HỆ THỐNG GIÁM sát HOẠT ĐỘNG TRẠM BTS (có code)

Trong hệ thốngGSM, nó nằm trong phân hệ BSS chịu sự giám sát, điều khiển từ BSC thựchiện chức năng cung cấp các kết nối vô tuyến để giao tiếp với thiết bị ngườidùng.- BSC Base Station C

HỆ THỐNG GIÁM SÁT HOẠT ĐỘNG

TRẠM BTS

API Application Programming Interface

BTS Base Transceiver Station

CDMA Code Division Multiple Access

GSM Global System for Mobile Communication

HTTP Hyper Text Transfer Protocol

PWM Pulse Width Modulation

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VÀ MỤC TIÊU THỰC HIỆN

1.1 Giới thiệu về trạm BTS

- BTS ( Base Transceiver Station) là một cơ sở hạ tầng viễn thông, được sửdụng để tạo giao tiếp không dây giữa thiết bị người dùng và hệ thống mạnglưới viễn thông Các thiết bị người dùng ví dụ như điện thoại di động, hệthống mạng có thể là mạng GSM, CDMA

- Thông thường trạm BTS được đặt tại một vị trí cố định dựa theo quy hoạchtheo mạng tổ ong Công việc này yêu cầu sự tính toán nhằm tạo ra hiệu quảthu phát sóng cao nhất với vùng phủ sóng rộng

Hình 1-1 Mô hình trạm BTS [10]

- BTS là thiết bị quan trọng trong hệ thống vô tuyến di động Trong hệ thốngGSM, nó nằm trong phân hệ BSS chịu sự giám sát, điều khiển từ BSC thựchiện chức năng cung cấp các kết nối vô tuyến để giao tiếp với thiết bị ngườidùng.

- BSC ( Base Station Controller ) là một thành phần mạng di động quan trọng,

có chức năng điều khiển một hoặc nhiều trạm BTS Chức năng chính củaBSC là xử lý các bản tin báo hiệu, điều khiển, O&M (vận hành và bảodưỡng) đi hoặc đến trạm BTS, xử lý các báo hiệu tới hoặc từ MSC, quản lýchuyển giao, thiết lập cuộc gọi

Hình 1-2 Trạm BTS trong sơ đồ GSM [10]

- Các thiết bị cơ bản trong nhà trạm BTS:

 Tủ nguồn AC: Chức năng chính là nhận điện từ điện lưới hoặc từ máy phátđiện ( trong trường hợp mất điện ) cấp nguồn xoay chiều cho đèn, máy điềuhòa, tủ nguồn DC Những ưu điểm của tủ nguồn AC: Tích hợp bộ cắt điện

Hình 1-3 Tủ nguồn AC [10]

 Tủ nguồn DC: Có nhiệm vụ nhận điện áp từ tủ nguồn AC, sau đó chỉnh lưu

và ổn áp để cấp nguồn DC cho các thiết bị viễn thông khác trong trạm (tủBTS, các thiết bị truyền dẫn …) Tủ nguồn DC có thiết kế đơn giản theo cácmodule nên dễ dàng lắp ráp và khắc phục sự cố, gồm có tủ, acquy, MCU,rectifier

 Tủ: được chia thành các hộc để cắm Rectifier, MCU và các ngănchứa acquy, có 4 acquy trong 1 ngăn, mỗi acquy 12V

 Rectifier: Có chức năng nhận điện áp xoay chiều và chỉnh lưu, ổn ápthành điện áp 1 chiều

 MCU: là module điều khiển hoạt động của tủ, khi mất điện sẽ chuyểnsang nguồn acquy, phát cảnh báo khi hỏng rectifier, mất điện hoặccạn nguồn

 Thông thường, một tủ DC có ít nhất 2 rectifire nhằm dự phòng khimột cái bị hỏng (số lượng tùy thuộc vào tải sử dụng, mỗi rectifirechịu tải tối đa 30A) Khi mất điện, tủ DC đưa ra tín hiệu cảnh báomất điện cho tủ BTS, tủ BTS sẽ gởi về trung tâm điều khiển, nhờ vậytrung tâm biết trạm đang mất điện và mở máy phát

 Trong thời gian mất điện, tủ sẽ sử dụng nguồn từ acquy, khi điệntrong acquy giảm xuống mức quy định thì sẽ tín hiệu báo cạn nguồn

về trung tâm, nếu trong thời gian này trung tâm không nhanh chóngkhắc phục thì trạm sẽ ngừng hoạt động ( chết trạm).

