LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được đồ án này là kết quả của toàn bộ nỗ lực của bản thân em
trong suốt thời gian theo học tại trường, là toàn bộ năng lực của em khi bắt tay vào quá
trình nghiên cứu. Để có được kết quả như ngày hơm nay chúng em không bao giờ
quên được sự giúp đỡ và sự giảng dạy rất nhiệt tình của các Thầy, Cô trong khoa Điện
– Điện Tử - Học Viên Công Nghệ Bưu Chính Viên Thơng. Các Thầy, Cơ là những đội
ngũ đi trước rất am hiểu về lĩnh vực khoa học kỹ thuật đã tận tình giảng dạy và giúp
chúng em hoàn thành được rất nhiều đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn cơ Vũ Anh Đào đã tận tình chỉ dạy, hướng dẫn đóng góp
những ý kiến quý báu giúp em có thể hồn thành đề tài đúng thời gian quy định.
Em cũng xin cảm ơn đến những người bạn thân đã không ngại chia sẻ về kinh nghiệm
làm đề tài cũng như hỗ trợ các công việc để giúp nhóm em hồn thành tốt được đề tài
này.
Em xin cảm ơn !

SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

i


Mục lục

EBOOKBKMT.COM

MỤC LỤC
MỤC LỤC......................................................................................................................ii
DANH MỤC HÌNH VẼ.................................................................................................iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT....................................................vi
LỜI MỞ ĐẦU.................................................................................................................1
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI................................................................................2
1.1 Cơ sở lựa chọn đề tài.............................................................................................2

1.2 Giới thiệu đề tài.....................................................................................................2
1.3. Giới hạn của đề tài................................................................................................2
1.4. Đối tượng nghiên cứu...........................................................................................2
CHƯƠNG II. TÌM HIỂU CÁC LINH KIỆN, CƠNG NGHỆ, THIẾT BỊ......................3
2.1. Công nghệ WIFI...................................................................................................3
2.1.1. Giới thiệu về WIFI.........................................................................................3
2.1.2. Nguyên tắc hoạt động của Wifi......................................................................4
2.1.3.Ưu nhược điểm của Wifi.................................................................................4
2.1.4.Các chuẩn kết nối Wifi....................................................................................6
2.2 Một số loại điều khiển thiết bị thông minh............................................................8
2.2.1 Điều khiển thiết bị qua webserver...................................................................8
2.2.2 Điều khiển thiết bị qua tin nhắn điện thoại......................................................9
2.2.3 Điều khiển thiết bị qua wifi.............................................................................9
2.3 Các phiên bản Module thu phát wifi ESP8266......................................................9
Sơ đồ chân..............................................................................................................14
2.4 Tìm hiểu về ARM COTEX M3...........................................................................15
2.4.1. Tổng quan về ARM COTEX........................................................................15
2.4.2. Các phiên bản kiến trúc ARM......................................................................16
2.4.3. Đơn vị xử lí trung tâm Cortex (Cortex CPU)...............................................18
2.4.4 Kiến trúc hệ thống của ARM CORTEX........................................................23
2.4.5. Cấu trúc bộ nhớ............................................................................................23
2.5. Vi điều khiển STM32F103C8T6........................................................................24
2.6. LM2576..............................................................................................................25
2.7. IC L298..............................................................................................................27
2.8.LM1117...............................................................................................................28
2.9. Khái quát về Rơ le..............................................................................................29
CHƯƠNG III. THIẾT KẾ SẢN PHẨM.......................................................................33
3.1. Sơ đồ khối, lưu đồ thuật tốn..............................................................................33
SVTH: Ngơ Minh Đức-D12XLTH


ii


Mục lục

EBOOKBKMT.COM

3.2. Nguyên lý làm việc.............................................................................................34
3.3 Phân tích thiết kế mạch........................................................................................34
3.3.1 Mạch cho vi điều khiển.................................................................................34
3.3.2 Khối nguồn....................................................................................................34
3.3.3. Mạch điều khiển...........................................................................................35
3.4. Thiết kế mạch......................................................................................................36
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN....................................................................39
PHỤ LỤC......................................................................................................................40
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................57

SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

iii


Danh mục hình vẽ

EBOOKBKMT.COM

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1. Wifi sử dụng trên các thiết bị thơng minh.......................................................3
Hình 2.2. Các kết nối WIFI............................................................................................4

