Thiết kế chế tạo bộ truyền thông modbus ethernet thu thập, lưu trữ dữ liệu và giám sát các thông số công suất tiêu thụ Điện, nhiệt Độ, Độ Ẩm

BÁO CÁO TỎNG KÉT ĐẺ TÀI KHOA HỌCTên đề tài: Thiết kế chế tạo bộ truyền thông modbus -Ethernet thu thập, lưu trữ dữ liệu và giám sát các thông sổ công suất tiêu thụ điện, nhiệt độ, độ ẩm

BÁO CÁO TỎNG KÉT ĐẺ TÀI KHOA HỌC

Tên đề tài:

Thiết kế chế tạo bộ truyền thông modbus -Ethernet thu thập, lưu trữ

dữ liệu và giám sát các thông sổ công suất tiêu thụ điện, nhiệt độ, độ ẩm

Mã số đề tài: 22/2D02

Chủ nhiệm đề tài: ThS Lê Long Hồ

Đơn vị thực hiện: Khoa Công Nghệ Điện

TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2024

LỜI CẢM ƠN

Tôi xingửi lòng biết ơn chânthành và sâu sắc nhất đến nhà trường Khoa công

nghệ Điệnđãtạo điều kiện chotôimộtmôi trường làmviệcvà nghiên cứu tốt nhất trong

suốt khoảng thời gian làmviệc tại trường.Đặc biệttôixin gửi lời cảm ơn đếnbanchủ

nhiệmkhoa công nghệ điện và tiểu ban côngnghệ thôngtin - điện - điện tử người đã,

giúp tôi giải quyết được các vấnđề khókhăn trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn

thành tốt đề tài nghiên cứu

Trong suốt quá trình nghiên cứu, tôi đã học được thêm nhiềukiến thức chuyên ngành áp dụng được ngay vào mô hìnhthực tiễn Qua những trãi nghiệm, những khó

khăn thử thách gặp phải trong quá trình nghiên cứu, từ đó tôi đã tích góp được kinh

nghiệm, không ngừng vận động học hỏi và trao dồi kiến thức, là hành trang vững chắccho quá trình làm việc sau này của mình

Môhình nghiêncứu đã hoàn thành nhưng vẫn không thế tránh khỏinhững thiếu

sót Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu từ tiếu ban công nghệ thông tin- điện điện tử để tôi có thểhoànthiệntốtvàpháttriển tốt mô hình hơn.Saucùng, tôi xin kính chúc tiểu ban công nghệ thông tin - điện - điệntử cùng ban lãnh đạo trường Đại học Công Nghiệp Thành phố Hồ ChíMinh luôn dồi dào sức khỏe

và luôn hoàn thành tốt trong sự nghiệp trồng người

Tôi xin chân thành cảm ơn !

Tp Hồ Chí Minh Ngày tháng 10 năm 2024

Trưởng nhóm đề tài

Lê Long Hồ

1.1 Ten d@ tai: Thi@t k@ ch@ tJo b9 truy@n thong modbus-Ethernet thu thfp, hru trfr dfr lifu va giam sat cac thong s6 cong suit tieu th\l difn, nhift d9, d9 im 1.2 Mi s6: 22/2D02

1.3 Danh sach chii tri, thanh vien tham gia thl}'c hifn d@ tai

Nguy€n Due Toan Thanh vien Thi;tc si khoa cong ngh� Di�n

chinh Ngo Thanh Quy�n Thanh vien Ti6n si Khoa cong ngh� Di�n

tham gia HaChiK.ien Thanh vien Thi;tc si Khoa Cong Ngh� Di�n

tham gia

Vo Thi Anh Tuy6t Thanh vien Thi;tc si Khoa Cong Ngh� Di�n

tham gia

1.4 Don vj chii tri: Khoa Cong Ngh� Di�n

1.5 Thiri gian thl}'c hifn:

1.5.1 Theo hgp d6ng: tir thang 12 nam 2023 d6n thang 03 nam 2024

1.5.2 Gia h� (n6u c6): gia h� d6n thang 09 nam 2024

1.5.3 Thl,IC hi�n thl,IC t6: tir thang 03 nam 2023 d6n thang 09 nam 2024

1.6 Nhfrng thay d6i so voi thuy@t minh ban diu (n6u c6):

(VJ m1:tc tieu, n9i dung, phuang phap, kit qua nghien cuu va t6 chuc th11c hifn; Nguyen nhan; Y kiin cua Ca quan quiin ly)

