Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ , các thiết bị điện tử đã , đang và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả trong hầu hết các lĩnh vực khoa học kĩ thuật cũng như đời sống xã hội. Việc gia công, xử lý các tín hiệu điện tử hiện đại đều dựa trên cơ sở nguyên lý số . Vì các thiết bị làm việc trên cơ sở nguyên lý số có ưu điểm hơn hẳn so với các thiết bị làm việc dựa trên cơ sở nguyên lý tương tự, đặc biệt là trong kĩ thuật tính toán. Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử đã cho ra đời nhiều vi mạch số cỡ lớn với giá thành rẻ và khả năng lập trình cao đã mang lại những thay đổi lớn trong ngành điện tử. Mạch số ở những mức độ khác nhau đang thâm nhập trong các lĩnh vực điện tử thông dụng và chuyên nghiệp một cách nhanh chóng. Các trường kĩ thuật là nơi mạch số thâm nhập mạnh mẽ và được học sinh , sinh viên ưa chuộng do lợi ích và tính khả thi của nó. Vì thế sự hiểu biết sâu sắc về kĩ thuật số là không thể thiếu với sinh viên ngành điện tử hiện nay. Nhu cầu hiểu biết kĩ về kĩ thuật số không chỉ riêng đối với những người theo chuyên ngành điện tử mà còn đối với những cán bộ kĩ thuật khác có sử dụng thiết bị điện tử.
Trang 1Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên
Trang 2NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
Hưng Yên, ngày … tháng … năm 2021 Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Trang 3
Hưng Yên, ngày … tháng … năm2021
Giáo viên phản biện
Trang 4MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1 Lí do chọn đề tài
Ngày nay, với sự phát triển như vũ bão của công nghệ đã đem lại nhiều ứng dụng
và thành quả to lớn phục vụ nhu cầu đời sống thiết thực to lớn của con người.Trong công nghiệp cũng như trong sinh hoạt hàng ngày, máy móc đã trở nên quáquen thuộc và gắn liền với đời sống của chúng ta Với nhu cầu càng cao về giá trị
và tiện ích, con người không chỉ quan tâm đến các thiết bị cá nhân, các thiết bịphúc vụ cho công việc mà còn quan tâm đến sự tiện nghi, an toàn của nơi mình sinhsống Khái niệm ngôi nhà thông minh vốn khá phổ biến ở các nước công nghệ cao
và du nhập sang các quốc gia có cơ sở hạ tầng và ứng dụng điện tử đang phát triển.Mỗi chức năng ngôi nhà thông minh đều có khả năng vận hành dưới tác động củanhiệt độ, áp suất…Vấn đề đặt ra với chúng ta là phải tạo ra được những thiết bịđiều khiển trong nhà có thể tự động điều khiển và giám sát được theo một chươngtrình đã được cài đặt sẵn
Trên thế giới với sự bùng nổ của các ngành công nghệ thông tin, điện tử,…đãlàm cho đời sống con người được hoàn thiện hơn Các thiết bị tự động ngày càng
Trang 5quan trọng trong sản xuất và trong cuộc sống sinh hoạt của mỗi con người Do đómột ngôi nhà thông minh không còn là ước mơ của con người nữa mà nó đã trởthành hiện thực Qua báo chí, các phương tiện truyền thông, internet chúng ta đãthấy mô hình ngôi nhà thông minh đã ra đời Là sinh viên khoa Điện -Điện Tử củatrường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên, với những kiến thức đã học cùng vớimong muốn thiết kế một ngôi nhà tự động hoá đáp ứng nhu cầu sinh hoạt hằng
ngày, nhóm chúng em đã chọn “Điều khiển thiết bị qua mạng Internet ” làm đề tài
nghiên cứu
2 Mục tiêu nghiên cứu
Nhà thông minh là một đề tài mở với rất nhiều ứng dụng, các tiện ích có thể ápdụng nhằm phục vụ nhu cầu ngày càng cao của con người Chính vì vậy mà giớihạn trong một số đồ án môn học chúng ta không thể giải quyết hết các bài toán trênthực tế Trước mắt, chúng ta sẽ thi công một số thiết bị điện cho ngôi nhà thôngminh từ đó có kế hoạch phát triển và thi công một số thiết bị điện cho ngôi nhàthông minh
Trong tương lai, chúng ta sẽ mở rộng và phát triển được những thiết bị này bằngcách mở rộng khả năng giao tiếp của thiết bị, như qua Internet hay qua mạng diđộng và cả trí tuệ nhân tạo
3 Đối tượng nghiên cứu chung.
• Tìm hiểu và nghiên cứu về vi điều khiển
• Tìm hiểu và nghiên cứu về ngôn ngữ lập trình vi điều khiển
• Tìm hiểu về các nguyên tắc điều khiển các thiết bị điện
• Tìm hiểu các loại cảm biến
Trang 64 Phương pháp nghiên cứu
4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
• Đọc và tìm hiểu bài giảng, giáo trình điện tử cơ bản, giáo trình vi xử lý:Khoa Điện-Điện Tử_ĐHSPKTHY
• Tìm hiểu các tài liệu về kỹ thuật đa xử lý của vi điều khiển, giao tiếp UARTgiữa các vi điều khiển, giao tiếp vi điều khiển với các thiết bị
4.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
• Bằng cách vận dụng các kiến thức đạt được trong qua trình học tập, thamkhảo tài liệu Nhóm thực hiện tiến hành tìm hiểu, thiết kế, thi công, và thửnghiệm mô hình trong nhiều tình huống và điều kiện khác nhau Quá trìnhthực nghiệm giúp nhóm thực hiện tự hoàn thiện và bổ sung dần các kiến thứcmới Đặc biệt là tìm được hướng nghiên cứu thích hợp nhất để hoàn chỉnh vàtối ưu đề tài
• Đồ án được nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng nhữngkiến thức đã được học trong nhà trường để thiết kế, tạo ra một hệ thống Điềukhiển tự đồng hoàn chỉnh Hệ thống tích hợp module báo động cùng cácmodule tiện ích khác
4.3 Các ứng dụng dự kiến của đề tài
‐ Hệ thống tự động điều khiển các thiết bị trong nhà (điều khiển một số thiết bịnhư bóng, đèn,rèm cửa, điều hoà nhiệt độ…)
‐ Hệ thống giúp ngôi nhà an toàn hơn với chức năng theo dõi từ xa và tự độngcảnh báo (báo cháy, báo rò rỉ khí ga, đặc biệt hơn là cảnh báo trộm )
Trang 7CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1 Gới thiệu tổng quan về đề tài
