Luận văn Giám sát và điều khiển các thiết bị điện trong nhà qua mạng internet và tin nhắn SMS (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Giám sát và điều khiển các thiết bị điện trong nhà qua mạng internet và tin nhắn SMS (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG NHÀ QUA MẠNG INTERNET VÀ TIN NHẮN SMS GVHD: ThS. VÕ ĐỨC DŨNG SVTH: PHẠM GIANG TRƯỜNG MSSV: 11141240 S K L 0 0 4 2 3 2 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 2/2016
2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬCÔNG NGHIỆP  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHÊ ̣ KỸ THUÂṬ ĐIÊṆ TỬ – TRUYỀ N THÔNG ĐỀ TÀI: GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG NHÀ QUA MẠNG INTERNET VÀ TIN NHẮN SMS GVHD: ThS. VÕ ĐỨC DŨNG SVTH: PHẠM GIANG TRƯỜNG LỚP: 11141DT2 MSSV :11141240 Tp. Hồ Chí Minh – 02/2016
3. PHẦN A GIỚI THIỆU i
4. TRƢỜNG ĐH. SƢ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Tp. HCM, ngày tháng năm 2015 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên thực hiện: PHẠM GIANG TRƢỜNG MSSV: 11141240 TRẦN TUẤN PHƢƠNG MSSV: 11141165 Chuyên ngành : Công nghệ kỹ thuật Điện tử - Truyền thông Mã ngành :41 Hệ đào tạo : Đại học chính quy Mã hệ: 1 Khoá : 2011 Lớp : 11141DT2 I. TÊN ĐỀ TÀI: GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG NHÀ QUA MẠNG INTERNET VÀ TIN NHẮN SMS II. NHIỆM VỤ: Tiếp nhận các kết quả đạt đƣợc từ đề tài“ Nghiên cứu, mở rộng modem điều khiển thiết bị thông qua mạng lƣới điện dân dụng “ của nhóm trƣớc do Th.s Võ Đức Dũng hƣớng dẫn. Khảo sát hệ thống, các nguyên tắc truyền nhận, cách thức nhận tín hiệu điều khiển và tín hiệu phản hồi, Kiểm tra lại phần cứng, bổ sung các module mở rộng khả năng điều khiển,báo hiệu trạng thái hoạt động. Tìm hiểu về thiết kế, thi công và lập trình hệ thống điều khiển qua Aduino và module sim 900A. Lắp ráp các khối điều khiển vào hệ thống. Chạy thử mô hình hệ thống điều khiển. Cân chỉnh hệ thống. Viết sách luận văn. Báo cáo đề tài tốt nghiệp. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 17/10/2015 I V. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 17/1/2016 VI. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: : THS. VÕ ĐỨC DŨNG CÁN BỘ HƢỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP THS. VÕ ĐỨC DŨNG ii
5. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Điện - Điện Tử Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp Tp. Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 01 năm 2016 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Phạm Giang Trƣờng Lớp:11141DT2 MSSV:11141240 Họ tên sinh viên 2: Trần Tuấn Phƣơng Lớp:11141DT2 MSSV:11141165 Tên đề tài: GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG NHÀ QUA MẠNG INTERNET VÀ TIN NHẮN SMS Tuần/ngày Nội dung Xác nhận GVHD 1 - Gặp giáo viên hƣớng dẫn, nhận nhiệm vụ đồ án. - Tìm hiểu các đề tài đã nghiên cứu có liên quan. 2+3 - Tìm kiếm, nghiên cứu tài liệu về Arduino và module SIM900A. - Nhận phần cứng, tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống có trƣớc. 