1.7 T6ng kinh phi dU'Q'C phe duyft cu.ad@ tai

II K@t qua nghien cw

1.1 Djt vin d@:

• d Vi�t Nam c6 khoang 85%-90% trong t6ng s6 nha cao tfing thong thuong c6h� th6ng co so hi;t tfing t6i thi€u nhu h� th6ng cftp thoat nu6c, di�n, bao chay &chfra chay, di�u hoa khong khi Hfiu h6t cac phan xuang, h9 gia dinh dugc trang

bi h� th6ng d�u c6 tu di�n ho�c d6ng h6 do d€ giam sat cac thong s6 dong di�n,di�n ap, cong suftt thong qua cac d6ng h6 do ta c6 th€ d9c cac thong s6 gui len

ap di�n thoi;ti va cloud d€ ngucri sir d\lllg c6 th€ dQc va tir d6 c6 phuang an d€ sird\lng di�n m9t each hi�u qua

• Cac hang 16n nhu Siemens, Mitsubishi, Schneider, Abb d�u c6 giai phap d9cdfr li�u cho cac loi;ti d6ng h6 ma hang sir d\lllg tuy nhien gia thanh rftt cao, nenkhong th€ ap d\lllg cho cac phan xuang vita, nho va h9 gia dinh dugc

1.2 Thi@t k@ ch@ tJo b9 truy@n thong modbus-Ethernet thu thfp, IU'U trfr dfr lifu va giam sat cac thong s6 cong suit tieu th\l difn, nhift d9, d9 im:

• Cong ngh� 4.0 hay con gQi la each mi;tng cong ngh� 4.0 la m9t trong nhfrng chud� dugc quan tam nhftt hi�n nay Day la CUQC each mi;tng v6i S\I ra dcri cua m9t

loạt các công nghệ mới, kết hợp tất cả các kiến thức trong lĩnh vực vật lý, kỹ

thuậtsố, sinh học, và ảnh hưởng đến tất cả các lĩnhvực, nền kinh tế, các ngành kinh tế vàngành công nghiệp

• Cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0 diễnra với tốc độnhanh theo cấp số nhân đang

làmthay đốibối cảnh toàn cầu và có tác động ngày mộtgia tăng đến tất cả cácquốc gia, cả tác động tích cực cũng như bất lợi Cuộc cách mạng diễn ra trên

nhiều lĩnh vực: Trí tuệ nhân tạo (AI : Artificial Intelligence), Internet vạn vật

(loT), Dữ liệu lớn (Big data),

• Đe tài này nói về giải pháp điều khiểntừxa vạn vật kếtnối(IOT), giải pháp quản

lý hệ thống nhiều thiết bị điện, quản lý lượng điện tiêu thụ trong nlìà xưởng hay nhà máy Là một mạng lưới các thiết bị điện, các thiết bị đo được kết nối với nhau nhằmmục đích thuthập dữliệuvà điều khiếnphântán từ xa Có khả năng

thực hiện các tácvụ điều khiến, thuthập thông tin một cách thông minh vàkhông

cầnsựcan thiệp của con người Tạonên một hệ sinh thái giúp người dùng thiếtlập, quảnlývànâng cấp hệthốngquản lýmột cách dễ dàng và tối ưu, mặt khác giúp người dùng bảomật dữliệumột cách an toàn

Giới thiệu tóm tắt về đề tài (nêu vấn đề, mục tiêu và phương pháp nghiên cứu, không quá 300 từ)

a) Tình hình nghiên cứuquốc tế

Các hãng lớn như Siemens, Mitsubishi, Schneider, Abb khi đọc dữ liệu từ đồng hồ của các hãngtrên đều sử dụng hệ thống Scada cơ bản hệ thống này bao gồm PLC, phầnmềm Scada được lập trình viếtsử dụng giao diện Scada có bản quyền của mỗi công ty

trên nên giá thành rất cao từ vài chục đến vài trăm triệu tùy theo hãng Siemens,

Mitsubishi,Schneider, Abb

Các hãng Fineco, legrand, Yony là các loại đồnghồ đo điện năng 1 pha hoặc 3 pha

tuynhiên các loại đồng hồ này không lưu trữ được dữliệuvàcóthểtruyềndữliệutrên

web Mỗi loại đồng hồ trên đều có địa chỉ IP riêng nên việc kết nối và đọc cũng rất thuận tiện

b) Tình hình nghiên cứutrong nước

- Các công ty vềtự động trong nước Honeywel, SiemensVN, Mitsubishi VN đều cógiải pháp về đọc và lưu trữ dữ liệu các đồng hồ chính hãng nhưng giá thành rất cao

không phù hợp cho các phân xưởng vừa vànhỏ

- Từ nhữngđiều nêu trênnhómnghiên cứu cũngthảo luận và đưa racác biệnpháp sử

dụng bộ vi xử lý của ESP để giao tiếp với đồng hồ của hãng Siemens, Mitsubishi,

Schneider, Abb lưu trữ dữliệutrênthẻ nhớ, giám sát nhiệtđộ, các thông số điện năng

mà phân xưởng cần giúp cho phân xưởng hoặc nhà máy có thể điều chỉnh cho hợp lýnhằmnângcao hệsố tiêu thụđiện của phânxưởng hay nhà máy với giáthành rẻ nhưng

đáp ứng được đầy đủ các tiêu trí mà các hãngHoneywel, Siemens VN, Mitsubishi VN

đưa ra

c) Đánh giákết quả các công trình nghiêncứuđã côngbố (ưu, khuyết, những tồn tại )

- Công nghệ 4.0 hay còn gọi là cách mạng công nghệ 4.0 là mộttrong những chủ đề

được quan tâm nhất hiện nay Đâylà cuộc cách mạng với sựra đời củamột loạt các

công nghệ mới, kết hợp tất cả cáckiến thứctrong lĩnh vực vậtlý, kỹthuật số, sinh học,

và ảnh hưởng đến tất cả các lĩnh vực, nền kinh tế, các ngành kinh tế và ngành côngnghiệp

- Cuộc Cáchmạng công nghiệp 4.0 diễnra với tốcđộnhanh theo cấp số nhân đang làm

thay đổi bối cảnh toàn cầu và có tácđộng ngàymộtgiatăng đến tất cả các quốc gia, cả

tác động tíchcực cũng như bất lợi Cuộccách mạng diễn ratrênnhiều lĩnh vực: Trítuệ

nhân tạo(AI : Artificial Intelligence), Internet vạn vật (loT), Dữ liệu lớn(Big data),

- Đetài này nói về giải pháp điều khiến từ xa vạn vậtkếtnối (IOT), giải pháp quản lý

hệ thống nhiềuthiết bị điện, quản lý lượng điệntiêuthụtrong nhà xưởng hay nhà máy

Làmộtmạnglưới các thiếtbị điện, các thiếtbị đo đượckếtnối với nhau nhằmmục đích

thu thập dữ liệu và điều khiển phân tántừ xa Có khả năng thực hiện các tác vụ điều

khiến, thu thậpthông tin một cách thôngminhvà không cần sự canthiệp của conngười Tạo nên một hệ sình thái giúp người dùng thiếtlập, quản lývà nâng cấp hệ thống quản

lýmột cáchdễ dàng vàtối ưu, mặt khác giúp ngườidùng bảo mật dữ liệumộtcách an toàn

- Phạm vi nghiên cứu: Phạmvi nghiên cứu đọc các thông sốcủa từ điện từ cácđồng hồ

đo của hãng như Mitsubishi hiếnthịlêncloud, ghi vào thẻ nhớcàiđặtthời gian ghivàothẻnhớkhikếtnối hệ thốngvàsử dụng mạngLan để đọc dữ liệulênmáytính cùng với điện thoạidi động để giám sát các thông sốcông suất tiêuthụđiện, độ ẩm, nhiệt độ.Và

có thếlưu trữ các thôngsố này cloud

d) Tính cấp thiết tiến hành nghiên cứu (tính mới, tính khoa học)

- Đe tài này nói về giải pháp điều khiển từ xa vạn vậtkếtnối (IOT), giải pháp quản lý

hệ thống nhiều thiếtbị điện, quản lý lượng điện tiêuthụtrong nhà xưởng hay nhà máy