1.1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Một ngôi nhà thông minh hay còn gọi là ngôi nhà số là một giải pháp điều khiểntích hợp các căn hộ cao cấp, tích hợp các thiết bị điện tử, nghe nhìn, truyền thôngthành một hệ hoàn chỉnh và thống nhất, có thể vận hành tất cả các hệ thống mộtcách tự động theo chương trình đã cài đặt hoặc theo điều khiển từ xa của ngườidùng Các hệ thống như chiếu sáng, máy lạnh, an ninh bảo vệ, âm thanh nghe nhìn,chuông hình, cửa tự động hay cả rèm cửa sẽ được phối hợp vận hành thành một hệthống đồng nhất
Mỗi chức năng của ngôi nhà thông minh đều có khả năng tự vận hành hoặc dưới
sự điều khiển của người dùng, thông qua điện thoại di động sử dụng mạng 3G hayInternet, cung cấp nhiều cấp độ sử dụng Người dùng có thể truy cập từ xa vào hệthống quản lý tại nhà để xem cửa ngõ qua video, hệ thống đèn nếu lỡ quên khi rakhỏi nhà, tắt bớt các hệ thống đèn không cần thiết trong các khu vực trong nhà đểtiết kiệm điện năng
Vì thế hiện nay nhà thông minh là một trong những đề tài công nghệ ứng dụngđang tạo nên một cơn sốt trong thị trường địa ốc Các hãng đầu tư công nghệ ởnước ngoài đã và đang phát triển giải pháp nhà thông minh với rất nhiều tính năngvượt trội
Tại Việt Nam, hiện nay đã có một số nhà đầu tư cho các công trình nhà thôngminh nhưng chủ yếu là phân phối các sản phẩm nhập của nước ngoài, với giá thành
rất cao Chính vì những thực tiễn đó là cơ sở để chúng em chọn đề tài “Điều khiển thiết bị qua mạng Internet”
Trang 81.1.2 Yêu cầu điền khiển
Trong một gia đình thông thường ngày nay, TV, hệ thống nghe nhìn, máy tính,đèn chiếu sáng, rèm cửa và điện thoại di động, ngày càng trở nên dễ sử dụng và đanăng hơn, nhưng mỗi thiết bị hoạt động độc lập với các bộ điều khiển dùng riêng.Điều này có nghĩa là có rất nhiều bộ điều khiển, nút chỉnh, làm phức tạp thêm cuộcsống
Một ngôi nhà thông minh cần đảm bảo những tính năng tiện lợi cho người dùng,tính bảo mật và tính tiết kiệm năng lượng Do vậy yêu cầu điều khiển cho ngôi nhàcủa chúng em bao gồm:
- Hệ thống cửa tự động: cửa được tự động đóng mở bằng Password Chủ nhàmuốn vào nhà phải nhập đúng Password đã được cài đặt Khi khóa được mở
hệ thống sẽ tự động nhắn tin đến chủ nhà để xác nhận Nếu người lạ vào nhànhập sai Password quá 3 lần thì chuông sẽ reo lên báo động trong 30s, đồngthời tự động gọi điện cho chủ nhà Sau 30s mới có thể tiếp tục nhập lạipassword Các thao tác sẽ được xác nhận trên màn hình LCD, khi ra ngoài ấn
1 phím chức năng trên bàn phím để khóa cửa Hệ thống giúp cho ngôi nhàđược an toàn hơn
- Hệ thống chiếu sáng tự động: Khi đứng ở cửa chính, đèn tự động bật lên Khikhông có người đèn tự động tắt để đảm bảo tiết kiệm điện tối ưu
-Hệ thống điều khiển nhiệt độ tự động: Nhiệt độ trong nhà sẽ được tự độngđiều chỉnh hợp lý Khi trời nóng, quạt tự động bật lên để làm mát theo 3 cấp
độ Tương tự như vậy, khi trời lạnh, 3 bóng đèn tự động bật lần lượt theo 3 chế
độ để sưởi ấm Các cấp độ hoạt động của quạt vs bóng đèn tùy thuộc vào nhiệt
Trang 9- Tổng quát hóa mô hình và các ứng dụng của ngôi nhà thông minh.
- Giải quyết từng khối chức năng bằng các thiết bị điều khiển
- Xây dựng mô hình nhà thông minh và ứng dụng một số thiết bị điện được điềukhiển tự động như hệ thống cửa tự động, rèm của tự động, ánh sáng tự động
- Vạch ra những kế hoạch, hướng phát triển và thi công cho những thiết bị khác
mà trong khuôn khổ và thời gian của đồ án chúng em chưa hoàn thiện được
Ví dụ chúng ta có thể phát triển những thiết bị này bằng cách mở rộng khảnăng giao tiếp của thiết bị, như qua Internet hay mạng điện thại di động, điềukhiển các thiết bị cần tính ổn định cao
1.1.4 Giải pháp, mục tiêu đạt được.
Ghép nối thiết bị, trao đổi thông tin là một trong những vấn đề cơ bản trong bất
cứ một giải pháp tự động hóa nào Giữa các bộ điều khiển trong một hệ thống điềukhiển phân tán cũng cần trao đổi thông tin với nhau để phối hợp thực hiện điềukhiển cả quá trình sản xuất
Ở một cấp cao hơn, các trạm vận hành trong trung tâm điều khiển cũng cần đượcghép nối và giao tiếp với các bộ điều khiển để có thể theo giõi, giám sát toàn bộquá trình sản xuất và hệ thống điều khiển
Trong truyền thông có nhiều giao tiếp được kể đến như USB, CAN, I2C, RS485,
Trang 10mạch trong hệ thống như trong các hệ thống Robot, điều khiển tòa nhà thông minh,
hệ nhúng v.v
Chữ RS được viết tắt từ Recommended Standard ( Tiêu chuẩn được đề nghị),RS485 là chuẩn duy nhất do EIA đưa ra mà có khả năng truyền thông đa điểm thực
sự chỉ dùng một đường dẫn chung duy nhất, được gọi là Bus
1.1.5 Đối tượng nghiên cứu trong đề tài
- Tìm hiểu và nghiên cứu mạng truyền thông sử dụng giao tiếp RS485
- Xây dựng mạng truyền thông dùng giao tiếp RS485 với các Master và slave.Điều khiển giám sát ngôi nhà thông minh với các hệ thống như tự động bậtđèn khi trời tối, tắt đèn khi trời sáng, hiển thị nhiệt độ môi trường, hệ thốngbảo mật cho ngôi nhà, điều khiển từ xa Tất cả các hệ thống được điều khiển
tự động và giám sát tại một vị trí trung tâm
- Truyền thông với khoảng cách xa Đề tài ứng dụng mạng truyền thông RS485xây dựng hệ thống điều khiển là một ứng dụng rất thực tế và là một giải phápcho tự động hóa, nó được ứng dụng nhiều trong thực tế như trong hệ thốngrobot, ngôi nhà thông minh, hệ nhúng
1.1.6 Phạm vi nghiên cứu
Với đề tài này, chúng em đi sâu vào nghiên cứu những vấn đề chính sau đây:
‐ Tìm hiểu tổng quan về mạng truyền thông công nghiệp
‐ Tìm hiểu cơ sở lý thuyết mạng truyền thông RS485
‐ Tìm hiểu vi điều khiển STM32, TTL to RS485, ESP01
‐ Tìm hiểu ngôn ngữ lập trình và biên dịch CCS, viết chương trình và biên dịch
ra file.hex nạp cho vi điều khiển ESP01 Chương trình cho STM32 Viếtchương trình truyền thông điều khiển, giám sát ngôi nhà thông minh
‐ Chế tạo mạch, lắp ráp và thử nghiệm cho ngôi nhà hoạt động theo các chươngtrình đã định
1.1.7 Phương pháp và phương tiện nghiên cứu
Phương pháp.