4+5 - Báo cáo với GVHD về tiến độ tìm hiểu hệ thống, kiểm tra lại tình trạng hoạt động của các phần trong hệ thống. - Thiết kế sơ đồ khối hệ thống, sơ đồ nguyên lý chi 6+7 tiết. - Kết nối phần cứng, lập trình cho hệ thống hoạt 8+9+10+11 động. - Khắc phục lỗi. 12+13+14+15 - Hoàn thiện báo cáo đồ án, chuẩn bị gặp GVPB và bảo vệ. GV HƢỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) Th.S VÕ ĐỨC DŨNG iii
6. LỜI CẢM ƠN  Lời đầu tiên nhóm xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của thầy Võ Đức Dũng, khoa Điện - Điện Tử, trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM. Trong suốt thời gian thực hiện đề tài này, với sự hướng dẫn của thầy về nội dung và phương pháp nghiên cứu, sự giúp đỡ về các kiến thức chuyên ngành, cùng với sự hỗ trợ về vật tư, những chia sẻ kinh nghiệm thực tế giúp cho nhóm có điều kiện thuận lợi để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Đồng thời nhóm xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện - Điện Tử đã giảng dạy, truyền đạt cho chúng em những kiến thức vô cùng bổ ích và cần thiết để chúng em có tiền đề để thực hiện đồ án tốt nghiệp. Nhóm cũng xin cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Điện Tử Công Nghiệp đã ân cần chỉ bảo và góp ý cho chúng em trong quá trình thực hiện đồ án, các thầy cô luôn làm việc tích cực trong công tác quản lý và thông tin đến từng sinh viên để việc bảo vệ đồ án luôn đảm bảo đúng tiến độ. Nhóm cũng xin gửi lời cảm tạ đến gia đình, các bạn bè đã khích lệ tinh thần, tạo động lực mạnh mẽ để nhóm tập trung, tích cực làm việc giúp hoàn thành tốt đề tài. Trân trọng cảm ơn! Nhóm thực hiện v
7. MỤC LỤC PHẦN A GIỚI THIỆU NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI MỞ ĐẦU PHẦN B 1 NỘI DUNG 1 Chƣơng 1 DẪN NHẬP 2 1.1 Đặt vấn đề: 2 1.2 Lý do chọn đề tài 2 1.3 Mục tiêu đề tài 3 1.4 Giới hạn đề tài 3 1.5 Dàn ý nghiên cứu 3 1.6 Ý nghĩa thực tiễn 4 Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5 2.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống 5 2.2 Tổng quan về mạng internet 6 2.2.1 Giao thức HTTP 6 2.2.2 Bộ giao thức TCP/IP 8 2.2.3 LAN và WAN 8 2.2.4 NAT và DMZ 10 2.2.5 HOST và DOMAIN 12 2.2.6 DNS và DYNAMIC DNS 13 2.3 Giới thiệu các ngôn ngữ lập trình 14 2.3.1 Ngôn ngữ C 14 2.3.2 Ngôn ngữ HTML 15 2.4 Giới thiệu linh kiện và thiết bị sử dụng 16 2.4.1 Arduino Mega 2560 16 2.4.2 Arduino Ethernet Shield 20 2.4.3 Truyền thông SPI trên Arduino 24 2.4.4 Arduino IDE 26 2.4.5 MODULE SIM900A 32 2.4.6 Modem truyền nhận tín hiệu và điều khiển 38
8. Chƣơng 3 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 41 3.1 Phân tích yêu cầu điều khiển 41 3.2 Sơ đồ kết nối phần cứng của hệ thống 42 3.3 Thiết kế phần cứng 44 Chƣơng 4 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 52 4.1 Giải thuật 52 4.2 Lƣu đồ tổng quan 52 4.3 Thiết kế và thi công Web Server 55 Chƣơng 5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ KẾT LUẬN 57 5.1 Kết quả 57 5.2 Kết luận 61 5.3 Hƣớng phát triển 62 PHỤ LỤC 63
9. MỤC LỤC HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống 5 Hình 2.2 Internet 6 Hình 2.3 Giao thức HTTP 7 Hình 2.4: Mô hình mạng LAN 9 Hình 2.5 Mô hình mạng WAN. 10 Hình 2.6 NAT tĩnh 11 Hình 2.7 DMZ 11 Hình 2.8 Host/Sever 12 Hình 2.9 DNS 13 Hình 2.10 Arduino Mega 2560 16 Hình 2.11 Các thành phần trên board mạch Arduino Mega 2560 18 Hình 2.12 Sơ đồ bố trí linh kiện trên board Arduino Mega 2560 19 Hình 2.13 Sơ đồ chân trên board Arduino Mega 2560 20 Hình 2.14 Arduino Ethernet Shield 20 Hình 2.15 Các thành phần trên board Ethernet Shield 22 Hình 2.16 ầĐ u nối ICSP của Ethernet Shield 23 Hình 2.17 Đèn led trên RJ45 23 Hình 2.18 Giao diện SPI 24 Hình 2.19 Hoạt động truyền thông SPI 25 Hình 2.20 ICSP trên board Arduino 25 Hình 2.21 Mô hình hoạt động của chƣơng trình Arduino 26 Hình 2.22 Arduino IDE 27 Hình 2.23 Arduino Toolbar 27 Hình 2.24 IDE menu 28 Hình 2.25 File menu 28 Hình 2.26 Examples menu 29 Hình 2.27 Sketch menu 29 Hình 2.28 Edit menu 30 Hình 2.29 Tool menu 30 Hình 2.30 Board Arduino sử dụng 31 Hình 2.31 Hiển thị Board và Serial Port 31 Hình 2.32 Module sim900A 32
10. Hình 2.33 Sơ đồ chân sim900A 33 Hình 2.34 Chuyển từ chế độ hoạt động bình thƣờng sang chế độ nghỉ (sleep mode) 37 Hình 2.34 Sơ đồ khối chi tiết Modem 1. 39 Hình 2.35 Sơ đồ khối chi tiết Modem 2. 40 Hình 3.1: Sơ đồ khối kết nối phần cứng hệ thống 42 Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý 43 Hình 3.3: Khối điều khiển – Arduino Mega 2560 44 Hình 3.4: Khối giao tiếp mạng – Arduino Ethernet Shield 45 Hình 3.5 Modem truyền nhận tín hiệu 46 Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý board nút nhấn 47 Hình 3.7 Sơ đồ mạch kết nối hiển thị 48 Hình 3.8 Sơ đồ mạch kết nối hiển thị cho từng ngõ ra 49 Hình 3.9 Sơ đồ mạch công suất giao tiếp với thiết bị điện 49 Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn cung cấp. 50 Hình 3.11 Mạch ổn áp LM 2596 50 Hình 4.1 Lƣu đồ tổng quan 52 Hình 4.2 : Lƣu đồ chƣơng trình Web Server 53 Hình 4.3: Lƣu ồđ chƣơng trình tin nhắn sms 54 Hình 4.4 : Giao diện Web đăng nhập vào hệ thống 55 Hình 4.5 Giao diện Web điều khiển các thiết bị 56 Hình 5.1 Các thiết bị bên trong khối điều khiển. 58 Hình 5.2 Hệ thống điều khiển thiết bị. 59 Hình 5.3 Giao diện điều khiển thiết bị điện 60 Hình 5.4 Giao diện giám sát thiết bị điện 61
11. MỤC LỤC BẢNG Bảng 2.1 Các tính năng chính của Sim900A 34 Bảng 2.2 Chế độ hoạt động 36 Bảng 4.3 Một số lệnh AT 38
12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN B NỘI DUNG GVHD: Th.S VÕ ĐỨC DŨNG Trang 1