Hình 2.3. Hình ảnh các ưu điểm WIFI............................................................................5
Hình 2.4. Các chuẩn kết nối WIFI..................................................................................6
Hình 2.5. Sơ đồ tổng quang hệ thống..............................................................................8
Hình 2.6. ESP-01...........................................................................................................12
Hình 2.7. Sơ đồ chân ESP - 01......................................................................................13
Hình 2.8. ESP-12...........................................................................................................13
Hình 2.9. Sơ đồ chân ESP -12.......................................................................................14
Hình 2.10. ESP - 07.......................................................................................................14
Hình 2.11. Sơ đồ chân ESP - 07....................................................................................15
Hinh 2.12. Các phiên bản kiến trúc của lõi ARM.........................................................16
Hình 2.13. Bộ xử lí Cortex và đơn vị xử lí trung tâm Cortex.......................................17
Hình 2.14. Kiến trúc đường ống của ARM Cortex.......................................................18
Hình 2.15. Kiến trúc load và store của ARM Cortex-M3.............................................18
Hình 2.16. Mơ hình lập trình của ARM Cortex-M.......................................................19
Hình 2.17. Thanh ghi trạng thái chương trình của CPU Cortex...................................19
Hình 2.18. Mơ hình hoạt động của chế độ Thread và Handler.....................................20
Hình 2.19. Đồ thị biểu diễn hiệu năng của bộ xử lý Cortex..........................................21
Hình 2.20. Bản đồ bộ nhớ tuyến tính 4Gbyte của bộ xử lý Cortex-M..........................22
Hình 2.21 Hệ thống Bus nội của ARM.........................................................................23
Hình 2.22. Cấu trúc bộ nhớ của ARM..........................................................................24
Hình 2.23. Sơ đồ các chân của ARM M3.....................................................................25
Hình 2.24. IC LM2576..................................................................................................26
Hình 2.25. Sơ đồ cấu tạo của LM2576..........................................................................26
Hình 2.26. Hình ảnh L298.............................................................................................27
Hình 2.27. Hình ảnh cấu tạo của L298..........................................................................28
Hình 2.28. hình ảnh AMS1117.....................................................................................29
Hình 2.29. Hình ảnh Rơ le 10 A...................................................................................30
Hình 2.30. Sơ đồ cấu tạo Rơ le.....................................................................................31
Hình 2.31. Sơ đồ kích thước Rơ le 12V 5 chân............................................................32
Hình 3.1. Sơ đồ khối của mạch.....................................................................................33

SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

iv


Danh mục hình vẽ

EBOOKBKMT.COM

Hình 3.2. Lưu đồ thuật tốn..........................................................................................33
Hình 3.3. Mạch ghép nối thạch anh cho vi điều khiển..................................................34
Hình 3.4. Mạch reset cho vi điều khiển.........................................................................34
Hình 3.5. Mạch nguồn...................................................................................................34
Hình 3.6. Mạch điều khiển Rơ le.................................................................................35
Hình 3.7. Mạch điều khiển động cơ..............................................................................35
Hình 3.8. Mạch kết nối cho ESP8266_07.....................................................................36
Hình 3.9. Mạch nguyên lý.............................................................................................36
Hình 3.10. Mạch in ở chế độ 2D...................................................................................37
Hình 3.11. Mạch in 3D mặt sau....................................................................................38
Hình 3.12. Mạch in 3D mặt trước.................................................................................38

SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

v


Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt

EBOOKBKMT.COM


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

ADC

Analog to Digital Converter

Bộ chuyển đổi tương tự
sang số

DAC

Digital to Analog Converter

Bộ chuyển đổi số sang
tương tự

DSP

Digital Signal Processing

Xử lý tín hiệu số

ITO

Indium Tin Oxide


Một hợp chất oxit của thiếc

SPI

Serial Peripheral Interface

Giao thức truyền thông SPI

PCB

Printed Circuit Board

Bảng mạch in

UART

Universal Asynchronous
Receiver/Transmitter

Truyền thông nối tiếp
không đồng bộ

USB

Universal Serial Bus

Chuẩn kết nối USB

WIFI


Wireless Fidelity

Mạng không dây

DMA

Direct Memory Access

Kênh truy nhập bộ nhớ

VDK

Vi điều khiển

SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

vi


Lời mở đầu

EBOOKBKMT.COM

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay với sự phát triển của ngành điện tử và ứng dụng điện tử đã giúp sự
sáng tạo của con người trở thành hiện thực. Các lĩnh vực của cuộc sống đều áp dụng
những thiết bị điện tử và dường như nhìn đâu trong gia đình chúng ta cũng có thiết bị
điện tử. Ngành điện tử và ứng dụng điện tử đã tạo chỗ đứng và khẳng định được tầm
quan trọng của mình đối với nhu cầu của con người.