Trang 11•Tham khảo tài liệu: Tìm hiểu ngôn ngữ lập trình C cho vi điều khiển.
•Thực nghiệm: Test chương trình và sửa lỗi trên mô hình thực tế
Phương tiện.
•Sách tham khảo, các tài liệu trên mạng
•Các phần mềm sử dụng CUBE MX, Keil C, Arduino, Proteus, Altium…
•Phần mềm mô phỏng Proteus
•Phần mềm thiết kế mạch điện tử chuyên dụng Altium
•Phần mềm lập trình cho vi điều khiển ride, C++, Keil C
1.1.8 Thực trạng ngôi nhà thông minh hiện nay ở Việt Nam
Smart Home (ngôi nhà thông minh) là ngôi nhà được tích hợp những công nghệtân tiến về kỹ thuật điện-điện tử-tin học để quản lý và điều khiển các thiết bị theomong muốn của chủ nhà mọi lúc, mọi nơi theo những chương trình được cài đặttheo ngữ cảnh, lịch trình, cảm biến tự động Như vậy, sự khác biệt với một ngôi nhàbình thường mà ở đó mọi việc quản lý điều khiển thiết bị điện đều thực hiện bằngcách thủ công cơ học theo nguyên tắc Mở/Tắt (On/Off) thì Smart Home đã tiến lênmột đẳng cấp khác về điều khiển, quản lý thiết bị một cách thông minh hơn nhiều.Tại Việt Nam, cùng với xu hướng tăng trưởng mạnh của thị trường, nhà thôngminh đang dần trở thành một lĩnh vực hấp dẫn mà không “đại gia” công nghệ nàomuốn bỏ qua, trong đó có các doanh nghiệp công nghệ Việt Nhà thông minh hiệnnay ở Việt Nam với rất nhiều tiện ích, các tiện ích có thể áp dụng nhằm phục vụnhu cầu hàng ngày càng nâng cao của con người Chỉ cần ngồi một nơi cầm điệnthoại di động trên tay là người sử dụng có thể điều khiển thiết bị trong ngôi nhà củamình Hiện nay có rất nhiều tập đoàn lớn tại Việt Nam đã đầu tư và Smart Home ví
dụ như Bkav, Lumi, Acis…
Những ngôi nhà thông minh được thiết kế với một số đặc tính như:
- An toàn về điện cho người sử dung
- Điều khiển theo chế độ đặt trước
- Điều khiển mành, rèm tự động
Trang 12- Hệ thống camera giám sát.
- Hệ thống chuông hình
- Hệ thống am thanh đa vùng
- Điều khiển trung tâm
- Điều khiển từ xa không dây bằng smartphone, laptop, máy tính bảng…
- Điều khiển các thiết bị điện thông dụng như đèn điện, quạt
- Điều khiển các thiết bị cao cấp như tivi, điều hòa
- Hệ thống nhà thông minh thuận tiện phù hợp với thời đại công nghệ
- Chuẩn hóa điều khiển thông qua SMS
- Cảnh báo nhiệt độ, độ ẩm thông qua SMS hoặc App
1.2 Những mô hình thông minh được ứng dụng hiện nay
1.2.1 Mô hình và các thiết bị nhà thông minh
Ngày nay cùng với sự phát triển của đất nước những ứng dụng, mô hình thông minh hay những công trình nghiên cứu số hóa đều hướng tới phát triển xã hội theo
xu hướng tự động hiệu quả và tiện lợi Đi cùng với đó một số mô hình thông minh được nghiên cứu và phát triển theo nhu cầu của con người điển hình như :
Trong những năm gần đây xu hướng nhà thông minh (Smart Homes) đang trởnên phổ biến ở Việt Nam, đặc biệt là ở các thành phố lớn như Hà Nội, TP Hồ ChíMinh Có thể nhắc đến nhiều dự án được xây dựng lên và thiết kế nhà thông minhnhư là một tiện ích thu hút khách hàng mua nhà
Nhà thông minh (Smart homes) là kiểu nhà được lắp đặt các thiệt bị điện tử tựđộng hóa thực hiện một số thao tác quản lý, điều khiển mang đến sự tiện lợi chocon người Các thiết bị này có thể được kết nối thông qua ứng dụng mà chủ sở hữu
có thể thao tác trên thiết bị điện tử thông minh của mình thông qua kết nối internet.Các thiết bị trong nhà có thể sẽ tương tác với nhau để thực hiện nhiệm vụ theo ýcủa chủ căn hộ
Căn hộ thông minh 4.0 được thiết kế trang bị nội thất thông minh bao gồm hệthống chiếu sáng, nhiệt độ, hệ thống an ninh, quản lý sử dụng nguồn năng lượnghợp lý trong căn nhà/ căn hộ được điều khiển tự động bằng công nghệ cao thông
Trang 13hệ thống nhà hoặc căn hộ hoạt động dựa trên nền tảng “Internet of Things” (IoT)của “vạn vật” (như thiết bị điện tử, đồ gia dụng, thiết bị giải trí, thiết bị an ninh, cáccảm biến…) có khả năng kết nối với nhau, với Internet và với thế giới bên ngoài;
để có thể dễ dàng kiểm soát, giám sát, truy cập từ xa và hoàn toàn có thể tự độnghóa mọi hoạt động Tất cả đều được lên kịch bản với hệ điều hành thông minh vànhững cảm biến ưu việt Cao cấp hơn cả là những cảm biến thông minh, trongtương lai, nhà – căn hộ thông minh sẽ được điều khiển bằng trí tuệ nhân tạo AI(Artifical Intelligence)
• Nguyên lý hoạt động của căn hộ thông minh
Các thiết bị trong ngôi nhà thông minh được vận hành theo nguyên tắc tự độnghóa và bán tự động hóa Ngoài ra chúng còn được dùng bởi hệ thống điều khiểntheo mục đích của con người
Trang 14Đồng thời các thiết bị trong nhà thông minh thường gồm các cảm biến nhiệt, khigas, ánh sáng điều khiển bởi hệ thống xử trung tâm nhân biết, xử lý thông tinnhanh, chính xác.
