TR

B GIÁO D Că&ă ÀOăT O
NGă I H CăS ăPH M K THU T TP. H CHÍ MINH
KHOAă I N ậ I N T
B MÔNă I N T CÔNG NGHI P ậ Y SINH
----------------------------------

ÁN T T NGHI P
NGÀNH CÔNG NGH K THU Tă I N T

TRUY N THÔNG

Tài:

THI T K VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH

NG D NG

IOT VÀO VI Că I U KHI N GIÁM SÁT
CÁC THI T B

I N TRONG NHÀ

GVHD: TS. Nguy năV năThái
SVTH: Nguy n Hu nh Tâm 16341022
Hìnhă ôngăT nh

Tp. H Chí Minh ậ 01/2018

16341024

Tp. H Chí Minh ậ 01/2018

16341024


NGă H.ăS ăPH MăK ăTHU Tăăăăăă C NGăHÒAăXÃăH IăCH ăNGH AăVI TăNAM
TP. H CHÍ MINH
CăL Pă- T ăDOă- H NHăPHÚC
KHOA I N- I NăT
B ăMÔNă I NăT ăCÔNGăNGHI P ậ Y SINH
Tp. HCM, ngày 12 tháng 1 n mă2018

TR

NHI M V
H tên sinh viên:
Chuyên ngành:
H đƠo t o:
Khóa:
I. TÊN

ÁN T T NGHI P

Nguy năHu nhăTơm
Hìnhă ôngăT nh
Côngăngh ăk ăthu tăđi năt ătruy năthông
i h c chính quyăchuy năti p
2016

MSSV:16341022


NG D N

BM.ă I NăT ăCỌNGăNGHI P ậ Y SINH

i


NGă H.ăS ăPH MăK ăTHU Tăăăăăă C NGăHÒAăXÃăH IăCH ăNGH AăVI TăNAM
TP.ăH ăCHệăMINHăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăă CăL Pă- T ăDOă- H NHăPHÚC
KHOA I N- I NăT
B ăMÔNă I NăT ăCÔNGăNGHI P ậ Y SINH
Tp.ăHCM,ăngƠyă12ăăthángă1ăn mă2018

TR

L CH TRÌNH TH C HI Nă

ÁN T T NGHI P

H ătênăsinhăviênă1:ăNguy năHu nhăTơm ...........................................................................
L p: 163410A ............................................................... MSSV: 16341022 .......................
H ătênăsinhăviênă2:ăHìnhă ôngăT nh .................................................................................
L p: 163410A ............................................................... MSSV: 16341024 .......................
Tênăđ ătƠi:ă Thi tăk ăvƠăthiăcôngămôăhình ngăd ngăIoTăvƠoăvi căđi uăkhi năgiámăsátă
cácăthi tăb ăđi nătrongănhƠ .................................................................................................
...........................................................................................................................................
Tu n/ngày

N i dung


Thi tă k ă web server,ă c ă s d ă li u,.... +
ch nhăs a,ăthi tăk ăboard m ch
Thi tă l pă k tă n iă ESPă vƠă serveră +ă ch nhă
s aăthi tăk ăboard m ch
Ch nhăs aăph năc ngăvƠăph năm m

Tu nă3ă(thángă12)

Tìmăhi u html, css, javascript,...

Tu nă4ă(thángă12)

Ch nhăs aăgiaoădi năweb

Tu nă1ă(thángă12)

Xác nh n
GVHD

Tu nă 1ă (thángă 1/2018) + Ki m tra h ă th ng,ă ch nhă s aă +ă vi tă báoă
hi năt i
cáo.
GVăH NGăD N
(KỦăvƠăghiărõăh ăvƠătên)

