nghiên cứu bộ đo và thiest kế mạch giám sát điện năng từ xa

13 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN, CÁC THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI VÀ MỘT SỐ PHẦN MỀM GIÁM SÁT NĂNG LƯỢNG TỪ XA TRONG THỰC TẾ .... UART[11] Universal Asynchrono

1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

====o0o====

BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU BỘ ĐO VÀ THIẾT KẾ MẠCH

GIÁM SÁT NĂNG LƯỢNG TỪ XA”

GVHD: ThS Nguyễn Trường Giang Người thực hiện: Nguyễn Hồng Duy Hoàng Văn Nhật Trần Thị Ngà

Tháng 10/2016

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC CÁC HÌNH 4

DANH MỤC CÁC BẢNG 6

LỜI CÁM ƠN 7

LỜI CAM ĐOAN 8

LỜI MỞ ĐẦU 9

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 10

1.1 Lý do chọn đề tài 10

1.1.1 Giám sát năng lượng 11

1.1.2 Tầm quan trọng của Quản lý và giám sát năng lượng 11

1.1.3 Lợi ích đem lại khi sử dụng hệ thống giám sát và quản lý năng lượng 12

1.2 Mục tiêu của đề tài 13

1.3 Nội dung tìm hiểu đề tài 13

1.4 Phương pháp nghiên cứu 13

1.5 Phạm vi nghiên cứu 13

1.6 Phạm vi ứng dụng 13

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN, CÁC THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI VÀ MỘT SỐ PHẦN MỀM GIÁM SÁT NĂNG LƯỢNG TỪ XA TRONG THỰC TẾ 14

2.1 Giới thiệu một số hệ thống giám sát năng lượng từ xa trong thực tế 14

2.1.1 Hệ thống giám sát và quản lý năng lượng từ xa qua sóng vô tuyến RF 14

2.1.2 Hệ thống giám sát và quản lý năng lượng từ xa qua bộ truyền tải tín hiệu thông qua đường dây điện 15

2.2 Tìm hiểu công nghệ IOT (Internet of Things) 16

2.3 Tìm hiểu các tiêu chuẩn truyền dẫn 17

2.3.1 Giới thiệu về truyền dẫn qua chuẩn RS-232 17

2.3.2 Giới thiệu về truyền dẫn qua chuẩn UART 23

2.4 ESP 8266 V12 24

2.4.1 Tổng quan về ESP8266 V12 25

3

2.4.2 Mô tả chân ESP8266 26

2.4.3 Một số tính năng 32

2.4.4 : Các tập lệnh AT 32

2.5.CÔNG TƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ 34

2.5.1 giới thiệu 34

2.5.2 Đồng hồ điện tử PZEM-004T 35

2.6 Phần mềm Blynk 38

2.6.1 Nguyên lý làm việc của Blynk 39

2.7 Phầm mềm Arduino IDE 40

2.7.1 Giới thiệu 40

2.7.2 Arduino IDE 40

2.7.3 Cài đặt Arduino IDE cho ESP8266 41

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM 45

3 GIỚI VỀ CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG 45

3.1 Nguyên tắc hoạt động của hệ thống 45

3.2 chức năng của các khối trong hệ thống 46

3.3 Sơ đồ nguyên lý 49

3.4 Gia công mạch in 50

3.5 Sản phẩm hoàn thiện 52

3.6 Chương trình điều khiển 53

KẾT LUẬN 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

1 CTS[10] (Clear To Send): DCE báo cho DTE biết nó có thể nhận data, chân số 5

2 DTE[3] (Data Terminal Equipment) :thiết bị cuối xử lý số liệu (hoặc dữ liệu)

3 DCE[6] (Data circuit terminal Equipment):thiết bị làm nhiệm vụ nối các DTE với các đường truyền thông

4 DTR[7] (Data Terminal Ready): tín hiệu báo hiệu của DTE cho DCE biết DTE hoạt động, chân số 20

5 DSR[8] (Data Set Ready): tín hiệu báo hiệu của DCE cho DTE biết DCE hoạt động, chân số 6

6 I2C[12]( Inter – Intergrated Circuit): đường Bus giao tiếp giữa các IC với nhau, sử dụng cho truyền thông tốc độ thấp

7 I2S[14]:( Inter Intergrated _ circuit Sound): sử dụng cho truyền thông nối tiếp đồng

bộ , của các dữ liệu âm thanh giữa các ADC , DSP , DAC nó không phải là đường bus , nó là điểm tới điểm

8 NFC[2] (Near-Field Communications):công nghệ kết nối không dây trong phạm vi tầm ngắn trong khoảng cách 4 cm

9 PLC[4] (Programmable logic Controller): thiết bị điều khiển lập trình được

10 PC[5] (Personal Computer): Máy tính cá nhân

11 RFID[1]: (Radio Frequency Identification): công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến

12 RTS[9] (Request To Send): DTE báo cho DCE biết nó có thể nhận data, chân số 4

13 RAM[32]( Random Access Memory): bộ nhớ khả biến cho phép đọc ghi ngẫu nhiên

14 ROM[33( Read Only Memory): Bộ nhớ chỉ đọc

15 SPI[11] (Serial Peripheral Bus): một chuẩn truyền thông nối tiếp tốc độ cao

16 TCP/IP[13]: giao thức kiểm soát truyền tải (Transmis sion Control Protocol)-giao thức internet ( Internetn protocol –IP)

17 TTL[34]( Transistor- Transistor Logic): Là một lớp mạch kỹ thuật số được xây dựng từ các transistor lưỡng cực( BJT)

18 UART[11] (Universal Asynchronous Receiver – Transmitter): một mạch tích hợp được sử dụng trong việc truyền dẫn dữ liệu nối tiếp giữa máy tính và các thiết bị ngoại

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.4 hình ảnh modul wifi ESP 8266 V12

Hình 2.5 Sơ đồ khối của ESP8266

Hình 2.6 Sơ đồ chân ra của ESP8266

Hình 2.7 : Sơ đồ chân ngõ ra ESP-12

Hình 2.8 Đồng hồ PZEM-004T

Hình 2.9 Sơ đồ đấu nối dây đồng hồ Pzem-004T

Hình 2.10: Phần mềm Blynk được cài trên IOS, Android

Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý làm việc của Blynk

Hình 3.1: Sơ đồ khối của hệ thống

Hình 3.2: Sơ đồ đấu dây và phụ tải

Hình 3.3: Đồng hồ PZEM-004T hiển thị các thông số trong quá trình đo

Hình 3.4: Sơ đồ đấu nối giao tiếp giữa PZEM-004T và ESP8266

Hình 3.5: Sơ đồ chuyển đổi giữa Blynk và ESP 8266

Hình 3.6: Màn hình hiển thị các thông số đã thu thập được trên app Blynk

Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý module thu, phát dữ liệu ESP 8266

