Đồ án Thiết kế và thi công hệ thống ðiều khiển cho nhà thông minh dùng chuẩn truyền thông LoRa và wifi (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế và thi công hệ thống ðiều khiển cho nhà thông minh dùng chuẩn truyền thông LoRa và wifi (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ÐIỀU KHIỂN CHO NHÀ THÔNG MINH DÙNG CHUẨN TRUYỀN THÔNG LORA VÀ WIFI GVHD: TH.S PHAN VÂN HOÀN SVTH: TRẦN TRUNG HIẾU MSSV: 13141488 SVTH: TÔ QUỐC QUÂN MSSV: 13141539 S K L 0 0 4 9 1 3 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2017
2. TRƯ ỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG H Ệ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO NHÀ THÔNG MINH DÙNG CHUẨN TRUYỀN THÔNG LORA VÀ WIFI SVTH: TRẦN TRUNG HIẾU MSSV: 13141488 SVTH: TÔ QUỐC QUÂN MSSV: 13141539 Khoá: 2013 Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THU ẬT ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG GVHD: TH.S PHAN VÂN HOÀN i
3. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – T do – Hạnh phúc Tp. Hồ Chí Minh, ngày 08 tháng 07 năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MSSV:13141488 Họ và tên sinh viên: Trần Trung Hiếu Lớp:13141CLDT1 Ngành: Điện tử công nghiệp MSSV:13141539 Họ và tên sinh viên: Tô Quốc Quân Lớp:13141CLDT2 Ngành: Điện tử công nghiệp 1. Tên đề tài : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO NHÀ THÔNG MINH DÙNG CHUẨN TRUYỀN THÔNG LORA VÀ WIFI. 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: 3. Nội dung th c hiện đề tài: 4. Sản phẩm: Hệ thống điều khiển cho nhà thông minh dùng chuẩn truyền thông Lora và Wifi. TRƯỞNG NGÀNH GI ẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii
4. CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: Trần Trung Hiếu MSSV: 13141488 Tô Quốc Quân MSSV: 13141539 Ngành: Điện tử công nghiệp Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO NHÀ THÔNG MINH DÙNG CHUẨN TRUYỀN THÔNG LORA VÀ WIFI. Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: THS. PHAN VÂN HOÀN NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng th c hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) iii
5. CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: Trần Trung Hiếu MSSV: 13141488 Tô Quốc Quân MSSV: 13141539 Ngành: Điện tử công nghiệp Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO NHÀ THÔNG MINH DÙNG CHUẨN TRUYỀN THÔNG LORA VÀ WIFI. Họ và tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng th c hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iv
6. LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Vân Hoàn đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo những kinh nghiệm, kiến thức quý báu trong suốt quá trình th c hiện đề tài. Trong thời gian làm việc với thầy nhóm em không những đã tiếp thu được nhiều kiến thức mà còn học tập được thái độ làm việc nghiêm túc, chuyên nghiệp và đầy hiệu quả của thầy. Đây sẽ là những kinh nghiệm cần thiết cho quá trình học tập và làm việc sau này. Đồng thời, nhóm em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện - Điện Tử đã tạo điều kiện, cung cấp những kiến thức cơ bản, cần thiết cho nhóm em trong suốt quá trình th c hiện đề tài. Cảm ơn gia đình, cha mẹ đã là nguồn động viên to lớn về vật chất và tinh thần trong suốt thời gian học hành, để