Xem mẫu
- ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH
Thiết kế hệ thống khóa thông minh cho tòa nhà
Nguyễn Thị Trang*, Nguyễn Thế Vĩnh, Trần Văn Thương.
Khoa Điện, Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh
* Email: trang.edu84@gmail.com
Mobile: 0988353484
Tóm tắt
Từ khóa: Bài báo này trình bày thiết kế hệ thống khóa thông minh cho tòa
Khóa; Mật khẩu; Thông minh; Vân nhà. Thiết kế hệ thống khóa thông minh dựa vào cơ sở lý thuyết và
tay. xây dựng mạng truyền thông trên cơ sở giao thức MQTT đã thiết
kế được khối lock thực hiện nhiệm vụ kiểm tra vân tay và mật
khẩu. Thiết kế được khối devices thực hiện hoạt động đóng/mở cửa
bằng điện thoại, thông báo bằng âm thanh và bật/tắt đèn. Việc sử
dụng hệ thống khóa thông minh giúp tiết kiệm thời gian và công
sức theo nhiều cách khác nhau như tránh được việc làm mất chìa
khóa, không cần phải mất thời gian và tiền bạc làm thêm bản sao
chìa khóa, thao tác nhanh chóng, thuận tiện...Với khóa thông minh
người dùng chỉ cần nhớ được mật mã, nhận dạng vân tay hoặc sử
dụng điện thoại là có thể đóng/mở cửa. Vì vậy, hệ thống khóa
thông minh có tính ứng dụng rất cao trong thực tế, khi mà chất
lượng cuộc sống của con người ngày càng được nâng cao.
Abstract
Keywords: This paper presents intelligent locking systems for buildings.
Clever; Fingerprint; Lock up; Design intelligent locking system based on theoretical grounds and
Password. building communication networks based on protocols designed to
be mass MQTT lock task performance test fingerprint and
password. Design ís block devices perform operations close/open
by telephone, ìnformed by sound and turn on/off the lights. The
use of locking system smart saves time and effort in many different
ways as to avoid the loss of the key, no need to waste time and
money doing extra copy key, fast operation convenient... With
smart key users simply remember your password, fingerprint
identification or using the phone is able to open/close. So clever
locking system with very high applicability in practice, when the
quality of human life is increasingly enhanced.
1. GIỚI THIỆU CHUNG gian và công sức theo nhiều cách khác nhau:
Một trong những tiện ích dễ thấy nhất là
Ngày nay, sự phát triển của khoa học tránh được việc làm mất chìa khóa. Chìa khóa
công nghệ góp phần không nhỏ trong sự thay thường tương đối nhỏ gọn nhưng cũng vì thế
đổi và phát triển cuộc sống con người. Các nên dễ bị rơi, mất. Với khóa thông minh, người
thiết bị tự động hóa đã ngày càng xâm lấn vào dùng chỉ cần nhớ được mật mã, hoặc thậm chí
trong sản xuất và thậm chí là cuộc sống sinh không cần phải nhớ mã số nếu sử dụng ổ khóa
hoạt hằng ngày của con người . Do đó một ngôi có nhận dạng vân tay.
nhà thông minh không còn là mơ ước của con Với khóa thông minh, người dùng không
người nữa mà nó đã trở thành hiện thực. Qua cần phải mất thời gian và tiền bạc làm thêm bản
báo chí, các phương tiện truyền thông chúng ta sao chìa khóa. Tất cả những gì cần làm chỉ đơn
có thể thấy những mô hình nhà thông minh ra giản là chia sẻ mật mã.