Hình 3.8: Sơ đồ đi dây

Hình 3.9: Mạch in 3D

Hình 3.10: Mạch in file PDF

Hình 3.11: Sản phẩm hoàn thiện

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Chức năng các chân ESP 8266

Bảng 2.2: Mô tả giao tiếp

Bảng 2.3: Thông số chung

Bảng 2.4: Chế độ hoạt động các chân

7

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu chúng em xin chân thành cám ơn Th.s: Nguyễn Trường Giang –Trưởng Phòng Thí Nghiệm Bộ Môn Kỹ thuật điện – Điện tử Trường Đại Học Mỏ - Địa chất, người thầy đã hết lòng chỉ dẫn, truyền đạt những kiến thức chuyên môn cũng như những kinh nghiệm liên quan cho chúng em trong suốt quá trình nghiên cứu đề tài này

Xin chân thành cám ơn đến tất cả Quý Thầy, Cô nhà trường nói chung và các thầy cô bộ môn Kỹ thuật điện – Điện tử nói riêng của Trường Đại Học Mỏ - Địa chất đã giảng dạy, trang bị cho cho chúng em những kiến thức rất bổ ích và quí báu trong suốt quá trình học tập để chúng em có thể áp dụng nghiên cứu hoàn thành đề tài này

Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Cơ - Điện, B ộ môn Kỹ thuật điện – Điện tử Trường Đại Học Mỏ - Địa chất đã tạo những điều kiện tốt nhất về vật chất lẫn tinh thần để chúng em hoàn thành tốt đề tài này

LỜI CAM ĐOAN

Chúng em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng chúng em do

sự cố gắng của các thành viên trong nhóm đạt được Các số liệu, kết quả nêu trong

đề tài là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Chúng em xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đề tài này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đề tài đã được chỉ rõ nguồn gốc

9

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật, đã làm cho cuộc sống của chúng ta ngày càng được nâng cao về mọi mặt cả trong sinh hoạt hàng ngày cũng như trong sản xuất Với xu hướng tự động hoá và mục tiêu tăng năng suất lao động nhiều thiết bị máy móc và các mạch điện tử đã được nghiên cứu cho ra đời để ứng dụng vào trong thực tế Với sự ra đời của các mạch điện tử đã làm tăng đáng kể năng suất lao động và làm giảm sức lao động của con người trong quá trình sản xuất

Vì vậy, những ứng dụng mang tính tự động ngày càng được sử dụng rộng rãi Trong

đó có sự đóng góp không nhỏ của lĩnh vực công nghệ thông tin, internet, điện tử truyền thông, nó tạo mối liên kết giữa các máy tính với nhau cũng như liên kiết với các mạch điện tử và vi điều khiển để điều các thiết bị đối tượng từ xa như điều khiển robot, điều khiển tivi,vv… Các ứng dụng liên kết internet với các bộ vi điều khiển liên tục được cải tiến và sử dụng ngày càng phổ biến ở mọi mặt của đời sống xã hội Hầu hết các thiết bị được ứng dụng hiện nay từ thiết bị tự động cho văn phòng đến gia đình hay nhà xưởng đều có thể dùng các thiết bị điều khiển từ xa đem lại sự tiện nghi cho con người trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

1.1 Lý do chọn đề tài

Năng lượng điện là một nguồn năng lượng được sản xuất từ việc chuyển đổi một nguồn năng lượng khác như: nước, than đá, dầu, khí tự nhiên và một số nguồn tự nhiên khác và được cung cấp bởi một trạm phát điện sau đó được truyền đi qua dây đồng tùy thuộc vào khoảng cách dài hay ngắn để sử dụng điện được triệt để

Năng lượng điện còn được coi là nguồn năng lượng quan trọng của ngành công nghiệp, dịch vụ, của các tổ chức và hộ gia đình vừa là ngành sản xuất vừa là ngành kết cấu hạ tầng cho toàn bộ nền kinh tế - xã hội, Chính vì vậy ngành năng lượng có

ý nghĩa quan trọng trong tiến trình phát triển bền vững của kinh tế quốc dân và đời sống dân sinh Trong thế giới công nghệ cao ngày nay, năng lượng điện được sử dụng

ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta

Tuy nhiên đang hiện hữu một thực tế nguồn năng lượng truyền thống đang cạn kiệt dần tỷ lệ thuận với tốc độ phát triển kinh tế cùng với đó hàng năm ngành điện ở nước ta bỏ ra 1 số tiền không nhỏ để chi trả cho công việc ghi chỉ số, sửa công tơ điện

mà cần 1 cái thang và ít nhất là 2 công nhân thực hiện Nhiều công đoạn trong sản suất và kinh doanh vẫn còn thô sơ, tốn nhiều nhân công là một trong những nguyên nhân khiến năng suất lao động ngành điện Việt Nam chỉ bằng 40% Thái Lan , 60% Malaysia và thậm chí 10% Singapore

Với công nghệ lạc hậu, thiết bị cũ kỹ, ý thức tiết kiệm trong sử dụng năng lượng của từng đơn vị và cá nhân trong xã hội chưa thành tiềm thức, tự giác là các nguyên nhân dẫn đến hiệu quả sử dụng năng lượng của nước ta còn rất thấp

Đối với nguồn năng lượng điện hiện nay, công tác kiểm tra mức tiêu thụ điện năng của khách hàng cũng như các doanh nghiệp vẫn sử dụng phương pháp thủ công Phương pháp này bộc lộc khá nhiều nhược điểm như: mất nhiều thời gian, trong một thời điểm không thể kiểm soát được mức tiêu thụ điện năng của các hộ tiêu thụ cũng như của các doanh nghiệp, không kiểm soát được mức tiêu thụ ở các pha, do đó gây khó khăn trong việc xây dựng kế hoạch cân bằng pha trong tương lai, khó phát hiện được các hành vi gian lận điện năng