 Một bộ khuếch đại công suất: giúp khuếch đại tín hiệu để truyền đithông qua anten

 Một bộ duplexer: giúp phân tách tín hiệu gởi và nhận đến hoặc từanten

- Các thiết bị BTS thường được đặt trong một nơi an toàn để bảo vệ các thiết

bị viễn thông tránh các tác nhân môi trường như ăn mòn, gió, mưa, bụi, rỉsét, trộm cấp…

- Nhiệt độ tối đa cho các thiết bị trong nhà trạm hoạt động ổn định là 45oCtrong điều kiện môi trường tệ nhất Mỗi nhà trạm đều được lắp hệ thống điềuhòa không khí giúp làm mát không gian trong trạm do nhiệt sinh ra trong các

thiết bị và môi trường, nhiệt độ cần duy trì ở mức 25oC là lý tưởng để cácthiết bị hoạt động tốt và kéo dài tuổi thọ.

- Độ ẩm tương đối cũng là một vấn đề quan trọng ảnh hưởng đến sự suy haocủa thiết bị, mức độ ẩm cần duy trì ổn định ở 60 % để tránh sự ngưng tụ củanước trong thiết bị

1.2 Sơ lược về hệ thống giám sát qua IoT:

- Tổng quan IoT:

 Thuật ngữ IoT hay “Internet of Things” xuất hiện khá nhiều và thu hút sựquan tâm chú ý của thế giới công nghệ Tuy nhiên, không như nhiều xuhướng công nghệ trước đây, hiện nay vẫn chưa có một định nghĩa được chấpnhận rộng rãi nào cho khái niệm Internet of Things

 Cụm từ Internet of Things được đưa ra bởi Kevin Ashton vào năm 1999.Ông là một nhà khoa học đã sáng lập ra trung tâm Auto-ID ở đại học MIT,nơi thiết lập các quy chuẩn cho RFID ( phương thức giao tiếp không dâydùng sóng radio ) cũng như một số loại cảm biến khác

 Internet of Thing dịch theo nghĩa tiếng việt là “ Mạng lưới vạn vật kết nốiinetrnet” là một liên mạng trong đó các thiết bị, phương tiện vận tải (cácthiết bị kết nối ), phòng ốc và các trang thiết bị khác được kết nối với cácthiết bị điện tử , cảm biến, phần mềm, cùng với khả năng kết nối mạng tínhgiúp các thiết bị này có thể thu thập và truyền tải dữ liệu

 IoT có tiềm năng thay đổi thế giới như cách Internet thay đổi cuộc sống củachúng ta Ngôi nhà thông minh với các thiết bị điện thông minh có thể coi làbước đầu của IoT bởi chúng được liên kết với nhau theo mạng LAN hoặcthậm chí là Internet

 Xu hướng và tính chất của internet of things:

 Thông minh: Các máy móc có thể nhận biết và phản hồi lại môitrường xung quanh (ambient intelligence ), chúng cũng có thể tự điềukhiển bản thân (autonomous control ) mà không cần kết nối mạng.Tuy nhiên, gần đây người ta bắt đầu nghiên cứu việc kết hợp Iot và

autonomous controls với nhau Tức là các thực thể có khả năng tự tổchức và hoạt động riêng lẻ theo môi trường, đồng thời chúng cũng cóthể liên lạc với nhau để trao đổi thông tin dữ liệu.