ii


L IăCAMă OAN

Hìnhă ôngăT nh

iii


L I C Mă N
Chúngăemăxinăg iăl iăc mă năsơuăs căđ năTh yăNguy năV năTháiăđƣătr căti pă
ngăd năvƠăt nătìnhăgiúpăđ ,ăt oăđi uăki năđ ăchúngăemăhoƠnăthƠnhăt tăđ ătƠi.
Chúng em xin chân thành c mă năTh yăNguy năH uăTrung,ăgi ngăviênă Khoa
Côngăngh ăthôngătin,ăđƣăgópăỦăvƠăchiaăs ănhi uăkinhănghi măquỦăbáuăđ ăchúngăemăcóă
th ăth căhi năt tăđ ătƠi.
Chúngăemăxinăg iăl iăchơnăthƠnhăc mă năcácăth yăcôătrongăKhoaă i n- i năT ă
đƣăt oănh ngăđi uăki năt tănh tăchoăchúngăemătrongăquáătrìnhăth căhi năđ ăán.
Chúngăemăc ngăg iăl iăđ ngăc mă năđ năcácăb năl pă16341ăđƣăchiaăs ătraoăđ iă
ki năth căc ngănh ănh ngăkinhănghi măquỦăbáuăgiúpăđ ăchúngăemăhoƠnăthƠnhă ăánă
t tănghi pănƠy.
h

XinăchơnăthƠnhăc mă n!

Ng

iăth căhi năđ ătƠi

Nguy năHu nhăTơm
Hìnhă ôngăT nh

iv



1.5ăB ăC C ................................................................................................................3
Ch

ngă2.ăC ăS ăLụăTHUY T .................................................................................4

2.1ăNGUYểNăLụăHO Tă

NGăC AăCỌNGăT C ................................................4

2.1.1ă i uăkhi nătr căti păt ămôăhình .....................................................................4
2.1.2ă i uăkhi năthôngăquaăweb ..............................................................................4
2.2ăGI IăTHI UăV ăPH NăC NG ...........................................................................5
2.2.1ăM chăc mă ngăđi nădung ...............................................................................5
2.2.2ăM chăcôngăsu t ............................................................................................... 8
2.2.3ăM chăx ălỦătrungătơm ...................................................................................10
2.2.4ăM chăngu n ..................................................................................................18
2.3ăGI IăTHI UăV ăPH NăM M ...........................................................................23
2.3.1 Web server ....................................................................................................23
2.3.2ăC ăs ăd ăli u.................................................................................................24
Ch

ngă3.ăTệNHăTOỄNăVÀăTHI TăK ..................................................................26

3.1ăGI IăTHI U ........................................................................................................26
3.2ăTệNHăTOỄNăVÀăTHI TăK ăH ăTH NG ........................................................27
3.2.1ăThi tăk ăs ăđ ăkh iăh ăth ng ........................................................................27
3.2.2ăTínhătoánăvƠăthi tăk ăm ch ...........................................................................28
Ch

ngă4.ăTHIăCÔNGăH ăTH NG .........................................................................41

Ch

ngă6.ăK TăLU NăVÀăH

NGăPHỄTăTRI N ..............................................73

6.1ăK TăLU N .........................................................................................................73
6.2ăH

NGăPHỄTăTRI N ......................................................................................73

TÀIăLI U THAMăKH O...........................................................................................74
PH ăL C .....................................................................................................................76

vi


LI T KÊ HÌNH

Hình 2.1: IC C m ngăđi n dung AT42QT2120. ............................................................5
Hìnhă2.2:ăS ăđ chân c a AT42QT2120. ........................................................................6
Hình 2.3: Triac BTA12 ậ 600BRG. ................................................................................8
Hìnhă2.4:ăS ăđ chân c a triac BTA12 ậ 600BRG. ........................................................8
Hìnhă2.5:ăS ăđ chân và c u t o c a MOC3020. ............................................................9
Hìnhă2.6:ăS ăđ chân ESP8266. ....................................................................................11
Hìnhă2.7:ăS ăđ nguyên lý cho ESP8266. .....................................................................13
Hình 2.8: Module tích h p ph bi n (Module ESP-12F). .............................................14
Hìnhă2.9:ăS ăđ chân c a module ESP-12F. .................................................................15
Hình 2.10: IC FT232. ....................................................................................................17
Hình 2.11: IC CP2102. ..................................................................................................17