Với những ứng dụng cho các hệ thống nhúng ngày càng trở nên phổ biến, từ
những ứng dụng đơn giản như điều khiển một chốt đèn giao thông định thời, đếm sản
phẩm trong một dây chuyền sản xuất, điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều, một
đồng hồ thời gian thực.Đến các ứng dụng phức tạp như hệ thống điều khiển robot, bộ
kiểm soát trong nhà máy hoặc hệ thống kiểm soát các máy năng lượng hạt nhân. Các
hệ thống tự động trước đây sử dụng nhiều công nghệ khác nhau như các hệ thống tự
động hoạt động bằng nguyên lý khí. Các thiết bị, hệ thống này có chức năng xử lý và
mức độ tự động thấp so với các hệ thống tự động hiện đại được xây dựng trên nền tảng
của các hệ thống nhúng.
Trong nhiều năm trước, các dòng vi điều khiển 8051 được sinh viên dùng nhiều
với tính năng đơn giản, dễ sử dụng; AVR được sử dụng nhiều trong các cuộc thi
Robocon nhờ tốc độ sử lý khá cao, ổn định; PIC với ưu thế tốc độ cao, chi phí thấp
hơn cũng được nghiên cứu, sử dụng nhiều. Nhưng trong một vài năm trở lại đây, có
một dịng vi điều khiển mới, càng ngày càng nắm vị trí quan trọng trong các lĩnh vực
đòi hỏi tốc độ xử lý cao, sản xuất các dòng diện thoại di động smartphone, giám sát, an
ninh… Đó là họ vi điều khiển ARM. Với rất nhiều thế hệ ra đời, với nhiều tính năng,
cơng dụng khác nhau.
Với nhiều tính năng vượt trội của ARM và xu thế lựa chọn dòng vi điều khiển
mới ở Việt Nam nên trong đồ án tốt nghiệp này, dưới sự giúp đỡ của Cô Vũ Anh Đào,
em thực hiện đồ án “Ứng dụng lập trình điều khiển thiết bị qua wifi sử dụng chip
ARM Cortex M3 STM32F103C8T6”.
Em xin chân thành cảm ơn cơ Vũ Anh Đào cùng tồn thể các thầy cô khoa Kỹ
thuật điện tử I đã tạo điều kiện và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án tốt
nghiệp này.

SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

1



Chương I: Giới thiệu đề tài

EBOOKBKMT.COM

CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 Cơ sở lựa chọn đề tài
Ngày nay, công nghệ kết nối đầu tiên cần nhắc đến hiển nhiên là Wifi – công
nghệ kết nối không dây phổ biến nhất hiện nay. Cũng vì tính phổ biến của dạng kết nối
này mà cái tên Wifi thường bị lạm dụng để chỉ kết nối khơng dây nói chung.
Lí do mà kết nối Wifi được ưa chuộng như vậy đơn giản là vì khả năng hoạt
động hiệu quả trong phạm vi vài chục đến vài trăm mét của các mạng WLAN.
Và trong thời đại cơng nghiệp hóa hiện đại hóa hiện nay, việc phát minh và chế
tạo ra các thiết bị thông minh có khả năng điều khiển từ xa đang và sẽ rất được quan
tâm và rất hữu ích cho cuộc sống hàng ngày.
Vì mục tiêu cơng nghệ hiện đại hóa ngày càng phát triển, tôi đã quyết định làm
một đồ án về điều khiển thiết bị qua WIFI. Khi dự án hồn thành chúng ta có thể điều
khiển các thiết bị điện trong nhà thơng qua sóng WIFI, bằng cách tương tác qua các
nút nhấn để hiển thị trạng thái hoạt động của các thiết bị trên giao diện Web. Như vậy,
dù chúng ta ở bất cứ nơi nào có sóng wifi đều có thể sử dụng được các thiết bị đã kết
nối với module điều khiển.
Khi dự án thành cơng và được áp dụng rộng rãi thì sẽ rất tiện lợi cho cuộc sống
thường nhật, giúp cho đất nước ngày càng phát triển.

1.2 Giới thiệu đề tài
Nội dung của đồ án bao gồm 3 chương là:
Chương I: Giới thiệu đề tài
Chương II: Tìm hiểu các linh kiện, cơng nghệ, thiết bị
Chương III: Thiết kế sản phẩm thực

1.3. Giới hạn của đề tài.

Vì em sử dụng bộ thu phát cảm biến có khoảng cách khơng xa nên chỉ có thể sử
dụng trong phạm vi 20 30 mét. Nếu có đều kiện em sẽ cải tiến để có độ bao phủ của
sóng wifi tới mức xa nhất có thể.

