TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN TỬ
******

BÁO CÁO ĐỒ ÁN 2
TÊN ĐỀ TÀI:

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC
QUA MẠNG VIỄN THÔNG
Sinh viên thực hiện:
1. Đào Duy Hưng

MSV: 18104400141

2. Trần Minh Quyết MSV: 18104400157
3.Tống Quyết Thắng MSV: 18104400155
Giảng viên hướng dẫn:
Vũ Trung Dũng

Hà Nội – 11/2021


ĐỒ ÁN 2
THÔNG

SVTH:
LỚP:

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN

Page 2

ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THƠNG

LỜI NĨI ĐẦU
Kính chào thầy cơ!
Chúng em là sinh viên nhóm 5 lớp điện tử 12A3 do thầy Vũ Trung Dũng
giảng dạy môn Đồ án 2. Được thầy Dũng tư vấn các đề tài, bọn em đã lựa chọn
làm Hệ thống quan sát mức nước qua mạng viễn thông. Đây là báo cáo kết quả,
quá trình cũng như thành quả bọn em hơn 2 tháng qua.
Chúng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ chỉ bảo của thầy để có thể
hoàn thành được đề tài!

Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2021

Năm học: 2021-2022

Trang 1


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THƠNG

MỤC LỤC
LỜI NĨI ĐẦU.................................................................................................1
DANH MỤC CÁC HÌNH...............................................................................3
DANH MỤC CÁC BẢNG..............................................................................4

DANH MỤC VIẾT TẮT.................................................................................5
CHƯƠNG 1: Mở đầu......................................................................................6
I.Giới thiệu chung tổng quan đề tài...............................................................6
1. Khái niệm đo khoảng cách ..................................................................6
2. Phân loại cảm biến đo khoảng cách ...............................…………....6
3. Công dụng của cảm biến đo khoảng cách......................…………....6
4. Ứng dụng cảm biến đo khoảng cách...............................……………7

II.Giới thiệu về cảm biến siêu âm…………………………….…..9
1. Cảm biến siêu âm là gì ?......................................................................9
2. Nguyên lý hoạt động của Ultrasonic Sensor……………………….11
3. Ứng dụng của cảm biến siêu âm đo khoảng cách trong công nghiệp.
............................................................................................…………...11

III.Giới thiệu Esp8226……………………………………….......13
1. Sơ đồ chân ESP826…………………………………………………..13
2. Các chân tốt nhất để sử dụng - ESP8266…………………….……..14
3. SMTP là gì ? Nguyên lý hoạt động........................……..
……20
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO……………………………………..22

I.Thiết kế mạch . ……………………………………………………..22
1. Sơ đồ khối.............……………………………………………………22
2. Sơ đồ ngun lý..................................................................…………..23
3. Cài đặt mơi trường lập trình cho ESP8266 bằng Arduino………...23

II: Nguyên lí hoạt động và lắp mạch…………………...……………25
1. Lắp ráp mạch thực tế……………………………………………………25
2. Nguyên lí hoạt động……………………………………………………...28
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ, HƯỚNG PHÁT TRIỂN……………………….30

Năm học: 2021-2022

Trang 2


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THÔNG

1. 3.1. Kết quả………………………………………………………….30
2. 3.2. Hướng phát triển……...………………………………………..30
KẾT LUẬN....................................................................................................31
DANH MỤC TÀI LIỆU KHAM KHẢO.....................................................32
PHỤ LỤC: Công việc các thành viên và Code...........................................33

Năm học: 2021-2022

Trang 3


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THƠNG

DANH MỤC CÁC HÌNH
Chương I:
Hình 1.1: Cảm biến Laser…………………………………………………...8
Hình 1.2: Cảm biến siêu âm…………………………………………………9
Hình 1.3: Cảm biến từ………………………………………………….……9
Hình 1.4: Cảm biến Encoder……………………………………………….10