i c a PCB th 1. ..........................................................44

Hìnhă4.6:ăS ăđ m ch in c a PCB th 1. ......................................................................44
Hìnhă4.7:ăS ăđ b trí linh ki n m t trên c a PCB th 2. .............................................45
Hìnhă4.8:ăS ăđ điădơyăm t trên c a PCB th 2. ...........................................................45
Hìnhă4.9:ăS ăđ b trí linh ki n m tăd
Hìnhă4.10:ăS ăđ điădơyăm tăd

i c a PCB th 2. ............................................46

i c a PCB th 2. ........................................................46

Hìnhă4.11:ăS ăđ m ch in c a PCB th 2. ....................................................................47
Hìnhă4.12:ăS ăđ b trí linh ki n m t trên c a PCB th 3. ...........................................47
Hìnhă4.13:ăS ăđ điădơyăm t trên c a PCB th 3. .........................................................48
Hìnhă4.14:ăS ăđ b trí linh ki n m tăd
Hìnhă4.15:ăS ăđ điădơyăm tăd

i c a PCB th 3. ..........................................48

i c a PCB th 3. ........................................................48

Hìnhă4.16:ăS ăđ m ch in c a PCB th 3. ....................................................................49
Hình 4.17: M t trên kh i ngu n. ...................................................................................51
Hình 4.18: M tăd

i kh i ngu n. ..................................................................................52

Hình 4.19: M t trên kh i công su t. ..............................................................................53

Hình 5.2: Giao di n web server. ....................................................................................71
Hình 5.3: Giao di năđi u khi n thi t b c a web server. ...............................................72

ix


LI T KÊ B NG
B ng 2.1 Mô t các chân c a AT42QT2120

ch đ Standalone..................................7

B ng 2.2: Các ch đ boot c a ESP8266 và c u hình chân GPIO ................................ 12
B ng 2.3: M t s moduleăđ

c AI-Thinker s n xu t ....................................................14

B ng 3.1: Tr ng thái chuy n m ch t đ ng ..................................................................32
B ng 3.2: Li t kê công su t tiêu th c a m t s thi t b đi n gia d ng ........................35
B ng 3.3: Thông s đi n áp và dòng tiêu th c a các linh ki n trong mô hình ............38
B ng 4.1: Danh sách linh ki n .......................................................................................49

x


TÓM T Tă

ÁN

IoTăv năcònălƠăkháiăni măkháăm iăv iănhi uăng


minhăđƣăđ

căth căhi năb iăcácădoanh nghi pătiêuăbi uănh ăLUMI,ăBKAV,ầă

nƠyăv iăm cătiêuăđ tăraălƠăđ tăđ
th ătr

ngăcôngăt căk tăn iăInternet,ăcôngăt căthôngă
tài

cănh ngătínhăn ngămƠăcácăcôngăt căthôngăminhătrênă

ngăđangăcó.ăLƠăcóăth ăđi uăkhi năthi tăb ăt ăxaăthôngăquaăInternetăvƠăđi măn iă

b tă c aă môă hình lƠă cóă th ă giámă sátă tr ngă tháiă c aă thi tă b ,ă cóă serveră qu nă lỦ vƠă đi uă
khi năthi tăb .

xi


GVHD: TS NGUY NăV NăTHỄI

ÁN T T NGHI P

Ch

ngă1. T NG QUAN

T V Nă



ngăxem,ăđangăd nătr ăthƠnhăhi năth căv iăcôngăngh ăIoT.