Làmộtmạnglưới các thiết bị điện, các thiết bị đo đượckết nối với nhaunhằm mục đích

thu thập dữ liệu và điều khiển phân tán từ xa Có khả năng thực hiện các tác vụ điều

khiến, thu thậpthông tin một cách thông minh vàkhông cần sự can thiệp của con người

Tạo nên một hệ sinh thái giúpngười dùng thiết lập, quản lývà nâng cấp hệ thốngquản

lý một cáchdễ dàng và tối ưu, mặt khác giúp ngườidùng bảomật dữ liệu một cách an toàn

a) Mục tiêu tống quát

Đe tài xây dựng hê thốngđiều khiển thu thập các thông số dòng điện, điện áp, công

suất tiêu thụ điện từ các đồng hồ đo của tủ điện của hãng Mitsubishi, Schneider dữliệu sẽ được xuất qua thẻ nhớ để người sửdụng có thể biết được từngthời điểm phânxưởngtiêuthụ điện năng như thế nào,hoặc cóthể sử dụng mạng Wifi đế truyềndữliệulên Cloud giúpngười giám sát có thểđọcđược các dữ liệu điện áp, công suất từ đồng

hồđo, đồng thờicó thếkhốngchếđược nhiệt đô của tủ điện đếcảnh báo cho người sử dụng, mạch dễ mở rộng, khả năng tươngthích cao bảo mật dữ liệutốt

b) Mục tiêu cụ thể

- Xâydựng mạch điều khiển:

Hình 1: Sơ đồkhối mạch điều kliiển.

- Các mục tiêu cụ thể của mạch:

Hình 2: Lưu đồ thuậtđiềukhiển

- Đe đọc các thiết bị đồng hồ đo của các hang Mitsubishi, Schneider dựa trên nền tảng Cloud ưu việt cho loT và nạp dữ liệu thông qua thẻ nhớ Đọc các thiếtbị thông quagiao diện trên điện thoại sử dụng phần mềm viết cho hệ điềuhành Androidvà board Ardunođểđiều khiển thiếtbị các trạm Sauđó sẽ thực thi thuậttoán theo Imi đồ trên

4 Nội dung thực hiện, phương pháp nghiên cứu

(Luận cứ rõ cách tiếp cận vấn đề nghiên cứu, thiết kế nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sẽ sử dụng gắn với từng nội dung chính của đề tài; so sánh với các phương pháp giải quyết tương tự khác và phân tích để ỉàm rõ được tỉnh mới, tính sáng tạo của

đề tài)

4 1 Nội dung 1: Khảo sát và đánh giáthực trạng

- Cách tiếp cận: Khảo sát, quansát và lắng nghe

- Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Thu Thập và phân tích

- Kết quả:Bản báo cáo kết quả khảo sát vàđánhgiáthực trạng

- Cách tiếp cận: Tìm hiểuvàthực nghiệm

- Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Thu thập, phântíchvà thực nghiệm

- Ket quả: Bản báo cáo chuyên môn về mạng cloud: Cách truyền nhận qua mạng Bản

báo cáo chuyên môn về: truyềndữ liệu giữa vi điềukhiển adunovà các thiếtbị đo, lậptrình vi điều khiển Arduno megavà Arduno Uno, Bản báo cáo chuyên môn về lậptrình trên điện thoại sử dụng ngônngữ lập trình App Inventor

4 3 Nội dung 3: Xây dựng, kếtnốiphần cứng và phần mềm

- Cách tiếp cận: Xây dựng hệ thống và thực nghiệm

- Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Phân tích và thực nghiệm

- Ket quả: Sơ đồkhối của hệ thống: Sơđồ tổng quan các thành, các khối của hệ thống

Sơđồnguyên lý từng khối: Sơđồ chi tiết từng khối, mạchkếtnối, liênkết các khối, sơ

đồ đi dây chi tiết trong hệ thống, Lưuđồ giải thuật: Lưu đồ giải thuật tổng quát, lưu

đồ giải thuậtchi tiết từng khối

- Cách tiếp cận: Thựcnghiệm

- Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Thực nghiệm

- Ket quả: Mô hình vật lý của hệ thống: Mô hìnhđầy đủ các thành phầnvà các khối.Các phần mềm: Phầnmềmgiaotiếptruyền thông qua cloud và qua thẻ nhớ, phần mềm

trênvi điều khiếnArduno, phần mềmtrên điện thoại

4 5 Nội dung 5: Lắp đặtthực tế, vận hành thửnghiệm

- Cách tiếp cận: Thực nghiệm và kiếmtra

- Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Thực nghiệm vàkiếm tra kếtquả

- Ket quả: Báo cáo kết quả lắp đặtthửnghiệm hệthống

5 Tổng kết về kết quả nghiên cứu

- Hoàn thành yêu cầu thuyết minh đề xuất

- Sản phấm đạt yêu cầu

- Hoàn thành tốt đề tài

7 Tóm tắt kết quả

- Đã hoàn thiện bộ truyền thông modbus-Ethernet,chạy ổn định

- Đáp ứng được nhu cầu của hệ thống, hoạt động ổn định, chống nhiễu tốt, đáp ứng được trong môi trường công nghiệp

- An toàn cho người sửdụng

- Tiêuthụ ít năng lượng

- Tối ưu hóa giáthành

- Đe tài đã đăng bài báo Scopus Q3

- Báo cáođềtài 65 trang,gồm 06 chưcmg

- Phụ lục 20 trang

III Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo

thị trường); Vật liệu, thiêtbị, máy móc; Dây chuyền công nghệ; Giống câytrồng;Giống

(theo các tiêu clmân mới nhât)

1 Bộ truyền thông

- Dễ lắp đặt, dễ bảotrì bảodưỡng Có khả

năng mở rộng,

cải tiến vàpháttriển

1 Bộ

truyền

thông modbus / Ethernet

Dạng II: Nguyên lý ứng dụng; Phương pháp; Tiêu chuẩn; Quy phạm; Phần mềmmáytính; Bản vẽthiết kế; Quy trìnhcông nghệ; Sơ đồ, bản đồ; số liệu, Cơ sở dữ liệu;Báo cáo phân tích; Tài liệu dự báo (phương pháp, quy trình, mô hỉnh, ); đề án, qui

hoạch;Luận chứng kinh tế-kỹ thuật,Báo cáonghiêncứu khả thi và các sản phẩm khác;

dụng

1 Phần mềmgiaotiếp truyền dữ liệu

khôngdây mạng Lora

chính xác

1 Phần mềmđiềukhiểntrênviđiều khiển 1 Xử liệu dữ liệu chính xác

1 Bảnthuyếtminh tống quanvấnđề

nghiên cứu

1 Đánh giá và so sánh tống quan

vấn đề nghiên cứu một cáchđầy

đủ, chính xác

1 Ban ve thi€t k€ scr d6 nguyen ly rung 1 Th€ hi�n dfiy du cac thong s6 ky

thu�t ck thi€t

*Lu-u y: bai baa la san phdm aJ tai NCKH khong llUf/C dang ky xet thuang quy djnh tq,i Khoan 3 DiJu 11 Quy chi chi tieu n9i b9

VI Phan b6 kinh phi th\fC hien (dO'Il vi: d6ng)

Kinh phi dm}'c Kinh phi th\fC Ghi

Chi phi fn!c tiip

Thue khoan chuyen mon

Nguyen, nhien v�t li�u, cay con

In fin, Van phong phfun

Chi phi khac

Chi phi gian tiip

V. Ki@n nghj (vJ phat triln cac kit qua nghien cuu cua aJ tai)

VI Ph\l l\lc sin phim (lift ke minh chzmg cac san phdm neu a Phtin III)

Chu nhiem d@ tai

Tp HCM, ngay thang niim

Phong QLKH&HTQT Truong ( don vi) (DONVl)

(H9 ten, chir ky)

TÓM TẤT

Lý do chọn đề tài:

Ở Việt Nam, khoảng 85%-90% tổng số nhàcao tầng thôngthường cóhệ thống

co sở hạtầng tối thiểu như hệthống cấp thoátnước, điện, báo cháy & chữacháy, điều

hòa, Hầu hết các phân xưởng và hộ giađình đều trang bị hệ thống tủ điện hoặc công

tơ để theo dõi các thông số về dòng điện, điện áp, công suất, Các hãng lớn như

Sitôiens, Mitsubishi,Schneider, ABB đều có giải pháp đọc dữliệu cho các loại công