đời. Để đảm bảo an ninh, an toàn cho ngôi nhà Thao tác nhanh chóng, thuận tiện. Người
thì cần có hệ thống khóa cửa thông minh. Việc dùng sẽ không phải vật lộn với một ổ khóa đã cũ
sử dụng khóa thông minh giúp tiết kiệm thời trong khi đang vội vã, hay tìm cách xoay xở khi
123 * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020
- ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH
đang phải mang vác nhiều đồ đạc. thể thực hiện thêm các nhiệm vụ phụ liên quan
Do không cần phải tác động vật lý nhiều tới quá trình truyền thông như: bảo mật và lưu trữ
như khóa truyền thống nên khóa thông minh thông điệp, nhật ký hoạt động, ... . Client sẽ thực
thường bền hơn. hiện ít nhất một trong hai việc publish hoặc
Tự động đóng cửa và chuyển sang trạng subscribe .
thái khóa. 2.1.3. Một số khái niệm cần lưu ý trong giao
thức MQTT
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trong một hệ thống sử dụng giao thức
2.1. Giao thức MQTT MQTT, nhiều client kết nối tới một broker. Mỗi
2.1.1. Giao thức truyền thông client sẽ đăng ký theo dõi các hoặc gửi dữ liệu lên
Giao thức truyền thông (communication topic (kênh thông tin) . Quá trình đăng ký này gọi
protocol) là một tập hợp các quy tắc chuẩn dành là subscribe và hành động một client gửi dữ liệu
cho việc biểu diễn dữ liệu, phát tín hiệu, chứng topic được gọi là publish. Mỗi khi topic được cập
thực và phát hiện lỗi dữ liệu - những việc cần nhật dữ liệu thì những client nào đã subscribe
thiết để gửi thông tin qua các kênh truyền thông, kênh này sẽ nhận được dữ liệu cập nhật đó.
nhờ đó mà các các thiết bị có thể kết nối và trao Message:Trong giao thức MQTT, message
đổi thông tin với nhau [1]. còn được gọi là message payload, có định dạng
Các giao thức truyền thông dành cho mặc định là plain-text, tuy nhiên người sử dụng
truyền thông tín hiệu số có nhiều tính năng để có thể cấu hình thành các định dạng khác.
đảm bảo việc trao đổi dữ liệu một cách đáng tin Topic: Topic có thể coi như một "đường
cậy qua một kênh truyền thông không hoàn hảo. truyền" giữa là publisher và subscriber . Về cơ
Các giao thức có thể được thực hiện bằng phần bản, khi message được publish vào một topic thì
cứng, phần mềm hoặc kết hợp cả hai. tất cả những subscriber của topic đó sẽ nhận được
2.1.2. Giao thức MQTT message này. Giao thức MQTT cho phép khai
MQTT (Message Queuing Telemetry báo các topic kiểu phân cấp.
Transport) là một giao thức truyền thông sử dụng QoS - Quality of Service: Đây là mức độ
mô hình publish/subscribe, dựa trên một broker đảm bảo sự chắc chắn trong việc publish-
“nhẹ”, sử dụng băng thông thấp, độ tin cậy cao subscribe các message giữa client và broke . Giao
và có khả năng hoạt động trong điều kiện đường thức MQTT hỗ trợ 3 mức QoS. QoS-0 là mức
truyền không ổn định [2]. Mô hình mạng sử dụng đảm bảo thấp nhất, tất cả các message có QoS-0
giao thức MQTT được thể hiện như hình 1. sau khi được gửi đi sẽ không được kiểm tra xem
đã đến điểm nhận hay chưa mà hoàn toàn dựa
vào tính tin cậy của giao thức TCP/IP. QoS-1:
message được đảm bảo rằng đã đến nơi nhận ít
nhất một lần, nghĩa là sự trùng lặp có thể xảy ra.
QoS-2: đây là mức đảm bảo cao nhất, các
message có QoS-2 sẽ được đảm bảo rằng nó đến
nơi nhận chỉ một lần duy nhất, không trùng lặp,
Hình 1. Mô hình mạng sử dụng giao thức MQTT không thất lạc . Tất nhiên việc xác nhận với QoS-
2 sẽ tốn băng thông hơn hai cách còn lại.
