Thuật ngữ IoT hay Internet vạn vật đề cập đến mạng lưới tập hợp các thiết bị thông minh và công nghệ tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động giao tiếp giữa thiết bị và đám mây cũng như giữa các thiết bị với nhau. Nhờ sự ra đời của chip máy tính giá rẻ và công nghệ viễn thông băng thông cao, ngày nay, chúng ta có hàng tỷ thiết bị được kết nối với internet. Điều này nghĩa là các thiết bị hàng ngày như bàn chải đánh răng, máy hút bụi, ô tô và máy móc có thể sử dụng cảm biến để thu thập dữ liệu và phản hồi lại người dùng một cách thông minh. Internet vạn vật tích hợp “vạn vật” với Internet mỗi ngày. Các kỹ sư máy tính đã và đang thêm các cảm biến và bộ xử lý vào các vật dụng hàng ngày kể từ những năm 90. Tuy nhiên, tiến độ ban đầu rất chậm vì các con chip còn to và cồng kềnh. Loại chip máy tính công suất thấp gọi là thẻ tag RFID, lần đầu tiên được sử dụng để theo dõi các thiết bị đắt đỏ. Khi kích cỡ của các thiết bị điện toán dần nhỏ lại, những con chip này cũng trở nên nhỏ hơn, nhanh hơn và thông minh hơn theo thời gian.

2. Hệ thống nhúng và iot

3. Vấn đề đặt ra và giải pháp
để giải quyết vấn đề

4. Thiết kế một thiết bị có thể mang sản
phẩm từ Station1 đến một trong các
Destination(A,B,C) để gia công sau đó
mang đến vị trí Station 2 để tiếp tục
công việc và lặp lại chu trình này nhằm
tiết kiệm thời gian và nâng cao năng
suất làm việc trong nhà máy.
Thiết kế một IoT Shipping Robot để thực hiện công việc đó.

5. Yêu cầu và ràng buộc của dự
án

6. - Robot được vận hành bởi vi điều khiển STM32 để tự động vận chuyển hàng hóa trong nhà máy theo quỹ đạo
được xác định và tránh được vật cản.
- Xác định được điểm cần đến (điểm giao, trả hàng) và điểm quay về.
- Được điều khiển bằng smartphone hoặc laptop thông qua WiFi.
 Yêu cầu bài toán
 Ràng buộc
- Chở hàng 0,5kg
- Khối lượng xe <2kg
- Xác định được các trạm và báo vị trí về thiết bị
- Có hàng mới chạy
- Tránh được vật cản
- Ứng dụng được IoT
- Sử dụng vi điều khiển STM32
- Nhận diện bằng ID
- Thông báo về thiết bị giám sát
- Có tài liệu hướng dẫn và các thông số kỹ thuật

7. Xác định quỹ đạo
di chuyển
Tránh vật cản Chở hàng
Điều khiển giám
sát qua
smartphone bằng
app
Phân biệt bằng ID Nguồn cấp
Module hóa chức
năng

8. Sơ đồ mindmap đưa ra
ý tưởng cho dự án

9. Từ ban đầu đến giữa kỳ:

10. Từ giữa kỳ đến cuối kỳ:

11. So sánh giữa ý tưởng ban đầu và hiện tại:
Ban đầu Hiện tại
Động cơ step: ổn định về tốc độ và quỹ
đạo. Giá thành khá cao
Động cơ vàng: dễ dử dụng nhưng hơi khó
ổn định về mặt quỹ đạo. Giá thành rẻ.
Tổng chi phí cho toàn bộ dự án là
1.300.000VNĐ
Tổng chi phí cho toàn bộ dự án thấp hơn
so với ban đầu 600000VNĐ
Khi tránh vật cản bằng cảm biến siêu âm
dễ gây ra hiện tượng bị delay trong lúc di
chuyển
Tránh vật cản bằng cảm biến hồng ngoại
có độ nhạy và hiệu quả cao hơn
Tổng quan về phần cơ khí khá rắc rối và
khó thực hiện hơn.
Dễ thực hiện về mặt đi dây hoặc kết nối
các cảm biến với vi điều khiển

12. Lựa chọn ý tưởng

13. Chức năng Ý tưởng Kỹ thuật Khả thi Chi phí Phương án lựa chọn
Tránh vật cản Cảm biến hồng ngoại x x x
Cảm biến hồng ngoại
Cảm biến siêu âm x x x
Xử lý ảnh bằng
Camera
x x
Di chuyển Động cơ step x x
Động cơ vàng
Động cơ vàng x x x
Nguồn Pin x x x
Pin
Acquy x x
Điều khiển giám sát
thông qua app
Module wifi x x x
Module wifi
Module bluetooth x x

14. Kiến trúc IoT

15. Kiến trúc IoT gồm 4 lớp:
• Lớp vật lý(Physical world): gồm cảm biến,
bộ truyền động,…
• Lớp cơ sở hạ tầng/kết cấu mạng
(Infrastructure/Networking fabric): thực hiện
kết nối, lưu trữ và thu thập dữ liệu.
• Lớp nền tảng, xử lý dữ liệu(Platform): là
đơn vị xử lý của hệ sinh thái IoT. Tại đây,
dữ liệu được phân tích và xử lý trước khi
gửi đến trung tâm dữ liệu. Đây là nơi dữ liệu
được theo dõi và quản lý.
• Lớp ứng dụng(Applications): là lớp cuối cùng
trong 4 giai đoạn của kiến trúc IoT. Trung tâm
dữ liệu hoặc đám mây (Cloud) là giai đoạn quản
lý, nơi dữ liệu được quản lý và sử dụng bởi các
ứng dụng người dùng cuối.