tơ mà họ sử dụng nhưng giá thành rất cao nên chưa thể áp dụng cho các phân xưởng

vừa và nhỏ, các hộ gia đình

Board mạch được thiết kế đọc dữ liệuthông số điệnnăngtừ đồng hồ đo điện đa

năngvà ghi dữ liệu vào thẻ micro SD, sửdụng nhiều côngnghệ tiên tiến như Internet

of Things, cloud, Firebase để giám sát.Phần mềm hỗ trợ người dùng xtôi thôngsố điện

năng, truyxuất dữ liệutrên thẻnhớraExcel để người dùngđánh giávàcó kế hoạch sử

dụng nguồn điện hiệuquả

Sử dụng các phần mềm, công nghệ như: Arduino IDE, Altium Designer,

Firebase, Kodular, Modbus Poll, Hercules và đọc thêm cáctài liệu liên quan đến chủ

đề

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH 12

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐÈ TÀI 16

1.1 Bối cảnh hiện nay của cuộc cách mạng công nghệ 4.0 16

1.2 Nhiệm vụ đề tài: 17

1.3 Lý do chọn đề tài 18

1.3.1 Tính cấp thiết của đề tài: 18

1.3.2 Những cái mói của đề tài: 18

1.4 Nội dung thực hiện 18

CHƯƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ VÀ LINH KIỆN sử DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 20

2.1 Các thiết bị đo 20

2.1.1 Đồng hồ đo điện đa năng EM115-Mod CT của hãng FINECO 20

2.1.1.1 Giói thiệu về EM115-MOD CT 20

2.1.1.2 Thiết lập giao thức Modbus trên EM115-MOD CT 20

2.1.2 Đồng hồ đo điện đa năng ME96SS-ver.B của hãng MITSUBISHI 22 2.1.2.1 Giói thiệu về ME96SS-ver.B 22