13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣơng 1 DẪN NHẬP 1.1 Đặt vấn đề: Ngày nay , khoa hoc̣ kỹ thuâṭ phát triển kéo theo chất lƣơṇ g cuôc̣ sống đƣơc̣ cải thiêṇ rất nhiều, các thiết bị và đồ dùng trong nhà ngày càng đƣợc số hóa, tự động và thông minh hơn.Hiện nay, trong hầu hết các toà nhà cao tầng, khu thƣơng mại, khách sạn hoặc nhà riêng, hệ thống camera giám sát đang đƣợc sử dụng rất phổ biến. Tuy nhiên nhƣợc điểm của hệ thống này là chỉ có thể quan sát nhƣng không thể tác động. Riêng trong việc kiểm soát, điều khiển các thiết bị điện cần có một hệ thống riêng để kết hợp với hệ thống camera giám sát.Vớ i sƣ ̣ phát triển của công nghê ̣thông tin, mạng di động và mạng internet đã kết nối con ngƣời với thế giới ngày càng rộng hơn, mang đến nhiều sự tiện lợi với các ứng dụng phong phú phục vụ con ngƣời. Cùng với đó,từ những kết quả đạt đƣợc từ đề tài “Nghiên cứu, mở rộng modem điều khiển thiết bị thông qua mạng lƣới điện dân dụng “ của nhóm trƣớc do Th.s Võ Đức Dũng hƣớng dẫn, nhóm chúng em đã bắt tay tìm hiểu và thực hiện đề tài: ” Giám sát và điều khiển thiết bị điện trong nhà qua mạng internet và tin nhắn SMS “. 1.2 Lý do chọn đề tài Mạng di động và mạng Internet ngày càng p hát triển rộng rãi gắn liền với công việc và cuộc sống hằng ngày của con ngƣờ i . Sƣ̉ duṇ g Internet đa ̃ và đang trở thành môṭ thói quen không thể thiếu trong cuôc̣ sống , tƣ̀ hoc̣ tâp̣ , công viêc̣ đến giải trí . Vớ i sƣ ̣ xuất hiêṇ của các thiết bị thông minh nhƣ smartphone , máy tính bảng việc truy cập Internet trở nên dễ dàng và tiện lợi hơn rất nhiều. Măṭ khác việc phát triển không ngừng của vi xử lý đã cho ra đời nhiều loaị sản phẩm thông minh nhỏ goṇ , các KIT nhúng xuất hiêṇ vớ i nhiêṃ vu ̣hỗ trơ ̣ hoc̣ tâp̣ , nghiên cƣ́ u ngày càng nhiều. Là sinh viên kỹ thuật , viêc̣ nắm bắt các kiến thƣ́ c mớ i , đón đầu công nghê ̣giúp nâng cao kỹ năng cũng nhƣ sự hiểu biết l à điều hết sức cần thi ết. Trong đó kit Arduino là một sản phẩm mang tính ứng dụng cao với một cộng đồng phát triển mạnh mẽ trên quy mô toàn cầu. Vì vâỵ nhóm quyết định thực hiện đề tài : ” Giám sát và điều khiển thiết bị điện trong nhà qua mạng internet và tin nhắn sms “ , nhằm củng cố kiến thƣ́ c đa ̃ hoc̣ cũng nhƣ tiếp thu nhƣ̃ng cái mới , thành tựu của khoa học kỹ thuật ngày nay. GVHD: Th.S. VÕ ĐỨC DŨNG Trang2
14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.3 Mục tiêu đề tài - Tìm hiểu và nghiên cứu về kit Arduino, module SIM900A. - Sƣ̉ duṇ g các ngôn ngƣ̃ lâp̣ trình: javascript, html, C tạo giao diện Web, điều khiển các thiết bị điện qua internet với giao thức TCP/IP. - Xây dựng hệ thống nhận tin nhắn và trả lời tự động để điều khiển các thiết bị điện qua tin nhắn SMS. 1.4 Giới hạn đề tài Để thực thi một hệ thống điều khiển thiết bị qua mạng Internet và tin nhắn SMS áp dụng cho một toà nhà hoàn chỉnh là