16. Lớp vật lý:

17. Dữ liệu được xử lý tại MCU ESP8266 và truyền đến Blynk Cloud để lưu trữ
Lớp xử lý dữ liệu:
Blynk Cloud

18. Lớp kết cấu mạng:
Dữ liệu được nạp vào STM32 sau đó MCU ESP8266 kết nối với STM32 để
lưu trữ và thu thập dữ liệu.
UART

19. Lớp ứng dụng
Blynk Cloud
Dữ liệu lưu trữ trên Blynk Cloud sẽ được cập nhật liên tục để xuất dữ
liệu và thông qua app Blynk điều khiển xe di chuyển.

20. Internet
WiFi
Blynk Cloud
UART
Blynk

21. Thuật toán điều khiển

23. Mô hình phác thảo của
robot :

24. Thùng chở hàng
Động cơ vàng
Bánh xe
Module wifi
STM32
L298N
Cảm biến hồng
ngoại
Pin

25. Bảng linh kiện và chi phí:

26. Ban đầu đến giữa kỳ:

27. STT​ Tên linh kiện​ SL​ Hình ảnh​ Giá thành​
8​ MP1584​ 2​ 16.000​
9​ Bánh xe sau​ 2​ 45.000​
10​ Bánh xe trước​ 1​ 10.000​
11​ Giá đỡ động cơ​ 2​ 25.000​
12​ Khung xe​ 2​ 65.000​
13​ Pin + Khung pin​ 3​ 110.000​
14​ Cảm biến màu​ 1​ 125.000​
Tổng chi phí: 1.300.000 VNĐ

28. STT Tên linh kiện SL Hình ảnh Giá thành
1 STM32F103C8T6 1 75.000
2 MCU ESP8266 1 90.000
3 STlink 1 75.000
11 Giá đỡ động cơ 4 20.000
12 Khung xe 2 65.000
13 Pin + Khung pin 3+1 110.000
14 Cảm biến hồng ngoại 2 10.000
Giữa kỳ đến cuối kỳ:

29. STT Tên linh kiện SL Hình ảnh Giá thành
8
Mạch điều khiển động cơ
DC
1 16.000
9 Bánh xe 4 12.000
10 Bánh xe trước 1 10.000
13 Thùng chở hàng 1 5.000
14 Động cơ vàng 4 12.000
Tổng chi phí: 696.000VNĐ

30. Bảng phân công
nhiệm vụ:

31. STT Họ và tên Nội dung công việc Ngày bắt đầu công việc
Thời gian dự kiến hoàn
thành
Đã hoàn thành
1 Tất cả thành viên Yêu cầu và ràng buộc 26/8/2022 1 ngày x
2 Tất cả thành viên Module hóa chức năng 27/8/2022 5 ngày x
3 Tất cả thành viên Lên ý tưởng 1/9/2022 4 ngày x
4 Tất cả thành viên Lựa chọn ý tưởng 5/9/2022 6 ngày x
5 Tất cả thành viên Mua linh kiện 11/9/2022 7 ngày x
6 Tất cả thành viên Phân công công việc 18/9/2022 2 ngày x
7 Phát + An + Toàn Phần cơ khí 20/9/2022 49 ngày X
8 Nam + An + Nguyện Kết nối STM32 với cảm biến hồng ngoại 10/10/2022 28 ngày X
9 Tất cả các thành viên Kết nối STM32 với động cơ 8/11/2022 21 ngày X
10 Phát + Toàn Kết nối STM32, động cơ và L298N 23/10/2022 7 ngày X
11 Nam + Phát Kết nối STM32 với ESP8266 23/10/2022 7 ngày X
12 Tất cả thành viên Hoàn thiện code 25/10/2022 7 ngày X
13 An + Nam Kết nối với app Blynk 25/10/2022 7 ngày X
14 Tất cả thành viên Kiểm tra và sửa lỗi cho robot 29/11/2022 2 ngày X
15 Tất cả thành viên Hoàn chỉnh và đem robot đi thi 1/12/2022 10 ngày x

32. Kế hoạch thực hiện:

34. Bài học rút ra
sau dự án:
Sau dự án IoT Shipping Robot nhóm em rút ra được nhiều bài học như:
- Kiến thức và công nghệ trong hệ thống IoT (Internet of Things) là rất rộng lớn.
- IoT liên quan đến đa số các hoạt động của công ty hay tổ chức và phù hợp cho
tương lai.
- Tất cả những bất cẩn dù là nhỏ nhất cũng sẽ gây ra tổn thất về kinh tế và tổn hại
cho sản phẩm cần thiết kế.

35. Ưu và nhược điểm
của sản phẩm:
 Ưu điểm:
- Giá thành rẻ, ít rắc rối về mặt thiết bị và cảm biến.
- Đáp ứng được các yêu cầu mà bài toán đề ra.
- Có thể điều khiển, giám sát và nhận thông tin truyền về từ app Blynk.
- Vận chuyển được hàng trong nhà máy theo đúng quỹ đạo.
- Có khả năng tự vận hành và tránh được vật cản.
 Nhược điểm:
- Khi đi thẳng quỹ đạo di chuyển robot dễ bị tác động bởi các tác động bên ngoài như
nền nhà hoặc các tác nhân khác.
- Sản phẩm chưa được toàn diện còn nhiều lỗi cần khắc phục.
- Khả năng truyền dẫn dữ liệu còn nhiều hạn chế.

36. Sau khi thiết kế, lắp ráp và lập trình thì Robot đáp ứng được các tiêu chí mà đề bài đặt ra :
- Phát hiện và tránh vật cản bằng cảm biến.
- Giao tiếp với App Blynk qua WiFi.
- Nhận biết có hàng trên robot.
- Di chuyển thẳng theo đúng quỹ đạo.
 Đánh giá sản phẩm: