Mạng cảm biến dùng lora sx1276 sx1278 uart (spi) esp8266 (có code mẫu và sơ đồ chi tiết)

Mạng cảm biến không dây Wireless Sensor Network – WSN, là mạng liênkết các thiết bị tự vận hành, liên kết với nhau bằng kết nối sóng vô tuyến RFconnection trang bị cảm biến sensor để g

MỤC LỤC

NỘI DUNG ĐỀ TÀI 1

LỜI CẢM ƠN 2

LỜI NÓI ĐẦU 3

MỤC LỤC 4

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ CHUẨN TRUYỀN THÔNG LORA 6

1.1 Giới thiệu chung 6

1.1.1 Mạng cảm biến không dây là gì? 6

1.1.2 Các ứng dụng của mạng cảm biến không dây 7

1.2 Kiến trúc ngăn xếp giao thức mạng cảm biến không dây 7

1.3 Tổng quan về Internet kết nối vạn vật 9

1.3.1 Internet of Things là gì? 9

1.3.2 Internet of Things là tương lai của thế giới 10

1.4 Một vài mô hình ứng dụng về Internet of Things 10

1.4.1 Lưới điện thông minh 10

1.4.2 Nhà thông minh 11

1.6 Chuẩn truyền thông LoraWAN 12

1.6.1 Khái niệm LoraWAN 12

1.6.2 Cấu trúc của mạng LoraWAN 13

1.6.3 Kiến trúc LoraWAN 14

1.6.4 Điều khiển truy cập theo kênh truyền 15

1.6.5 Nguyên lý hoạt động của LoRa 15

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 17

2.1.Kit Arduino Uno R3 17

2.1.1.Giới thiệu tổng quan 17

2.1.2.Thành phần phần cứng của KIT 17

2.1.3 Arduino IDE 19

2.2 Module Lora SX1278 19

2.2.1 Module Lora SX1278 19

2.3 Cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm (DHT 11) 22

2.5 Module WIFI ESP8266 25

2.6 Cảm biến ánh sáng (Tsl 2561) 27

2.7.1 Giải pháp thiết kế Node con 28

2.7.1.1 Sơ đồ ghép nối phần cứng 28

2.7.1.2 Lưu đồ thuật toán Node con 29

2.7.1.3 Sơ đồ nguyên lí thiết kế phần cứng 30

2.7.2 Giải pháp thiết kế GateWay 30

2.7.2.1 Sơ đồ ghép nối phần cứng 30

2.7.2.2 Lưu đồ thuật toán xử lý GateWay 31

2.7.2.3 Sơ đồ nguyên lí thiết kế phần cứng 32

2.8 Kết quả 33

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG PHẦN MỀM 34

3.1 Mã nguồn chương trình 34

3.1.1 Mã nguồn Node con 34

3.1.2 Mã nguồn Gateway 36

3.2 Thingspeak Webserver lưu trữ dữ liệu và giao diện Website người dùng 37

3.2.1.Truyền thông Internet 37

3.2.2.Giao diện người dùng 38

3.2.2.1 Hình ảnh trang chủ 38

3.2.2.2 Hình ảnh giao diện đăng nhập 39

3.2.2.3 Hình ảnh giao diện người dùng 39

3.2.3 Lưu đồ thuật toán 39

KẾT LUẬN 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ CHUẨN

TRUYỀN THÔNG LORA

1.1 Giới thiệu chung

1.1.1 Mạng cảm biến không dây là gì?

Mạng cảm biến không dây (Wireless Sensor Network – WSN), là mạng liênkết các thiết bị tự vận hành, liên kết với nhau bằng kết nối sóng vô tuyến (RFconnection) trang bị cảm biến (sensor) để giám sát các tham số của một môi trườngvật lý

Trong WSN các node mạng thường là các thiết bị đơn giản, nhỏ gọn, giáthành thấp, có số lượng lớn, thường được phân bố trên một diện tích rộng, sử dụngnguồn năng lượng hạn chế (pin), có thời gian hoạt động lâu dài (vài tháng đến vàinăm) và có thể hoạt động trong môi trường khắc nghiệt (chất độc, ô nhiễm, nhiệt độcao, v.v)

Các node mạng thường có chức năng sensing (sensor node): cảm ứng, quansát môi trường xung quanh như: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, âm thanh, độ rung, độbức xạ, độ ô nhiễm, v.v., theo dõi hay định vị các mục tiêu cố định hoặc di động.Các node giao tiếp với nhau qua mạng vô tuyến không dây phi thể thức (WirelessAd-hoc network) và truyền dữ liệu về trung tâm xử lý (base station) bằng kỹ thuậttruyền đa chặng (multi-hop)

Hình 1.1 Mô hình đơn giản của mạng cảm biến không dây.

Mô hình đơn giản của WSN có thể được hình dung như hình 1.1 Trong đó,các nút cảm biến được phân bố trong một trường cảm biến Mỗi một nút cảm biến

có khả năng thu thập dữ liệu trong trường cảm biến Các nút giao tiếp với nhau qua

mạng vô tuyến ad-hoc và truyền dữ liệu về trung tâm xử lý bằng kỹ thuật truyền đachặng

1.1.2 Các ứng dụng của mạng cảm biến không dây

Cảm biến thường được chia thành nhiều nhóm chức năng như: Cơ, hóa,nhiệt, điện, từ, sinh học, quang, chất lỏng, sóng siêu âm có thể được đưa ra bênngoài môi trường độc hại, nhiệt độ cao, nhiễu lớn, môi trường hóa chất độc hại,trong hệ thống robot tự động hay trong hệ thống nhà xưởng sản xuất…Nhờ đó, màmạng cảm biến được ứng dụng một cách rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của cuộcsống Các ứng dụng điển hình của mạng cảm biến không dây bao gồm thu thập dữliệu, theo dõi, giám sát và y học…

1.2 Kiến trúc ngăn xếp giao thức mạng cảm biến không dây

Kiến trúc ngăn xếp giao thức áp dụng cho WSN được trình bày trong hình1.2 Kiến trúc này bao gồm các lớp và các mặt phẳng quản lý Các mặt phẳng quản

lý này làm cho các nút có thể làm việc cùng nhau theo cách có hiệu quả nhất,định tuyến dữ liệu trong mạng cảm biến di động và chia sẻ tài nguyên giữa các nútcảm biến

Hình 1.2 Kiến trúc giao thức mạng cảm biến

 Mặt phẳng quản lý công suất: Quản lý cách cảm biến sử dụng

nguồn năng lượng của nó Ví dụ : Nút cảm biến có thể tắt bộ thu sau khinhận được một bản tin Khi mức công suất của nút cảm biến thấp, nó sẽ

quảng bá sang các nút cảm biến lân cận để thông báo rằng mức nănglượng của nó thấp và nó không thể tham gia vào quá trình định tuyến.

 Mặt phẳng quản lý di động: Có nhiệm vụ phát hiện và đăng ký sự

chuyển động của các nút cảm biến Các nút cảm biến giữ việc theo dõixem nút nào là nút hàng xóm của chúng

 Mặt phẳng quản lý: Cân bằng và sắp xếp nhiệm vụ cảm biến giữa các nút

trong một vùng quan tâm Không phải tất cả các nút cảm biến đều thựchiện nhiệm vụ cảm nhận ở cùng một thời điểm

Các nút cảm biến nằm rải rác với mật độ cao trong một trường cảm biến Lớpmạng của các mạng cảm biến thường được thiết kế theo quy tắc sau đây:

 Vấn đề hiệu quả năng lượng luôn là vấn đề được quan tâm nhất

 Các mạng cảm biến chủ yếu là tập trung dữ liệu

 Ngoài việc định tuyến, các nút chuyển tiếp có thể tổng hợp các dữ liệu từcác nút lân cận thông qua việc xử lý cục bộ

 Lớp giao vận

Sự phát triển của các giao thức lớp giao vận là một nhiệm vụ đầy thách thứcbởi vì các nút cảm biến bị ảnh hưởng bởi những hạn chế về phần cứng như là nănglượng và bộ nhớ hạn chế Do đó, mỗi nút cảm biến không thể lưu trữ một lượng lớndữ liệu như một máy chủ trên mạng Internet

Lớp ứng dụng bao gồm các ứng dụng chính cũng như một số chức năng quản

lý Ngoài các chương trình ứng dụng cụ thể cho mỗi ứng dụng thì các chức năngquản lý và xử lý truy vấn cũng nằm ở lớp này

1.3 Tổng quan về Internet kết nối vạn vật.

1.3.1 Internet of Things là gì?

Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là Mạng lưới thiết bị kết nốiInternet viết tắt là IoT (tiếng Anh: Internet of Things) là một kịch bản của thế giới,khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất

cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất màkhông cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính.IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử vàInternet Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau,với Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó

Hình 1.3 Hình ảnh mô tả Internet of Things

1.3.2 Internet of Things là tương lai của thế giới

Ngay sau khi nhận được sự chú ý của cộng đồng, IoT đã cho thấy tiềm năngcủa mình với những số liệu đáng kinh ngạc Cisco, nhà cung cấp giải pháp và thiết

bị mạng hàng đầu hiện nay dự báo: Đến năm 2020, sẽ có khoảng 50 tỷ đồ vật kếtnối

Và không thể không kể tới một thương hiệu Việt Nam là Bkav cũng đã đạtđược những thành tựu đáng ghi nhận về Internet of Things Hệ thống nhà thôngminh SmartHome của Bkav là một tổ hợp các thiết bị thông minh trong 1 ngôi nhà,đều được kết nối Internet và có thể tự động điều chỉnh cũng như điều khiển quasmartphone

Bên cạnh đó, các ông lớn như Google, Apple, Samsung, Microsoft cũngkhông hề giấu diếm ý định xâm nhập thị trường này, hứa hẹn một cuộc cạnh tranhmạnh mẽ trong thời gian tới đây, đưa kỷ nguyên IoT đến sớm hơn với mọi người

1.4 Một vài mô hình ứng dụng về Internet of Things

1.4.1 Lưới điện thông minh

Lưới điện thông minh (còn gọi là hệ thống điện thông minh) là hệ thống điện

có sử dụng các công nghệ thông tin và truyền thông để tối ưu việc truyền dẫn, phânphối điện năng giữa nhà sản xuất và hộ tiêu thụ, hợp nhất cơ sở hạ tầng điện với cơ

sở hạ tầng thông tin liên lạc Có thể coi hệ thống điện thông minh gồm có 2 lớp: lớp

1 là hệ thống điện thông thường và bên trên nó là lớp 2- hệ thống thông tin, truyềnthông, đo lường

Hình 1.4 Mô hình hệ thống lưới điện thông minh.

1.4.2 Nhà thông minh

Nhà thông minh (Smart Home) là một ngôi nhà/căn hộ được trang bị hệthống tự động tiên tiến dành cho điều khiển đèn chiếu sáng, nhiệt độ, truyền thông

đa phương tiện, an ninh, rèm cửa, cửa và nhiều tính năng khác nhằm mục đích làmcho cuộc sống ngày càng tiện nghi, an toàn và góp phần sử dụng hợp lý các nguồntài nguyên

Hình 1.5 Mô hình hệ thống nhà thông minh

1.6 Chuẩn truyền thông LoraWAN

1.6.1 Khái niệm LoraWAN

LoRa là viết tắt của Long Range Radio được nghiên cứu và phát triển bởiCycleo và sau này được mua lại bởi công ty Semtech năm 2012 Với công nghệnày, chúng ta có thể truyền dữ liệu với khoảng cách lên hàng km mà không cần cácmạch khuếch đại công suất; từ đó giúp tiết kiệm năng lượng tiêu thụ khitruyền/nhận dữ liệu Do đó, LoRa có thể được áp dụng rộng rãi trong các ứng dụngthu thập dữ liệu như sensor network trong đó các sensor node có thể gửi giá trị đođạc về trung tâm cách xa hàng km và có thể hoạt động trong thời gian dài trước khicần thay pin

Một sự đổi mới của Semtech, LoRa Technology mang lại một sự pha trộn rấthấp dẫn của tầm xa, tiêu thụ năng lượng thấp và truyền dữ liệu an toàn Các mạngcông cộng và mạng riêng sử dụng công nghệ này có thể cung cấp phạm vi phủ sónglớn hơn so với các mạng di động hiện có Dễ dàng kết nối với cơ sở hạ tầng hiện có

và cung cấp một giải pháp để phục vụ các ứng dụng IoT sử dụng pin

LoRa là lớp vật lý hoặc điều chế không dây được sử dụng để tạo ra liên kếttruyền thông tầm xa Nhiều hệ thống không dây kế thừa sử dụng điều chế chuyểnđổi độ lệch tần số (FSK) như lớp vật lý bởi vì nó là một điều chế rất hiệu quả để đạtđược công suất thấp LoRa dựa trên điều chế phổ tán xạ chirp, duy trì các đặc tínhnăng lượng thấp tương tự như điều chế FSK nhưng làm tăng đáng kể phạm vitruyền thông

 Hệ thống nông nghiệp thông minh

1.6.2 Cấu trúc của mạng LoraWAN

Một thiết bị hỗ trợ LoRaWan sẽ có cấu trúc software như sau:

Hình 1.6 Các cấu trúc của LoraThiết bị đầu cuối định hướng hai chiều (Class A): Thiết bị đầu cuối của lớp

A cho phép truyền thông hai chiều, theo đó mỗi thiết bị truyền dẫn đường lên đượctheo sau bởi hai cửa sổ thu nhận đường xuống ngắn Các khe truyền dẫn được lên

kế hoạch bởi thiết bị đầu cuối dựa trên nhu cầu truyền thông của riêng mình với mộtbiến thể nhỏ dựa trên cơ sở thời gian ngẫu nhiên (ALOHA-loại giao thức) Hoạtđộng của Class A là hệ thống thiết bị đầu cuối thấp nhất cho các ứng dụng mà chỉcần truyền thông đường xuống từ máy chủ ngay sau khi thiết bị đầu cuối gửi mộtđường truyền lên Liên lạc đường xuống từ máy chủ tại bất kỳ thời gian nào khác sẽphải chờ cho đến khi đường lên kế tiếp

Thiết bị đầu cuối định hướng hai chiều với các khe tiếp nhận theo lịch trình(Lớp B): Ngoài các cửa sổ nhận ngẫu nhiên Class A, các thiết bị lớp B mở các cửasổ nhận thêm vào các thời gian theo lịch Để thiết bị đầu cuối mở cửa sổ nhận vàođúng thời gian, nó sẽ nhận được chỉ dẫn đồng bộ hóa thời gian từ gateway Điềunày cho phép máy chủ biết khi thiết bị đầu cuối đang nghe

Thiết bị đầu cuối định hướng hai chiều với khe tiếp nhận cực đại (Class C):Thiết bị đầu cuối của Class C gần như liên tục mở các cửa sổ nhận, chỉ đóng khitruyền

Hình 1.7 Các lớp của LoraWAN

Trong cấu trúc này thì LoraWan bao gồm Lora Mac (Class A, Class B, ClassC) và hoạt động dựa trên lớp PHY là chip Lora Ở mỗi vùng khác nhau trên thế giớithì thiết bị LoraWan phải cấu hình cho chip Lora hoạt động ở dãy băng tần chophép như 433Mhz, 915MHz, v.v

1.6.3 Kiến trúc LoraWAN

Các thiết bị LoRaWan kết nối với nhau theo mô hình Star trong đó các thiết

bị node sẽ gửi dữ liệu đến các thiết bị Gateway để từ đó sẽ gửi lên server và thựchiện xử lý dữ liệu trên server

Hình 1.8 Kiến trúc mạng Lora

Do đó trong 1 mạng LoRaWan sẽ có 2 loại thiết bị:

Device node: là các thiết bị cảm biến, hoặc các thiết bị giám sát được lắp đặttại các vị trí làm việc ở xa để lấy và gửi dữ liệu về các thiết bị trung tâm Có 3 loạidevice node là Class A, Class B và Class C

Gateway: là các thiết bị trung tâm sẽ thu thập dữ liệu từ các device node vàgửi lên 1 server trung tâm để xử lý dữ liệu Các thiết bị Gateway thường sẽ được đặttại 1 vị trí có nguồn cung cấp và có các kết nối network như Wifi, LAN, GSM để cóthể gửi dữ liệu lên server

1.6.4 Điều khiển truy cập theo kênh truyền

Cấu trúc LoraWAN network thì thường được đặt trong mô hình star-of-stars

mà Gateways là một cầu nối được ẩn đi chuyển tiếp các message giữa thiết bị đầu

cuối với server trung tâm network ở backend Các Gateway được kết nối với servercủa network thông qua kết nối IP chuẩn trong khi thiết bị đầu cuối dùng giao tiếpkhông dây single-hop đến một hoặc nhiều gateway.

Hình 1.9 Lora Connect

1.6.5 Nguyên lý hoạt động của LoRa

LoRa sử dụng kỹ thuật điều chế gọi là Chirp Spread Spectrum Có thể hiểunôm na nguyên lý này là dữ liệu sẽ được băm bằng các xung cao tần để tạo ra tínhiệu có dãy tần số cao hơn tần số của dữ liệu gốc (cái này gọi là chipped); sau đó tínhiệu cao tần này tiếp tục được mã hoá theo các chuỗi chirp signal (là các tín hiệuhình sin có tần số thay đổi theo thời gian; có 2 loại chirp signal là up-chirp có tần sốtăng theo thời gian và down-chirp có tần số giảm theo thời gian; và việc mã hoátheo nguyên tắc bit 1 sẽ sử dụng up-chirp, và bit 0 sẽ sử dụng down-chirp) trước khitruyền ra anten để gửi đi

Nhờ sử dụng chirp signal mà các tín hiệu LoRa với các chirp rate khác nhau

có thể hoạt động trong cùng 1 khu vực mà không gây nhiễu cho nhau Điều này chophép nhiều thiết bị LoRa có thể trao đổi dữ liệu trên nhiều kênh đồng thời (mỗikênh cho 1 chirprate)

Radio packet của LoRa như hình sau:

Hình 1.10 Radio packet

- Các dữ liệu trong 1 radio packet của LoRa, bao gồm:

Preamble: Là chuỗi binary để bộ nhận detect được tín hiệu của LoRa packettrong không khí

Header: chứa thông tin về size của Payload cũng như có PayloadCRC haykhông Giá trị của Header cũng được check CRC kèm theo

Payload: là dữ liệu ứng dụng truyền qua LoRa

Payload: giá trị CRC của Payload Nếu có PayloadCRC, LoRa chip sẽ tựkiểm tra dữ liệu trong Payload và báo lên nếu CRC OK hay không

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG

2.1.Kit Arduino Uno R3.

2.1.1.Giới thiệu tổng quan

Phần mềm Arduino IDE: được gọi là sketches, được tạo ra trên máy tính có

tích hợp môi trường phát triển(IDE) IDE cho phép bạn viết, chỉnh sửa code vàchuyển đổi sao cho phần cứng có thể hiểu IDE dùng để biên dịch và nạp vàoArduino ( quá trình sử lý này gọi là UPLOAD)

Phần cứng Arduino: là các board Arduino nơi thực thi các chương trình lập

trình Các board này có thể điều khiển hoặc đáp trả các tín hiệu điện, vì vậy cácthành phần được ghép trực tiếp vào nó để tương tác với thế giới thực để cảm nhậnhoặc truyền thông Ví dụ các cảm biến bao gồm các thiết bị chuyển mạch, cảm biếnsiêu âm, gia tốc Các thiết bị truyền động bao gồm đèn, motor, loa và các thiết bịhiển thị

Hầu hết các board Arduino sử dụng kết nối kiểu USB dùng để cấp nguồn vàupload dữ liệu cho board Arduino

Hình 2.0 Board cơ bản của Arduino Uno

2.1.2.Thành phần phần cứng của KIT

Hình 2.1 Hình mặt trên của Arduino Uno

Thông số kỹ thuật:

 Vi điều khiển ATMega328

 Điện áp hoạt động 5V

 Đầu vào diện áp 7-12V

 Điện áp đầu vào tới hạn 6-20V

 Chân vào ra số là 14 chân (trong đó có 6 chân băm xung PWM)

 Chân đầu vào tương tự có 6 chân

 Dòng DC vào ra trên chân là 40mA

 Dòng đầu ra ở chân 3.3V là 50mA

 Bộ nhớ Flash 32KB(ATMega328) trong đó 0.5KB sử dụng chobootloader

 SRAM là 2KB(ATMega328)

 EEPROM là 1KB(ATMega328)

 Tần số 16MHz

mã nhằm cải thiện độ tin cậy Module có 4 chế độ hoạt động với 4 mode truyềnkhác nhau Đặc biệt có thể ứng dụng vào các hệ thống yêu cầu điện năng tiêu thụ rấtthấp Khi ở chế độ power saving mode.

Hình 2.3 Các chế độ truyền nhận của module lora SX1728

Thông số kỹ thuật :

-Model: E32-TTL-100 RF

-IC chính: SX1278 từ SEMTECH

-Điện áp hoạt đông: 2.3 - 5.5 VDC

-Điện áp giao tiếp: TTL

-Giao tiếp UART Data bits 8, Stop bits 1, Parity none, tốc độ từ 1200 - 115200

-Tần số: 410 - 441Mhz

-Công suất: 20dbm (100mW)

-Khoảng cách truyền tối đa trong điều kiện lý tưởng: 3000m

-Tốc độ truyền: 0.3 - 19.2 Kbps ( mặc định 2.4 Kbps)

 Robot thông minh

 Quan trắc môi trường

 Hệ thống thu thập dữ liệu tự động

Hình 2.4 Module Lora SX1278Module sử dụng điện áp trong dải từ 1.9V - 3.6V DC

Hình 2.5 Tín hiệu AUX báo hiệu hoạt động của moduleKhi có tín hiệu vào TXD thì tín hiệu AUX xuất ra là thấp báo hiệu có tín

hiệu truyền serial Khi Serial đã gửi xong thì AUX=1 tức là trở lại mức cao như lúc

chờ dữ liệu ban đầu

2.3 Cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm (DHT 11)

Trong thiết kế sử dụng cảm biến DHT11 DHT11 là cảm biến nhiệt độ và độ

ẩm Nó ra đời sau và được sử dụng thay thế cho dòng SHT1x ở những nơi không

cần độ chính xác cao về nhiệt độ và độ ẩm

Trước khi Serial gửi data thì thằng AUX xuất thấp trước 1-2ms, và luôn bằng 0 trong quá trình truyền

Hình 2.6 Cảm biến DHT11

 DHT11có cấu tạo 4 chân như hình Nó sử dụng giao tiếp sốtheo chuẩn 1 dây

 Thông số kỹ thuật:

 Điện áp hoạt động: 3.3-5v

 Chuẩn giao tiếp: 1wire

 Dải đo độ ẩm: 0-99.9%

 Dải đo nhiệt độ: -40-80 độ C

 Sai số độ ẩm: +-2%

 Sai số nhiệt độ: +-0.5 độ C

 Nguyên lý hoạt động:

 Sơ đồ kết nối vi xử lý:

Hình 2.7 Sơ đồ kết nối

Để có thể giao tiếp với DHT11theo chuẩn 1 chân vi xử lý thực hiện theo 2bước:

 Gửi tin hiệu muốn đo (Start) tới DHT11, sau đó DHT11xác nhận lại

 Khi đã giao tiếp được với DHT11, Cảm biến sẽ gửi lại 5 byte dữ liệu và nhiệtđộ đo được

- Bước 1: gửi tín hiệu Start

Hình 2.8 Xung tín hiệu start

+, MCU thiết lập chân DATA là Output, kéo chân DATA xuống 0 trongkhoảng thời gian >18ms Khi đó DHT11sẽ hiểu MCU muốn đo giá trị nhiệt độ vàđộ ẩm.MCU đưa chân DATA lên 1, sau đó thiết lập lại là chân đầu vào.