rất phức tạp và tốn kém. Để đáp ứng việc điều khiển toàn bộ các thiết bị này đòi hỏi phải có một lƣợng thời gian, kiến thức nhất định. Bên cạnh đó còn là vấn đề tài chính.Với những gì đã trình bày trên, nhóm chỉ tập trung nghiên cứu về môṭ số vấn đề và còn một số giới hạn: - Thực hiện điều khiển trạng thái của thiết bị điện on/off đƣợc thể hiện ngay trên giao diện Web và cú pháp tin nhắn SMS. - Xây dựng giao diện Web đơn giản, thân thiện ngƣời dùng dể sử dụng. - Thực hiện giám sát và điều khiển 16 bóng đèn tƣơng đƣơng với 16 thiết bị điện. 1.5 Dàn ý nghiên cứu Với yêu cầu về nhiệm vụ và mục tiêu đề ra, luận văn bao gồm các phần sau : Chƣơng 1: Dẫn nhập. Chƣơng này trình bày tổng quan về đề tài nhóm thực hiện, mục tiêu, giới hạn cũng nhƣ ý nghĩa thực tiễn của đề tài trong cuộc sống. Chƣơng 2. Cơ sở lý thuyết. Trình bày cơ sở lý thuyết phƣơng pháp thực hiện, thiết bị và linh kiện sử dụng. Chƣơng 3. Thiết kế phần cứng. Trình bày về thiết kế phần cứng của hệ thống. Chƣơng 4. Thiết kế phần mềm. Trình bày về thiết kế phần mềm của hệ thống. Chƣơng 5. Kết quả nghiên cứu và kết luận. Phần này trình bày về những kết quả mà đồ án đạt đƣợc, những hạn chế, từ đó rút ra kết luận và hƣớng phát triển để giải quyết các vấn đề tồn đọng để đồ án hoàn thiện hơn. GVHD: Th.S. VÕ ĐỨC DŨNG Trang3
15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.6 Ý nghĩa thực tiễn Giám sát và điều khiển thiết bị điện trong nhà qua mạng internet và tin nhắn sms làđề tài mang tính thực tế cao, trong hầu hết các toà nhà cao tầng, khu thƣơng mại, khách sạn hoặc nhà riêng. Giúp chúng ta tiết kiệm đƣợc chi phí đƣờng dây điện và thời gian, có thể giám sát và điều khiển thiết bị ở mọi lúc mọi nơi. Ngoài ra với đề tài này nhóm hy vọng sẽ là tài liệu hữu ích cho các khóa sinh viên tiếp theo có thể tham khảo và mở rộng các tính năng thông minh hơn cho hệ thống. GVHD: Th.S. VÕ ĐỨC DŨNG Trang4
16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống Hình 2.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống Dù đang ởrất xa, ngƣời sửdụng có thể dùng máy tính đƣợc kết nối với mạng Internet hoặc các thiết bị nhƣ điện thoại, máy tính bảng để gửi tín hiệu tới bộđiều khiển tác động lên các thiết bị điện trong toà nhà. Điều này rất thuận tiện cho chúng ta quản lý các thiết bị điện trong toà nhà, chúng ta không cần phải đến từng tầng đểkiểm tra mà có thểcập nhật trạng thái và điều khiển hoạt động của các thiết bịđiện trong toà nhà thật dễ dàng. GVHD: Th.S. VÕ ĐỨC DŨNG Trang5