 Kiến trúc dựa trên trên sự kiện: Các thực thể, máy móc trong IoT sẽphản hồi dựa theo các sự kiện diễn ra trong lúc chúng hoạt động theothời gian thực

 Là một hệ thống phức tạp: Trong một thế giới mở, IoT sẽ mang tínhchất phức tạp bởi nó bao gồm một lượng lớn các đường liên kết giữanhững thiết bị, máy móc, dịch vụ với nhau, ngoài ra còn bởi khả năngthêm vào những nhân tố mới

 Các hệ thống phụ trong IoT: không phải tất cả mọi thứ nằm trong IoTđều nhất thiết phải kết nối vào một mạng lưới toàn cầu, chúng có thểhoạt động trong một hệ thống đơn lẻ (subsystem ) Ví dụ như trongđiều khiển nhà thông minh, các thiết bị có thể tương tác với nhauhoặc tương tác với con người thông qua hệ thống mạng Wifi LAN,bluetooth hay sóng RF

 Ngày nay, IoT đang là xu thế toàn cầu, nó đang dần cho thấy sự tiện íchtrong các lĩnh vực kinh tế xã hội, đồng thời cũng là nguồn lợi lớn cho cáccông ty viễn thông và điện tử

 Theo Cisco IBSG, nhà cung cấp giải pháp và thiết bị mạng hàng đầu hiệnnay dự báo: Đến năm 2020, sẽ có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối vào Internet,bao gồm hàng tỉ thiết bị di động, tv, máy giặt,… [1]

 Intel, đơn vị tham gia vào thị trường sản xuất chip cho các thiết bị phục vụiot cũng thu về hơn 2 tỷ USD trong năm 2014 từ lĩnh vực này, tăng 19 % sovới năm 2013 [1]

 Internet of things đến năm 2020 dự kiến sẽ đạt đến:

 4 tỷ người kết nối với nhau

4 ngàn tỷ USD doanh thu

 Hơn 25 tỷ hệ thống nhúng thông minh.

 50 ngàn tỷ Gigabyte dữ liệu

Hình 1-5 Số liệu về IoT trong tương lai [1]

 Trong lĩnh vực sản xuất, theo thống kê của PwC, đã có 35% nhà sản xuất sửdụng cảm biến thông minh.[1]

 Trong lĩnh vực dầu khí, dự kiến sẽ có 5,4 triệu thiết bị iot được triển khai tạicác cơ sở khai thác tới năm 2020 Chủ yếu là các cảm biến kết nối internetgiúp cung cấp các thông tin về môi trường.[1]

 Trong lĩnh vực quốc phòng: chi tiêu cho các thiết bị bay không người lái dựkiến đạt 8,7 tỉ USD vào năm 2020 Ngoài ra theo dự báo của Fast & Sullivan,

sẽ có khoảng 126000 robot quân sự sẽ được triển khai vào năm 2020.[1]

 Về lĩnh vực nhà thông minh, tới năm 2030, phần lớn các thiết bị gia đình sẽđược kết nối vào internet Các nhà sản xuất cũng sẽ trang bị các tính năng kếtnối cho các sản phẩm họ sản xuất ra.[1]

 Trong nông nghiệp, dự kiến sẽ có 75 triệu thiết bị IoT được triển khai trongnăm 2020[1] Chủ yếu là các bộ cảm biến đặt trong đất giúp theo dõi độ axit,nhiệt độ và các thông số giúp canh tác vụ mùa hiệu quả hơn

 Các thách thức đối với IoT:

 An ninh bảo mật trong IoT là trở ngại lớn nhất đối với mỗi ngườitrong hệ thống IoT

 Về mặt thiết kế, sự lây lan dữ liệu cá nhân khiến hệ thống dễ bị tấncông hơn các phần mềm độc hại khác Các thiết bị có thể thu thập, lưu

trữ dữ liệu, tự động hóa các hoạt động đồng thời cũng có thể bị tấncông bởi các hacker khiến hệ thống bị vô hiệu hóa hay bị mất dữ liệu.