Những đặc trưng này khiến MQTT rất lý Retain: Retain là một flag (cờ) được gắn
tưởng để sử dụng trong các môi trường bị giới cho một message của giao thức MQTT . Retain
hạn tài nguyên như: chỉ nhận giá trị 0 hoặc 1, tương ứng với false (sai)
Những nơi mà giá mạng quá đắt hoặc băng hoặc true (đúng) . Nếu retain là 1, broker sẽ lưu
thông thấp, hoặc độ tin cậy thấp. lại message cuối cùng của topic kèm theo mức
Khi chạy trên một thiết bị nhúng bị giới QoS tương ứng . Khi một client bắt đầu subscribe
hạn về tài nguyên tốc độ và bộ nhớ. topic có message được lưu lại đó, client ngay lập
Kiến trúc thượng tầng của MQTT gồm hai tức nhận được message .
phần chính là broker và client. Trong đó, broker MQTT bridge: MQTT bridge là một tính
được coi như trung tâm, nó là điểm giao của tất năng của broker cho phép các broker có thể kết
cả các kết nối từ client. Nhiệm vụ chính của nối và trao đổi dữ liệu với nhau.
broker là nhận thông điệp từ client, sắp xếp các 2.2. JSON
thông điệp theo hàng đợi rồi chuyển chúng tới 2.2.1. Khái niệm
các client cụ thể khác. Ngoài ra, broker còn có
* HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 124
- ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH
JSON (Javascript Object Notation) là một - Chi phí thấp
tiêu chuẩn để định dạng dữ liệu có thể sử dụng - Ưu tiên kết nối không dây
trong mọi ngôn ngữ lập trình. Dữ liệu lưu trữ - Dựa vào các đặc điểm này chúng tôi lựa
theo định dạng JSON chỉ bao gồm các chuỗi ký chọn xây dựng hệ thống truyền thông trên nền
tự hay nói cách khác JSON chỉ lưu trữ văn bản tảng mạng WiFi và giao thức MQTT.
thuần tuý. Vấn đề thông báo bằng âm thanh: Thực
2.2.2. Cấu trúc hiện lưu trữ các tập tin âm thanh với định dạng
Một chuỗi JSON lưu trữ dữ liệu thành “.mp3”, thực hiện phát các tập tin tương ứng khi
các cặp key:value theo định dạng sau: nhận được lệnh từ trung tâm điều khiển .
{“key1”: value1, “key2”: value2, “key3”:value3} 2.3.3. Thiết kế sơ bộ
Cụ thể: Sau khi lựa chọn giải pháp, chúng tôi đưa
Bắt đầu bởi { và kết thúc bởi } ra thiết kế sơ bộ mô hình tổng thể hệ thống khóa
Key và value ngăn cách với nhau bởi dấu: cửa thông minh như hình 2.
Key bắt buộc là kiểu String và phải được
đặt trong “ ”
Value có thể là các kiểu dữ liệu sau:
o Array (mảng): ví dụ: "array": [1,
"a", {"b":2}]
o Boolean (đúng/sai): ví dụ:
“boolean”: true
o Color (màu sắc): ví dụ: “color”:
“#82b92c”
o Null (rỗng): ví dụ: “null” : null
o Number (số) :ví dụ: “"number”: Hình 2. Mô hình tổng thể hệ thống khóa cửa thông
123, minh
o Object (đối tương): ví dụ: Trong mô hình tổng thể hệ thống khóa cửa
"object": {"a": 1, "b": "c"} thông minh gồm:
o String (văn bản): ví dụ: "string": Trung tâm điều khiển: tất cả các quá trình
"Hello World" xử lý thông tin và đưa ra các lệnh điều khiển được
2.3. Giải pháp kỹ thuật thực hiện bởi khối này.
2.3.1. Nhiệm vụ Vân tay: khối này thực hiện xử lý mẫu và
Hệ thống khóa cửa thông minh cần thực nhận dạng vân tay, sau đó gửi dữ liệu kết quả về
hiện những nhiệm vụ sau: trung tâm điều khiển.