Trongăcu căs ngăth

ngănh t,ăchúngătaăđƣăquáăquenăthu căv iăvi căb tăt tăcácă

thi tăb ăb ngăcôngăt căthôngăth

ng.ăV iăcu căs ngăb năb ăngƠyănay,ăchúngătaăb ăchiă

ph iă b iă nhi uă th .ă Vi că chúngă taă raă kh iă nhƠă mƠă quênă t tă đèn,ă đi uă hòaă lƠă chuy nă
khôngăhi măg p.ăV iăcôngăt căthôngăth
cácăthi tăb ătrongănhƠ.ă

ng,ăkhiăchúngătaăr iăkh iănhƠămƠăv năquênăt tă

ăt tăcácăthi tăb ăthìăch ăcáchăquayătr ăl iăv ănhƠăr iăt tăchúng.ă

i uănƠyăđôiăkhiăgơyăraăchoăchúngătaănhi uăphi nătoái.
ă gi iă quy tă v nă đ ă trên,ă nhómă đƣă l aă ch nă đ ă tƠi:ă ắTHI Tă K ă VÀă THIă
CÔNG MÔ HÌNH

NGă D NGă IOTă VÀOă VI Că I Uă KHI Nă GIỄMă SỄTă

CỄCăTHI TăB ă I NăTRONGăNHÀ”,ă ngăd ngăcôngăngh ăIoTăvƠoăđ iăs ng.ăGiúpă
chúngătaăcóăth ăb tăt tăcácăthi tăb ătrongănhƠă ăm iălúcăm iăn i.ăNgoƠiăch căn ngăb tă
t tăcácăthi tăb ăt ăxa,ăđ ătƠiăc aănhómăs ăxơyăd ngăthêmăcácăch căn ngăgiámăsátătr ngă
tháiăđi uăkhi n,ăb tăt tăc aăthi tăb .ă ơyălƠăm tăđ ătƠiăkhôngăm i,ănhi uăanhăch ăkhóaă
tr


1.3 N I DUNG TH C HI N
N Iă DUNG 1: Tìmă hi uă nguyênă lỦă ho tă đ ngă vƠă thi tă k ă m chă đi uă khi nă s ă
d ngăchipăESP8266.
N IăDUNGă2: Thi tăk ăm chăngu năvƠăm chăcôngăsu tăchoămôăhình.
N IăDUNGă3: Tìmăhi uăvƠăxơyăd ngăc ăs ăd ăli u.
N IăDUNG 4: Thi tăk ăl uăđ ăgi iăthu tăvƠăvi tăch

ngătrìnhăđi uăkhi năthi tăb ,ă

thi tăk ăgiaoădi năweb server và đ ăđi uăkhi n,ăgiámăsátătr ngăthái đóngăt tăc aă
thi tăb ăthôngăquaăInternet.
N IăDUNG 5: Thi công mô hình.
N IăDUNGă6: Th ănghi măvƠăđi uăch nhăph năc ngăc ngănh ăch
môăhìnhăđ

ngătrìnhăđ ă

căt iă u.ă ánhăgiáăcácăthôngăs ăc aămôăhình.

N IăDUNGă7: Vi tăbáoăcáoăth căhi n.

1.4 GI I H N
 Môăhìnhăch ăđi uăkhi năcácăthi tăb ătrongănhƠăcóăcôngăsu tăd

iă1000W.

 Môăhìnhăcóăth ăđi uăkhi năt iăđaălƠă4ăthi tăb .
 Webăserverăch ăcóăth ăđi uăkhi năvƠăgiámăsátătr ngătháiăc aă4ăthi tăb .


 TrìnhăbƠyăv ălỦăthuy tăv ăm chăngu n,ănguyênăt căho tăđ ngăc aăm chă
côngăsu t,ăchipăESP8266ăvƠăm chăc mă ngăđi nădung.
 TrìnhăbƠyălỦăthuy tăv ăweb server vƠăc ăs ăd ăli u. Ph

ngăth cătruy nă

nh năd ăli uăgi a thi tăb ăvƠăweb server.
Ch

ngă3:ăTínhăToánăvƠăThi tăK
TrìnhăbƠyăcácăph

ngăánăthi tăk ,ătínhătoánăcácăthôngăs ăvƠăt ăđóăti năhƠnhăthi tă

k ăm chăngu n,ăm chăcôngăsu t, m chăx ălỦ trungătơm,ăm chăc mă ng.ăThi tăk ăc ăs ă
d ăli u,ăxơyăd ngăgiaoădi năweb server.
Ch