• Những thiết bị và vật dụng thông minh
Hình 1 1: Mô hình các thiết bị nhà thông minh
Căn hộ chung cư thông minh đem lại nhiều trải nghiệm hiện đại hơn rất nhiều sovới chung cư thông thường Việc nâng cao chất lượng cuộc sống, kiểm soát chấtlượng môi trường sống, giám sát an ninh để bảo vệ cho người thân, của cải đềuđược nâng cấp lên ở 1 tầm cao hoàn toàn khác biệt với 1 căn hộ thông thường Bạn
Trang 15sẽ nhận được hơn rất nhiều tiện ích dưới đây nếu sở hữu 1 căn hộ chung cư thôngminh:
- Thiết bị điều khiển chiếu sáng thông minh
- Thiết bị điều khiển mành, rèm, cửa cổng tự động
- Hệ thống an ninh, báo động, báo cháy thông minh
- Hệ thống điều khiển điều hòa, máy lạnh thông minh
- Hệ thống âm thanh đa vùng
- Camera, chuông hình
- Hệ thống bảo vệ nguồn điện
- Điều khiển thiết bị thông mình bằng giọng nói
- Trợ lý AI
- Robot quét nhà, lau nhà thông minh
Hiện nay với nhiều giải pháp nhà thông minh do các công ty công nghệ pháttriển, câu trả lời cho câu hỏi trên hoàn toàn là “có thể” Với công nghệ hiện đại vàtạo điều kiện đơn giản nhất cho người dùng thì hoàn toàn có thể biến căn hộ thôngthường đang ở thành 1 căn hộ chung cư thông minh không thua kém bất cứ căn hộthông mình cao cấp nào khác
Với những thông tin trên, chúng ta có thể thấy nhà thông minh đã trở thành xuhướng Việc bạn mua ngay 1 căn hộ thông minh sẵn từ đầu hay bạn nâng cấp lên từcăn hộ hiện tại đều không hề ảnh hưởng đến việc trải nghiệm những tiện ích lý thúcủa nhà thông minh
1.2.2 Mô hình nhà máy thông minh
Mô hình nhà máy thông minh là một hệ sinh thái, trong đó các thiết bị sản xuấthoạt động theo một quy trình tự động hóa, chu trình vận hành thông minh từ sảnxuất cho đến quản trị Con người và các thiết bị tự động hóa có sự kết nối linh hoạttrong mô hình này Con người đảm nhận vai trò điều khiển, kiểm soát còn các thaotác chính hoàn toàn thực hiện nhờ máy móc tự động hóa
Trang 16Nhà máy thông minh hay còn gọi là “Smart Factory” trong Tiếng Anh Đây làkết quả quan trọng và là minh chứng rõ nét nhất cho những thành tựu của cuộc cáchmạng công nghiệp lần thứ tư hay còn gọi là công nghiệp 4.0.
Các nhà máy thông minh hoạt động bằng cách sử dụng những công nghệ hiệnđại như: robot tự động hóa, công nghệ internet của vạn vật, trí tuệ nhân tạo AI,….Đây là mô hình vận hành tự động hóa ở mọi khâu của quá trình sản xuất kinhdoanh, từ khâu kiểm định nguyên liệu, chế biến, sản xuất, lắp ráp cho tới khâu kiểmsoát chất lượng, đóng gói
Hình 1.2: Mô hình nhà máy thông minh
Đối với mô hình này, để xây dựng hoàn chỉnh thì chủ doanh nghiệp cần phải bỏchi phí để trang bị hàng loạt các công nghệ mới nhất sở hữu khả năng tự động hóacao, phần mềm quản trị ưu việt để quản lý toàn bộ chuỗi giá trị, từ lên ý tưởng, sảnxuất trên dây chuyền, quan trị hậu cần,… Có nghĩa là, hệ điều hành trong nhà máysản xuất thông minh đều được thực hiện trên nền tảng số hóa Hệ thống dây chuyền
Trang 17sản xuất của nhà máy được vận hành theo nguyên tắc tự động hóa với sự góp sứclớn từ robot.
Thực hiện nhà máy thông minh phải thực hiện trên phạm vi toàn diện, từ đặthàng, sản xuất cho đến lưu kho Không chỉ dây chuyền sản xuất, trong hệ thống này
hệ thống kho cũng là kho thông minh, áp dụng tinh hoa công nghệ tân tiến và hiệnđại nhất để đảm đương các nhiệm vụ: xuất hàng, nhập hàng tự động,… Từ đó, việclưu thông hàng hóa sẽ trở nên dễ dàng hơn
Nếu vậy, có nghĩa là chỉ những doanh nghiệp tầm cỡ mới có khả năng ápdụng mô hình nhà máy sản xuất thông minh này?
Thực ra, để thực hiện được mô hình này đòi hỏi nỗ lực rất nhiều của các doanhnghiệp, đặc biệt là về vấn đề vốn, cơ sở hạ tầng, máy móc thiết bị, Tuy nhiên, cácdoanh nghiệp vừa và nhỏ vẫn có thể thực hiện mô hình nhà máy thông minh này.Thậm chí, đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ, việc áp dụng dây chuyền tự độnghóa sẽ nhanh chóng tiết kiệm và hạn chế gặp sai sót hơn khi thực hiện tại các doanhnghiệp có quy mô phức tạp
• Nhà máy thông minh – Tương lai của doanh nghiệp sản xuất
Mô hình nhà máy thông minh có tác động rất lớn đến công nghiệp sản xuất:Nhà máy thông minh tăng khả năng giám sát từ xa, giúp nhà quản trị doanhnghiệp kiểm soát được mọi hoạt động sản xuất kinh doanh của nhà máy mà khôngcần trực tiếp ở đó Như vậy, nhà quản trị có thời gian để tạo những giá trị lớn hơnthay vì giám sát liên tục tại nhà máy
Nhà máy thông minh tối ưu hóa quá trình sản xuất Ở mô hình nhà máy truyềnthống, sự can thiệp của con người gần như là hoàn toàn, máy móc chỉ đóng vai trò
hỗ trợ sản xuất còn ở nhà máy thông minh, máy móc tự động hóa tham gia chínhvào quy trình sản xuất, sức lao động của con người được giải phóng Không giancủa nhà máy thông minh sẽ nhường chổ cho hệ thống dây chuyền máy móc và
Trang 18những nhân sự chính Máy móc vận hành với tốc độ nhanh gấp nhiều lần so với conngười, độ chính xác cao hơn nên có thể rút ngắn được thời gian sản xuất, giảm chiphí nhân công, giảm chi phí thành phẩm cho lỗi hỏng Điều này giúp quy trình sảnxuất được tối ưu hóa.