 Trong tương lai, IoT sẽ không ngừng phát triển, phạm vi sẽ khôngngừng được mở rộng, chúng ta sẽ dần phải thích nghi với hình thứctruyền thông internet này Đó là lý do việc triển khai các chiến lược anninh để bảo mật các thông tin cá nhân và doanh nghiệp là quan tronghơn bao giờ hết

 Khi tự động hóa có kết nối internet được triển khai đại trà trên nhiềulĩnh vực, IoT sẽ tạo ra lượng lớn sữ liệu từ đa dạng các nguồn, kéotheo sự cần thiết cho việc tập hợp dữ liệu nhanh, lưu trữ và xử lý các

dữ liệu này hiệu quả hơn Cơ sở hạ tầng cho trung tâm dữ liệu, cũngnhư các công cụ quản lý dữ liệu kiểu truyền thống không còn phù hợp

để xử lý nổi khối lượng dữ liệu khổng lồ, phức tạp Dó đó, việc nângcao cơ sở hạ tầng mới để xử lý dữ liệu cũng là một vấn đề quan trọng

- Hệ thống giám sát nhà trạm BTS thông qua internet:

 Là hệ thống ứng dụng việc truyền tín hiệu qua internet để giám sát cácnhà trạm BTS không có người trực Hệ thống gồm các cảm biến nhưnhiệt độ, độ ẩm, báo cháy, khói, kết hợp với hệ thống camera Truy xuất

dữ liệu liên tục từ các cảm biến và gởi về trung tâm Đồng thời có thểđiều khiển tự động hoặc bằng tay đối với các thiết bị như quạt hút, điềuhòa, đèn [9]

 Phương thức truyền có thể qua mạng di động, hay internet và không giớihạn khoảng cách

 Ngoài các dữ liệu từ cảm biến gởi về, người giám sát còn có thể biết đượctình trạng hoạt động của thiết bị, tình trạng mất điện

 Các loại cảnh báo thông dụng ở các nhà trạm:

 Cảnh báo khi nhiệt độ, độ ẩm ngoài ngưỡngKhi phát hiện khói, cháy

 Khi có sự cố mất điện

 Khi có người lạ đột nhập

 Các phương thức cảnh báo:

 Cảnh báo tự động qua chuông, còi

 Cảnh báo qua email

 Cảnh báo qua phần mềm quản lý

 Cảnh báo qua tin nhắn SMS

 Các phương thức điều khiển:

 Điều khiển điều hòa luân phiên và tự động

 Điều khiển máy hút ẩm khi độ ẩm cao

 Điều khiển quạt gió khi chạy nguồn dự phòng

 Điều khiển máy phát khi mất điện lưới

 Điều khiển thông qua tin nhắn hoặc phần mềm từ trung tâm

 Lưu trữ dữ liệu:

 Lưu trữ dữ liệu theo tháng

 Ghi dữ liệu liên tục vào cơ sở dữ liệu

 Ghi dữ liệu các lần xảy ra cảnh báo

 Vẽ biểu đồ từ dữ liệu thu thập được

 Cài đặt:

 Cài đặt trực quan qua giao diện Web

 Cài đặt qua SMS

1.3 Mục tiêu của đề tài:

- Trong đề tài này, ta thực hiện nghiên cứu về hệ thống giám sát bao gồm nhiệt

độ, độ ẩm, tình trạng mất điện, công suất tiêu thụ của thiết bị điện trong nhàtrạm

- Xây dựng server để gởi dữ liệu lên database

- Nhận dữ liệu qua internet và truy xuất dữ liệu thông qua giao diện web.1.4 Mục đích nghiên cứu:

- Theo số liệu thống kê tới năm 2012, số lượng trạm BTS của nhà mạngViettel là khoảng 50000 trạm, của VNPT là khoảng 60000 trạm ( bao gồmtrạm của Vinaphone và Mobiphone) Trong tương lai, VNPT dự kiến sẽ đưathêm 30000 trạm mới vào hoạt động.