Hình 2.1 : Cảm biến siêu âm là gì.................................................................10
Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm……………………..12
HÌnh 3.1: Cảm biến siêu âm dùng đo mực nước trong công nghiệp……….13
Hình 3.2: Giám sát liên tục mức nước trong bồn bằng cảm biến siêu âm….13
Hình 3.2: Giám sát liên tục mức nước trong bồn bằng cảm biến siêu âm….14
Hình 4.1: Sơ đồ chân chip ESP8266 12-E………………………………….15
Hình 4.2: Sơ đồ chân ESP8266-01 ……….....……………………………..15
Hình 4.3 : Bộ kit NodeMCU ESP8266 12-E……………………………….16
Chương II:
Hình 5.1: Nguồn…………………………………………….,……………..21
Hình 5.2: Sơ đồ nguyên lý……………………………………………….…22
Hình 6.1: ……………….…………………………………………………..28
Hình 6.2: ……………….…………………………………………………..29
Hình 6.3: ……………….…………………………………………………..29
Hình 6.4: ……………….…………………………………………………..30
Hình 6.5: ……………….…………………………………………………..31
Hình 6.6: ……………….…………………………………………………..32
Hình 6.7: ……………….…………………………………………………..33
Hình 7.1: ……………….…………………………………………………..35

Năm học: 2021-2022

Trang 4


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THÔNG

DANH MỤC CÁC BẢN


Năm học: 2021-2022

Trang 5


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THÔNG

BẢNG 1.1:CÁC CHÂN CỦA ESP826617

Năm học: 2021-2022

Trang 6


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THÔNG

DANH MỤC VIẾT TẮT
ST

Kí hiệu

Tiếng Anh

Tiếng Việt


T
1

ESP8266

ESP8266EX

Là một vi

Internet Of Things

mạch Wi-Fi giá rẻ
Mọi vật kết nối

Simple Mail Transfer Protocol

internet
Giao thức

2
3

IoT
SMTP

Chuyển Thư Đơn
4
5
6


SV
IDE
IMAP

Integrated Development Environmen

Giản
Máy chủ
Môi trường phát

t

triển tích hợp

Server

Internet Message Access Protoc
ol

7

POP3

Post Office Protocol version 3

Giao thức truy
cập tin nhắn
Internet
Post Office
Protocol phiên

bản 3

Năm học: 2021-2022

Trang 7


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THÔNG

CHƯƠNG 1: Mở đầu
I.Giới thiệu chung
Hiện nay, vấn đề quản lý, giám sát và cảnh báo ngập lụt tự động theo thời gian
thực tại các đô thị và các đồng bằng ngập lũ là yêu cầu cấp thiết nhằm ứng phó
hiệu quả với mưa lớn, triều cường, lũ lụt, đặc biệt là trong bối cảnh thiên tai
ngày càng xảy ra cực đoan và bất thường.
Tuy nhiên, thách thức lớn nhất hiện nay là chưa có thiết bị, giải pháp để giám sát
và cảnh báo ngập lụt một cách phù hợp. Các thiết bị đo mực nước tự động hiện
nay chủ yếu sử dụng các cảm biến đo mực nước bằng siêu âm, rada, áp suất và
chỉ thích hợp để đo mực nước tĩnh, có độ sâu lớn như ao hồ, sông suối nên
không thể đo được độ sâu ngập lụt với độ sâu nhỏ, thông thường từ vài chục cm
đến vài mét và thường xuyên bị tác động nhiều bởi các hoạt động của con người
như giao thông, đi lại…. Ngoài ra, các cảm biến đo mực nước ở nước ta hiện
nay chủ yếu là nhập ngoại nên giá thành cao, không làm chủ được công nghệ,
các yêu cầu về lắp đặt, kết nối thiết bị cũng phức tạp nên thường không ổn định
trong vận hành.
Các Simple Mail Transfer Protocol ( SMTP ) là một giao thức truyền thông để
truyền thư điện tử. Là một tiêu chuẩn Internet, SMTP lần đầu tiên được định
nghĩa vào năm 1982 bởi RFC 821 và được cập nhật vào năm 2008 bởi RFC