Mô hình nhà máy thông minh giúp cho nhà quản trị kết nối, tổng hợp và phântích dữ liệu để đưa ra quyết định thuận lợi nhất cho nhà máy Nhà máy thông minh
sẽ biết tự sửa lỗi khi cần thiết, cảnh báo khi cần có sự can thiệp của con người.Điều này giúp giảm chi phí năng lượng, dự báo trước những rủi ro có thế xảy ra đểchủ động ứng biến trong sản xuất
Mô hình này có giúp tăng khả năng kết nối giữa các bộ phận trong doanh nghiệpsản xuất Máy móc và các thực thể khác trong mạng lưới nhà máy sẽ kết nối hiệuquả với nhau, cho phép quản lý chuỗi cung ứng một cách hiệu quả nhất Hệ thống
kỹ thuật số, công nghệ số sẽ kết nối sản xuất tạo ra một chu trình thông minh vàkhép kín Như vậy, các phòng ban cũng sẽ làm việc với nhau theo một quy trìnhkhép kín, giúp hiệu quả làm việc cao hơn nhiều
Với những tác động, ưu điểm rất lớn mà mô hình nhà máy thông minh mang lại,đây chính là mục tiêu của nhiều doanh nghiệp trong quá trình chuyển đổi số
Công nghệ chính là động lực đổi mới và tăng trưởng cho doanh nghiệp nhưngứng dụng như thế nào, phương hướng ra sao, bắt đầu từ đâu là một bài toán đầythách thức
1.2.3. Mô hình đô thi thông minh
Đối với nhiều người, đô thị thông minh là một khái niệm mới Hiểu một cáchđơn giản thì đây là một mô hình thành phố ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT),trí tuệ nhân tạo để quản lý, nâng cao tiêu chuẩn cuộc sống đô thị, cải thiện chất
Trang 19lượng phục vụ của chính quyền thành phố với người dân và sử dụng hiệu quả cácnguồn lực xã hội.
Mô hình đô thị thông minh tiêu chuẩn sẽ có những đặc điểm sau:
-Đô thị thông minh tích hợp những xu hướng công nghệ mới nổi như tự độnghóa, học máy và Internet vạn vật (IoT)
- Về mặt lý thuyết, bất kì một lĩnh vực nào về quản lí thành phố cũng có thể trởthành sáng kiến để xây dựng đô thị thông minh
-Đô thị thông minh tiết kiệm năng lượng và sử dụng năng lượng một cách cóhiệu quả
-Các sáng kiến xây dựng thành phố thông minh hướng đến mục đích giám sát
và giải quyết các mối quan tâm về môi trường như biến đổi khí hậu và ônhiễm không khí
- Công nghệ trong đô thị thông minh được sử dụng để tăng cường an ninh côngcộng, từ việc giám sát tội phạm đến các biện pháp sẵn sàng ứng phó với cáctình huống đột xuất
- Công nghệ trong đô thị thông minh mang lại hiệu quả phát triển đô thị, baogồm tạo việc làm, hiệu quả năng lượng, quản lí không gian và hàng hóa tươihơn cho người tiêu dùng
Trang 20Hình 1.3: Mô hình đô thị thông minh
Thiết kế mô hình đô thị thông minh sẽ lấy con người làm trung tâm để phục vụ
và phát triển Mỗi mô hình sẽ căn cứ vào yếu tố địa lý, mục đích phát triển của môhình đó để xây dựng Nền tảng chính của một mô hình đô thị thông minh sẽ gồmcó:
- Năng lượng thông minh
- Môi trường thông minh
- Hạ tầng thông minh
Căn cứ vào nền tảng chính này sẽ có những mô hình phù hợp với nhu cầu pháttriển của từng khu vực như sau:
-Nông nghiệp thông minh ứng dụng cho khu vực phát triển nông nghiệp
-Y tế thông minh ứng dụng cho các khu vực đông dân cư trong đô thị
-Giáo dục thông minh ứng dụng trong các khu đô thị lớn có nhu cầu về giáodục
-Du lịch thông minh ứng dụng cho các thành phố du lịch
-Kinh tế thông minh ứng dụng cho những trung tâm kinh tế lớn
Trang 211.2.4. Các hệ thông mạng được chuẩn hóa và sử dụng hiện nay
Mạng máy tính là mạng viễn thông kỹ thuật số cho phép các nút mạng chia sẻ tàinguyên Trong các mạng máy tính, các thiết bị máy tính trao đổi dữ liệu với nhaubằng các kết nối (liên kết dữ liệu) giữa các nút Các liên kết dữ liệu này được thiếtlập qua cáp mạng như dây hoặc cáp quang hoặc phương tiện không dây như Wi-Fi.a) Mô hình tính toán mạng
Mô hình tính toán tập trung (Centralized computing)
Toàn bộ các tiến trình xử lý diễn ra tại máy tính trung tâm Các máy trạm cuối(Terminals) được nối mạng với máy tính trung tâm và chỉ hoạt động như nhữngthiết bị nhập xuất dữ liệu cho phép người dùng xem trên màn hình và nhập liệu quabàn phím Các máy trạm đầu cuối không lưu trữ và xử lý dữ liệu Mô hình tính toánmạng trên có thể triển khai trên hệ thống phần cứng hoặc phần mềm được cài đặttrên máy chủ (Server)
Ưu điểm: Dữ liệu bảo mật an toàn, dễ sao lưu, dễ diệt virus và chi phí càiđặt thấp
Khuyết điểm: Khó đáp ứng được các yêu cầu của nhiều ứng dụng khácnhau, tốc độ truy xuất chậm
Mô hình tính toán phân tán (Distributed computing)
Các máy tính có khả năng hoạt động độc lập, các công việc được tách nhỏ vàgiao cho nhiều máy tính khác nhau trong mạng thay vì tập trung xử lý trên máytrung tâm Tuy dữ liệu được xử lý và lưu trữ tại máy cục bộ nhưng các máy tínhnày được nối mạng với nhau nên chúng có thể trao đổi dữ liệu và các dịch vụ
Ưu điểm: Truy xuất nhanh, phần lớn không giới hạn các ứng dụng
Khuyết điểm: Dữ liệu lưu trữ rời rạc khó đồng bộ, sao lưu và rất dễnhiễm virus
Mô hình tính toán cộng tác (Collaborative computing)
Trang 22Mô hình tính toán mạng cộng tác bao gồm nhiều máy tính có thể hợp tác để thựchiện một công việc Một máy tính này có thể mượn năng lực tính toán, xử lý củamáy tính khác bằng cách chạy các chương trình trên các máy tính nằm trong mạng.
