được chọn để làm cho những điểm ảnh nhất định
sẽ phát sáng còn các cái khác thì không. Một lần nữa, độ sáng của mỗi điểm ảnh sẽ tỷ
lệ với độ lớn của dòng điện.
Ma trận chủ động (active matrix): AMOLED sử dụng lớp TFT (thin flim
transistor) gắn các tụ điện tại mỗi điểm ảnh, vừa để điều khiển dòng điện chính xác tại
điểm ảnh cần phát sáng, vừa để lưu trữ dòng điện tại điểm ảnh đó để kích hoạt lại khi
cần thiết.
Về mặt đầu tư, PMOLED chế tạo đơn giản hơn và cần ít chi phí hơn so với
AMOLED, tuy nhiên, đó cũng lại là các ưu điểm ít ỏi của công nghệ này.
PMOLED là công nghệ kém hiệu quả hơn AMOLED. Nó tiêu thụ nhiều điện
năng hơn với cùng một nhu cầu phát sáng, bị giới hạn về kích thước và độ phân giải,
điều khiển vừa chậm hơn vừa kém chính xác hơn. Do vậy, PMOLED tồn tại trên các
màn hình thông tin đơn giản, kích thước nhỏ, trong khi AMOLED thì được ứng dụng
cực kì phổ biến do nhiều đặc tính ưu việt.

Hình 2. 17 Sự khác biệt giữa bố trí mạch điện kiểu chủ động
AMOLED và kiểu thụ động PMOLED
Sản phẩm sử dụng AMOLED áp đảo, các màn hình TRIMASTER OLED của
Sony, TV OLED của LG Electronics, Sony, Panasonic,…, màn hình trên các máy
Samsung,… đều là loại AMOLED. Vậy nên đôi khi, người ta cũng dùng AMOLED để
chỉ màn hình OLED mặc dù nó chỉ là một biến thể xét theo cấu trúc ma trận, đơn giản
bởi 99% các màn hình OLED hiện nay đều là AMOLED.
2.3.4.3 Phát sáng đáy, đỉnh và trong suốt.
Dựa theo hướng đi của ánh sáng khi phát ra, người ta chia màn hình OLED làm
3 loại là:
- Phát sáng đáy (bottom emission): ánh sáng phát ra hướng xuống dưới đáy.
- Phát sáng đỉnh (top emission): ánh sáng phát ra hướng lên trên đỉnh.
- Trong suốt (transparent): ánh sáng phát ra theo cả hai hướng lên và xuống.
Hình 2. 18 Hình minh họa cho 3 loại cấu trúc phát sáng của màn hình OLED

Màn hình OLED có cực âm (cathode) làm đặc và cực dương (anode) trong suốt
cho phép ánh sáng chỉ đi qua phần đáy, trong khi nếu làm ngược lại thì sẽ chỉ đi qua
phần đỉnh, tạo ra hai loại là phát sáng đỉnh hoặc đáy. Đối với loại trong suốt, cả hai
cực sẽ được làm trong suốt để ánh sáng đi xuyên qua màn hình. Loại này gọi là
TOLED (Transparent OLED), tuy nhiên ứng dụng rất hạn chế trong đời sống, chủ yếu
là để trình diễn công nghệ và dùng làm màn hình quảng cáo.
Màn hình có cấu trúc phát sáng đỉnh thì được đánh giá cao hơn loại phát sáng
đáy, lí do là bởi ở kiến trúc phát sáng đáy, một phần ánh sáng đã bị chặn bởi lớp TFT
điều khiển dòng điện. Ngoài ra, kiến trúc này cũng đặc biệt phù hợp với thiết kế ma
trận động. Sony đã sử dụng kiến trúc này từ rất lâu trên các màn hình OLED của
mình và cho cả đến ngày nay trên loại chuyên dụng
Hình 2. 19 Hai kiến trúc điều khiển ánh sáng phổ biến, trong đó loại phát sáng
đỉnh có hiệu quả hơn hẳn so với phát sáng đáy
2.3.5 Một số ứng dụng của oled trong vòng 30 năm đến nay
Hình 2. 20 Kodak LS633, sản phẩm điện tử trang bị màn hình AMOLED
đầu tiên thế giới năm 2003