- Sử dụng đồng thời 2 loại “chìa khóa Mật khẩu: khối này thực hiện việc xác định
thông minh” là mật khẩu và vân tay. mật khẩu, sau đó gửi dữ liệu kết quả về trung tâm
- Kết nối khóa thông minh và cửa thông điều khiển.
qua mạng truyền thông không dây Cửa: thực hiện đóng/mở cửa khi nhận
- Có thể mở/đóng cửa thông qua điện thoại được lệnh tương ứng từ trung tâm điều khiển.
thông minh. Âm thanh: thực hiện phát tập tin âm thanh tương
- Thông báo bằng âm thanh. ứng với lệnh nhận được từ trung tâm điều khiển.
2.3.2. Giải pháp Điện thoại: gửi yêu cầu đóng/mở cửa tới
Vấn đề xác định mật khẩu và vân tay: trung tâm điều khiển khi người sử dụng nhấn nút.
- Mật khẩu được nhập qua bàn phím số,
được xác định thông qua thuật toán trong bộ điều 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHÓA THÔNG
khiển trung tâm. MINH
- Sử dụng module cảm biến vân tay được 3.1. Chức năng của các khối trong hệ thống
bán sẵn trên thị trường, bộ điều khiển trung tâm khóa thông minh
nhận dữ liệu phản hồi và thực hiện các xử lý khác. MQTT Broker: là đơn vị nắm giữ vai trò
Vấn đề kết nối khóa thông minh, cửa và trung gian truyền tải thông tin giữa các thiết bị.
điện thoại thông minh: Smart phone: là điện thoại thông minh, hỗ trợ
- Phạm vi truyền thông ngắn người sử dụng thực hiện một số thao tác điều khiển.
- Lượng thông tin cần truyền tải ít Lock: là khóa cửa thông minh, gồm có:
- Độ tin cậy cao Đơn vị xử lý trung tâm và truyền thông:
- Tốc độ truyền tải thông tin nhanh thực hiện các xử lý chung và giao tiếp với các
125 * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020
- ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH
thiết bị khác.
Cảm biến vân tay: phát hiện và nhận dạng
vân tay, gửi kết quả về đơn vị xử lý trung tâm
Bàn phím: cho phép người sử dụng nhập
mật khẩu hoặc thực hiện các thao tác khác.
Màn hình LCD và LEDs: hiển thị các
thông tin trạng thái của thiết bị
Devices gồm các thiết bị:
Đơn vị xử lý trung tâm và truyền thông: Hình 3. Sơ đồ khối Lock
thực hiện các xử lý chung và giao tiếp với các 3.2.2.1. Kết nối thiết bị
thiết bị khác.
a, Kết nối Node MCU với LCD LEDs
Mô hình cửa: mở/đóng cửa khi nhận lệnh
tương ứng. Sơ đồ kết nối Node MCU với LCD, LEDs
Module âm thanh: phát ra các đoạn âm được thể hiện như hình 4.
thanh tương ứng với lệnh nhận được.
Module đèn: bật/tắt đèn khi nhận lệnh
tương ứng.
3.2.Mạng truyền thông
3.2.1. MQTT broker
Trong phạm vi đề tài này chúng tôi không
thực hiện xây dựng MQTT broker mà thực hiện
đăng ký một tài khoản miễn phí trên trang web:
https://www.cloudmqtt.com/ .
Sau khi đăng ký hoàn tất, các thông số của
MQTT broker sẽ được cung cấp như trong bảng 1.
Bảng 1. Các thông số của MQTT broker
Server Soldier.cloudmqtt.com Hình 4. Sơ đồ kết nối Node MCU và LCD, LEDs
User Wlvuuhnl
Password XhjLDfA9_k7A Sơ đồ kết nối trên hình 4 có Module LCD
Port 17412
1602 và chuyển đổi I2C có thể hoạt động với cả
hai mức nguồn 3.3V và 5V, cho phép kết nối trực
Giới hạn kết nối 5
tiếp đến Node MCU mà không cần chuyển đổi
mức tín hiệu. Các chân SCL và SDA của chuyển
Trong đó các tham số server, user,
đổi I2C được kết nối tương ứng tới chân D1 và
password, port là các tham số cần thiết để client
D2 của Node MCU [3].
có thể kết nối đến broke.