5321 thành các bổ sung Mở rộng SMTP, đây là giao thức đa dạng được sử dụng
rộng rãi ngày nay. Máy chủ thư và các tác nhân chuyển thư khác sử dụng SMTP
để gửi và nhận thư. Các hệ thống độc quyền như Microsoft Exchange và IBM
Notes và các hệ thống email trên web như Outlook.com, Gmail và Yahoo! Thư
có thể sử dụng các giao thức không chuẩn trong nội bộ, nhưng tất cả đều sử
dụng SMTP khi gửi hoặc nhận email từ bên ngoài hệ thống của riêng họ. Máy
chủ SMTP thường sử dụng Giao thức điều khiển truyền trên cổng số 25. (cit
WiKi)
Hệ thống quan sát mức nước qua mạng viễn thông là hệ thống đo khoảng cách
mức nước bằng cảm biến siêu âm rồi gửi về địa chỉ email giúp chúng ta kiểm
soát mực nước dễ dàng hơn
Hệ thống quan sát mức nước qua mạng viễn thông nhằm giúp chúng ta kiểm tra
tình hình từ xa, được cập nhật thường xuyên qua mạng viễn thông, nhận thông
tin kịp thời hơn.

Năm học: 2021-2022

Trang 8


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THÔNG

1. Khái niệm cảm biến đo khoảng cách
Cảm biến đo khoảng cách là nhóm các loại cảm biến được thiết kế chuyên dụng
để đo khoảng cách. Độ chính xác, tin cậy mà thiết bị này mang lại có thể từ vài
cm đến 3000m. Cảm biến đo khoảng cách thường được sử dụng phổ biến trong
công nghiệp, đặc biệt là ở các trạm dầu khí.
2. Phân loại cảm biến đo khoảng cách

Trên thị trường hiện có khá nhiều loại cảm biến dùng để đo khoảng cách các
vật: cảm biến quang đo khoảng cách, cảm biến siêu âm đo khoảng cách, cảm
biến hồng ngoại đo khoảng cách,.... Tuy nhiên, tùy thuộc vào nhu cầu về độ
chính xác, giá thành, mục đích sử dụng hay điều kiện môi trường xung quanh
mà có những loại cảm biến đặc thù. Theo đó, cảm biến đo khoảng cách thường
được phân thành 4 loại chính:
Cảm biến Laser
Cảm biến siêu âm
Cảm biến từ
Cảm biến Encoder
3.Công dụng cảm biến đo khoảng cách
Để hiểu them về các loại cảm biến đo khoảng cách, ở đây chúng ta sẽ nói thêm
về từng loại cảm biến:

Cảm biến Laser

Hình 1.1: Cảm biến Laser
Cảm biến Laser được dùng để đo khoảng cách, được ưa chuộng sử dụng bởi có
thể ứng dụng trong nhiều điều kiện môi trường. Đây cũng là loại cảm biến được
sử dụng khá phổ biển vì độ chính xác cao, có thể đo trên phạm vi diện rộng các
vật và sai số nhỏ.

Cảm biến siêu âm
Năm học: 2021-2022

Trang 9


ĐỒ ÁN 2


HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THÔNG

Hình 1.2: Cảm biến siêu âm
Cảm biến siêu âm sử dụng để đo khoảng cách sẽ cho kết quả có độ chính xác rất
cao. Với rất nhiều công dụng, cảm biến siêu âm được sử dụng rộng rãi trong
công nghiệp. Ta có thể liệt kê một số ứng dụng phổ biến của cảm biến siêu âm
như:
Đo khoảng cách mức nước thải của nhà máy
Đo khoảng cách từ miệng của bể chứa đến dung môi trong bể chứa
(thường là xăng, dầu,…)

Cảm biến từ

Hình 1.3: Cảm biến tư
Dòng điện được sinh ra trong cảm biến từ (Autonics, Omron) là dòng điện xoay
chiều. Dịng điện này có cơng dụng giúp phát hiện ra các vật thể bằng kim loại.
Do đó, cảm biến từ chỉ được sử dụng để xác định khoảng cách của các vật thể
được cấu thành bởi kim loại.