- Với việc sử dụng một số lượng lớn các trạm BTS thì việc giám sát và điềukhiển nhà trạm một cách tự động là một điều rất cần thiết Thực tế thì nhàmạng Viettel đã đưa hệ thống này vào sử dụng từ vài năm trước và đã đemlại nhiều hiệu quả tích cực

- Các dữ liệu từ nhà trạm được gởi trực tiếp về trung tâm để phân tích, đưa racác báo cáo về tình trạng nhà trạm, và lưu trữ dữ liệu lâu dài

- Việc áp dụng hệ thống giám sát tự động giúp làm giảm áp lực cho nhân viêngác trạm khi không thường xuyên có mặt ở nhà trạm, tiết kiệm được côngsức theo dõi và bảo dưỡng nhà trạm, đồng thời giúp cho trung tâm luôn kiểmsoát được tình trạng nhà trạm luôn ở trạng thái tốt nhất

CHƯƠNG 2 TÌM HIỂU LINH KIỆN

 Với 23 chân có thể sử dụng cho các kết nối vào ra (I / O), 32 thanh ghi, 3

bộ timer/ counter có thể lập trình, có các ngắt nội và ngoại, hỗ trợ giaothức truyền thông nối tiếp USART, SPI, I2C Ngoài ra có thể sử dụng bộbiến đổi tương tự / số 10 bit (ADC), hỗ trợ 4 chân điều chế độ rộng xung(PWM)

 Atmega 328 có thể hoạt động trong một dải điện áp rộng (1.8 V – 5.5 V)

 Mô tả các chân của vi điều khiển Atmega 328:

 Vcc (pin 7) và Gnd (pin 8 và pin 22) : là chân cấp nguồn và đấtcho vi điều khiển

 Reset (pin 1): là chân khởi động lại hoạt động của vi điều khiển

 Port C (pin 23 đến pin 28) : là các chân ngõ vào analog

 Port D, port B: là các chân digital, trong đó có 4 chân hỗ trợ điềuchế độ rộng xung PWM ( pin 5, pin 17, pin 16, pin 15).

 Các thông số chính của Atmega 328:

Bảng 2-1 Bảng thông số của ATmega 328 [2]

• Số chân digital I/O: 14 ( gồm 4 chân PWM)

• Số chân Analog: 6 (độ phân giải 10 bit )

• Dòng điện tối đa trên mỗi chân I/O: 30 mA

1.6 Module wifi ESP 8266 NODE MCU:

Hình 2-7 Module WiFi ESP 8266 ngoài thực tế [2]

 Các chân chính trong module WiFi ESP 8266:

 Chân Vin / GND: Cấp nguồn 5 V và đất cho module

 Chân 3.3 V: là chân điện áp ra 3.3 V

 Chân Tx, Rx: là các chân giao tiếp serial với vi điều khiển Đồngthời module cũng sử dụng 2 chân này để nạp code từ máy tính

 Các chân I/O digital ( D0 – D8): Là các chân I/O của module vớiđiện áp lớn nhất là 3.3 V Ta cũng có thể dùng các chân này để tạogiao tiếp serial với vi điều khiển Để sử dụng, ta cần dùng 1 cầuphân áp để giảm điện áp 5 V từ vi điều khiển xuống 3.3 V để cấpcho module WiFi

- Các thông số cơ bản của module:

Bảng 2-2 Bảng thông số của module WiFi NodeMCU [3]

 Loại vi điều khiển: ESP 8266

 Số chân Digital (I/O) 11

 Số chân analog 1 (điện áp vào lớn nhất là 3.3 V)

DHT 11 là cảm biến nhiệt độ, độ ẩm rất thông dụng hiện nay với chi phí rẻ

và dễ lấy dữ liệu thông qua 1 chân truyền dữ liệu digital duy nhất

- Thông số kĩ thuật:

 Điện áp hoạt động: 3V – 5V (DC)

 Dải độ ẩm hoạt động: 20% - 95%, sai số ± 5%

 Dải nhiệt độ hoạt động: 0oC – 50oC, sai số ± 2 %

 Tần số lấy mẫu tối đa: 1 Hz

 Sau 20 – 40 us, DHT 11 sẽ kéo chân data xuống thấp Nếu sau 40 us màchân data ko được kéo xuống thấp nghĩa là vi điều khiển không giao tiếpđược với DHT 11.