11

Vấn đề “cái thang và đọc số điện” chỉ là một trong số vấn đề mà ngành điện cần giải quyết.Ngoài ra còn rất nhiều vấn đề của ngành điện và các doanh nghiệp còn đang gặp phải như:

- Làm thế nào giảm thiểu nhân công mà năng suất vẫn đảm bảo

- Làm thế nào quản lý, vận hành khoa học

- Làm thế nào nâng cao hiệu quả làm việc của các thiết bị

- Giảm lãng phí,hao hụt

- Minh bạch trong đo lường,độ chính xác cao

- Đảm bảo an toàn lao động

Đó là 1 vấn đề mà ngành điện Việt Nam cũng như các doanh nghiệp trong và ngoài nước đang rất quan tâm

Với mong muốn giải quyết được phần nào những khó khăn và tìm ra một hướng đi mới cho ngành điện Việt Nam, nhóm chúng em đã bắt tay vào nghiên cứu và thực hiện đề tài:

“ NGHIÊN CỨU BỘ ĐO VÀ THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT NĂNG LƯỢNG TỪ XA”

1.1.1 Giám sát năng lượng

Giám sát năng lượng là việc kiếm soát theo dõi các thông số năng lượng để tổ chức thực hiện sử dụng năng lượng một cách tiết kiệm và hiệu quả nhằm đạt được lợi nhuận cao nhất (chi phí thấp nhất) Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả không đồng nghĩa với việc cắt giảm năng lượng dù bị thiếu hụt Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là việc áp dụng các biện pháp quản lý và kỹ thuật nhằm giảm tổn thất, giảm mức tiêu thụ năng lượng của phương tiện, thiết bị mà vẫn đảm bảo nhu cầu, mục tiêu đặt ra đối với quá trình sản xuất và đời sống

1.1.2 Tầm quan trọng của Quản lý và giám sát năng lượng

Quản lý và giám sát năng lượng là chìa khóa để tiết kiệm năng lượng trong Các tổ chức thương mại, công nghiệp và chính phủ, trong những năm gần đây đang phải chịu những áp lực to lớn về kinh tế và môi trường

Giám sát và quản lý năng lượng giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch đang ngày càng trở nên cạn kiệt Khi tiêu thụ nhiều năng lượng doanh nghiệp cũng như các hộ gia đình sẽ phải đối mặt với tình trạng thiếu nguồn cung cấp nghiêm

trọng kèm theo nguy cơ tăng giá năng lượng dẫn đến ảnh hưởng đến lợi nhuận của

tổ chức, bằng việc quản lý năng lượng doanh nghiệp và các hộ gia đình có thể giảm

nguy cơ này bằng cách giảm và kiểm soát nhu cầu năng lượng

Quản lý năng lượng nhằm hướng đến thực hiện chính sách sử dụng năng lượng

tiết kiệm và hiệu quả tại cơ sở, nhà máy Từ đó quản lý, theo dõi được tình hình tiết

kiệm điện trên dây truyền sản xuất giúp cho doanh nghiệp từng bước kéo giảm hiệu

quả việc đầu tư vào giá thành cho sản phẩm

1.1.3 Lợi ích đem lại khi sử dụng hệ thống giám sát và quản lý năng lượng

 Giảm thời gian, chi phí nhân công để ghi lại dữ liệu từ các đồng hồ đo, nhập

vào file excell tạo báo cáo mỗi tháng

 Giảm được sai sót trong quá trình thu thập dữ liệu bằng tay, tăng độ chính

xác trong đo lường

 Kiểm soát dữ liệu điện năng liên tục 24 giờ tại bất kỳ trạm làmviệc nào

 Khả năng đáp ứng nhanh với bất kỳ sự cố điện nào thông qua các cảnh

báo

 Giảm thời gian xử lý sự cố do dữ liệu được thu thập đầy đủ, chụp được

dạng sóng của nguồn điện khi sự cố xảy ra

 Ngăn ngừa khả năng bị điện lực phạt do cosφ thấp nhờ các báo động

 Có khả năng tạo các báo cáo về điện năng tiêu thụ ở dạng bảng, dạng đồ

thị, xuất ra file Excell để so sánh độ chuẩn xác với hóa đơn điện lực báo về

hàng tháng

- Đây là một trong những đề tài đang được tìm hiểu và nghiên cứu rất nhiều để đưa ra

giải pháp giúp ngành điện Việt Nam giải quyết được những khó khăn nêu trên

Đề tài của chúng em nghiên cứu dưới sự giúp đỡ và hướng dẫn của thầy Th.S

Nguyễn Trường Giang cùng sự tham gia của tất cả các thành viên trong nhóm nhằm

tạo ra được sản phẩm mạch điều khiển hoàn thiện cuối cùng có tính ứng dụng cao

Mặc dù có sự cố gắng nhưng trong quá trình nghiên cứu và tìm hiểu, nhóm em

không thể tránh khỏi các sai sót vì thiếu kinh nghiệm cũng như kiến thức còn nhiều

hạn chế Mong các thầy, cô xem xét và đóng góp ý kiến để đề tài của nhóm em có thể

hoàn thiện hơn

13

1.2 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu và tìm hiểu công nghệ IOT, từ đó áp dụng xây dựng mô hình hệ thống giám sát cũng như điều khiển các thiết bị từ xa dựa trên module wifi ESP8266 V12 Từ đó phát triển cao hơn, đưa bộ điều khiển áp dụng vào thực tế

Làm quen với việc tính toán thiết kế, chế tạo, nguyên lý hoạt động của mô hình

và củng cố phần lý thuyết về mạch điện tử, và mạch điều khiển bằng vi điều khiển

1.3 Nội dung tìm hiểu đề tài

Trong đề tài ‘‘NGHIÊN CỨU,THIẾT KẾ BỘ ĐO VÀ GIÁM SÁT ĐIỆN NĂNG

TỪ XA” Chúng em đã thực hiện:

- Tìm hiểu về công nghệ kết nối IoT

- Các chuẩn truyền thông RS232, UART

- Modul wifi ESP8266 V12

- Đồng hồ điện tử PZEM -004T

- Phần mềm ứng dụng điều khiển, giám sát từ xa (Blynk)

- Tìm hiểu, nghiên cứu các loại linh kiện có trong đề tài

- Lập trình cho module Wifi ESP8266V12 trên Arduino IDE

- Thiết kết chế tạo mạch điều khiển giám sát điện năng

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Tìm hiểu tham khảo các tài liệu có liên quan về hai mảng chính của đề tài: Cấu trúc mạch và ứng dụng của ESP8266