nhóm em có được tương lai, theo đuổi ước mơ và s nghiệp. Ngoài ra, nhóm em cũng xin cám ơn các thành viên trong lớp 13141LCDT1 và 13141LCDT2 đã có những ý kiến đóng góp, bổ sung, giúp hoàn thiện tốt đề tài. Nhóm em xin cám ơn s chỉ bảo của các anh chị đi trước. Các anh chị đã hướng dẫn và giới thiệu tài liệu tham khảo thêm trong việc th c hiện nghiên cứu đề tài. Cuối cùng xin chúc gia đình, bạn bè và quý thầy, cô nhiều sức khỏe và thành công trong công việc. Xin chân thành cảm ơn! Người th c hiện đề tài v
7. TÓM TẮT Ngày nay với s phát triển mạnh mẽ của công nghệ IoTs (Internet of Things) cùng với các thiết bị thông minh như SmartPhone, SmartWatch các sản phẩm trên đã được ứng dụng để tạo ra các sản phẩm thông minh nhằm phục vụ cuộc sống của con người ngày càng tốt hơn, tiện nghi hơn, đặt biệt là các sản phẩm điều khiển thông minh, chúng được ứng dụng rông rãi trong đời sống và công nghiệp. Đã có nhiều d án về nhà thông mình được nghiên cứu và phát triển thành sản phẩm. Tuy nhiên các nhà thông minh chưa được triển khai nhiều do chi phí lắp đặt và vận hành cao, giao diện người dùng chưa than thiện. Vì vậy để khắc phục các nhược điểm trên nhóm nghiên cứu đã quyết định thiết kế, thi công hộp điều khiển thiết bị điện trong nhà sử dụng chuẩn lora và wifi. Bên cạnh đó hệ thống còn có thể điều khiển bằng điện thoại thông minh sử dụng hệ điều hành Android để điều khiển các thiết bị điện, led dây RGB, led full color. vi
8. MỤC LỤC Trang phụ bìa i Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp ii Trang phiếu nhận xét của giáo viên hướng dẫn iii Trang phiếu nhận xét của giáo viên phản biện iv Lời cảm ơn v Tóm tắt vi Mục lục vii Danh mục các chử viết tắt viii Danh mục các hình ảnh, biểu đồ ix CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục tiêu 2 1.3. Nội dung nghiên cứu 2 1.4. Giới hạn 3 1.5. Bố cục 3 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5 2.1. VI ĐIỀU HIỂN 5 2.1.1. it RF thu phát Wifi ESP8266 node MCU 5 2.1.2. Vi điều khiển STM8S103F3 11 2.1.2. Vi điều khiển STM32C8T6 17 2.2. Giao tiếp Module lora SX1278. Error! Bookmark not defined. 2.3. Giới thiệu về các cảm biến sử dụng trong hệ thống.Error! Bookmark not defined. 2.4. Phương pháp điều chỉnh điện áp xoay chiều một pha 28 2.4. Các Led trang trí được sử dụng trong hệ thống.Error! Bookmark not defined. 2.5. Giao thức UDP. Error! Bookmark not defined. 2.6. Phương pháp điều chỉnh điện áp xoay chiều một pha.Error! Bookmark not defined. 2.7. TÌM HIỂU VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID. Error! Bookmark not defined. vii
9. CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ. 46 3.1. MÔ HÌNH HỆ THỐNG Error! Bookmark not defined. 3.2. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG. Error! Bookmark not defined. 3.2.1. Thiết kế Mạch điều khiển trung tâm. Error! Bookmark not defined. 3.2.2. Thiết kế mạch điều khiển đèn quạt. Error! Bookmark not defined. 3.2.3. Thiết kế mạch điều khiển led full color. Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 61 4.1. GIỚI THIỆU. Error! Bookmark not defined. 4.2. THI CÔNG HỆ THỐNG. Error! Bookmark not defined. 4.2.1. Thi công bo mạch Error! Bookmark not defined. 4.3. LẬP TRÌNH HỆ THỐNG. Error! Bookmark not defined. 4.3.1. Lưu đồ giải thuật. Error! Bookmark not defined. 