1.4. Đối tượng nghiên cứu.
 Họ vi điều khiển ARM COTEX M3.
 Bộ thu wifi ESP8266 V7

SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

2


EBOOKBKMT.COM

Chương II: Tìm hiểu các linh kiện, cơng nghệ , thiết bị

CHƯƠNG II. TÌM HIỂU CÁC LINH KIỆN, CƠNG NGHỆ, THIẾT BỊ
2.1. Công nghệ WIFI
2.1.1. Giới thiệu về WIFI
Wifi mà mạng kết nối Internet không dây, là từ viết tắt của Wireless Fidelity,
sử dụng sóng vơ tuyến để truyền tín hiệu. Loại sóng vơ tuyến này tương tự như sóng
điện thoại, truyền hình và radio. Và trên hầu hết các thiết bị điện tử ngày nay như máy
tính, laptop, điện thoại, máy tính bảng... đều có thể kết nối Wifi. 

Hình 2.1. Wifi sử dụng trên các thiết bị thông minh
Kết nối Wifi dựa trên các loại chuẩn kết nối IEEE 802.11, và chủ yếu hiện
nay Wifi hoạt động trên băng tần 54 Mbps và có tín hiệu mạnh nhất trong khoảng
cách 100 feet (gần 31 mét, các bạn cứ thử tưởng tượng mỗi 1 tầng nhà lấy trung
bình là 4 mét thì theo lý thuyết sóng wifi phát ở tầng 1 vẫn sẽ bắt được nếu bạn

đang ở tầng 7 - đó là theo lý thuyết). Cịn trong thực tế thì trong mỗi ngơi nhà
thường có rất nhiều vật cản sóng, nên bạn chỉ cần đứng trên tầng 4 hoặc 5 là tín
hiệu đã yếu lắm rồi.
Lúc đầu Wifi được phát triển như là một cách để thay thế cáp Ethernet. Cho
đến thời điểm hiện tại, Wifi đã trở thành một công nghệ phổ biến cung cấp kết nối
giữa các thiết bị.
Không giống như máy thu FM trên xe ô tô, Wifi giao tiếp qua lại chủ yếu
quá 2 radio sử dụng điện năng thấp hơn và phát sóng trên một khoảng cách ngắn
SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

3


EBOOKBKMT.COM

Chương II: Tìm hiểu các linh kiện, cơng nghệ , thiết bị

hơn nhiều.Hai radio cho phép người dùng web tải dữ liệu từ Internet cũng như
upload các thông tin - thậm chí là địa chỉ submit thơng qua bộ đếm trình duyệt giao
tiếp 2 chiều.Wifi phức tạp hơn so với vơ tuyến mặt đất đó là Wifi sử dụng giao
thức kết nối Internet (Internet Protocol) để giao tiếp. Ngôn ngữ này của Internet tạo
ra cấu trúc Wifi.
2.1.2. Nguyên tắc hoạt động của Wifi
Để có được sóng Wifi thì chúng ta cần phải có bộ phát Wifi - chính là các
thiết bị như modem, router. Đầu vào, tín hiệu Internet nguồn (được cung cấp bởi
các đơn vị ISP như FPT, Viettel, VNPT, CMC... hiện nay). Thiết bị modem, router
sẽ lấy tín hiệu Internet qua kết nối hữu tuyến rồi chuyển thành tín hiệu vơ tuyến, và
gửi đến các thiết bị sử dụng như điện thoại smartphone, máy tính bảng, laptop...
Đây là q trình nhận tín hiệu khơng dây (hay cịn gọi là adapter) - chính là card
wifi trên laptop, điện thoại... và chuyển hóa thành tín hiệu Internet. Và q trình

này hồn tồn có thể thực hiện ngược lại, nghĩa là router, modem nhận tín hiệu vơ
tuyến từ adapter và giải mã chúng, gửi qua Internet.

Hình 2.2. Các kết nối WIFI
2.1.3.Ưu nhược điểm của Wifi.
Hiện nay, có rất nhiều loại sóng có thể kết nối internet như sóng 3g, 4g,…
Nhưng sóng wifi có nhiều ưu điểm nổi trội hơn cả.
Mạng wifi khơng dây khơng khác gì các hệ thống mạng thơng thường.
Mạng cho phép người dùng truy xuất tài nguyên mạng ở bất kỳ địa điểm nào trong
khu vực được triển khai (home hay office). Với lượng gia tăng người sử dụng
laptop thì đây là một điều rất tuyệt vời bởi khi sử dụng mạng không dây đồng nghĩa
với việc ta nói khơng với những dây cáp cổ điển.
Ưu điểm di động: Cùng với sự phát triển của các mạng không dây cơng
cộng, người sử dụng có thể truy cập Internet ở mọi nơi. Ví dụ như ở các quán Café,
người dùng có thể truy cập Internet(mạng khơng dây) miễn phí.
SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

4


EBOOKBKMT.COM

Chương II: Tìm hiểu các linh kiện, cơng nghệ , thiết bị

Hiệu quả: Người sử dụng ln duy trì kết nối mạng khi họ cần phải đi từ nơi
này tới nơi khác.
Khả năng mở rộng: Mạng wifi không dây đáp ứng tức thì khi gia tăng số
lượng người dùng. Bạn và nhiều người khác có thể sử dụng cùng 1 lúc mà không
cần phải kết nối bằng đường cáp như cách cổ điển trước đây. Với hệ thống cổ điển
trước đây nếu bạn muốn tăng thêm lượng người sử dụng mạng trong hệ thống đồng

nghĩa với việc tăng thêm bộ chia và cáp rất lằng nhằng và mất thời gian cũng như
tiền bạc.