Phương pháp thực nghiệm kiểm chứng: Sau khi đã xây dựng xong cơ sở lý thuyết của đề tài sẽ tiến hành thử nghiệm sự hoạt động trên các thiết bị hiện có

Các bước tiến hành nghiên cứu là tìm hiểu cơ sở lý thuyết về vấn đề nghiên cứu, tiến hành thiết kế chương trình điều khiển và mạch điều khiển, sau đó thử nghiệm trên

mô hình để đưa ra kết luận

1.5 Phạm vi nghiên cứu

Trong đề tài này chúng em sẽ đi nghiên cứu sử dụng đồng hồ đo điện năng kết

hợp thiết kế 1 module thu thập dữ liệu và gửi dữ liệu lên phần mềm điều khiển từ xa

(Blynk)

1.6 Phạm vi ứng dụng

Đề tài là mô hình thu nhỏ , tuy nhiên, nó được ứng dụng rộng rãi ở các môi trường khác nhau như các doanh nghiệp vừa và nhỏ, nhà xưởng, trang trại, hộ gia đình…

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN, CÁC THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI VÀ MỘT SỐ PHẦN MỀM GIÁM SÁT NĂNG LƯỢNG TỪ XA TRONG THỰC TẾ

2.1 Giới thiệu một số hệ thống giám sát năng lượng từ xa trong thực tế

Ngoài đề tài đang nghiên cứu, chúng em cũng đã tham khảo và tìm hiểu thêm những hệ thống giám sát năng lượng điện đã có trong thực tế

2.1.1 Hệ thống giám sát và quản lý năng lượng từ xa qua sóng vô tuyến RF

Hình 2.1: Hệ thống giám sát và quản lý năng lượng từ xa qua sóng vô tuyến RF

Hệ thống đọc chỉ số công tơ từ xa bằng sóng vô tuyến RF bao gồm các khối chức năng sau:

- Công tơ điện tử có tích hợp tính năng thu phát tín hiệu vô tuyến RF lắp tại các hộ khách hàng sử dụng điện, có chức năng đo đếm, lưu trữ năng lượng vào bộ nhớ không dây và truyền về bộ thu thập tín hiệu di động khi nhận được lệnh

- Bộ thu thập tín hiệu di động (Handheld Unit) bao gồm: máy tính cầm tay (Handheld Unit) được tích hợp module thu phát tín hiệu vô tuyến RF bên trong, với chương trình thu thập số liệu do Công ty tự phát triển Trên máy tính cầm tay sẽ giúp

15

khách hàng sử dụng điện được kết xuất từ cơ sở dữ liệu kinh doanh điện năng Toàn

bộ dữ liệu ghi được sẽ được ghép nối vào cơ sơ dư liệu kinh doanh điện năng một cách tự động mà không cần phải tốn nhiều thao tác thủ công như trước đây

- Giải pháp này có các ưu điểm:

+ Không phụ thuộc vào khoảng cách, không phụ thuộc vào vị trí điểm đầu, điểm cuối khi có sự thay đổi về vị trí lắp đặt công tơ

+ Thiết bị modem gọn nhẹ, thông dụng dễ dàng lắp kèm với công tơ

+ Cước phí tính theo lưu lượng (KB) thấp, rất phù hợp với hệ thống yêu cầu truyền theo thời gian thực

Nhược điểm: Do sử dụng đường truyền không dây, truyền qua mạng di động, nên tín hiệu có thể bị ảnh hưởng khi thời tiết xấy, do đó cần cân nhắc chọn dịch vụ của nhà cung cấp mạng có mật độ phủ sóng rộng, chất lượng tín hiệu tốt

2.1.2 Hệ thống giám sát và quản lý năng lượng từ xa qua bộ truyền tải tín hiệu thông qua đường dây điện

Hình 2.2: Hệ thống giám sát và quản lý năng lượng từ xa sử dụng hệ thống dây điện có sẵn PLC (Power Line Communication )

Công nghệ đo đếm sử dụng công tơ kỹ thuật số truyền thông trên lưới điện,

sử dụng hệ thống dây điện sẵn có để thu thập và xử lý dữ liệu 01 Concentrator dùng cho 1000 công tơ điện, với đầu tư ban đầu rất khiêm tốn, quá trình lắp đặt dễ dàng

và nhanh chóng Dữ liệu từ các thiết bị này được truyền về máy tính trung tâm đặt tại các Công ty điện lực các huyện, thành phố Với thiết bị thu thập dữ liệu cầm tay

(HHU) giúp nhân viên quản lý ngành điện biết đựợc các thông số từ công tơ điện của khách hàng, đồng thời thiết bị HHU còn được dùng để lập trình và đọc các số liệu từ các thiết bị tập trung để đưa vào máy tính Với bộ server chứa các phần mềm cần thiết cho quá trình vận hành hệ thống Nó thu nhận dữ liệu từ các bộ tập trung

để sử dụng cho các mục đích quản lý của ngành điện

Nhận xét: Thiết bị phần cứng còn hạn chế trên thị trường Các thiết bị vẫn trong thời

gian thử nghiệm, chưa phân phối rộng rãi trên thị trường

2.2 Tìm hiểu công nghệ IOT (Internet of Things)

Cuối thế kỷ XX - một hệ thống thông tin toàn cầu có thể truy nhập công cộng gồm các mạng máy tính được liên kết với nhau được gọi là mạng Internet, mạng Internet mang lại rất nhiều tiện ích cho người sử dụng , nó chứa một nguồn thông tin khổng lồ kèm theo các dịch vụ ,với khả năng kết nối mở Internet đã trở thành một mạng lớn nhất trên thế giới ,mạng của các mạng , xuất hiện trên mọi lĩnh vực : thương mại ,chính trị , quân sự ,nghiên cứu, giáo dục, văn hóa, xã hội… Vào những năm đầu của thế kỷ 21 Internet vào phát triển ở Việt Nam là một bước tiến lớn đưa Việt Nam hòa nhập cùng thế giới Để các máy tính có thể liên kết mạng với nhau chúng cần kết nối dây đồng, cáp quang ,… 1997-2000 công nghệ kết nối cục bộ không dây được chuẩn hóa, là một hệ thống mạng không dây sử dụng sóng vô tuyến , giống như sóng điện thoại , truyền hình , radio…Sự ra đời phát triển mạng không dây ngày càng có nhiều ứng dụng và mang lại nhiều tiện ích hơn cho người sử dụng Đặc biệt là ứng dụng của nó trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật với sự ra đời của các thiết bị thông minh,