Cảm biến Encoder

Năm học: 2021-2022

Trang 10


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THƠNG


Hình 1.4: cảm biến Encoder
Cảm biến Encoder khơng được sử dụng phổ biến như 3 loại cảm biến đo
khoảng cách trên vì giá thành và ứng dụng không được rộng rãi. Tuy nhiên, cảm
biến Encoder lại thích hợp cho 1 số ứng dụng đặc thù trong ngành công nghiệp
nặng.
4. Ứng dụng cảm biến đo khoảng cách
Với đa dạng thiết bị, khoảng cách phát hiện và giá thành rộng, cảm biến đo
khoảng cách được ứng dụng phổ biến nhất ở cảng biển hoặc các khu công
nghiệp để đáp ứng 1 số mục đích đặc biệt:
Tránh va chạm cho các hệ thống (cần cẩu Gantry)
Đo khoảng cách (Ports, hệ thống docking)
Đo mức xi măng, mực chất rắn trong bồn chứa, tháp cao (lưu trữ xi
măng)
Phát hiện vị trí (Lưu trữ tôn thép)
Định vị container trong khu vực cần cẩu (Cảng container)

II.Giới thiệu về cảm biến siêu âm
1. Cảm biến siêu âm là gì ?

Hình 2.1: Tần số của sóng siêu âm
Năm học: 2021-2022

Trang 11


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THÔNG

Siêu âm là một dạng âm thanh có tần số cao hơn nhiều so với tần số âm thanh

mà tai người nghe được. Như hình trên, ta thấy dãy tần số của từng loại âm
thanh như: hạ âm (dưới 20Hz), Âm thanh người nge được (20Hz-20kHz), Siêu
âm (trên 20kHz).
Chúng ta thường hay gọi sóng siêu âm, vậy nói một cách đơn giản thì sóng siêu
âm là một dạng âm thanh với tần số hoạt động trên 20kHz và tai người không
nghe được âm thanh này. Sóng siêu âm có thể lan truyền trong môi trường: khí,
lỏng, rắn. Trong cùng một môi trường lan truyền, sóng có tần số hoạt động càng
cao thì bước sóng càng ngắn. Ta có công thức: λ=c/f
Trong đó: λ là bước sóng. Bước sóng sẽ tỷ lệ nghịch với tần số. Do đó, sóng
siêu âm có thể phát hiện được vật thể nhỏ đến vài milimet. Với những ưu điểm
trên, sóng siêu âm được ứng dụng rất nhiều trong y khoa hoặc để đo khoảng
cách chất lỏng, chất rắn, làm sạch bằng sóng siêu âm, máy hàn siêu âm…..
Vậy cảm biến siêu âm là thiết bị điện tử hoạt động dựa trên nguyên lý của sóng
siêu âm. Chức năng dùng để đo đạc, phát hiện vật thể, đo khoảng cách, xác định
mức chất lỏng – chất rắn…..
*Ưu nhược điểm của cảm biến siêu âm:
Tiếp theo ta sẽ cùng tìm hiểu về những ưu điểm cũng như nhược điểm của cảm
biến siêu âm:
Ưu điểm:
 Độ chính xác cao, đo được khoảng cách xa. Đối với cảm biến siêu âm
đo mức nước Dinel thì đo được tới 20m.
 Không cần tiếp xúc mà vẫn cảm biến được nên được dùng nhiều trong
nhà máy.
Nhược điểm:
 Các loại cảm biến này thường có khả năng chịu được nhiệt độ và áp
suất không cao.
 Có 1 khoảng cách mà thông thường cảm biến siêu âm không đo được;
được gọi là vùng mù của cảm biến siêu âm. Khoảng cách này thường
nằm phía dưới bộ phận phát sóng. Khoảng cách xa hay gần là tùy thuộc
vào nhà sản xuất.

 Giá thành khá cao.

Năm học: 2021-2022

Trang 12


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THÔNG

2. Nguyên lý hoạt động của Ultrasonic Sensor

Hình 2.2
Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm
Ở phần đầu, chúng ta đã tìm hiểu và biết siêu âm là gì. Trong phần này, chúng ta
cùng nhau tìm hiểu nguyên lý hoạt động của sóng siêu âm nói chung và cảm
biến siêu âm nói riêng.
Sensor siêu âm hoạt động với nguyên lý vô cùng đơn giản. Nguyên lý hoạt động
dựa trên sự truyền và nhận sóng siêu âm. Khi được cấp nguồn, thiết bị sẽ phát
sóng siêu âm với chu kỳ nhất định ra không gian. Khi gặp vật cản, sóng siêu âm
sẽ phản xạ trở lại ngược về phía thiết bị. Cảm biến sẽ thu lại sóng phản xạ và
tính thời gian từ lúc phát đi và nhận lại là bao lâu. Từ đó tính ra được khoảng
cách tới vât cản là bao nhiêu milimet.
Như hình trên, chúng ta có thể hình dung được nguyên lý hoạt động
của ultrasonic sensor một cách chính xác nhất. Trên thực tế, dựa vào nguyên lý
hoạt động này mà nó được ứng dụng để đo chất lỏng, chất rắn, phát hiện vật
cản….
3. Ứng dụng của cảm biến siêu âm đo khoảng cách trong công nghiệp