Hình 2.3. Hình ảnh các ưu điểm WIFI
Bên cạnh những ưu điểm nổi trội nêu trên mạng không dây cịn có những điểm
hạn chế sau:
-

Độ bảo mật: Mơi trường kết nối khơng dây là khơng khí nên khả năng bị tấn
công của người dùng là rất cao. Tuy vậy, hiện nay các thiết bị phát wifi cũng
đã được nhà sản xuất các trang bị các biện pháp bảo mật khá hữu hiệu, đảm
bảo an tồn thơng tin cá nhân cho người sử dụng.

-

Phạm vi của hệ thống: Với một mạng chuẩn 802.11g, các thiết bị chuẩn chỉ có
thể hoạt động tốt nhất trong phạm vi vài chục mét. Hệ thống này phù hợp
trong một căn hộ, với một tịa nhà lớn thì hệ thống lại khơng đáp ứng được
nhu cầu. Giải quyết vấn đề này cần phải mua thêm Repeater hay access point,
đẫn đến chi phí gia tăng lên rất nhiều.

SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

5


EBOOKBKMT.COM

Chương II: Tìm hiểu các linh kiện, cơng nghệ , thiết bị


-

Độ tin cậy: Vì sử dụng sóng vơ tuyến để truyền thơng nên việc bị nhiễu, tín
hiệu bị giảm do tác động của các thiết bị khác(lị vi sóng,…) là khơng thể
tránh khỏi. Nó làm giảm đáng kể rất nhiều hiệu quả hoạt động của mạng.

-

Tốc độ: Việc sử dụng hệ thống không dây đồng nghĩa với tốc độ của mạng
không dây(1-125 Mbps) chậm hơn rất nhiều so với mạng cổ điển sử dụng cáp
(100 mbps đến hang Gbps)

2.1.4.Các chuẩn kết nối Wifi

Hình 2.4. Các chuẩn kết nối WIFI
Kết nối 802.11: Wifi thế hệ thứ nhất. Năm 1997, IEEE (Institute of
Electrical and Electronics Engineers) đã giới thiệu một chuẩn đầu tiên cho WLAN.
Chuẩn này được gọi là 802.11 sau khi tên của nhóm được thiết lập nhằm giám sát
sự phát triển của nó.
Tuy nhiên, 802.11chỉ hỗ trợ cho băng tần mạng cực đại lên đến 2Mbps, sử
dụng băng tần 2,4Ghz của sóng radio hoặc hồng ngoại – quá chậm đối với hầu hết
các ứng dụng. Với lý do đó, các sản phẩm không dây thiết kế theo chuẩn 802.11
ban đầu dần không được sản xuất.
Kết nối 802.11b: Wi-Fi thế hệ thứ hai. IEEE đã mở rộng trên chuẩn 802.11
gốc vào tháng Bảy năm 1999, đó chính là chuẩn 802.11b. Chuẩn này hỗ trợ băng
thơng lên đến 11Mbps, tương quan với Ethernet truyền thống.
802.11b sử dụng tần số vô tuyến (2.4 GHz) giống như chuẩn ban đầu
802.11. Các hãng thích sử dụng các tần số này để chi phí trong sản xuất của họ
được giảm. Các thiết bị 802.11b có thể bị xuyên nhiễu từ các thiết bị điện thoại
khơng dây (kéo dài), lị vi sóng hoặc các thiết bị khác sử dụng cùng dải tần 2.4

GHz. Mặc dù vậy, bằng cách cài đặt các thiết bị 802.11b cách xa các thiết bị như
vậy có thể giảm được hiện tượng xuyên nhiễu này.
 Ưu điểm của 802.11b – giá thành thấp nhất; phạm vi tín hiệu tốt và không dễ bị
cản trở.
SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