 Nếu DHT 11 kéo chân data xuống thấp trong 80 us và kéo lên mức caotrong 80 us thì hoàn tất việc kết nối giữa vi điều khiển và DHT 11

Hình 2-10 Tạo kết nối giữa vi điều khiển và DHT 11 [4]

 Bước 2: Vi điều khiển đọc giá trị từ DHT 11

 DHT 11 sẽ trả về vi điều khiển giá trị nhiệt độ và độ ẩm dưới dạng giá trị

5 byte

 Byte 1: Giá trị phần nguyên độ ẩm

 Byte 2: Giá trị phần thập phân độ ẩm

 Byte 3: Giá trị phần nguyên nhiệt độ

 Byte 4: Giá trị phần thập phân nhiệt độ

 Byte 5: Giá trị kiểm tra tồng

 Nếu Byte 5 = Byte 1 + Byte 2 + Byte 3 + Byte 4 thì giá trị đo được làchính xác

 Để gửi giá trị về cho vi điều khiển, DHT 11 sẽ kéo chân data xuống mứcthấp, sau đó kéo lên mức cao trong 26 – 28 us là ứng với bit 0 Nếu kéolên mức cao trong 70 us là ứng với bit 1

 Bit 0:

Hình 2-11 Dữ liệu trả về bit 0 của DHT 11 [4]

 Bit 1:

Hình 2-12 Dữ liệu trả về bit 1 của DHT 11 [4]

1.8 Cảm biến dòng điện ACS 712:

Hình 2-13 Cảm biến dòng điện ACS 712

- Đặc điểm: Cảm biến ACS 712 là module cảm biến dòng tuyến tính dựa trệnhiệu ứng Hall ACS xuất ra 1 tín hiệu analog, điện áp ngõ ra được biến đổituyến tính theo sự thay đổi của dòng điện qua tải DC hoặc AC.

- Thông số kĩ thuật:

 Điện trở dây dẫn trong là 1.2 mΩ

 Nguồn vận hành: 5V

 Độ nhạy đầu ra:

 Với cảm biến 5A: 185 mV/A

 Với cảm biến 20A: 100 mV/A

 Với cảm biến 30A: 66 mV/A

- Nguyên lý hoạt động của cảm biến:

 Đo dòng DC:

Khi đo dòng DC, ta mắc nối tiếp dòng tải I+ và I- đúng chiều, dòng đi từI+ đến I- để Vout ra ở mức điện áp từ 2.5 – 5V tương ứng dòng 0 – 5A.Khi cấp nguồn cho cảm biến trước khi có dòng tải, thì Vout = 2.5 V Khicấp nguồn cho tải, giá trị Vout sẽ tăng lên Ta chỉ cần đo giá trị Vout lúc

có tải trừ cho giá trị Vout lúc không tải ( xấp xỉ 2.5 V) ta sẽ có được điện

áp bị ảnh hưởng bởi tải Sao đó ta dựa vào độ nhạy cảm biến để xác địnhgiá trị dòng

Ví dụ, ta cấp nguồn cho cảm biến khi không tải, ta được Vout1 = 2.5 V.Khi có tải, ta đo giá trị Vout2 = 2.8 V

 Giá trị điện áp bị ảnh hưởng bởi tải là:

 V = Vout2 – Vout1 = 2.8 – 2.5 = 0.3 VNếu ta sử dụng cảm biến loại 5A, thì độ nhạy là 185 mV/A

 Dòng điện qua tải: I = 0.3 / 0.185 = 1.62 A

 Đo dòng AC:

Khi đo dòng AC, ta cấp nguồn cho cảm biến khi chưa có dòng tải thìVout = 2.5 V Khi có dòng tải (dòng AC) do là xoay chiều nên độ lớn liêntục thay đổi theo hàm sin, nên điện áp Vout cũng thay đổi theo hình sin

có độ lớn tuyến tính với dòng AC, 0 đến 5V AC tương ứng với -5A đến5A [2]

Khi đo dòng AC, ta chỉ cần xác định điện áp hiệu dụng của Vout và lấy điện áp đó chia cho độ nhạy để ra được dòng điện

Hình 2-14 Điện áp AC

 Trước tiên ta cần đo điện áp đỉnh đến đỉnh

 Tiếp theo ta chia điện áp đỉnh đến đỉnh cho 2 để được điện ápđỉnh

 Cuối cùng ta nhân điện áp đỉnh với 0.707 để thu được điện áp hiệudụng

Hình 2-15 Cách kết nối ACS 712 vào vi điều khiển [12]

 Khi có dòng điện chạy qua cuộn hút, tiếp điểm 4 – 8, 13 – 9 sẽ đóng Tiếpđiểm 13 – 11 và 4 – 6 sẽ hở.

 Dựa vào nguyên lý này ta có thể sử dụng relay như một công tắc hoặc sựdụng trong bộ chuyển nguồn dự phòng

- Thông số kỹ thuật của relay:

 Điện áp và dòng điện vào: 5 VDC / 30mA

 Điện áp và dòng điện ra: 125 VAC / 1A, 30 VDC / 2A

CHƯƠNG 3 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH VÀ PHẦN MỀM

1.10 Ngôn ngữ Javascript:

- Javascript là ngôn ngữ lập trình đa nền tảng (cross – platform), hướng đốitượng Javascript còn là một ngôn ngữ nhỏ, nhẹ (small and lightweight) Khinằm trong một môi trường ( host environment), Javascript có thể kết nối tớicác Object của môi trường đó và cung cấp các cách quản lý chúng.[6]

- Javascript chứa các thư viện tiêu chuẩn cho các Object, ví dụ như: Array,Date, Math và các yếu tố cốt lõi của ngôn ngữ lập trình như: toán tử(operator), cấu trúc điều khiển (control structures) và các câu lệnh Javascript

có thể được mở rộng cho nhiều mục đích bằng việc bổ sung thêm các Object:

 Client – side JavaScript (JavaScript phía máy khách): Javascript được mởrộng bằng cách cung cấp các Object để quản lý trình duyệt Ví dụ, phần

mở rộng phía máy khách cho phép một ứng dụng tác động tới các yếu tốtrên một trang HTML và phản hồi các tác động của người dùng như clickchuột, nhập form, chuyển trang

 Server – side Javascript (Javascript phía máy chủ): Javascript được mởrộng bằng cách thêm các đối tượng cần thiết để chạy Javascript trên máychủ Ví dụ, phần mở rộng phía server này cho phép ứng dụng kết nối với

cơ sở dữ liệu (database), cung cấp thông tin một cách liên tục từ một yêucầu tới phần khác của ứng dụng, hoặc thực hiện thao tác với các tập tintrên máy chủ

1.11 Phần mềm Nodejs:

Hình 3-17 Trang web của nodejs [13]

- Nodejs là một nền tảng server side được xây dựng trên Javascript Engine (V8Engine), được dùng để chạy các file server tại máy chủ trong các ứng dụngserver - client Nodejs được phát triển bởi Ryan Dahl năm 2009 [6]

- Nodejs là một mã nguồn mở, đa nền tảng cho phát triển các ứng dụng phíaserver và các ứng dụng liên quan đến mạng Ứng dụng Nodejs được viếtbằng Javascript và có thể chạy được trong môi trường Nodejs trên hệ điềuhành Window, Linux,…

- Nodejs cũng cung cấp cho ta các module Javascript đa dạng, có thể đơn giảnhóa sự phát triển các ứng dụng Web sử dụng Nodejs với các phần mở rộng

- Nodejs cho phép thực hiện các giao thức mạng ở cấp độ thấp một cách dễdàng Chẳng hạn, Nodejs có module HTTP cho phép xây dựng Webserverchỉ với vài dòng code.