ngă4:ăThiăCôngăH ăTh ng
Trongăch

ngănƠyătrình bày quá trình th căhi năthiăcôngăcácăboard m ch,ăcácă

ph năđi uăkhi năvƠ ph năc ngămôăhình c a đ ătƠi.
Sauăđóăl păráp m tăh ăth ngămôăhìnhăhoƠnăch nh đƣăxơyăd ngătr
xơyăd ngănênăl uăđ ăgi iăthu tăvà vi tăch
Sauăkhiăcóă đ

cămôăhìnhăvƠăch



B

MÔNă I N T

căvƠăch aălƠmăđ

căc aăc ămôăhình.ăNêuă

ngălai.

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

3


GVHD: TS NGUY NăV NăTHỄI

ÁN T T NGHI P

Ch

ngă2.ăC ăS

2.1 NGUYÊN LÝ HO Tă
Mô hình đ

LÝ THUY T

NG C A MÔ HÌNH


iădùngăcóăth ătruyăc păvƠoăwebă

cătr ngătháiăhi năt iăc aăthi tăb .

2.1.2ă i u khi n thông qua web
Ng
web.ăNg

iădùngătruyăc păvƠoăweb,ăserverăs ătr ăv ătr ngătháiăhi năt iăc aăthi tăb ălênă
iădùngăcóăth ăl aăch năthi tăb ăc năđi uăkhi n.ăKhiăng

iădùngătácăđ ngăvƠoă

web,ăserverăs ăg iăd ăli uăđi uăkhi năv ăb ăx ălỦătrungătơm.ăB ăx ălỦătrungătơm nh nă
d ăli u,ăsauăđóăti năhƠnhătácăđ ngăđ ăđóngăm ăthi tăb ăt
s ăc pănh tătr ngătháiăc aăthi tăb ăv aăđ

B

MÔNă I N T

ngă ngăvƠăđ ngăth iăserveră

cătácăđ ng.

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

4


iădùngăth căhi năđ

cănhi uăthaoătácăch măcùngă

m tălúc.

b. IC c m ng đi n dung AT42QT2120 [2]

Hình 2.1: ICăC mă ngăđi nădungăAT42QT2120.
AT42QT2120ă s ă d ngă ngu nă t ă 1,8 ~ă 5,5V,ă ch ă c nă ch mă vƠoă l pă đ ngă t
ngăv iăkênhăc mă ngăđi nădung thì kênh c mă ngăđi nădungăs ăho tăđ ngăt

ngă

ngăt ă

nh ătácăđ ngăvƠoănútănh n.
Khiăcóăđi nădungăthayăđ iătrênăl păđ ng (n iăv iăngõăvƠoăc aăICăAT42QT2120)ă
thìăngõăraăt

B

ngă ngăc aăICăs ăxu tăraă1ăm căđi năáp.

MÔNă I N T

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

5


B

MÔNă I N T

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

6


GVHD: TS NGUY NăV NăTHỄI

ÁN T T NGHI P

B ng 2.1 Môăt ăcácăchơnăc aăAT42QT2120ă ăch ăđ ăStandalone
STT

Tên

Ki uăchân

Môăt

1

KEY6

I/O

NgõăvƠoăc mă ngăđi nădungăkênhăth ă6ă


NgõăvƠoăc mă ngăđi nădungăkênhăth ă2

6

GUARD

I/O

Kênhăb oăv ă(kênhăth ă1)

7

PROX

I/O

KênhănƠyăđ

8

VSS

P

N iăv iămass

9

VDD


13

PXOUT

OD

Ngõăraăc cămángăh ăc aăkênhăc măbi năti măc n

14

N/C

OD

ăch ăđ ăStandalone,ăchơnănƠyăkhôngăs ăd ng

15

N/C

OD

ăch ăđ ăStandalone,ăchơnănƠyăkhôngăs ăd ng

16

OUT6

I/O


I/O

Ngõăraătínăhi uăc aăkênhăc mă ngăđi nădungăth ă2

Dùngăđ ăresetăAT42Q2120,ăresetătíchăc căm căth p

Chúăthíchăki uăchơn:
 I:ăCh ăcóăth ălƠăchơnăngõăvƠoă(Input)
 I/O:ăCóăth ălƠăchơnăngõăvƠoăho căngõăraă(Input/Output)
 P:ăChơnăngu nă(Power)
 OD:ăChơnălo iăc cămángăh ă(Open Drain)