6


EBOOKBKMT.COM

Chương II: Tìm hiểu các linh kiện, cơng nghệ , thiết bị

 Nhược điểm của 802.11b – tốc độ tối đa thấp nhất; các ứng dụng gia đình có thể
xun nhiễu.
Kết nối 802.11a: Cũng là thế hệ thứ hai.Trong khi 802.11b vẫn đang được
phát triển, IEEE đã tạo một mở rộng thứ cấp cho chuẩn 802.11 có tên gọi 802.11a.
Vì 802.11b được sử dụng rộng rãi quá nhanh so với 802.11a, nên một số người cho
rằng 802.11a được tạo sau 802.11b. Tuy nhiên trong thực tế, 802.11a và 802.11b
được tạo một cách đồng thời. Do giá thành cao hơn nên 802.11a chỉ được sử dụng
trong các mạng doanh nghiệp cịn 802.11b thích hợp hơn với thị trường mạng gia
đình.
802.11a hỗ trợ băng thơng lên đến 54 Mbps và sử dụng tần số vô tuyến
5GHz. Tần số của 802.11a cao hơn so với 802.11b chính vì vậy đã làm cho phạm
vi của hệ thống này hẹp hơn so với các mạng 802.11b. Với tần số này, các tín hiệu
802.11a cũng khó xun qua các vách tường và các vật cản khác hơn.
Do 802.11a và 802.11b sử dụng các tần số khác nhau, nên hai công nghệ
này khơng thể tương thích với nhau. Chính vì vậy một số hãng đã cung cấp các
thiết bị mạng hybrid cho 802.11a/b nhưng các sản phẩm này chỉ đơn thuần là bổ
sung thêm hai chuẩn này.

 Ưu điểm của 802.11a – tốc độ cao; tần số 5Ghz tránh được sự xuyên nhiễu từ
các thiết bị khác.
 Nhược điểm của 802.11a – giá thành đắt; phạm vi hẹp và dễ bị che khuất.
Kết nối 802.11g Wi-Fi thế hệ thứ ba. Vào năm 2003, các sản phẩm WLAN
hỗ trợ một chuẩn mới hơn đó là 802.11g, được đánh giá cao trên thị trường.
802.11g thực hiện sự kết hợp tốt nhất giữa 802.11a và 802.11b. Nó hỗ trợ băng
thơng lên đến 54Mbps và sử dụng tần số 2.4 Ghz để có phạm vi rộng. 802.11g có
khả năng tương thích với các chuẩn 802.11b, điều đó có nghĩa là các điểm truy cập
802.11g sẽ làm việc với các adapter mạng không dây 802.11b và ngược lại.
 Ưu điểm của 802.11g – tốc độ cao; phạm vi tín hiệu tốt và ít bị che khuất.
 Nhược điểm của 802.11g – giá thành đắt hơn 802.11b; các thiết bị có thể bị
xuyên nhiễu từ nhiều thiết bị khác sử dụng cùng băng tần.
Kết nối 802.11n: Wi-Fi thế hệ thứ tư. Năm 2009 một chuẩn mới Wi-Fi được ra
mắt chính là 802.11n. Đây là chuẩn được thiết kế để cải thiện cho 802.11g trong
SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

7


EBOOKBKMT.COM

Chương II: Tìm hiểu các linh kiện, cơng nghệ , thiết bị

tổng số băng thông được hỗ trợ bằng cách tận dụng nhiều tín hiệu khơng dây và các
anten (cơng nghệ MIMO).
Các kết nối 802.11n sẽ hỗ trợ tốc độ tối đa 600Mb/s (trên thị trường phổ biến có
các thiết bị 150Mb/s, 300Mb/s và 450Mb/s). 802.11n cũng cung cấp phạm vi bao
phủ tốt hơn so với các chuẩn Wi-Fi trước nó nhờ cường độ tín hiệu mạnh của
nó. Chuẩn này có thể hoạt động trên cả hai băng tần 2,4GHz lẫn 5GHz và nếu
router hỗ trợ thì hai băng tần này có thể cùng được phát sóng song song nhau. Thiết