Năm 2007: Sony ra mắt XEL-1, TV OLED thương mại đầu tiên trên thế giới
với mức giá 2,500 USD. Kích thước 11″ độ phân giải 1,024 x 600, tương phản
1,000,000:1, mỏng 3mm và sử dụng công nghệ Super Top Emission. Bán ra thị
trường vào 2008 với giá 2,500 USD
Hình 2. 21 TV OLED XEL-1 của Sony
Năm 2011: Sony ra mắt PS Vita sử dụng màn hình OLED 15″, độ phân giải
960×544 do Samsung cung cấp giá 2,600 USD và có thiết kế rất độc đáo.
Hình 2. 22 PS Vita sử dụng màn hình OLED 15″
Năm 2017: Samsung giới thiệu nguyên mẫu màn hình AMOLED co dãn
đầu tiên trên thế giới.

Hình 2. 23 VOLED A1E đánh dấu 10 năm kể từ ngày Sony trình
làng TV OLED đầu tiên trên thế giới
Một số sản phẩm đáng chú ý khác:
Hình 2. 24 Màn hình OLED kích thước micro của eMagin, thường được dùng
trong y tế, quân sự. Mẫu màn hình mới nhất của họ cung cấp độ phân giải 2K x 2K
(2,048 x 2,48) siêu cao
Hình 2. 25 Pioneer là hãng đầu tiên thương mại hóa màn hình OLED trên
các hệ thống thông tin giải trí xe hơi năm 1997, chủ yếu là loại PMOLED

Hình 2. 26 Điện thoại S88 của BenQ là điện thoại trang bị AMOLED đầu tiên
trên thế giới
Hình 2. 27 Máy nghe nhạc Ice Touch của Samsung, sản phẩm điện tử sử
dụng màn hình TOLED đầu tiên trên thế giới

Hình 2. 28 Màn hình TRIMASTER OLED BVM-X300 được mệnh danh là “huyền
thoại studio” và được Sony tuyên bố là “màn hình chính xác nhất thế giới”, trình
diễn lần đầu năm 2014 và công bố năm 2016
2.3.6 Ưu điểm của Oled
Chi phí thấp trong tương lai: điốt phát quang hữu cơ có thể được "in" vào bất cứ
mặt phẳng nào bằng công nghệ in phun hay in lưới vì vật trên lý thuyết sản xuất điốt ít
tốn kém hơn so với màn hình tinh thể lỏng hay màn hình hiển thị plasma
Nhẹ và mềm dẻo: màn hình hiển thị OLED có thể được chế tạo bằng các vật liệu
chất dẻo, và điều này mở ra khả năng sản xuất các điốt phát quang hữu cơ dẻo
(FOLED) có thể được sử dụng trong việc chế tạo các màn hình hiển thị có thể cuộn
hay gấp, thậm chí "in" các màn hình nên vải hay quần áo. Chất liệu hữu cơ chế tạo điốt
có thể là loại vật liệu rẻ như polyetylen terephtalat (PET), vì vậy chi phí sản xuất
chúng có thể không quá đắt tiền.
Góc nhìn rộng và độ sáng cao: màn hình OLED có thể có tỉ lệ tương phản nhân
tạo rất cao (cả khoảng cách tĩnh lẫn động, được tính toán trong điều kiện thuần tối) và
góc nhìn rộng hơn so với màn hình tinh thể lỏng, bởi vì các điốt phát quang hữu cơ
phát sáng trực tiếp. Các điểm ảnh màu do điốt tạo ra hiển thị rất chính xác và không bị
trượt, kể cả khi góc nhìn của người xem đạt đến 90 độ so với pháp tuyến.
Hiệu suất và độ dày được cải thiện: màn hình tinh thể lỏng lọc ánh sánh phát ra
qua một backlight, chỉ để một phần nhỏ ánh sáng chạy qua, và vì vậy nó không thể
hiển thị màu đen thuần đúng nghĩa. Trong khi đó, điốt phát quang hữu cơ có thể hiển
thị màu đen đơn giản bằng cách... không phát sáng và không tiêu thụ điện năng, và sắc
đen này là trung thực. Do không sử dụng thiết bị backlight, màn hình dùng điốt sẽ có
khối lượng thấp hơn và sẽ ít tốn kém hơn, tuy nhiên điều này chỉ có thể đạt được khi
có đủ dây chuyền sản xuất HÀNG LOẠT các điốt phát quang hữu cơ, trong khi hiện
nay việc chế tạo điốt này chỉ đạt quy mô nhỏ
Thời gian phản ứng: điốt phát quang hữu cơ có thời gian phản ứng nhanh hơn
các màn hình tinh thể lỏng. Màn hình tinh thể lỏng phản ứng trong khoảng thời gian 1-
16 mili giây, tốc độ làm mới là 68–480 Hz, trong khi trên lý thuyết thì điốt phát quang
hữu cơ có thời gian phản ứng chỉ 0,01 mili giây và tốc độ làm mới là 100.000 Hz