Hai LED báo trạng thái, kết nối tới các
Tài khoản đăng ký miễn phí trên trang
chân D3 và D4 của Node MCU qua các điện trở
https://www.cloudmqtt.com/ giới hạn số client tối
hạn dòng.
đa kết nối đến broker tại cùng một thời điểm là 5.
b, Kết nối Node MCU với cảm biến vân tay R305
3.2.2. Khối Lock
Sơ đồ khối Lock được thể hiện như hình 3. Sơ đồ kết nối Node MCU với cảm biến
Khối Lock gồm các thành phần: vân tay R305 được thể hiện như hình 5.
- Đơn vị xử lý trung tâm và truyền Trong sơ đồ kết nối ở hình 5 có Cảm biến
thông: Node MCU. vân tay R305 sử dụng nguồn 5V, tuy nhiên chuẩn
điện áp giao tiếp là 3.3V nên đường truyền thông
- Cảm biến vân tay: R305
UART có thể kết nối trực tiếp. Các chân Tx và
- Màn hình LCD 1602 và hai LED đơn Rx của module R305 được kết nối tương ứng tới
(màu xanh lá và đỏ). các chân D7 và D8 của Node MCU.
- Bàn phím: module TTP229
* HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 126
- ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH
Hình 5. Sơ đồ kết nối ESP8266 và cảm biến vân tay Hình 7. Nguyên lý hoạt động cơ bản của khối Lock
R305
Do cảm biến vân tay R305 không được Sau khi hoàn thành khởi động, khối Lock
tích hợp cảm biến điện dung nên chúng tôi sử chuyển vào trạng thái “RUN” như sơ đồ hình 8.
dụng thêm module TTP223B để bổ khuyết. Trong trạng thái “RUN”, khi không nhận
Module này cho phép sử dụng mức nguồn 3.3V được tác động nào, khối Lock hoạt động ở chế độ
nên có thể kết nối trực tiếp đến Node MCU . Chân ngủ, hạn chế tiêu thụ năng lượng ở mức tối thiểu.
Sig của module TTP223B được kết nối tới chân Khi nhận tác động, khối Lock sẽ thực hiện
A0 của Node MCU [4]. các thao tác xử lý tương ứng, hiển thị thông báo
c, Kết nối Node MCU với module phím nhấn lên màn hình LCD, gửi các tin nhắn thông báo và
TTP229 quay trở lại chế độ ngủ sau khi hoàn thành các
Sơ đồ kết nối Node MCU và module phím công việc.
nhấn TTP229 được thể hiện như hình 6.
Trong sơ đồ kết nối hình 6: Module
TTP229 hoạt động tốt với cả hai mức nguồn 3.3V
và 5V, cho phép kết nối trực tiếp đến Node MCU
mà không cần chuyển đổi mức tín hiệu . Các chân
SCL và SDO của module TTP229 được kết nối
tương ứng tới các chân D5 và D6 của Node
MCU.
Hình 8. Hoạt động của khối Lock trong
trạng thái “RUN”
a, Kiểm tra mật khẩu
Khối Lock thực hiện kiểm tra mật khẩu
được thể hiện như hình 9.
Hình 6. Sơ đồ kết nối ESP8266 và module
phím nhấn
3.2.2.2. Nguyên lý hoạt động
Khi cấp điện, khối Lock được đưa vào
trạng thái “START” (“INIT”) Hinh 9. Sơ đồ quá trình kiểm tra mật khẩu
/********* Initialize system *********/
void setup() { Trong chế độ ngủ, khối Lock vẫn duy trì
system_status = STATUS_INIT; việc kiểm tra các phím nhấn . Khi một trong các
} phím số từ 0 đến 9 được nhấn, khối Lock thực
Sau đó, khối Lock hoạt động theo sơ đồ hiện kiểm tra mật khẩu . Trong quá trình này,
hình 7. người sử dụng cần nhập đủ sáu số của mật khẩu .