2.1.2.2 Thông số kỹ thuật ME96SS-ver.B 22

2.1.2.3 Thiết lập giao thức Modbus trên ME96SS-ver.B 23

2.2 Các Module, linh kiện được sử dụng 24

2.2.1 ESP-WROOM-32 vói chip ESP32-D0WDQ6 24

2.2.2 ICMAX 485 26

CHƯƠNG 3: TRUYỀN THÔNG DỮ LIỆU 28

3.1 Đường truyền dữ liệu 28

3.1.1 WiFi 28

3.1.2 Chuẩn RS485 29

3.1.2.1 Đặc điểm của chuẩn RS485 29

3.1.2.2 Mức tín hiệu và kiểu truyền dẫn cân bằng của chuẩn RS485 30

3.1.2.3 Cách thức truyền một mã ASCII theo chuẩn RS-485 32

3.1.2.4 Kỹ thuật check CRC 33

3.1.3 Giao thức MODBUS 34

3.1.3.1 Phân loại MODBUS 34

3.1.3.2 Nguyên tắt hoạt động của MODBUS 35

3.1.3.3 Giao thức MODBUS RTU 36

CHƯONG 4: PHẨN MÈM 38

4.1 Các phần mềm và ngôn ngữ lập trình 38

4.1.1 Phần mềm thiết kế mạch in Altium Designer 38

4.1.2 Phần mềm Arduỉno IDE 38

4.1.2.1 Giói thiệu 38

4.1.3 Kodular - Lập trình ứng dụng Android 39

4.1.3.1 Giói thiệu 39

4.1.3.2 Hướng dẫn tạo tài khoản 39

4.1.4 Quản trị hệ thống 40

4.1.4.1 Firebase 40

4.1.4.2 Các dịch vụ của Firebase 40

4.1.4.3 ưu điểm của Firebase 41

CHUÔNG 5: THI CÔNG 42

5.1 Thiết kế và thi công board mạch 42

5.1.1 Nguyên tắt thiết kế phần cứng 42

5.1.2 Thiêt kế Module Master RTU 43

5.1.2.1 Giói thiệu Module Master RTU 43

5.1.2.2 Thông số thiết bị 43

5.1.2.3 Sơ đồ nguyên lý 44

5.1.2.4 Hình ảnh Module Master RTU 48

5.1.2.5 Lưu đồ giải thuật của chương trình cho Module Master RTU 49

5.1.2.6 Sơ đồ kết Nối 49

5.2 Thiết kế ứng dụng giám sát quản lý năng lượng 50

5.2.1 Quá trình thiết kế 50

5.2.2 Giao diện ứng dụng trên điện thoại 50

5.2.2.1 Giao diện kết nối 50

5.2.2.2 Giao diện giám sát 51

5.2.2.3 Giao diện thông tin hệ thống khi đang hoạt động 52

5.2.2.4 Giao diện thông tin project 53

5.2.3 Thiết lập ban đầu cho thẻ micro SD 53

5.2.3.1 Format thẻ micro SD 53

5.2.3.2 Backup dữ liệu ban đầu cho thẻ micro SD 53

5.2.4 Lấy dữ liệu từ thẻ micro SD xuất sang trình Microsoft Excel 55

5.2.4.1 Các công cụ cần thiết 55

5.2.4.2 Cách xuất dữ liệu từ thẻ micro SD xuất sang trình Microsoft Excel 56

5.3 Thiết kế tủ điện vận hành động CO’ điện 59

5.3.1 Sơ đồ tủ điện 59

5.3.2 Thiết kế tủ điện 59

CHƯƠNG 6: KÉT LUẬN 62

6.1 Những gì làm được 62

6.1.1 Phần cứng 62

6.1.2 Phần mềm 62

6.1.2.1 Kết quả đạt được đã đăng bài báo Scopus Q3 63

6.2 Những hạn chế 64

6.3 Hướng phát triển 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

PHỤ LỤC 66

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1: Hệ thống quản lý và giám sát năng lượng trong thời đại4.0 16

Hình2: Sơ đồ tổng quát của hệ thống 17

Hình3: Đồng hồ EM115-ModCT 20

Hình 4: Danh sách thanh ghi địachỉtrênEMI 15-Mod CT 21

Hình 5: Đồng hồ ME96SS-ver.B 22

Hình 6: Kíchthước của đồng hồ ME96SS-ver.B 23

Hình 7: Module ESP-WROOM-32 với chip ESP32-D0WDQ6 24

Hình 8: IC MAX 485 26

Hình 9: Sơ đồ chân IC MAX 485 27

Hình 10: Logo WiFi 28

Hình 11: Nguyên lý hoạt động của WiFi 29

Hình 12: Mô tả cặp dây xoắn A vàB trong RS485 29

Hình 13: Tín hiệu RS485 thuđược tương ứng với 2 giátrị điện trở đầu cuối RT 30

Hình 14: Kiểu truyền cân bằng2 dây 31

Hình 15: Tín hiệu kiểu truyền cân trên 2 dây A và B 31

Hình 16: Cách xácđịnh điện áp kiểu chung 32

Hình 17: Biểuđồ truyền một mã ASCII theochuẩn RS485 33

Hình 18: Khung truyềntheochuẩnModbus RTU 37

Hình 19: Định dạng khung truyềntheo chuẩnModbus RTU 37

Hình 20: Gói thông điệp được truyền vànhậntrêngiao thức ModbusRTU 37

Hình21: Module đọc dữliệu đồng hồ được 38

thiết kế trênAltium Designer 38

Hình22: ứng dụng giámsát và quản lý thôngsốđiện năng của đề tài 39

Hình 23: Logo của nền tảng Firebase 40

Hình 24: Một số dịch vụ của Firebase 40

Hình 25: Một số dịchvụ của Firebase 41

Hình 25: Các tiêu chuẩn của Firebase 42

Hình26: Module Master RTU 43

Hình27: Công nghệ IOT của Module Master RTU 43

Hình28: Khối nguồn Module Master RTU 44

Hình 29: Khối lập trìnhModule Master RTU 45

Hình30: Khối xử lý vàngoại vi Module Master RTU 45

Hình31: Khối Ethernet Module Master RTU 46

Hình32: Khối RTC Module Master RTU 47

Hình33: Khối cảmbiến AHT10Module Master RTU 47

Hình34: Khối SD card Module Master RTU 47

Hình35: Khối RS485 ModuleMasterRTU 47

Hình 36: Mạch điện tửvà sơ đồkếtnối dây Module Master RTU 48

Hình 37: Module Master RTU 48

Hình38: Lưu đồ giảithuật của chương trình 49

Hình39: Sơ đồ kếtnối dây Module Master RTU 49

Hình40: Giao diện web thiếtkế giao diện của ứng dụng 50