B

MÔNă I N T

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

7


GVHD: TS NGUY NăV NăTHỄI

ÁN T T NGHI P

2.2.2 M ch công su t
M chăx ălỦătrungătơmăs ăd ngăđi năápă3,3VDC,ăcóăcôngăsu tăth pănênăkhôngăth ă
đóngă t tă đ

că thi tă b ă đi nă 220VAC.ă


Hình 2.4: S ăđ ăchơnăc aătriac BTA12 ậ 600BRG.

B

MÔNă I N T

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

8


GVHD: TS NGUY NăV NăTHỄI

ÁN T T NGHI P
Triac BTA12ăđ

căs ăd ngătrongăcácă ngăd ngăđi uăch nhăđi năápăxoayăchi u,ă

đi uăkhi năđ ngăc ,ăđi uăkhi năđóngăt tăthi tăb ăđi n,ầ
Thôngăs ăk ăthu t:


i năápăc căđ iăch uăđ

c:ă600V.

 Dòngăđi năthu năc căđ i:ă12A.




i năápăng

căt iăđa:ă3V.



i năápăthu năđ uăvƠo:ă1,5V.

MÔNă I N T

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

9


GVHD: TS NGUY NăV NăTHỄI

ÁN T T NGHI P
Detector
i năápăđ uăraăt iăđaăch uăđ



c: 400VAC.

 Dòngăt iăđaătrênătriac:ă1A.
 DòngăkíchăLEDăt iăđa:ă30mA.
 Dòng duy trì: 100µA.
M chăx ălỦătrungătơmăs ăd ngăm căđi năápălƠă3,3V,ăđ ăgiaoăti păv iăm chăcôngă

giáăc ăcóăth ănóiălƠăr tăr ăsoăv iătínhăn ngăvƠăkh ăn ng ESP8266ăcóăth ălƠmăđ

c.

ESP8266ă cóă m tă c ngă đ ngă cácă nhƠă phátă tri nă trênă th ă gi iă r tă l n,ă cungă c pă
nhi uă moduleă l pă trình mƣă ngu nă m ă giúpă nhi uă ng

iă cóă th ă ti pă c nă vƠă xơyă d ngă

ngăd ngăr tănhanh.
Hi nă nayă t tă c ă cácă dòngă chipă ESP8266ă trênă th ă tr

ngă đ uă mangă nhƣnă

ESP8266EX,ălƠăphiênăb n nơngăc păc aăESP8266.

B

MÔNă I N T

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

10


GVHD: TS NGUY NăV NăTHỄI

ÁN T T NGHI P
S ăđ ăchơn


 1 ADC 10-bit.
 D iănhi tăđ ăho tăđ ngăr ngă:ă-40oC ~ 125oC.
Do không h ă tr ăb ă nh ăFlash nên các board s ă d ngă ESP8266ă ph iă g nă thêmă
Flash bên ngoài,ăđ ăESP8266ăcóăth ăđ căch

ngătrìnhă ngăd ngăv iăchu năSPIăho că

SDIO.
Cácăch ăđ ăBootăc aăESP8266
B ngă2.2: Cácăch ăđ ăbootăc aăESP8266ăvƠăc uăhình chân GPIO
MTDO

GPIO0

GPIO2

Mode

Description

L

L

H

UART

L



căs năxu t,ăki mătraăv iăcácăthi tăb ăhi năđ i.ăDoăđóă

ngăxu tăhi nănhi uămoduleăvƠăboardăm chăphátătri năđ ăng

iădùngăcóăth ă

phátătri năcácă ngăd ng.

B

MÔNă I N T

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

12