Sau khi số thứ sáu được nhập vào, khối Lock thực
hiện so sánh với mật khẩu được lưu trong bộ nhớ .
Tiếp đó, khối Lock hiển thị kết quả lên màn hình
LCD và nếu mật khẩu nhập chính xác thì gửi các
127 * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020
- ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH
thông báo tới khối Devices để tiến hành mở cửa và
điện thoại thông minh để cập nhật trạng thái . Khi
thực hiện xong các công việc trên khối Lock trở về
chế độ ngủ . Ngoài ra, thời gian để thực hiện kiểm
tra mật khẩu là hữu hạn, nếu hết thời gian mà
người sử dụng không hoàn thành việc nhập mật
khẩu thì hệ thống trở về chế độ ngủ .
b, Kiểm tra vân tay
Quá trình quét vân tay được thể hiện như
hình 10. Hình 11. Sơ đồ khối Devices
3.2.3.1. Kết nối thiết bị
a, Kết nối Node MCU với động cơ servo SG90
Sơ đồ kết nối Node MCU với động cơ
servo SG90 được thể hiện như hình 12.
Hình 10. Sơ đồ quá trình quét vân tay
Trong chế độ ngủ, hệ thống vẫn duy trì
việc kiểm tra trạng thái của module TTP223B.
Khi người sử dụng thực hiện quét vân tay, bắt Hình 12. Sơ đồ kết nối Node MCU với động
đầu bằng việc đặt một ngón tay vào vị trí quét . cơ servo SG90
Lúc này module TTP223B chuyển sang trạng thái Động cơ servo SG90 sử dụng nguồn nuôi
tích cực, hệ thống sẽ chờ một giây trước khi bắt 5V, nhưng có thể nhận tín hiệu điều khiển ở mức
đầu quét . Sau khi hệ thống nhận được kết quả từ 3.3V nên có thể kết nối trực tiếp đến Node MCU.
cảm biến vân tay R305, sẽ hiển thị lên màn hình Chân Pulse của servo SG90 được kết nối tới chân
LCD và nếu kết quả xác nhận vân tay trùng khớp D3 của Node MCU.
thì gửi các thông báo tới khối Devices để tiến b, Kết nối Node MCU với module Mini SKU
hành mở cửa và điện thoại thông minh để cập
DFR0299
nhật trạng thái. Khi thực hiện xong các công việc Sơ đồ kết nối Node MCU và module Mini
trên, hệ thống trở về chế độ ngủ . SKU DFR0299 được thể hiện như hình 13.
c. Khóa cửa Module Mini SKU DFR0299 hoạt động tốt
Khi phím khóa cửa được nhấn, hệ thống với mức điện áp giao tiếp 3.3V, vì vậy có thể kết
thực hiện gửi các thông báo tới khối Devices để nối trực tiếp đến Node MCU. Các chân Tx và Rx
tiến hành đóng, đồng thời hiển thị trên màn hỉnh được kết nối đến các chân D7 và D8 của Node
LCD. MCU. Các chân SPK1 và SPK2 sử dụng để kết nối
3.2.3. Khối Devices tới loa nhỏ, với tổng công suất nhỏ hơn 1W [5].
Sơ đồ khối Devices được thể hiện như hình 11.
Khối Devices gồm các thành phần:
Đơn vị xử lý trung tâm và truyền
thông: Node MCU.
- Mô hình cửa: sử dụng động cơ servo
SG90 để truyền động.
- Module âm thanh: sử dụng module
Mini SKU DFR0299 và hai loa nhỏ
- Module đèn: điều khiển hai đèn sợi
đốt thông qua module relay
Hình 13. Sơ đồ kết nối Node MCU và module Mini
SKU DFR0299
* HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 128
- ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH
c, Kết nối Node MCU với hai module đèn công việc trên, hệ thống trở về chế độ ngủ.
Sơ đồ kết nối Node MCU và hai module
4. THẢO LUẬN
đèn được thể hiện như hình 14.