bị 802.11n sẽ tương thích với các thiết bị 802.11g.
 Ưu điểm của 802.11n – tốc độ nhanh và phạm vi tín hiệu tốt nhất; khả năng
chịu đựng tốt hơn từ việc xuyên nhiễu từ các nguồn bên ngoài.
 Nhược điểm của 802.11n – giá thành đắt hơn 802.11g; sử dụng nhiều tín hiệu
có thể gây nhiễu với các mạng 802.11b/g ở gần.
Kết nối 802.11ac: Wi-Fi thế hệ thứ năm. Chuẩn Wifi thế hệ thứ 5, 802.11ac ra
đời trong năm 2013. So với các chuẩn trước đó, 802.11ac hỗ trợ tốc độ tối đa hiện
là 1730Mb/s (sẽ còn tăng tiếp) và chỉ chạy ở băng tần 5GHz. Một số mức tốc độ
thấp hơn (ứng với số luồng truyền dữ liệu thấp hơn) bao gồm 450Mb/s và
900Mb/s.
Về mặt lý thuyết, Wi-Fi 802.11ac sẽ cho tốc độ cao gấp ba lần so với Wi-Fi
802.11n ở cùng số luồng (stream) truyền, ví dụ khi dùng ăng-ten 1x1 thì Wi-Fi ac
cho tốc độ 450Mb/s, trong khi Wi-Fi n chỉ là 150Mb/s. Còn nếu tăng lên ăng-ten
3x3 với ba luồng, Wi-Fi ac có thể cung cấp 1300Mb/s, trong khi Wi-Fi n chỉ là
450Mb/s. Tuy nhiên, những con số nói trên chỉ là tốc độ tối đa trên lý thuyết, còn
trong đời thực thì tốc độ này sẽ giảm xuống tùy theo thiết bị thu phát, mơi trường,
vật cản, nhiễu tín hiệu...
Hiện nay, hầu hết các router Wi-Fi trên thị trường có hỗ trợ chuẩn 802.11ac
sẽ hỗ trợ thêm các chuẩn cũ, bao gồm b/g/n. Chúng cũng sẽ có hai băng tần
2,4GHz lẫn 5GHz. Đối với những router có khả năng chạy hai băng tần cùng lúc
(simultaneous), băng tần 2,4GHz sẽ được sử dụng để phát Wi-Fi n, còn 5GHz sẽ
dùng để phát Wi-Fi ac.

2.2 Một số loại điều khiển thiết bị thông minh

SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

8



EBOOKBKMT.COM

Chương II: Tìm hiểu các linh kiện, cơng nghệ , thiết bị

2.2.1 Điều khiển thiết bị qua webserver

Hình 2.5. Sơ đồ tổng quang hệ thống.
Dù đang ở cách xa ngôi nhà, người sử dụng có thể dùng máy tính được kết
nối với mạng internet hoặc các thiết bị như điện thoại, máy tính bảng có hỗ trợ
Internet để gửi tín hiệu tới bộ điều khiển tác động lên các thiết bị điện trong gia
đình. Điều này rất thuận tiện khi bạn thường xuyên phải ra khỏi nhà và muốn cập
nhập trạng thái và điều khiển hoạt động của các thiết bị điện trong ngơi nhà.
Cách thức này có thể nói là tối ưu nhất trong việc hồn thiện những ngơi nhà
smart nhưng chi phí thực hiện lại tốn kém.
2.2.2 Điều khiển thiết bị qua tin nhắn điện thoại
Thiết lập một hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thơng qua tin nhắn
SMS gồm có các thiết bị đơn giản như bóng đèn, quạt máy, lị sưởi đến các thiết bị
tinh vi, phức tạp như tivi, máy giặt, điều hịa, hệ thống báo động … Nó hoạt động
như một ngôi nhà thông minh. Nghĩa là tất cả các thiết bị này có thể giao tiếp với
nhau về mặt dữ liệu thông qua một đầu não trung tâm
Chẳng hạn như việc tắt quạt, đèn điện … khi gia chủ quên chưa tắt trước khi ra
khỏi nhà. Hay chỉ với một tin nhắn SMS, gia chủ có thể bật máy điều hòa để làm mát
phòng trước khi về nhà trong một khoảng thời gian nhất định.
Nhưng kết nối này sẽ không có 1 giao diện để điều khiển các thiết bị mà nó chỉ
có thể hiển thị qua các kí hiệu trong sms.

SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

9



EBOOKBKMT.COM

Chương II: Tìm hiểu các linh kiện, cơng nghệ , thiết bị

2.2.3 Điều khiển thiết bị qua wifi
Kết hợp cả 2 loại trên thì điều khiển thiết bị qua wifi em thấy là được nhất.Loại
này thông qua 1 module thu phát wifi để kết nối với wifi tổng tạo thành kết nối. Thơng
qua giao diện web người dùng có thể thấy được trạng thái hoạt động của các thiết bị
cũng như tùy chỉnh được các chế độ on off…..Hay hơn đó là mình khơng cần kết nối
qua internet mà chỉ cần thơng qua sóng wifi là có thể sử dụng được.