Và tất cả sự “ Thông minh” của các vật tạo nên một khái niệm “internet of things” hay IOT, đây là một khái niệm còn mới mẻ trên thế giới tuy nó đã ra đời cách đây khá lâu vào năm 1999 do nhà khoa học Kenvin Ashton Ông cũng là người đã sáng lập ra Trung Tâm Auto_ ID ở đại học MIT , nơi thiết lập các quy chuẩn toàn cầu cho RFID (một phương thức giao tiếp không dây dùng sóng vô tuyến) cũng như một số loại cảm biến khác

Internet of things được hiểu là mạng lưới vạn vật kết nối internet dùng để chỉ các đối tượng có thể nhận biết cũng như chỉ sự tồn tại của chúng trong một kiến trúc mang tính kết nối Con người cũng như đồ vật được cung cấp một định danh riêng của mình và tất cả có khả năng truyền tải thông tin dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người hay người với máy tính

17

IOT đã phát triền sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và internet hay nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau với internet và thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó

Ví dụ: Ví dụ đơn giản như sau: chiếc tủ lạnh thông thường của bạn không được kết nối với thiết bị nào khác Nếu chúng ta muốn ghi lại nhiệt độ ở từng thời điểm của

tủ, chúng ta chỉ có cách ghi lại thủ công rồi nhập vào một máy tính hay thiết bị lưu trữ nào đó Hay như bóng đèn neon ở nhà chẳng hạn, chúng ta muốn thu thập, điều chỉnh

độ sáng của nó thì phải đo thủ công rồi ghi lại

Điểm quan trọng của IoT đó là các đối tượng phải có thể được nhận biết và định dạng (identifiable) Nếu mọi đối tượng, kể cả con người, được "đánh dấu" để phân biệt bản thân đối tượng đó với những thứ xung quanh thì chúng ta có thể hoàn toàn quản lí được nó thông qua máy tính Việc đánh dấu (tagging) có thể được thực hiện thông qua nhiều công nghệ, chẳng hạn như RFID[1], NFC[2], mã vạch, mã QR, watermark kĩ thuật số Việc kết nối thì có thể thực hiện qua Wi-Fi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại

IoT có ứng dụng rộng vô cùng, có thể kể ra một số thư như sau:

 Quản lí chất thải

 Quản lí và lập kế hoạch quản lí đô thị

 Quản lí môi trường

 Quản lí các thiết bị cá nhân

 Đồng hồ đo thông minh

 Tự động hóa ngôi nhà

 Quản lý, giám sát năng lượng từ xa

2.3 Tìm hiểu các tiêu chuẩn truyền dẫn

2.3.1 Giới thiệu về truyền dẫn qua chuẩn RS-232

a) Tổng quan chuẩn RS-232

Vấn đề giao tiếp giữa PC và vi điều khiển rất quan trọng trong ứng dụng điều

khiển, đo lường… Ghép nối qua cổng nối tiếp RS-232 là một trong những kỹ thuật

được sử dụng rộng rãi để ghép nối các thiết bị ngoại với máy tính Nó là một chuẩn giao tiếp nối tiếp dùng định dạng không đồng bộ, kết nối nhiều nhất 2 thiết bị, chiều dài kết nối lớn nhất cho phép để đảm bảo dữ liệu là 12,5 >25,4m, tốc độ 20kb/s đôi khi là tốt độ 15kb/s với một số thiết bị đặc biệt

Chuẩn RS232 được nối ra một dắc cắm (gọi là cổng COM) Khi sử dụng có thể dùng hai hay toàn bộ chân của jắc cắm này, nếu mục đích chỉ truyền hoặc nhận tín hiệu giữa hai thiết bị thì ta chỉ cần sử dụng hai dây (một dây truyền hoặc nhận và một dây nối đất) Ý nghĩa của chuẩn truyền thông nối tiếp là trong một thời điểm chỉ

có một bít được gửi đi dọc theo đường truyền Các máy tính thường có một hoặc hai cổng nối tiếp theo chuẩn RS232 được gọi là cổng COM Chúng được dùng để ghép nối cho chuột, modem, thiết bị đo lường…Trên main máy tính có loại 9 chân hoặc loại 25 chân tùy vào đời máy và main của máy tính Việc thiết kế giao tiếp với cổng RS232 cũng tương đối dễ dàng, đặc biệt khi chọn chế độ hoạt động là không đồng bộ và tốc độ truyền dữ liệu thấp

RS-232 lúc đầu được xây dựng phục vụ chủ yếu trong việc ghép nối điểm- điểm giữa hai thiết bị đầu cuối DTE[3], như giữa hai máy tính PC[4], PLC[5] giữa máy tính và máy in hoặc giữa một thiết bị đầu cuối và một thiết bị truyền dữ liệu DCE[6] Việc truyền dữ liệu thực hiện nhờ 3 dây TxD, RxD và Mass Tín hiệu được so sánh với mass để phát hiện sự sai lệch Điều này khiến cho dữ liệu khó có thể khôi phục lại ở trạm phát

Chế độ làm việc: chế độ làm việc của hệ thống RS-232 là hai chiều toàn phần (full-duplex), tức là hai thiết bị tham gia cùng có thể thu và phát tín hiệu cùng một lúc Như vậy, việc thực hiện truyền thông cần tối thiểu 3 dây dẫn - trong đó hai dây tín hiệu nối chéo các đầu thu phát của hai trạm và một dây đất Với cấu hình tối thiểu này, việc đảm bảo độ an toàn truyền dẫn tín hiệu thuộc về trách nhiệm của phần mềm

Ta còn có thể ghép nối trực tiếp giữa hai thiết bị thực hiện chế độ bắt tay (handshake mode) không thông qua modem Qua việc sử dụng các dây dẫn DTR[7]

và DSR[8], độ an toàn giao tiếp sẽ được đảm bảo Trong trường hợp này các chân RTS[9] và CTS[10] được nối ngắn mạch

19

Hình 2.3: Ghép nối trực tiếp

 Nhược điểm của chuẩn RS-232 là tín hiệu không thể truyền đi xa do việc mất mát tín hiệu không thể phục hồi và việc kết nối theo chuẩn RS-232 chỉ thực hiện giao tiếp giữa hai thiết bị nên hạn chế số lượng thiết bị có trong mạng