+, Sau khoảng 20-40us, DHT11sẽ kéo chân DATA xuống thấp Nếu >40us

mà chân DATA ko được kéo xuống thấp nghĩa là ko giao tiếp được với DHT11

+, Chân DATA sẽ ở mức thấp 80us sau đó nó được DHT11kéo nên caotrong 80us Bằng việc giám sát chân DATA, MCU có thể biết được có giao tiếpđược với DHT11ko Nếu tín hiệu đo được DHT11lên cao, khi đó hoàn thiện quátrình giao tiếp của MCU với DHT

- Bước 2: đọc giá trị trên DHT11

DHT11sẽ trả giá trị nhiệt độ và độ ẩm về dưới dạng 5 byte Trong đó:

Byte 1: giá trị phần nguyên của độ ẩm (RH%)

Byte 2: giá trị phần thập phân của độ ẩm (RH%)

Byte 3: giá trị phần nguyên của nhiệt độ (TC)

Byte 4 : giá trị phần thập phân của nhiệt độ (TC)

Byte 5 : kiểm tra tổng

Nếu Byte 5 = (8 bit) (Byte1 +Byte2 +Byte3 + Byte4) thì giá trị độ ẩm và nhiệt độ là chính xác, nếu sai thì kết quả đo không có nghĩa

Đọc dữ liệu:

Sau khi giao tiếp được với DHT11, DHT11sẽ gửi liên tiếp 40 bit 0 hoặc 1 về MCU, tương ứng chia thành 5 byte kết quả của Nhiệt độ và độ ẩm

Hình 2.9 Tín hiệu bit 0 từ DHT gửi về

Hình 2.10 Tín hiệu bit 1 từ DHT gửi về

Sau khi tín hiệu được đưa về 0, ta đợi chân DATA của MCU được DHT11kéo lên 1 Nếu chân DATA là 1 trong khoảng 26-28us thì là 0, còn nếu tồn tại 70us

là 1 Do đó trong lập trình ta bắt sườn lên của chân DATA, sau đó delay 50us Nếugiá trị đo được là 0 thì ta đọc được bit 0, nếu giá trị đo được là 1 thì giá trị đo được

là 1 Cứ như thế ta đọc các bit tiếp theo

2.5 Module WIFI ESP8266

ESP8266 là một chip tích hợp cao, được thiết kế cho nhu cầu của một thếgiới kết nối mới, thế giới Internet of thing (IOT) Nó cung cấp một giải pháp kết nốimạng Wi-Fi đầy đủ và khép kín, cho phép nó có thể lưu trữ các ứng dụng hoặc đểgiảm tải tất cả các chức năng kết nối mạng Wi-Fi từ một bộ xử lý ứng dụng

ESP8266 có xử lý và khả năng lưu trữ mạnh mẽ cho phép nó được tích hợpvới các bộ cảm biến, vi điều khiển và các thiết bị ứng dụng cụ thể khác thông quaGPIOs với một chi phí tối thiểu và một PCB tối thiểu.

Hình 2.11 Mobule wifi 8266

Tính năng, đặc điểm:

 chuẩn truyền thông 802.11 b / g / n

 Wi-Fi Direct (P2P), mềm-AP

 Tích hợp giao thức TCP / IP stack

 Tích hợp TR switch, balun, LNA, bộ khuếch đại quyền lực và phù hợp vớimạng

 PLLs tích hợp, điều chỉnh, DCXO và các đơn vị quản lý điện năng

 Công suất đầu ra 19.5dBm trong chế độ 802.11b

 Power xuống dòng rò của <10uA