Năm học: 2021-2022

Trang 13


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THÔNG

Hình 3.1: Cảm biến siêu âm dùng đo mực nước trong công nghiệp
Với ưu điểm là độ chính xác cao, dễ sử dụng, giá thành thấp. Sensor siêu
âm được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp tự động hóa hiện nay. Có hai
nhóm ứng dụng chính là sử dụng đo liên tục và đo ON/OFF. Mỗi phương pháp
đo đạc có ưu điểm riêng nên tùy vào mục đích sử dụng mà chúng ta chọn
phương pháp phù hợp. Cảm biến báo mức bể chứa nước.

Sử dụng để đo liên tục

Hình 3.2:Giám sát liên tục mức nước trong bồn bằng cảm biến siêu âm
Ứng dụng sử dụng nhiều đến cam bien sieu am loại này là đo mức chất lỏng,
chất rắn trong tank chứa, bể chứa. Ngõ ra của cảm biến là tín hiệu liên tục 420mA hoặc 0-10V. Tín hiệu này thường sử dụng đưa về PLC để đóng ngắt máy
bơm hoặc điều khiển biến tần. Độ chính xác của cảm biến siêu âm đo liên tục
phụ thuộc vào vị trí lắp đặt. Do đó, chúng ta cần biết rõ khoảng cách đo, các
thông số kỹ thuật cơ bản để đảm bảo độ chính xác nhất.

Sử dụng để đo ON/OFF

Năm học: 2021-2022

Trang 14



ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THƠNG

Hình 3.3:Sử dụng sóng siêu âm để phát hiện vật cản
Một ứng dụng khác của sensor siêu âm là đo ON/OFF hay còn được dùng để
phát hiện sản phẩm lỗi. Việc cảnh báo dây chuyền sản xuất hay hệ thống có
nguy cơ bị sự cố là rất quan trọng. Nó có thể giảm thiểu thiệt hại cho nhà máy
của bạn. Tất cả ngõ ra của cảm biến siêu âm loại này là dạng PNP hoặc NPN.
Chúng ta sử dụng để đóng ngắt relay hoặc thiết bị mong muốn.

III.Giới thiệu Esp8226
ESP8266 là một hệ thống trên chip (SoC), do công ty Espressif của Trung
Quốc sản xuất. Nó bao gồm bộ vi điều khiển Tensilica L106 32-bit (MCU) và
bộ thu phát Wi-Fi. Nó có 11 chân GPIO (Chân đầu vào / đầu ra đa dụng) và một
đầu vào analog, có nghĩa là bạn có thể lập trình nó giống như với Arduino hoặc
vi điều khiển khác. Bản thân chip ESP8266 có 17 chân GPIO, nhưng 6 trong số
các chân này (6-11) được sử dụng để giao tiếp với chip nhớ flash trên bo mạch.
Ngoài ra nó có kết nối Wi-Fi, vì vậy bạn có thể sử dụng nó để kết nối với mạng
Wi-Fi, kết nối Internet, lưu trữ máy chủ web với các trang web thực, để điện
thoại thông minh của bạn kết nối với nó, ... Không có gì lạ khi con chip này đã
trở thành thiết bị IoT phổ biến nhất hiện có.
1. Sơ đồ chân ESP8266
Chip ESP8266 12-E đi kèm với 17 chân GPIO. Không phải tất cả các chân
GPIO đều được sử dụng trong các bo ESP8266, một số GPIO không được
khuyến khích sử dụng và những GPIO khác có các chức năng rất cụ thể.
Trong phần này, bạn sẽ học cách sử dụng đúng các GPIO của ESP8266.
* Sơ đồ chân chip ESP8266 12-E