- Thư viện npm của Nodejs:

NPM viết tắt của Node Pakage Manager Đây là một công cụ tạo và quản lýcác thư viện lập trình Javascript cho Nodejs 1.12 Cơ sở dữ liệu và phần mềm lập trình Web:

1.1.1 Cơ sở dữ liệu Firebase:

Hình 3-18 Giao diện Firebase [14]

- Firebase là một dịch vụ cơ sở dữ liệu thời gian thực hoạt động trên nền tảngđám mây được cung cấp bởi Google nhằm giúp các lập trình viên phát triểncác ứng dụng bằng cách đơn giản hóa các thao tác với cơ sở dữ liệu Vớinhiều dịch vụ chất lượng cao, Firebase được xem là nền tảng tuyệt vời,không chỉ là sự lựa chọn hàng đầu cho các lập trình viên đơn thân hay cáccông ty khởi nghiệp mà các công ty, tổ chức lớn có tên tuổi cũng sử dụngFirebase để xây dụng các tính năng, các chương trình mới, cũng như chuyểnđổi các dịch vụ trước đây sang hệ thống Firebase

- Firebase (tiền thân là Evolve) thành lập năm 2011 bởi Andrew Lee và James

phẩm của mình khi nhận thấy khách hàng không chỉ sử dụng cơ sở dữ liệu đểlàm ứng dụng chat, mà thay vào đó để lưu các thông tin Tháng 4 năm 2012,Andrew Lee và James Tamplin quyết định thành lập công ty độc lập –Firebase Tháng 10 năm 2014, Firebase gia nhập vào Google, chính thức hỗtrợ Android, IOS và Web [7]

- Các tính năng của Firebase:

 Realtime Database - Cơ sở dữ liệu thời gian thực: Firebase lưu trữ dữliệu dưới dạng JSON và thực hiện đồng bộ hóa database tới tất cả cácclient theo thời gian thực Cụ thể hơn là tất cả các client này sẽ cùng

sử dụng chung một database đến từ Firebase và có thể tự động cậpnhật mỗi khi dữ liệu trong database được thêm mới hoặc sửa đổi Dữliệu luôn được lưu trữ trước ở local mỗi khi có sự thay đổi dữ liệu.Điều đó khiến lập trình viên an tâm hơn bất chấp một số vấn đềInternet xảy ra Ngay khi có thể kết nối lại, client đó sẽ nhận bất kỳthay đổi mà nó thiếu và đồng bộ hóa nó với trạng thái hiện tại củaserver

 Firebase Authentication – Hệ thống xác thực của Firebase: VớiFirebase, có thể dễ dàng xác thực người dùng từ ứng dụng trênAndroid, IOS và Web chỉ với vài đoạn mã Firebase đã xây dụng chứcnăng cho việc xác thực người dùng với Email, Facebook, Twitter,Google

 Firebase Hosting: Phát triển các ứng dụng Web với các hosting đượccung cấp sẵn Các ứng dụng sẽ được cấp một tên miềndạng firebaseapp.com hoặc có thể trả tiền để sử dụng tên miền củariêng mình

 Firebase Storage: Các lập trình viên có thể an toàn upload vàdownload hình ảnh, video và các tập tin lớn từ Firebase Storage

- Tạo project mới với Firebase:

 Trước tiên, ta truy cập vào địa chỉ firebase

https://firebase.google.com Đăng nhập bằng tải khoản google

Hình 3-19 Đăng nhập tài khoản google vào firebase [14]

 Tiếp theo, ta click vào go to console -> click vào add project, đặt têncho project để tạo project mới

Hình 3-20 Tạo project mới trong firebase [14]

 Cuối cùng, ta truy cập vào project và click vào tab database ở cột bêntrái để tạo database cho project.

- Một trang HTML như vậy được cấu thành bởi nhiều phần tử HTML nhỏ vàđược quy định bằng các thẻ tag Có thể phân biệt một trang Web được viết