Có hai phiên bản RS-232 được lưu hành trong thời gian tương đối dài là RS-232B và RS- 232C Nhưng cho đến nay thì phiên bản RS-232B cũ thì ít sử dụng còn RS232C hiện vẫn được dùng và đang tồn tại thương được gọi với tên ngắn gọn là chuẩn RS-232 Các máy tính thương có 1 hoặc 2 cổng nối tiếp theo chuẩn RS-232 được gọi là cổng COM Chúng được dùng ghép nối cho chuột, modem, thiết bị đo lường….Trên main máy tính có loại 9 chân hoặc loại 25 chân tùy thuộc vào đời máy và main của máy tính Việc thiết kế giao tiếp với cổng RS-

232 cũng tương đối dễ dàng, đặc biệt khi chọn chế độ hoạt động là không đồng bộ

và tốc độ truyền dữ liệu thấp

b) Ưu điểm của giao diện nối tiếp RS-232

 Khả năng chống nhiễu của các cổng nối tiếp cao

 Thiết bị ngoại vi có thể tháo lắp ngay cả khi máy tính đang được cấp điện

 mạch điện đơn giản có thể nhận được điện áp nguồn nuôi qua cổng nối tiếp

c) Những đặc điểm cần lưu ý trong chuẩn RS232

+ Trong chuẩn RS232 có mức giới hạn trên và dưới (logic 0 và 1) là +-12V Hiện nay đang được cố định trở kháng tải trong phạm vi từ 3000 ôm - 7000 ôm

+ Mức logic 1 có điện áp nằm trong khoảng -3V đến -12V, mức logic 0 từ +-3V đến 12V

+ Tốc độ truyền nhận dữ liệu cực đại là 100kbps ( ngày nay có thể lớn hơn)

+ Các lối vào phải có điện dung nhỏ hơn 2500pF

+ Trở kháng tải phải lớn hơn 3000 ôm nhưng phải nhỏ hơn 7000 ôm

+ Độ dài của cáp nối giữa máy tính và thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng nối tiếp RS232 không vượt qua 15m nếu chúng ta không sử modem

+ Các giá trị tốc độ truyền dữ liệu chuẩn

50,75,110,750,300,600,1200,2400,4800,9600,19200,28800,38400 56600,115200 bps

d) Các mức điện áp đường truyền

RS 232 sử dụng phương thức truyền thông không đối xứng, tức là sử dụng tín hiệu điện áp chênh lệch giữa một dây dẫn và đất Do đó ngay từ đầu tiên ra đời nó đã mang vẻ lỗi thời của chuẩn TTL, nó vấn sử dụng các mức điện áp tương thích TTL để

mô tả các mức logic 0 và 1 Ngoài mức điện áp tiêu chuẩn cũng cố định các giá trị trở kháng tải được đấu vào bus của bộ phận và các trở kháng ra của bộ phát

Mức điện áp của tiêu chuẩn RS232C ( chuẩn thường dùng bây giờ) được mô tả như sau:

+ Mức logic 0 : +3V , +12V

+ Mức logic 1 : -12V, -3V

Các mức điện áp trong phạm vi từ -3V đến 3V là trạng thái chuyển tuyến Chính vì từ

- 3V tới 3V là phạm vi không được định nghĩa, trong trường hợp thay đổi giá trị logic

từ thấp lên cao hoặc từ cao xuống thấp, một tín hiệu phải vượt qua quãng quá độ trong một thơì gian ngắn hợp lý Điều này dẫn đến việc phải hạn chế về điện dung của các thiết bị tham gia và của cả đường truyền Tốc độ truyền dẫn tối đa phụ thuộc vào chiều dài của dây dẫn Đa số các hệ thống hiện nay chỉ hỗ trợ với tốc độ 19,2 kBd

e) Cổng RS232 trên PC

Hầu hết các máy tính cá nhân hiện nay đều được trang bị ít nhất là 1 cổng Com hay cổng nối tiếp RS232 Số lượng cổng Com có thể lên tới 4 tùy từng loại main máy tính Khi đó các cổng Com đó được đánh dấu là Com 1, Com 2, Com 3 Trên đó có 2 loại đầu nối được sử dụng cho cổng nối tiếp RS232 loại 9 chân (DB9) hoặc 25 chân (DB25) Tuy hai loại đầu nối này có cùng song song nhưng hai loại đầu nối này được phân biệt bởi cổng đực (DB9) và cổng cái (DB25)

Ta xét sơ đồ chân cổng Com 9 chân:

21

Trên là các kí hiệu chân và hình dạng của cổng DB9

Chức năng của các chân như sau:

+ chân 1 : Data Carrier Detect (DCD) : Phát tín hiệu mang dữ liệu

+ chân 2: Receive Data (RxD) : Nhận dữ liệu

+ chân 3 : Transmit Data (TxD) : Truyền dữ liệu

+ chân 4 : Data Termial Ready (DTR) : Đầu cuối dữ liệu sẵn sàng được kích hoạt bởi

bộ phận khi muốn truyền dữ liệu

+ chân 5 : Singal Ground ( SG) : Mass của tín hiệu

+ chân 6 : Data Set Ready (DSR) : Dữ liệu sẵn sàng, được kích hoạt bởi bộ truyền khi nó sẵn sàng nhận dữ liệu

+ chân 7 : Request to Send : yêu cầu gửi,bô truyền đặt đường này lên mức hoạt động khi sẵn sàng truyền dữ liệu

+ chân 8 : Clear To Send (CTS) : Xóa để gửi ,bô nhận đặt đường này lên mức kích hoạt động để thông báo cho bộ truyền là nó sẵn sàng nhận tín hiệu

+ chân 9 : Ring Indicate (RI) : Báo chuông cho biết là bộ nhận đang nhận tín hiệu rung chuông

Còn DB28 bây giờ hầu hết các main mới ra đều không có cổng này nữa

f) Truyền dữ liệu:

Định dạng của khung truyền dữ liệu theo chuẩn RS-232 như sau:

 Dạng tín hiệu truyền mô tả như sau (truyền ký tự A):

Truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 được thực hiện không đồng bộ Do vậy nên tại một thời điểm chỉ có một bit được truyền Bộ truyền gửi một bit bắt đầu (bit start) để thông báo cho bộ nhận biết một ký tự sẽ được gửi đến trong lần truyền bit tiếp theo Bit này luôn bắt đầu bằng mức 0 Tiếp theo đó là các bit dữ liệu (bit data) được gửi dưới dạng mã ASCII (có thể là 5,6,7, hay 8 bit dữ liệu) sau đó là một Parity bit (kiểm tra bit chẵn, lẻ hay không) và cuối cùng là bit stop (còn gọi là bit dừng) có thể là 1 hay 2 bit Stop

 Tốc độ baud

Đây là một tham số đặc trưng của RS232 Tham số này chính là đặc trưng cho quá trình truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 là tốc độ truyền nhận dữ liệu hay còn gọi là tốc độ bit Tốc độ bit được định nghĩa là số bit truyền được trong thời gian 1 giây Tốc độ bit này phải được thiết lập ở bên phát và bên nhận đều phải có tốc

độ như nhau ( tốc độ giữa vi điều khiển và máy tính phải chung nhau một tốc độ truyền bit) Ngoài tốc độ bit còn một tham số để mô tả tốc độ truyền là tốc độ baud Tốc độ baud liên quan đến tốc độ mà phân tử mã hóa dữ liệu được sử dụng để diễn tả bit được truyền, còn tốc độ bit thì phản ánh tốc độ mà phân tử mã hóa dữ liệu được

sử dụng để diễn tả bit được truyền Vì một phần tử báo hiệu sự mã hóa một bit nên khi đó hai tốc độ bit và tốc độ baud là phải đồng nhất

Một số tốc độ baud thường dùng: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400,

4800, 9600, 19200, 28800, 38400, 56000, 115200 Trong thiết bị thường dùng tốc độ baud là 19200

23

 Bit chẵn lẻ hay Parity bit

Đây là bit kiểm tra lỗi trên đường truyền Thực chất của quá trình kiểm tra lỗi khi truyền dữ liệu là bổ sung thêm dữ liệu được truyền để tìm ra hoặc sửa một số lỗi trong quá trình truyền Do đó trong chuẩn RS232 sử dụng một kỹ thuật kiểm tra chẵn

lẻ Một bit chẵn lẻ được bổ sung vào dữ liệu được truyền để thấy số lượng các bit “1” được gửi trong một khung truyền là chẵn hay lẻ

Một Parity bit chỉ có thể tìm ra một số lẻ các lỗi như là 1, 3, 5, 7, 9… Nếu như một bit mắc lỗi thì bit Parity bit sẽ trùng giá trị với trường hợp không mắc lỗi vì thế không phát hiện ra lỗi Do đó trong kỹ thuật mã hóa lỗi này không được sử dụng

trong trường hợp có khả năng một vài bit bị mắc lỗi

 Nhược điểm của chuẩn RS-232

là tín hiệu không thể truyền đi xa do việc mất mát tín hiệu không thể phục hồi và việc kết nối theo chuẩn RS-232 chỉ thực hiện giao tiếp giữa hai thiết bị nên hạn chế

số lượng thiết bị có trong mạng

2.3.2 Giới thiệu về truyền dẫn qua chuẩn UART

a) Tổng quan về truyền dẫn UART

UART[11] là viết tắt của Universal Asynchronous Receiver – Transmitter Thường là một mạch tích hợp được sử dụng trong việc truyền dẫn dữ liệu nối tiếp giữa máy tính và các thiết bị ngoại vi Rất nhiều vi điều khiển hiện nay đã được tích hợp UART, vì vấn đề tốc độ và độ điện dụng của UART không thể so sánh với các giao tiếp mới hiện nay nên các dòng PC & Laptop đời mới không còn tích hợp cổng UART Như trong giao tiếp SPI[11] và I2C[12] có 1 dây truyền dữ liệu và 1 dây được sử dụng

để truyền xung clock (SCL) để đồng bộ trong giao tiếp Với UART thì không có dây SCL, vấn đề được giải quyết khi mà việc truyền UART được dùng giữa 2 vi xử lý với nhau, đồng nghĩa với việc mỗi vi xử lý có thể tự tạo ra xung cho chính nó sử dụng

Để bắt đầu cho việc truyền dữ liệu bằng UART, một START bit được gửi đi, sau đó các bit dữ liệu và kết thúc quá trình truyền là STOP bit

Như hình các bạn có thể thấy Khi ở trạng thái chờ mức điện thế ở mức 1 (high) Khi bắt đầu truyền START bit sẽ chuyển từ 1 xuống 0 để báo hiệu cho bộ nhận

là quá trình truyền dữ liệu sắp xảy ra Sau START bit là đến các bit dữ liệu D0-D7 (Theo hình vẽ các bit này có thể ở mức High or Low tùy theo dữ liệu) Sau khi truyền hết dữ liệu thì đến bit Parity để bộ nhận kiểm tra đúng đắn của dữ liệu truyền Cuối cùng là STOP bit là 1 báo cho thiết bị rằng các bit đã được gửi xong, Thiết bị nhận sẽ tiến hành kiểm tra khung truyền nhằm đảm bảo tính đúng đắn của dữ liệu

b) Các thông số cơ bản trong truyền nhận UART

Baund rate ( tốc độ baund): Là khoản g thời gian dành cho 1 bit được truyền

Phải được cài đặt giống nhau ở gửi và nhận

Frame ( Khung truyền): Khung truyền quy định về số bit trong mỗi lần truyền Start bit: Là bit đầu tiên được truyền trong 1 Frame Báo hiệu cho thiết bị nhận có

một gói dữ liệu sắp được truyền đến Bit bắt buộc

Data: Dữ liệu cần truyền Bit có trọng số nhỏ nhất LSB được truyền trước sau đó

đến bit MSB

Parity bit: Kiểm tra dữ liệu truyền có đúng không

Stop bit: Là một hoặc các bit báo cho thiết bị rằng các bit được gửi xong Thiết bị

nhận sẽ tiến hành kiểm tra khung đường truyền nhằm đảm bảo tính đúng đắn của dữ liệu Bit bắt buộc

2.4 ESP 8266 V12

Để các thiết bị IOT có thể giao tiếp nhau điều kiện cần là chúng cần một bộ phát sóng không dây để có thể gửi và nhận thông tin liên lạc, điều kiện đủ là chúng cần hoạt động trong 1 tần số xác định ví dụ băng tần 24 Ghz, Wifi hoặc Bluetooth , và các tần

số phụ GHz

Ngày nay để phục vụ sự phát triển không ngừng của IOT , bộ modul wifi ra đời với nhiều loại khác nhau ,và đặc biệt trong số đó là module ESP 8266 v12