Ưu điểm: Xử lý rất nhanh và mạnh, có thể dùng để chạy các ứng dụng cócác phép toán lớn, xử lý dữ liệu lớn Ví dụ: bẻ khóa các hệ mã, tính toánADN,
Khuyết điểm: Các dữ liệu được lưu trữ trên các vị trí khác nhau nên rấtkhó đồng bộ và sao lưu, khả năng nhiễm virus rất cao
b) Mô hình mạng
Mạng hình sao (Star Network)
Có tất cả các trạm được kết nối với một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tínhiệu từ các trạm và chuyển đến trạm đích Tùy theo yêu cầu truyền thông trên mạng
mà thiết bị trung tâm có thể là hub, switch, router hay máy chủ trung tâm Vai tròcủa thiết bị trung tâm là thiết lập các liên kết Point – to – Point
Ưu điểm là thiết lập mạng đơn giản, dễ dàng cấu hình lại mạng (thêm,bớt các trạm), dễ dàng kiểm soát và khắc phục sự cố, tận dụng được tối
đa tốc độ truyền của đường truyền vật lý
Khuyết điểm là độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm
bị hạn chế (bán kính khoảng 100m với công nghệ hiện nay)
Mạng tuyến tính (Bus Network )
Có tất cả các trạm phân chia trên một đường truyền chung (bus) Đường truyềnchính được giới hạn hai đầu bằng hai đầu nối đặc biệt gọi là terminator Mỗi trạmđược nối với trục chính qua một đầu nối chữ T (T-connector) hoặc một thiết bị thuphát (transceiver) Mô hình mạng Bus hoạt động theo các liên kết Point–to–Multipoint hay Broadcast
Ưu điểm: Dễ thiết kế và chi phí thấp
Khuyết điểm: Tính ổn định kém, chỉ một nút mạng hỏng là toàn bộ mạng
bị ngừng hoạt động
Trang 23 Mạng hình vòng (Ring Network)
Tín hiệu được truyền đi trên vòng theo một chiều duy nhất Mỗi trạm của mạngđược nối với nhau qua một bộ chuyển tiếp (repeater) có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồichuyển tiếp đến trạm kế tiếp trên vòng Như vậy tín hiệu được lưu chuyển trênvòng theo một chuỗi liên tiếp các liên kết Point–to–Point giữa các repeater
Ưu điểm: Mạng hình vòng có ưu điểm tương tự như mạng hình sao
Nhược điểm: Một trạm hoặc cáp hỏng là toàn bộ mạng bị ngừng hoạtđộng, thêm hoặc bớt một trạm khó hơn, giao thức truy nhập mạng phứctạp
Mạng kết hợp (Mesh Network)
Kết hợp hình sao và tuyến tính (Star Bus Network): Cấu hình mạng dạng này có
bộ phận tách tín hiệu (splitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống dây cáp mạngcấu hình là Star Topology và Linear Bus Topology Lợi điểm của cấu hình này làmạng có thể gồm nhiều nhóm làm việc ở cách xa nhau, ARCNET là mạng dạng kếthợp Star Bus Network Cấu hình dạng này đưa lại sự uyển chuyển trong việc bố tríđường dây tương thích dễ dàng đối với bất cứ toà nhà nào
Kết hợp hình sao và vòng (Star Ring Network): Cấu hình dạng kết hợp Star RingNetwork, có một "thẻ bài" liên lạc (Token) được chuyển vòng quanh một cái HUBtrung tâm Mỗi trạm làm việc được nối với HUB – là cầu nối giữa các trạm làmviệc và để tǎng khoảng cách cần thiết
Trang 24
Hình 1.4: Mô hình mạng
Các phương pháp truyền thông dữ liệu
- Phương thức unicast: Một nút nguồn muốn gửi một thông điệp đến duy nhấtmột nút đích trên hệ thống mạng
- Phương thức multicast: Một nút nguồn muốn gửi một thông điệp đến mộtnhóm các nút đích trên hệ thống mạng
- Phương thức broadcast: Một nút nguồn muốn gửi một thông điệp đến tất cảcác nút đích khác trên hệ thống mạng
1.2.5. Các mô hình mạng điển hình
a) Mô hình OSI
(Open Systems Interconnection Reference Model, viết ngắn là OSIModel hoặc OSI Reference Model) - tạm dịch là Mô hình tham chiếu kết nối các hệthống mở - là một thiết kế dựa vào nguyên lý tầng cấp, lý giải một cách trừu tượng
kỹ thuật kết nối truyền thông giữa các máy tính và thiết kế giao thức mạng giữachúng Mô hình này được phát triển thành một phần trong kế hoạch Kết nối các hệthống mở (Open Systems Interconnection) do ISO và IUT-T khởi xướng Nó cònđược gọi là Mô hình bảy tầng của OSI
Mô hình OSI sắp xếp một giao thức với chức năng của nó vào một hoặcmột nhóm các lớp tương ứng
Mô hình OSI này chỉ được ngành công nghiệp mạng và công nghệ thôngtin tôn trọng một cách tương đối
Mô hình tham chiếu OSI là một cấu trúc phả hệ có 7 tầng, nó xác địnhcác yêu cầu cho sự giao tiếp giữa hai máy tính Mô hình này đã đượcđịnh nghĩa bởi Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (InternationalOrganization for Standardization) trong tiêu chuẩn số 7498-1 (ISOstandard 7498-1)
Tại thời điểm đó, TCP/IP đã được sử dụng phổ biến trong nhiều năm.TCP/IP là nền tảng của ARPANET, và các mạng khác - là những cái
Trang 25được tiến hóa và trở thành Internet (Xin xem thêm RFC 871 để biết được
sự khác biệt chủ yếu giữa TCP/IP và ARPANET.)
Hiện nay chỉ có một phần của mô hình OSI được sử dụng Nhiều ngườitin rằng đại bộ phận các đặc tả của OSI quá phức tạp và việc cài đặt đầy
đủ các chức năng của nó sẽ đòi hỏi một lượng thời gian quá dài, cho dù
có nhiều người nhiệt tình ủng hộ mô hình OSI đi chăng nữa
Mặt khác, có nhiều người lại cho rằng, ưu điểm đáng kể nhất trong toàn
bộ cố gắng của công trình mạng truyền thông của OSI là nó đã thất bạitrước khi gây ra quá nhiều tổn thất
Tường trình các tầng cấp của mẫu hình OSI.
Trang 26Hình 1.5: Tường trình các tầng cấp của mẫu hình OSI
Tầng 1: Tầng vật lý (Physical Layer)
Tầng vật lý định nghĩa tất cả các đặc tả về điện và vật lý cho các thiết bị Trong
đó bao gồm bố trí của các chân cắm (pin), các hiệu điện thế, và các đặc tả về cápnối (cable) Các thiết bị tầng vật lý bao gồm Hub, bộ lặp (repeater), thiết bị chuyểnđổi tín hiệu (converter), thiết bị tiếp hợp mạng (network adapter) và thiết bị tiếphợp kênh máy chủ (Host Bus Adapter) - (HBA dùng trong mạng lưu trữ StorageArea Network) Chức năng và dịch vụ căn bản được thực hiện bởi tầng vật lý baogồm:
Trang 27Thiết lập hoặc ngắt mạch kết nối điện (electrical connection) với một môi trườngtruyền dẫn phương tiện truyền thông (transmission medium).