Các module relay sử dụng mức nguồn 5 V Thiết kế hệ thống khóa thông minh cho tòa
nhưng có thể thực hiện giao tiếp với mức điện áp nhà có tính ứng dụng rất cao trong thực tế, khi mà
3.3 V, vì vậy có thể kết nối trực tiếp Node MCU chất lượng cuộc sống của con người ngày càng
và các module relay. được nâng cao. Hơn nữa, nhà thông minh là một
lĩnh vực lớn mà đề tài này chỉ là một phần nhỏ
trong đó, có rất nhiều phương hướng để tiếp tục
nghiên cứu phát triển, ví dụ như: khối clock hoàn
thiện chức năng thay đổi mật khẩu, hoàn thiện
chức năng thêm/bớt vân tay trong cơ sở dữ liệu,
tối ưu hóa chương trình điều khiển.
Hình 14. Sơ đồ kết nối Node MCU và hai module đèn
5. KẾT LUẬN
3.2.3.2. Nguyên lý hoạt động
Dựa vào cơ sở lý thuyết và xây dựng
Sơ đồ chung của các quá trình thực thi
mạng truyền thông trên cơ sở giao thức MQTT
lệnh được thể hiện như hình 15.
đã thiết kế được khối lock thực hiện nhiệm vụ
Khi cấp điện, tương tự như khối Lock,
kiểm tra vân tay và mật khẩu. Thiết kế được khối
khối Devices được đưa vào trạng thái khởi động.
devices thực hiện hoạt động đóng/mở cửa, thông
Sau khi khởi động hoàn tất, khối Devices chuyển
báo bằng âm thanh và bật/tắt đèn.
sang trạng thái “RUN”.
Trong trạng thái “RUN”, khi không nhận
được lệnh nào, hệ thống hoạt động ở chế độ ngủ,
TÀI LIỆU THAM KHẢO
hạn chế tiêu thụ năng lượng ở mức tối thiểu . Khi
nhận lệnh điều khiển, hệ thống sẽ thực hiện các xử [1]. Hoàng Minh Sơn (2006), Mạng truyền thông
lý tương ứng và quay trở lại chế độ ngủ sau khi công ngiệp, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
hoàn thành các công việc . [2]. Tài liệu kỹ thuật của giao thức MQTT tại
địa chỉ web: http://docs.oasis-
a, Điều khiển đóng/mở cửa open.org/mqtt/mqtt/v3.1.1/os/mqtt-v3.1.1-os.pdf
Khi khối Devices nhận được lệnh đóng/mở Tài liệu kỹ thuật của module
cửa từ điện thoại thông minh hoặc khối Lock, lệnh [3]. Node MCU tại địa chỉ
sẽ được thực hiện, đồng thời âm thanh thông báo web:
sẽ được phát . Tiếp đó hệ thống sẽ gửi thông báo https://nodemcu.readthedocs.io/en/master/lua-
tới điện thoại thông minh để cập nhật trạng thái. developer-faq/
Khi thực hiện xong các công việc trên, hệ thống [4]. Tài liệu kỹ thuật của series cảm biến
trở về chế độ ngủ. vân tay R30x xem tại địa chỉ web:
https://www.rhydolabz.com/documents/finger-
print-module.pdf
[5]. Tài liệu kỹ thuật của module Mini SKU
DFR0299 xem tại địa chỉ web
https://wiki.dfrobot.com/DFPlayer_Mini_SKU_
DFR0299.
Hình 15. Sơ đồ chung của các quá trình thực thi lệnh
b, Điều khiển bật/tắt đèn
Khi khối Devices nhận được lệnh bật/tắt đèn
từ điện thoại thông minh, lệnh sẽ được thực hiện,
đồng thời âm thanh thông báo sẽ được phát . Tiếp
đó hệ thống sẽ gửi thông báo tới điện thoại thông
minh để cập nhật trạng thái. Khi thực hiện xong các
129 * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020
nguon tai.lieu . vn