4.3.2. Phần mềm lập trình cho vi điều khiển. Error! Bookmark not defined. 4.3.3. Phần mềm lập trình cho điện thoại android. . Error! Bookmark not defined. 4.4. VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC.Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 82 5.1. Kết quả. 82 5.1.1. Kết quả nghiên cứu 82 5.1.2. Kết quả thi công 83 5.2. Nhận xét – Đánh giá 86 CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN. 87 6.1. Kết luận 87 6.2. Hướng phát triển 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 PHỤ LỤC 89 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii
10. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN Chƣơng 1. TỔNG QUAN 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay trên thế giới các đề tài nghiên cứu về các bộ điều khiển thông minh ngày càng phát triển mạnh mẽ. Các thiết bị điều khiển thông minh ngày nay không chỉ ứng dụng trong công nghiệp mà chúng còn được sử dụng rộng rãi trong đời sống bình thường. Nó góp phần giúp cho cuộc sống của con người ngày càng hiện đại và tiện nghi hơn. Việt Nam không nằm ngoài xu hướng đó, đã có rất nhiều trường đại học và công ty tại Việt Nam nghiên cứu và phát triển các thiết bị điều khiển thông minh nhất là trong lĩnh vực nhà thông minh (Smart home). Tuy nhiên việc ứng dụng ngoài thực tế còn gặp nhiều khó khăn do chi phí đầu tư cao, chưa tiết kiệm về chi phí vận hành và giao diện điều khiển chưa thân thiện với người dùng. Hiện tại các đề tài cấp sinh viên thực hiện chỉ xoay quanh một số nội dung như: điều khiển bằng điện thoại, tin nhắn, sống vô tuyến hay là Bluetooth và chỉ sử dụng các cảm biến thông dụng như nhiệt độ, cảm biến khí gas, ứng dụng công nghệ RFID, về lập trình thì lập trình vi điều khiển PIC, Arduino . Ngày nay các hãng sản xuất thiết bị điện tử như Microchip, Atmel, Intel, STMicroelectronics, cho ra đời nhiều dòng vi điều khiển 8 bit và 32 bit được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống. Hãng STMicroelectronics đã tung ra thị trường các dòng vi điều khiển 8 bit STM8S103F3 sử dụng STM8 core và vi điều khiển 32 bit STM32C8T6 với ưu điểm hiệu suất cao, dễ sử dụng và cộng đồng sử dụng khá mạnh trên khắp thế giới. Bên cạnh đó nhóm NODE MCU TEAM đã tạo ra kit RF thu phát Wifi ESP8266 NODEMCU với thiết kế dễ sử dụng và đặc biệt là có thể sử dụng trực tiếp trình biên dịch của Arduino để lập trình và nạp code khiến cho việc lập trình và sử dụng các ứng dụng trên ESP8266 trở nên rất đơn giản. Đặc biệt, nhà sản xuất SEMTECH đã tung ra một module thu phát vô tuyến dựa trên SX1278 là lora SX1278 đảm bảo khả năng chống nhiễu tốt với khoảng cách siêu xa truyền 3000m (lý thuyết) tốc độ 2.4Kbps và khả năng tiết kiệm năng lượng, giao tiếp UART dễ sử dụng. Ngoài ra module còn có khả năng cấu hình để tạo thành mạng nên hiện tại được phát triển và sử dụng rất nhiều trong các nghiên cứu về IOT. Với những ưu điểm của dòng STM8S103F3, STM32C8T6 và kit RF thu phát Wifi ESP8266 NODEMCU, module lora SX1278 và sự phát triển của điều khiển 1
11. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN thông minh nhóm đã quyết định thực hiện đề tài “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO NHÀ THÔNG DÙNG CHUẨN TRUYỀN THÔNG LORA VÀ WIFI” sử dụng vi điều khiển STM8S103F3P6, STM32C8T6 và kit RF thu phát Wifi ESP8266 NODEMCU và module lora SX1278. Kit ESP8266 node MCU tích hợp sẵn chíp CP2102 cao cấp. Giúp người sử dụng có thể lập trình sẵn trên bo mạch mà không cần bất cứ một công cụ nào khác. 1.2. MỤC TIÊU Mục tiêu thực hiện đề tài của nhóm là thiết kế và thi công hệ thống điều khiển cho nhà thông minh dùng chuẩn truyền thông LoRa và Wifi bao gồm mạch điều khiển thiết bị công suất, led full color và mạch điều khiển trung tâm. Mạch điều khiển thiết bị công suất, led full color có nhiệm vụ cho phép người dùng tự cấu hình đóng cắt, điều chỉnh độ sáng đèn, ngoài ra có thể lắp thêm các mạch điều khiển thiết bị công suất, mạch điều khiển led full color khác vào khi có nhu cầu. Mạch điều khiển trung tâm có nhiệm vụ nhận các dữ liệu đầu vào từ cảm biến, điện thoại sau đó xử lý và điều khiển đưa giá trị cảm biến lên màn hình điện thoại và truyền dử liệu điều khiển đến các mạch điều khiển thiết bị công suất, mạch điều khiển led full color. Người dùng có thể điều khiển các thiết bị trong nhà bằng điện thoại android thông qua wifi hoặc 3G. 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  Các nội dung mà nhóm cần thực hiện bao gồm: NỘI DUNG 1: Tìm hiểu các hoạt động của các bộ điều khiển thông minh có trên thị trường. NỘI DUNG 2: Đưa ra các giải pháp hoạt động và thiết kế các khối. NỘI DUNG 3: Thiết kế và thi công mạch điều khiển trung tâm giao tiếp giữa kit RF thu phát Wifi ESP8266 NODEMCU với cảm biến nhiệt độ- độ ẩm, cảm biến cường độ ánh sáng, module lora SX1278. NỘI DUNG 4: Thiết kế và thi công mạch mạch điều khiển thiết bị công suất, mạch điều khiển led full color. NỘI DUNG 5: Thiết kế giao diện người dùng trên điện thoại android bằng phần mềm Android Studio. 2
12. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN NỘI DUNG 6: Viết chương trình cho vi điều khiển bằng phần mềm module Wifi ESP8266 NODEMCU bằng Arduino IDE và Keil µVision 5, AIR . NỘI DUNG 7: Lắp ráp các khối và tiến hành điều khiển thử nghiệm các thiết bị. NỘI DUNG 8: Chỉnh sửa các lỗi xuất hiện. NỘI DUNG 9: Viết báo cáo luận văn. NỘI DUNG 10: Bảo vệ luận văn. 1.4. GIỚI HẠN  Các giới hạn của đề tài: Sản phẩm chỉ ứng dụng cho các thiết bị công suất nhỏ như đèn, quạt, TV, DVD Chỉ sử dụng các cảm biến đơn giản như nhiệt độ độ ẩm, độ chính xác chưa cao. Hệ thống chỉ sử dụng trong nhà và điều khiển thiết bị trong tầm phát của module lora SX1278. 1.5. BỐ CỤC  Bố cục của các chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan. Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nôi dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án. Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết. Giới thiệu về kit RF thu phát Wifi ESP8266 NODEMCU và vi điều khiển STM8S103F3, STM32C8T6 bên cạnh đó giới thiệu về các chuẩn giao tiếp và linh kiện chính được sử dụng trong đề tài. Chƣơng 3: Tính toán thiết kế. Chương này trình bày sơ đồ khối hệ thống, cách tính toán các thông số kỹ thuật của các khối sử dụng, thiết kế các khối với yêu cầu đặt ra ban đầu. Chƣơng 4: Thi công hệ thống. 3
13. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN Trình bày các mạch đã thiết kế và trình tự lắp ráp thi công, hướng dẫn cách cài đặt, sử dụng các phần mềm lập trình và trình bày các thao tác hướng dẫn sữ dụng hệ thống. Chƣơng 5: Kết quả Nhận xét Đánh giá Chương này trình bày các kết quả đạt được và chưa đạt. Chƣơng 6: Kết luận và hƣớng phát triển. Đưa ra đánh giá về những kết quả đạt được so với mục tiêu ban đầu, đề ra các phương án khắc phục và hướng phát triển của đề tài. 4
14. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. VI IỀU HIỂN 2.1.1 Kit RF thu phát Wifi ESP8266 node MCU Kit ESP8266 node MCU tích hợp sẵn chíp CP2102 cao cấp. Giúp người sử dụng có thể lập trình sẵn trên bo mạch mà không cần bất cứ một công cụ nào khác. Tất cả chân của ESP8266 được đưa ra ngoài để linh động trong quá trình thiết kế và chạy thử. Kit ESP 8266 là kit phát triển dựa trên nền chip wifi SOC ESP8266 với thiết kế dễ dàng sử dụng vì tích hợp sẵn mạch nạp sử dụng chip 2102 trên board. Bên trong ESP8266 có sẵn một lõi vi xử lí vì thể có thể trực tiếp lập trình trên nó mà không cần một con vi xử lí gián tiếp nào khác. Nhìn chung thì Kit ESP8266 node MCU cũng có các chân GPIO như vi điều khiển, cũng có bộ nhớ SRAM, thanh ghi lưu trữ, các chân giao tiếp theo chuẩn SDIO, SPI, GPIO, I2C, tích hợp ADC 10 bít nên ở đây nhóm chúng em sử dụng Kit ESP8266 node MCU để làm khối điều khiển trung tâm.  Thông số kỹ thuật kit RF thu phát Wifi ESP8266 NODEMCU Ic chính ESP8266 Wifi SoC. Chip nạp CP2102. Nguồn cấp 5vdc. GPIO giao tiếp mức logic 5v. Nguyên lí: Để truyền dẫn dữ liệu qua wifi chúng cần kết nối module wifi ESP8266. Nguyên lý hoạt động cấp nguồn 5VDC vào chân Vin của module ESP8266 node MCU. 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. Sơ đồ chân: 5
15. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.1. Sơ đồ chân Kit RF thu phát Wifi ESP8266 nodeMCU. Bảng 2.1. Sơ lược về chức năng của các chân kit ESP8266 node MCU. Pin Chức năng Tên 1 ADC 10 bit A0 2 RESERVED RSV 3 RESERVED RSV 4 Chân I/O GPIO10 SD3 5 Chân I/O GPIO09 SD2 6 MOSI SD1 7 Chân Mass (GND) GND 8 MISO SD0 9 SCLK CLK 10 Chân Mass (GND) GND 6
16. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11 Chân VCC (3.3V) VCC 12 EN EN 13 Reset hệ thống RST 14 Chân Mass (GND) GND 15 Cấp nguồn cho ESP (5V) VIN 16 Chân I/O GPIO16 D0 17 Chân I/O GPIO05 D1 18 Chân I/O GPIO04 D2 19 Chân I/O GPIO0 D3 20 Chân I/O GPIO02 D4 21 Chân VCC (3.3V) 3.3V 22 Chân Mass (GND) GND 23 Chân I/O GPIO14 D5 24 Chân I/O GPIO12 D6 25 Chân I/O GPIO13 D7 26 Chân I/O GPIO15 D8 27 Chân UART RX 28 Chân UART TX 29 Chân Mass (GND) GND 30 Chân VCC (3.3V) 3.3V 7
17. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT a. Giới thiệu về ESP8266 V12E 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. Module ESP8266 là module wifi giá rẻ và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng liên quan đến Internet và Wifi cũng như các ứng dụng truyền nhận sử dụng thay thế cho các module RF khác. ESP8266 là một chip tích hợp cao, được thiết kế cho nhu cầu của một thế giới kết nối mới, thế giới Internet of thing (IOT). ESP8266 cung cấp một giải pháp kết nối mạng Wi-Fi đầy đủ và khép kín, cho phép nó có thể lưu trữ các ứng dụng hoặc để giảm 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 hợp với các bộ cảm biến, vi điều khiển và các thiết bị ứng dụng cụ thể khác thông qua GPIOs với một chi phí tối thiểu và một PCB tối thiểu. 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 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. 8
18. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.2. Hình ảnh về ESP8266V12E. b. Tổng quan về ESP8266 V12E - Cấu hình của ESP8266V12E được minh họa như hình sau: Hình 2-9: sơ đồ chân IC L293D Hình 2.3. Cấu hình ESP8266V12E.  Các khối chính bên trong module ESP8266 bao gồm: Khối xử lý gồm có CPU, thanh ghi Register, khối tuần tự và gia tốc. Khối giao tiếp Interface gồm có SDIO, SPI, GPIO, I2C. Các khối SRAM, PMU. Các khối thu phát sóng wifi như RF balun, RF receive.  Tổng quan: ESP8266 là dòng chip Low-power và là một wifi SOC nên cần rất ít linh kiện ngoài (tầm 7 thành phần) Hoạt động trong dãi nhiệt -40°C to +125°C. 32-bit RISC CPU: Tensilica Xtensa LX106 hoạt động với 80 MHz*. 64 KiB instruction RAM, 96 KiB data RAM. QSPI flash ngoài – 512 KiB – 4 MiB* (có thể lên tới 16 MiB). IEEE 802.11b/g/n Wi-Fi. Tích hợpTR switch, balun, LNA, power amplifier và matching network. WEP hoặc WPA/WPA2 authentication, open networks. 9 GPIO pins. 9
19. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT SPI, I²C I²S interfaces với DMA (dùng chung với GPIO) UART. 1 ADC 10-bit.  ặc điểm: Tích hợp vi xử lý 32 bit. Có khối chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số ADC 10 bit. Có khối khuếch đại công suất và mạch phối hợp trở kháng. Wi-Fi 2.4 GHz. Hỗ trợ các chức năng cho cả Android và iOS. Hỗ trợ UART, I2C, I2S , PWM, GPIO,SPI. Công suất ở chế độ ngủ < 5uA. Nhiệt độ làm việc khoảng 40C. Công suất tiêu thụ ở chế độ Standby <10mW. Bảng 2.2. Các thông số cơ bản về module ESP8266. Phân loại Tên Giá trị Thông số wifi Giao thức wifi 802.11 b/g/n Vùng tần số 2.4GHz-2.5GHz Thông số phần Bus vào ra UART/HSPI/I2C/I2S/ cứng GPIO/PWM Điện áp 3.0~3.6V Dòng điện Average value: 80mA Nhiệt độ -40°~125° Kích thước module 16mm*21.2mm*3mm Giao thức ngoại vi N/A Nhiệt độ xung quanh Nhiệt độ bình thường Thông số phần Cấu hình người dùng AT Instruction Set, Cloud Server, 10
20. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT mềm Android/iOS App Chế độ wifi station/softAP/SoftAP+station Mã hóa WEP/TKIP/AES Bão mật WPA/WPA2 Nâng cấpfirmware UART / OTA (thông qua mạng) / tải và viết firmware thông qua máy chủ Phát triển phần mềm Supports Cloud Server Development 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. 2.1.2 Vi điều khiển STM8S103F3P6 a . Tổng quan.  Giới thiệu. Dòng STM8 có 3 loại chính: STM8S : Standard - loại thường dung phổ biến nhất. STM8L: Ultra Low Power - loại tiết kiệm lăng lượng nhất. STM8Ax: Automotive - dùng trong các thiết bị giải trí, điều khiển xe hơi, tàu thủy, máy bay Chip STM8S103F3P6 trong họ STM8 Family của hãng ST Microelectronic. Tương tự như các dòng vi điều khiển khác PIC, AVR, 8051 STM8 có các ngoại vi cơ bản như GPIO, ADC, TIMER, USART, SPI, I2C, PWM, bên cạnh đó STM8 còn hỗ trợ thêm các chức năng khác như USB, CAN, IrDA, LIN. STM8S103F3P6 có giá rất rẻ chỉ từ 7000 - 20.000vnd/con, vì vậy nó thích hợp với các ứng dụng nhỏ như: điều khiển bóng điện, điều khiển động cơ, đo điện áp, làm đồng hồ Mức điện áp hoạt động từ 2.95V - 5.5V, code ngôn ngữ C trên môi trường ST Visual Develop hay AIR trực quan sinh động, được hỗ trợ bộ thư viện xây dựng sẵn của ST. 11
21. S K L 0 0 2 1 5 4