Tham gia vào quy trình mà trong đó các tài nguyên truyền thông được chia sẻhiệu quả giữa nhiều người dùng Chẳng hạn giải quyết tranh chấp tàinguyên (contention) và điều khiển lưu lượng Điều chế (modulation), hoặc biến đổigiữa biểu diễn dữ liệu số (digital data) của các thiết bị người dùng và các tín hiệutương ứng được truyền qua kênh truyền thông (communication channel)
Cáp (bus) SCSI song song hoạt động ở tầng cấp này Nhiều tiêu chuẩn khác nhaucủa Ethernet dành cho tầng vật lý cũng nằm trong tầng này; Ethernet nhập tầng vật
lý với tầng liên kết dữ liệu vào làm một Điều tương tự cũng xảy ra đối vớicác mạng cục bộ như Token ring, FDDI và IEEE 802.11
Tầng 2: Tầng liên kết dữ liệu (Data-Link Layer)
Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phương tiện có tính chức năng và quy trình đểtruyền dữ liệu giữa các thực thể mạng (truy cập đường truyền, đưa dữ liệu vàomạng), phát hiện và có thể sửa chữa các lỗi trong tầng vật lý nếu có Cách đánh địachỉ mang tính vật lý, nghĩa là địa chỉ (địa chỉ MAC) được mã hóa cứng vào trongcác thẻ mạng (network card) khi chúng được sản xuất Hệ thống xác định địa chỉnày không có đẳng cấp (flat scheme) Chú ý: Ví dụ điển hình nhất là Ethernet.Những ví dụ khác về các giao thức liên kết dữ liệu (data link protocol) là các giaothức HDLC; ADCCP dành cho các mạng điểm-tới-điểm hoặc mạng chuyển mạchgói (packet-switched networks) và giao thức Aloha cho các mạng cục bộ Trong cácmạng cục bộ theo tiêu chuẩn IEEE 802, và một số mạng theo tiêu chuẩn khác,chẳng hạn FDDI, tầng liên kết dữ liệu có thể được chia ra thành 2 tầng con:tầng MAC (Media Access Control - Điều khiển Truy nhập Đường truyền) vàtầng LLC (Logical Link Control - Điều khiển Liên kết Logic) theo tiêu chuẩn IEEE802.2
Trang 28Tầng liên kết dữ liệu chính là nơi các thiết bị chuyển mạch (switches) hoạt động.Kết nối chỉ được cung cấp giữa các nút mạng được nối với nhau trong nội bộ mạng.
Tầng 3: Tầng mạng (Network Layer)
Tầng mạng cung cấp các chức năng và quy trình cho việc truyền các chuỗi dữliệu có độ dài đa dạng, từ một nguồn tới một đích, thông qua một hoặc nhiều mạng,trong khi vẫn duy trì chất lượng dịch vụ (quality of service) mà tầng giao vận yêucầu Tầng mạng thực hiện chức năng định tuyến Các thiết bị định tuyến (router)hoạt động tại tầng này - gửi dữ liệu ra khắp mạng mở rộng, làm cho liên mạng trởnên khả thi (còn có thiết bị chuyển mạch (switch) tầng 3, còn gọi là chuyển mạchIP) Đây là một hệ thống định vị địa chỉ lôgic (logical addressing scheme) – các giátrị được chọn bởi kỹ sư mạng Hệ thống này có cấu trúc phả hệ Ví dụ điển hình củagiao thức tầng 3 là giao thức IP
Tầng 4: Tầng giao vận (Transport Layer)
Tầng giao vận cung cấp dịch vụ chuyên dụng chuyển dữ liệu giữa các ngườidùng tại đầu cuối, nhờ đó các tầng trên không phải quan tâm đến việc cung cấpdịch vụ truyền dữ liệu đáng tin cậy và hiệu quả Tầng giao vận kiểm soát độ tin cậycủa một kết nối được cho trước Một số giao thức có định hướng trạng thái và kếtnối (state and connection orientated) Có nghĩa là tầng giao vận có thể theo dõi cácgói tin và truyền lại các gói bị thất bại Một ví dụ điển hình của giao thức tầng 4 làTCP Tầng này là nơi các thông điệp được chuyển sang thành các góitin TCP hoặc UDP Ở tầng 4 địa chỉ được đánh là address ports, thông qua addressports để phân biệt được ứng dụng trao đổi
Tầng 5: Tầng phiên (Session layer)
Tầng phiên kiểm soát các (phiên) hội thoại giữa các máy tính Tầng này thiết lập,quản lý và kết thúc các kết nối giữa trình ứng dụng địa phương và trình ứng dụng ở
Trang 29duplex) hoặc đơn công (Simplex) và thiết lập các quy trình đánh dấu điểm hoànthành (checkpointing) - giúp việc phục hồi truyền thông nhanh hơn khi có lỗi xảy
ra, vì điểm đã hoàn thành đã được đánh dấu - trì hoãn (adjournment), kết thúc(termination) và khởi động lại (restart) Mô hình OSI uỷ nhiệm cho tầng này tráchnhiệm "ngắt mạch nhẹ nhàng" (graceful close) các phiên giao dịch (một tính chấtcủa giao thức kiểm soát giao vận TCP) và trách nhiệm kiểm tra và phục hồi phiên,đây là phần thường không
Tầng trình diễn hoạt động như tầng dữ liệu trên mạng Tầng này trên máy tínhtruyền dữ liệu làm nhiệm vụ dịch dữ liệu được gửi từ tầng ứng dụng sang địng dạngchung Và tại máy tính nhận, lại chuyển từ định dạng chung sang định dạng củatầng ứng dụng Tầng thể hiện thực hiện các chức năng sau:
‐ Dịch các mã ký tự từ ASCII sang EBCDIC
‐ Chuyển đổi dữ liệu, ví dụ từ số interger sang số dấu phảy động
‐ Nén dữ liệu để giảm lượng dữ liệu truyền trên mạng
‐ Mã hoá và giải mã dữ liệu để đảm bảo sự bảo mật trên mạng
Tầng 6: Tầng trình diễn (Presentation layer)
Tầng trình diễn hoạt động như tầng dữ liệu trên mạng Tầng này trên máy tínhtruyền dữ liệu làm nhiệm vụ dịch dữ liệu được gửi từ tầng ứng dụng sang định dạngchung Và tại máy tính nhận, lại chuyển từ định dạng chung sang định dạng củatầng ứng dụng Tầng thể hiện thực hiện các chức năng sau:
‐ Dịch các mã ký tự từ ASCII sang EBCDIC
‐ Chuyển đổi dữ liệu, ví dụ từ số interger sang số dấu phẩy động
‐ Nén dữ liệu để giảm dữ liệu truyền trên mạng
‐ Mã hoá và giải mã dữ liệu để đảm bảo sự bảo mật trên mạng
Tầng 7: Tầng ứng dụng (Application layer)
Tầng ứng dụng là tầng gần với người sử dụng nhất Nó cung cấp phương tiệncho người dùng truy nhập các thông tin và dữ liệu trên mạng thông qua chươngtrình ứng dụng Tầng này là giao diện chính để người dùng tương tác với chương
Trang 30trình ứng dụng, và qua đó với mạng Một số ví dụ về các ứng dụng trong tầng nàybao gồm HTTP, Telnet, FTP (giao thức truyền tập tin) và các giao thức truyền thưđiện tử như SMTP, IMAP, X.400 Mail.