17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.2 Tổng quan về mạng internet Hình 2.2 Internet Internet là một liên mạng máy tính toàn cầu đƣợc hình thành từ các mạng nhỏ hơn, liên kết hàng triệu máy tính trên thế giới thông qua cơ sở hạ tầng viễn thông. Internet là mạng của các mạng máy tính. Trong mạng này, các máy tính và thiết bị mạng giao tiếp với nhau bằng một ngôn ngữ thống nhất. Đó là bộgiao thức TCP/IP (Transmision Control Protocol – Internet Protocol). 2.2.1 Giao thức HTTP Tiêu chuẩn Hypertext Transfer Protocol (HTTP) – Giao thức truyền siêu văn bản đƣợc ứng dụng để truyền tải tài liệu và các tệp siêu văn bản giữa máy chủ Web (Web server) và máy khách Web (Web client) thông qua một trình duyệt Web. Cụ thể hơn, HTTP là một giao thức ở tầng ứng dụng trong các hệ thống thông tin phân tán, cộng tác, siêu phƣơng tiện (hypermedia), cho phép một máy khách gửi yêu cầu đơn giản dạng tệp siêu văn bản đến máy chủ và nhận đáp ứng từ máy chủ. GVHD: Th.S. VÕ ĐỨC DŨNG Trang6
18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP . Hình 2.3 Giao thức HTTP Giả sử ta truy nhập vào địa chỉ IP của Web Server là 192.168.1.10 qua trình duyệt: Lúc đó, máy tính của chúng ta sẽ gửi đi một bản tin request của giao thức HTTP là HTTP Get thông qua giao thức TCP (với cổng TCP đƣợc qui định cho giao thức HTTP là 80) đến địa chỉ Web Server trên. Web Server, ở đây chính là vi điều khiển của chúng ta nhận đƣợc bản tin này (khi đã đi qua hết các lớp giao thức ethernet, IP, TCP rồi mới đến HTTP). Tại đây vi điều khiển sẽ đọc và phân tích bản tin HTTP request này để biết máy tính đang yêu cầu tải nội dung trang web nào. Sau đó vi điều khiển sẽ lấy nội dung trang web này (đƣợc soạn thảo theo ngôn ngữHTML) chứa trên trên ROM, nó cũng có thểthêm vào trang web đó một số thông tin (ví dụ đọc giá trị từ các sensor cảm biến nhiệt độ và đƣa vào trong trang web), và gửi toàn bộ nội dung trang web thông qua giao thức TCP trở lại cho máy tính. Nếu nội dung trang web lớn nó có thể đƣợc gửi đi trên rất nhiều gói tin, vì mỗi gói tin chỉ chứa tối đa 1460 byte dữ liệu. Máy tính nhận nội dung trang web và trình duyệt sẽ hiển thị lên cho chúng ta thấy. Để điều khiển thiết bị kết tới hệ thống từ xa qua web, trên trang web ta có thể thiết kế một nút nhấn chẳng hạn. Khi ta nhấn nút này trên trình duyệt, máy tính sẽ gửi đi một bản tin HTTP nữa là HTTP Get. Vi điều khiển sẽ nhận bản tin HTTP post này, phân tích dữ liệu chứa trong đó để có đáp ứng tƣơng ứng (bật tắt bóng đèn) sau đó GVHD: Th.S. VÕ ĐỨC DŨNG Trang7
19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP nó sẽ gửi trả lại lần nữa nội dung trang web đã cập nhật những thay đổi vừa rồi.Trình duyệt sẽ cập nhật nội dung này lên và ta sẽ thấy đƣợc tác động của thao tác điều khiển. 2.2.2 Bộ giao thức TCP/IP Bộ giao thức TCP/IP, (tiếng Anh: Internet protocol suite hoặc IP suite hoặc TCP/IP protocol suite - bộ giao thức liên mạng), là một bộ các giaothức truyền thông cài đặt chồng giao thức mà Internet và hầu hết các mạng máy tính thƣơng mại đang chạy trên đó. Bộ giao thức này đƣợc đặt tên theo hai giao thức chính của nó là TCP (Giao thức Điều khiển Giao vận) và IP (Giao thức Liên mạng). Chúng cũng