Luận Văn Group hỗ trợ viết luận văn thạc sĩ,chuyên đề,khóa luận tốt nghiệp, báo cáo thực tập,
Assignment, Essay
3.1 Tìm hiểu cảm biến đo nhịp tim
3.1.1 Một số thông tin về nhịp tim
Nhịp tim là tốc độ nhịp tim đo bằng số lần co thắt (nhịp đập) của tim mỗi phút (bpm
- beat per minute). Nhịp tim có thể thay đổi theo nhu cầu thể chất của cơ thể, bao gồm
cả nhu cầu hấp thu oxy và bài tiết carbon dioxit. Nó thường bằng hoặc gần với xung
được đo tại bất kỳ điểm ngoại vi nào. Các hoạt động có thể tạo ra thay đổi bao gồm tập
thể dục, ngủ, lo lắng, căng thẳng, bệnh tật và khi uống thuốc.
Nhịp tim chuẩn có thể khác nhau ở mỗi người, tùy thuộc vào độ tuổi, thể trạng,
giới tính,... Đối với người từ 18 tuổi trở lên, nhịp tim bình thường trong lúc nghỉ ngơi
dao động trong khoảng từ 60 đến 100 nhịp mỗi phút. Thông thường, người có thể trạng
càng khỏe mạnh, thì nhịp tim càng thấp. Đối với những vận động viên chuyên nghiệp,
khi ở chế độ nghỉ ngơi, nhịp tim trung bình của họ chỉ khoảng 40 nhịp một phút. Ví dụ
như vận động viên đua xe đạp Lance Armstrong - huyền thoại của làng thể thao thế
giới, tim của anh chỉ đập khoảng 32 nhịp mỗi phút.
Theo nghiên cứu của Cơ quan y tế quốc gia tại Vương quốc Anh, dưới đây là bảng
tiêu chuẩn nhịp tim lý tưởng theo từng độ tuổi:
Bảng 3. 1 Bảng tiêu chuẩn nhịp tim
Nhịp tim bất thường:
Rối loạn nhịp tim là căn bệnh tim phổ biến xảy ra do tần số hoặc nhịp tim bất
thường như tim đập quá nhanh, quá chậm hoặc không đều. Bệnh thường xảy ra ở nam
giới nhiều hơn so với nữ giới (nam chiếm 70%, nữ chiếm 30%).
Khi xung động điện ở tim hoạt động bất thường sẽ gây ra rối loạn nhịp tim và nó
được chia ra thành các dạng:
• Theo tần số: Nhịp tim quá nhanh hoặc quá chậm.
• Hoạt động của tim không ổn định: Lúc nhanh lúc chậm, lúc đập quá sớm...
• Rối loạn vị trí: Loạn nhịp bắt nguồn trong tâm thất hoặc tâm nhĩ.

Luận Văn Group hỗ trợ viết luận văn thạc sĩ,chuyên đề,khóa luận tốt nghiệp, báo cáo thực tập,
Assignment, Essay