2.3 Các phiên bản Module thu phát wifi ESP8266
ESP8266 là một  dịng chip tích hợp Wi-Fi 2.4Ghz có thể lập trình được,
khơng biết có bạn nào thắc mắc là modem wifi ở nhà nó hoạt động thế nào, cách
thức ra làm sao khơng nhỉ ? Nếu bạn cũng đang tìm hiểu cũng như muốn điều
khiển một cái gì đó từ xa thì đây là một modul thích hợp cho bạn làm điều đó.
ESP8266 cần ít nhất thêm 7 linh kiện nữa mới có thể hoạt động, trong đó phần
khó nhất là Antena. Đòi hỏi phải được sản xuất, kiểm tra với các thiết bị hiện đại. Do
đó, trên thị trường xuất hiện nhiều Module và Board mạch phát triển đảm đương hết để
người dùng đơn giản nhất trong việc phát triển ứng dụng. Một số Module và Board
phát triển phổ biến:

SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

10


Chương II: Tìm hiểu các linh kiện, cơng nghệ , thiết bị


EBOOKBKMT.COM

Bảng 1.1. Bảng so sánh các thơng số.
Phiên
bản

ESP-01

ESP-02

ESP-03

ESP-04

Số
chân

8

8

14

14

ESP-05

5

ESP-06


12+GN
D

ESP-07

16

pitch

form
facto
r

.1“

2×4
DIL

.1”

2×4
notch

2mm

2×7
notch

2mm


2×4
notch

.1“

1×5
SIL

misc

4×3
dice

2mm

2×8
pinhol
e

SVTH: Ngơ Minh Đức-D12XLTH

LED
s

Anten
na

Yes


Etched
-on
PCB

No?

No

No?

No

None

Cerami
c

None

None

No

None

Yes

Cerami
c


11

Ant.Sock
et

No

Yes

No

No

Yes

No

Yes

Shield
ed

dài
m
m

No

14.
3 x

24.
8

No

14.
2 x
14.
2

No

17.
3 x
12.
1

No

14.
7 x
12.
1

No

14.
2 x
14.
2


Yes

16.
3 x
13.
1

Yes

20.
0 x
16.
0


Chương II: Tìm hiểu các linh kiện, cơng nghệ , thiết bị

EBOOKBKMT.COM

Phiên
bản

ESP-08

Số
chân

14


pitch

form
facto
r

2mm

2×7
notch

2mm

2×8
notch

ESP-08
New

16

ESP-09

12+GN
D

misc

4×3
dice


5

2mm
m?

1×5
notch

8

1.27m
m

1×8
pinhol
e

ESP-10

ESP-11

ESP-12

16

LED
s

No


No

No

No?

Yes

Etched
-on
PCB

Etched
-on
PCB

Yes

2×9

?

ESP-13

18

1.5m
m


SVTH: Ngơ Minh Đức-D12XLTH

None

Cerami
c

2×8
notch

2mm

None

None

2×8
notch

22

None

No

2mm

ESP12-E

Anten

na

12

Etched
-on

Shield
ed

dài
m
m

Yes

17.
0 x
16.
0

Yes

18.
0 x
16.
0

No


10.
0 x
10.
0

No

14.
2 x
10.
0

No

17.
3 x
12.
1

Yes

24.
0 x
16.
0

No

Yes


24.
0 x
16.
0

No

Yes

?

Ant.Sock
et

No

No

No

No

No

No


Chương II: Tìm hiểu các linh kiện, cơng nghệ , thiết bị

EBOOKBKMT.COM


Phiên
bản

ESP-14

WROO
M-02

WT826
6-S1

Số
chân

pitch

22

2mm

18

1.5m
m

18

1.5m
m


form
facto
r

2×8 +
6

2×9

3×6

LED
s

Anten
na

Ant.Sock
et

Shield
ed

dài
m
m

PCB


x?

1

Etched
-on
PCB

Yes

24.
3 x
16.
2

No

Etched
on
PCB

Yes

20.
0 x
18.
0

1


Etched
on
PCB

Yes

15.
0 x
18.
6

No

No

No

Hiện tại thì đã có tới 14 phiên bản của ESP8266, quá nhiều sự lựa chọn cho
chúng ta. Nhưng vì ở Việt Nam khơng phải lúc nào cũng có đủ tất cả nên mình sẽ
giới thiệu 2 phiên bản ESP8266 phổ biến hiện nay. Sau đây là 1 số loại phiên bản
thơng dụng:
ESP-01

Hình 2.6. ESP-01
Tính năng
SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

13



EBOOKBKMT.COM

Chương II: Tìm hiểu các linh kiện, cơng nghệ , thiết bị

 Mạch nhỏ, gọn (24.75mm x 14.5mm)
 Điện áp làm việc 3.3v
 Tích hợp sẳn anten PCB trace trên module
 Có hai led báo hiệu: led nguồn, led TXD
 Có các chế độ: AP, STA, AT + STA
 Lệnh AT rất đơn giản, dễ dàng sử dụng
 Khoảng cách giữa các chân 2.54mm
 Sơ đồ chân

SVTH: Ngô Minh Đức-D12XLTH

14