là hai giao thức đầu tiên đƣợc định nghĩa. Nhƣ nhiều bộ giao thức khác, bộ giao thức TCP/IP có thể đƣợc coi là một tập hợp các tầng, mỗi tầng giải quyết một tập các vấn đề có liên quan đến việc truyền dữ liệu, và cung cấp cho các giao thức tầng cấp trên một dịch vụ đƣợc định nghĩa rõ ràng dựa trên việc sử dụng các dịch vụ của các tầng thấp hơn. Về mặt lôgic, các tầng trên gần với ngƣời dùng hơn và làm việc với dữ liệu trừu tƣợng hơn, chúng dựa vào các giao thức tầng cấp dƣới để biến đổi dữ liệu thành các dạng mà cuối cùng có thể đƣợc truyền đi một cách vật lý. 2.2.3 LAN và WAN LAN (Local Area Network) là hệ thống mạng cục bộ dùng để kết nối các thiết bị với nhau trong một phạm vi nhỏ nhƣ nhà ở, văn phòng, trƣờng học, quán ăn, khách sạn Các thiết bịtrong mạng có thể chia sẻ tài nguyên với nhau nhƣ tập tin, máy in, máy chiếu, ổ đĩa mạng và các thiết bị mạng khác. Để xây dựng một mạng LAN, đơn giản có thể dùng 2 máy tính kết nối trực tiếp qua cáp xoắn RJ45 (cáp mạng LAN), hoặc sử dụng thiết bị ghép nối (switch, hub). Đối với các thuê bao ADSL nhỏ, tại nhà hiện nay, thì modem đóng vai trò quản lý cho mạng LAN, bao gồm cấp phát IP LAN, làm gateway và định tuyến gói tín hiệu trong LAN. GVHD: Th.S. VÕ ĐỨC DŨNG Trang8
20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2.4: Mô hình mạng LAN WAN (Wide Area Network) là hệ thống mạng diện rộng đƣợc hình thành từ việc kết nối các mạng MAN lại với nhau. MAN là mạng đô thị (metropotian area network) là hệ thống mạng cấp cao hơn so với mạng LAN. Với đặc tính kỹ thuật của mình, mạng MAN đùng để kết nối các mạng LAN lại với nhau trong cùng một khu vực nhƣ quận, huyện hoặc kết nối một mạng WAN với một mạng LAN gần đó. Nhƣ vậy với quy mô mạng WAN sẽ có nhiều mạng LAN có thể kết nối và chia sẽ dữ liệu với nhau. Với góc nhìn của newbie, bạn có thể bỏ qua MAN, xem nhƣ WAN là sự kết nổi của nhiều mạng LAN lại với nhau. GVHD: Th.S. VÕ ĐỨC DŨNG Trang9
21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2.5 Mô hình mạng WAN. Tóm lại, có thể hiểu rằng mạng LAN là hệ thống mạng dƣới danh nghĩa một thuê bao Internet và mạng WAN là một nhà cung cấp dịch vụ Internet với hệ thống rất nhiều mạng LAN kết nối với nhau. 2.2.4 NAT và DMZ NAT (Network address translation) là phƣơng thức biên dịch địa chỉ mạng. Nhƣng tại sao phải biên dịch? Có thể lấy ví dụ đơn giản nhƣ sau: Mạng LAN1 có 2 máy tính A và B, cùng kết nối đến server C để lấy dữ liệu. Vậy làm cách nào mà server C trả đúng dữ liệu cho A và B mà không nhầm lẫn trong khi C "nhìn thấy" cả A và B đều có chung địa chỉ IP WAN? Đơn giản, C chỉ trả những gói tin đó về IP WAN duy nhất mà nó "thấy", tức modem, modem sẽ dùng NAT để biên dịch ra địa chỉ chính xác mà gói tín hiệu cần đƣợc chuyển đến trong LAN. Tƣơng tự cho trƣờng hợp ngƣợc lại khi C muốn lấy gói tin từ A và B. GVHD: Th.S. VÕ ĐỨC DŨNG Trang10