25

ESP8266 là một module SOC với bộ xử lý 32 bit, dựa trên giao thức TCP/IP, có thể lưu trữ ứng dụng hoặc xử lý các kết nối WiFi từ bộ xử lý tích hợp trên chip, có khả tạo kết nối giống như một máy chủ hoặc một cầu nối trung gian

Mỗi Module WiFi được tích hợp sẵn một firmware với các tập lệnh AT, tuy nhiên

đã có thêm nhiều phiên bản firmware hỗ trợ nhiều ngôn ngữ, trong đó có ngôn ngữ lập trình LUA và Arduino Chính vì thế chúng ta thể dùng bất kì board Arduino nào để điều khiển thu phát thông qua giao tiếp nối tiếp Đặc biệt ESP8266 là một sản phẩm công nghệ giá hấp dẫn, có hiệu năng lớn và một cộng đồng phát triển lớn, ngày càng hùng hậu trên khắp thế giới

Hình 2.4 hình ảnh modul wifi ESP 8266 V12

2.4.1 Tổng quan về ESP8266 V12

ESP8266 được sản xuất bởi Espressif Systems tại Thượng Hải, Trung Quốc

Các đặc điểm của chip ESP8266 được tóm tắt như sau:

 Wifi chuẩn 802.11b/g/n

 Tích hợp CPU 32-bit RISC: Tensilica Xtensa LX106 chạy ở 80MHz *

 Tích hợp bộ đọc 1xADC 10 bit

 Tích hợp giao thức TCP/IP

 16 chân GPIO

 Hỗ trợ giao tiếp UART, I2C, SPI, PWM

 I2S giao tiếp với DMA

 64 KBytes RAM thực thi lệnh

 96 Kbytes RAM dữ liệu

 64 Kbytes boot ROOM

 4MB bộ nhớ chương trình với ESP8266V12E

 Dải nhiệt độ hoạt động: -40C ~ 125C

* Cả hai CPU và tốc độ flash có thể được tăng lên gấp đôi khi ép xung trên một

số thiết bị CPU có thể được chạy ở 160 MHz và flash có thể được tăng tốc lên

từ 40 MHz đến 80 MHz

Hình 2.5 Sơ đồ khối của ESP8266

Nguyên lí : Để truyền dẫn dữ liệu qua wifi chúng cần kết nối module wifi ESP8266 Nguyên lý hoạt động cấp nguồn 3.3v cho cả hai chân EN và Vcc để module vào chế

độ hoạt động.Để gửi dữ liệu qua wifi ta cần kết nối module với hai chân Txd, RxD của module UART hoặc IC có giao tiếp UART để nhận lệnh AT từ IC hoặc module

UART Khi gửi lệnh AT thì module ESP8266 gửi trả về một dòng lệnh để biết được

lệnh yêu cầu đó có được thực hiện hay không

2.4.2 Mô tả chân ESP8266

a) Sơ đồ chân ESP8266

27 Hình 2.6 Sơ đồ chân ra của ESP8266

b) Chân ngõ ra của phiên bản ESP-12

Hình 2.7 : Sơ đồ chân ngõ ra ESP-12

c) Chức năng của các chân

Bảng 2.1: Bảng chức năng các chân ESP 8266

điện áp đầu vào là 0-1v, đầu ra trong khoảng 0-1024

4 O16 GPIO16 có thể được sử dụng để đánh thức

29

HSPI_MOSI;

UART0_CTS

IR IO14(IR-T)

IO5(IR-R)

các chức năng của hồng ngoại giao diện điều khiển từ

xa có thể được thực hiện thông qua các chương trình

phần mềm NEC mã hóa, điều chế, giải điều chế và được sử dụng bởi giao diện này Tần số của tín hiệu sóng mang điều chế là 38Khz

ADC TOUT ESP tích hợp 10 bit analog ADC nó có thể được sử

dụng để thử nghiệm cung cấp điện áp power- của VDD3P3 (chân 3 và chân 4) và điện áp đầu vào quyền lực của Tout (chan 6)

Tuy nhiên, hai chức năng này không thể sử dụng đồng thời giao diện này thường được sử dụng trong các sản phẩm cảm biến

-gỡ rối: URT_ TXD (GPIO2) có thể được sử dụng để in các thông tin gỡ lỗi

-theo mặc định UARTO sẽ ra một số thông tin được in khi thiết bị được bật nguồn và khởi động nếu vấn đề này gây sức ảnh hưởng trên một số ứng dụng cụ thể, người dùng có thể trao đổi U0TXD, U0RXD với U0RTS, U0CTS

I2S I2S input

giao diện I2S được sử dụng chủ yếu cho việc thu thập,

xử lý và truyền tải dữ liệu âm thanh

phần cứng

Liên kết ngoại vi UART/HSPI/I2C/I2S/IR remote contorl

GPIO/PWM Điện áp hoạt động 3-3,6v Dòng điện hoạt động Giá trị trung bình : 80mA Dải nhiệt độ -40~ 125

f) Chế độ hoạt động các chân

Bảng 2.4: Chế độ hoạt động các chân

2.4.3 Một số tính năng

• Tích hợp công suất thấp 32-bit MCU

• Tương thích các chuẩn wifi 802.11 b/g/n

• Tích hợp 10-bit ADC

• Tích hợp giao thức TCP / IP , Giao tiếp thêm UART

• Tích hợp TR switch, balun, LNA, bộ khuếch đại công suất phù hợp với mạng

• Tích hợp PLL, quản lý, và các đơn vị quản lý điện năng

• Hỗ trợ đa dạng ăng-ten

• Wi-Fi 2.4 GHz, hỗ trợ WPA / WPA2

• Hỗ trợ chế độ hoạt động STA / AP / STA + AP

• Hỗ trợ kết nối chức năng thông minh cho cả hai thiết bị di động sử dụng hệ điều hành Android và iOS

• STBC, 1x1 MIMO, 2x1 MIMO

• Truyền tải các gói dữ liệu trong <2ms

• Điện năng tiêu thụ <1.0mW (DTIM3) ở chế độ chờ

• Công suất đầu ra 20dBm trong chế độ 802.11b

• Nhiệt độ hoạt động khoảng -40C ~ 125C

2.4.4 : Các tập lệnh AT

33