• Mức độ thường xuyên hay đôi khi....
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến rối loạn nhịp tim như: Rối loạn tâm lý, căng
thẳng, stress, lao động gắng sức, sử dụng nhiều các chất kích thích như rượu chè, cà
phê, thuốc lá. Bên cạnh đó tác động từ các bệnh lý về tim mạch như: Thiếu máu cơ
tim, các bệnh về van tim, viêm cơ tim, tim bẩm sinh. cũng làm ảnh hưởng đến quá
trình dẫn truyền xung động trong tim và gây ra rối loạn.
Ngoài ra, rối loạn nhịp tim còn có thể gặp từ các bệnh lý, nguyên nhân khác: Tăng
huyết áp, rối loạn mỡ máu, đái tháo đường, béo phì, cường giáp, bệnh viêm phổi - phế
quản cấp hay mạn tính, thiếu máu, rối loạn cân bằng kiềm - toan và điện giải, do thuốc
(có nhiều thuốc gây nên rối loạn nhịp tim, đặc biệt các nhóm thuốc gây kéo dài khoảng
QT trên điện tâm đồ; Đồng thời chính các thuốc chống loạn nhịp tim đôi khi lại là thủ
phạm gây nên rối loạn nhịp tim).
Hình 3. 1 Các trạng thái nhịp tim
3.1.2Một số số thông tin về SPO2
SpO2 là viết tắt của cụm từ Saturation of peripheral oxygen - độ bão hòa oxy
trong máu ngoại vi. Hiểu một cách khác, SpO2 là tỷ lệ hemoglobin oxy hóa
(hemoglobin có chứa oxy) so với tổng lượng hemoglobin trong máu. Hemoglobin là
một protein được tìm thấy trong các tế bào hồng cầu, quyết định màu đỏ của hồng cầu.
Chỉ số SpO2 có thể được đo bằng phép đo xung - một phương pháp gián tiếp,
không xâm lấn (không đưa các dụng cụ vào trong cơ thể). Nó hoạt động bằng cách
phát ra và tự hấp thu một làn sóng ánh sáng đi qua các mạch máu hoặc mao mạch
trong đầu ngón tay, đầu ngón chân hoặc dái tai. Sự thay đổi của sóng ánh sáng xuyên
qua ngón tay, ngón chân hoặc dái tai sẽ cho biết kết quả của phép đo SpO2 vì mức độ
oxy bão hòa gây ra các biến đổi về màu sắc của máu.
Chỉ số SpO2 bình thường:
Giá trị chỉ số SpO2 được biểu thị bằng 1%. Nếu máy đo oxy cho kết quả 97% thì
chứng tỏ mỗi tế bào hồng cầu được tạo ra bởi 97% oxygenated và 3% không oxy hóa
hemoglobin. Giá trị SpO2 bình thường sẽ dao động ở mức 95 - 100%.
Chỉ số oxy hóa máu tốt là rất cần thiết vì cung cấp đủ năng lượng cho cơ bắp hoạt
động. Nếu giá trị SpO2 xuống dưới 95%, đây là dấu hiệu cảnh báo oxy hóa máu kém,

còn được gọi là tình trạng máu thiếu oxy. Các nghiên cứu chứng minh rằng chỉ số
SpO2 từ 94% trở lên là chỉ số bình thường, đảm bảo an toàn.
Thang đo chỉ số SpO2 tiêu chuẩn:
• SpO2 từ 97 - 99%: Chỉ số oxy trong máu tốt;
• SpO2 từ 94 - 96%: Chỉ số oxy trong máu trung bình, cần thở thêm oxy;
• SpO2 từ 90% - 93%: Chỉ số oxy trong máu thấp, cần xin ý kiến của bác
sĩ chủ trị;
• SpO2 dưới 92% không thở oxy hoặc dưới 95% có thở oxy: Dấu hiệu suy
hô hấp rất nặng;
• SpO2 dưới 90%: Biểu hiện của một ca cấp cứu trên lâm sàng.
Chỉ số SpO2 ở trẻ sơ sinh:
Ở trẻ sơ sinh, chỉ số SpO2 an toàn giống như của người lớn, đó là trên 94%. Nếu
chỉ số SpO2 của trẻ giảm xuống dưới mức 90% thì cần thông báo cho y bác sĩ để được
hỗ trợ can thiệp kịp thời.
Hình 3. 2 Chỉ số SpO2 rất quan trọng đối với cơ thể
Những yếu tố ảnh hưởng tới độ chính xác của máy đo SpO2:
Trên thực tế, chỉ số SpO2 đo được sẽ không chính xác hoàn toàn mà sẽ bị ảnh hưởng
bởi một số yếu tố như:
• Độ sai lệch của thiết bị đo (thường là ± 2%);
• Hemoglobin bất thường;
• Bệnh nhân cử động khi đo;
• Tình trạng giảm tưới máu mô do choáng, sử dụng thuốc gây co mạch hoặc hạ thân
nhiệt nặng;
• Bị nhiễu ánh sáng trong phòng khi đo;
• Sắc độ của móng tay, móng chân (nếu sử dụng dụng cụ đo SpO2 bằng cách kẹp vào
đầu ngón tay, ngón chân);