Các giao diện
Ngoài các tiêu chuẩn đối với từng giao thức về truyền tải dữ liệu, còn có các tiêuchuẩn giao diện cho các tầng cấp khác nhau hội thoại với tầng cấp ở trên hoặc ởdưới nó (thường phụ thuộc vào hệ điều hành cụ thể đang được sử dụng)
Ví dụ :
Winsock của Microsoft Windows, Berkeley sockets của Unix và Giao diện tầngchuyển tải (Transport Layer Interface) của System V là những giao diện giữa cáctrình ứng dụng (tầng 5 trở lên) và tầng giao vận (tầng 4) NDIS (Network DriverInterface Specification - Đặc tả Giao diện Điều vận Mạng) và ODI (Open Data-Link Interface - Giao diện Liên kết Dữ liệu Mở) là các giao diện giữa phương tiệntruyền (media) (tầng 2) và giao thức mạng (tầng 3)
Mô hình bảy tầng cấp trên thường được mở rộng thêm dưới một hình thức hàihước, ám chỉ đến những nhan đề thông thường, không có tính kỹ thuật Một trongnhững trò đùa là mô hình 10 tầng cấp, trong đó tầng 8 là tầng "người dùng", tầng 9
là "tài chính" và tầng 10 là "chính trị"
Kỹ thuật viên mạng truyền thông thường ám chỉ đến những nhan đề của tầng thứ
8, ý nói tầng người dùng là tầng có nhan đề, chứ không phải là mạng
Mô hình OSI còn được gọi một cách diễu cợt là "mô hình Taco Bell" (cửa hàngbán thức ăn México), vì cửa hàng ăn này đã từng nổi tiếng với những cái bánh gói
7 lớp burrito Dick Lewis dùng một câu chuyện diễn tả điệp viên James Bond (007)
Trang 31phân phát một thông điệp mật Lưu trữ 2006-10-19 tại Wayback Machine để minhhọa mô hình bảy tầng.
b) Mô hình TCP/IP
TCP (Transmission Control Protocol - "Giao thức điều khiển truyền vận") là mộttrong các giao thức cốt lõi của bộ giao thức TCP/IP Sử dụng TCP, các ứng dụngtrên các máy chủ được nối mạng có thể tạo các "kết nối" với nhau, mà qua đóchúng có thể trao đổi dữ liệu hoặc các gói tin Giao thức này đảm bảo chuyển giao
dữ liệu tới nơi nhận một cách đáng tin cậy và đúng thứ tự TCP còn phân biệt giữa
dữ liệu của nhiều ứng dụng (chẳng hạn, dịch vụ Web và dịch vụ thư điện tử) đồngthời chạy trên cùng một máy chủ
TCP hỗ trợ nhiều giao thức ứng dụng phổ biến nhất trên Internet và các ứngdụng kết quả, trong đó có WWW, thư điện tử và Secure Shell
Internet Protocol (tiếng Anh, viết tắt: IP, có nghĩa là Giao thức Internet) là mộtgiao thức hướng dữ liệu được sử dụng bởi các máy chủ nguồn và đích để truyền dữliệu trong một liên mạng chuyển mạch gói Dữ liệu trong một liên mạng IP đượcgửi theo các khối được gọi là các gói (packet hoặc datagram) Cụ thể, IP không cầnthiết lập các đường truyền trước khi một máy chủ gửi các gói tin cho một máy khác
mà trước đó nó chưa từng liên lạc với
IP cung cấp một dịch vụ gửi dữ liệu không đảm bảo (còn gọi là cố gắng caonhất), nghĩa là nó hầu như không đảm bảo gì về gói dữ liệu Gói dữ liệu có thể đếnnơi mà không còn nguyên vẹn, nó có thể đến không theo thứ tự (so với các góikhác được gửi giữa hai máy nguồn và đích đó), nó có thể bị trùng lặp hoặc bị mấthoàn toàn Nếu một phần mềm ứng dụng cần được bảo đảm, nó có thể được cungcấp từ nơi khác, thường từ các giao thức giao vận nằm phía trên IP
TCP/IP cũng giống như OSI nhưng kiểu này có ít hơn ba tầng:
Trang 32‐ Tầng ứng dụng: bao gồm nhiều giao thức cấp cao Trước đây người ta sử dụngcác áp dụng đầu cuối ảo như TELNET, FTP, SMTP Sau đó nhiều giao thức đãđược định nghĩa thêm vào như DNS, HTTP
‐Tầng giao vận: nhiệm vụ giống như phần giao vận của OSI nhưng có hai giaothức được dùng tới là TCP và UDP
‐Tầng mạng: chịu trách nhiệm chuyển gói dữ liệu từ nơi gửi đến nơi nhận, gói
dữ liệu có thể phải đi qua nhiều mạng (các chặng trung gian) Tầng liên kết dữliệu thực hiện truyền gói dữ liệu giữa hai thiết bị trong cùng một mạng, còntầng mạng đảm bảo rằng gói dữ liệu sẽ được chuyển từ nơi gửi đến đúng nơinhận Tầng này định nghĩa một dạng thức của gói và của giao thức là IP
‐Tầng liên kết dữ liệu: Sử dụng để truyền gói dữ liệu trên một môi trường vậtlý
1.2.6. Thiết bị mạng
Thiết bị truyền dẫn
Cáp xoắn đôi (Twisted pair cable): Cáp xoắn đôi gồm nhiều cặp dây đồng xoắn
lại với nhau nhằm chống phát xạ nhiễu điện từ Do giá thành thấp nên cáp xoắnđược dùng rất rộng rãi Có hai loại cáp xoắn đôi được sử dụng rộng rãi trong LAN
là loại có vỏ bọc chống nhiễu và loại không có vỏ bọc chống nhiễu
Cáp đồng trục (Coaxial Cable): Là loại cáp điện với một lõi dẫn điện được bọc
lại bởi một lớp điện môi không dẫn điện, chung quanh quấn thêm một lớp bện kimloại, ngoài cùng lại có vỏ bọc cách điện Từ đồng trục đến từ việc tất cả các lớp cápđều dùng chung một trục hình học
Cáp sợi quang (Fiber optic cable): là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh
hoặc nhựa, sử dụng ánh sáng để truyền tín hiệu Cáp quang dài, mỏng thành phầncủa thủy tinh trong suốt bằng đường kính của một sợi tóc Chúng được sắp xếptrong bó được gọi là cáp quang và được sử dụng để truyền tín hiệu trong khoảng