3.1.3 Cảm biến đo nhịp tim MAX300
Module tích hợp Cảm biến MAX30100 của hãng Maxim, có khả năng đo được nồng
độ Oxy trong máu và nhịp tim. Đó là một cảm biến quang học, nó phát ra hai bước sóng
ánh sáng từ hai đèn LED - một LED đỏ và một LED hồng ngoại - sau đó đo sự hấp thụ
của xung huyết (pulsing blood) bằng cách thu tín hiệu thông qua một bộ cảm biến ánh
sáng (photodetector). Sự kết hợp màu LED đặc biệt này được tối ưu hóa để đọc dữ liệu
ở đầu ngón tay.
Cảm biến nhịp tim và Oxy trong máu MAX30100 được ứng dụng nhiều trong lĩnh
vực y sinh, cảm biến sử dụng phương pháp đo quang phổ biến hiện nay, với thiết kế và
chất liệu mắt đo từ chính hãng Maxim cho độ chính xác và độ bền cao, độ nhiễu thấp.
Ngoài ra, cảm biến sử dụng giao tiếp I2C rất dễ tiếp cận với Arduino.
Hình 3. 3 Max30100 - cảm biến đo nhịp tim và nồng độ oxy trong máu
Đặc điểm chính:
▪ Tích hợp IC MAX30100 của Maxim, đây chính là bộ cảm biến quang học gồm
hai LED, được tối ưu và giảm nhiễu.
▪ Sử dụng nguyên lý đo sự hấp thụ quang học của máu.
▪ Tốc độ lấy mẫu và trạng thái LED có thể lập trình được phục vụ cho mục đích
tiết kiệm năng lượng.
▪ Giao tiếp thông qua kết nối I2C.
▪ Siêu tiết kiệm năng lượng, giúp tăng tuổi thọ pin cho các ứng dụng đeo tay.
▪ Giải pháp tích hợp đo nhịp tim và oxy trong máu trong cùng một thiết bị.
Thông số kỹ thuật:
▪ IC: MAX30100
▪ Điện áp hoạt động: 1.8 - 5.5 VDC (khuyên dùng 5V)
▪ Giao tiếp I2C, mức TTL
▪ Kích thước: 19 x 14 x 3 (mm)
▪ Khối lượng: 5g
Tải thư viện
Dùng thư viện Arduino-MAX30100 library được phát triển bởi oxullo
Sử dụng ví dụ mẫu
Sau khi cài đặt thành công thư viện Arduino-MAX30100, Arduino IDE sẽ
xuất hiện mục MAX30100lib.
Với các Example được viết sẵn là:
▪ MAX30100_Debug: được dùng kết hợp với Processing pde "rolling_graph"
(thư mục extras), để hiển thị dữ liệu với nhiều giai đoạn xử lý khác nhau.

ĐỒ ÁN ỨNG DỤNG ARDUINO ĐỂ ĐO NHỊP TIM, SP02, NHIỆT ĐỘ CƠ THỂ- HIỂN THỊ TRÊN OLED TRUYỀN QUA ESP8266.doc

ĐỒ ÁN ỨNG DỤNG ARDUINO ĐỂ ĐO NHỊP TIM, SP02, NHIỆT ĐỘ CƠ THỂ- HIỂN THỊ TRÊN OLED TRUYỀN QUA ESP8266.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to ĐỒ ÁN ỨNG DỤNG ARDUINO ĐỂ ĐO NHỊP TIM, SP02, NHIỆT ĐỘ CƠ THỂ- HIỂN THỊ TRÊN OLED TRUYỀN QUA ESP8266.doc

Similar to ĐỒ ÁN ỨNG DỤNG ARDUINO ĐỂ ĐO NHỊP TIM, SP02, NHIỆT ĐỘ CƠ THỂ- HIỂN THỊ TRÊN OLED TRUYỀN QUA ESP8266.doc (20)

More from lamluanvan.net Viết thuê luận văn

More from lamluanvan.net Viết thuê luận văn (20)

ĐỒ ÁN ỨNG DỤNG ARDUINO ĐỂ ĐO NHỊP TIM, SP02, NHIỆT ĐỘ CƠ THỂ- HIỂN THỊ TRÊN OLED TRUYỀN QUA ESP8266.doc