Hình bên dưới minh họa sơ đồ chân chip ESP8266 12-E. Sơ đồ này rất phù hợp
nếu bạn đang sử dụng chip trần ESP8266 trong các mạch của bạn.
Năm học: 2021-2022

Trang 15


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THÔNG

Hình 4.1: Sơ đồ chân chip esp8266 12-E
Hiện tại, có rất nhiều bo phát triển với chip ESP8266 khác nhau về số lượng
GPIO có thể sử dụng, kích thước, hệ số hình thức, v.v.
Các bo mạch ESP8266 được sử dụng rộng rãi nhất là ESP-01, ESP8266-12E
NodeMCU Kit và Wemos D1 Mini.
*Sơ đồ chân ESP8266-01
Nếu đang sử dụng bo mạch ESP8266-01, bạn có thể sử dụng sơ đồ GPIO sau
đây để tham khảo.

Hình 4.2: Sơ đồ chân ESP8266-01
*Bộ kit NodeMCU ESP8266 12-E
Sơ đồ sơ đồ chân bộ kit ESP8266 12-E NodeMCU được minh họa bên dưới.
Năm học: 2021-2022

Trang 16


ĐỒ ÁN 2


HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THƠNG

Hình 4.3
2. Các chân tớt nhất để sử dụng - ESP8266
Một điều quan trọng cần lưu ý về ESP8266 là số GPIO không khớp với nhãn
trên màn lụa của bo mạch. Ví dụ, D0 tương ứng với GPIO16 và D1 tương ứng
với GPIO5.
Bảng bên dưới cho thấy sự tương ứng giữa các nhãn trên màn lụa và số GPIO
cũng như những chân nào là tốt nhất để sử dụng trong mạch và những chân nào
cần phải thận trọng.
Các chân được đánh dấu màu xanh lá cây là sử dụng OK nhất. Các chân được
đánh dấu màu vàng có thể sử dụng được, nhưng bạn cần chú ý vì chúng có thể
có những vấn đề không mong muốn chủ yếu khi khởi động. Các chân được
đánh dấu màu đỏ không được khuyến khích sử dụng làm đầu vào hoặc đầu ra.

Nhãn

D0

Đầu
Ghi chú
ra
không
không hỗ trợ
MỨC CAO khi khởi động
GPIO16 gián
PWM
Sử dụng để đánh thức khi ngủ sâu
đoạn hoặc
I2C

GPIO

Năm học: 2021-2022

Đầu
vào

Trang 17


ĐỒ ÁN 2

D1
D2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THƠNG

GPIO5
GPIO4

OK
OK

D3

GPIO0

kéo
lên


OK

D4

GPIO2

Kéo
lên

OK

D5
D6
D7

GPIO14 OK
GPIO12 OK
GPIO13 OK
kéo
GPIO15 đến
GND

D8

OK
OK

OK
OK
OK

OK

kết nới với nút FLASH, khởi động không thành
công
nếu kéo MỨC THẤP
MỨC CAO khi khởi động
kết nối với đèn LED trên bo mạch, khởi động
không thành công nếu kéo MỨC THẤP
SPI (SCLK)
SPI (MISO)
SPI (MOSI)
SPI (CS)
Khởi động không thành công nếu kéo MỨC CAO

Chân
MỨC CAO khi khởi động
RX
MỨC CAO khi khởi động
OK
đầu ra gỡ lỗi khi khởi động, khởi động không thành
công nếu kéo MỨC THẤP

RX

GPIO3

OK

TX


GPIO1

Chân
TX

ADC0

Đầu
vào
X
analog

A0

thường được sử dụng như SCL (I2C)
thường được sử dụng như SDA (I2C)

Bảng 1.1
GPIO được kết nối với Chip Flash
GPIO6 đến GPIO11 thường được kết nối với chip flash trong bo mạch
ESP8266. Vì vậy, những chân này không được khuyến khích sử dụng.
Chân được sử dụng trong khi khởi động
ESP8266 có thể bị ngăn không cho khởi động nếu một số chân được kéo MỨC
THẤP hoặc MỨC CAO. Danh sách sau đây cho thấy trạng thái của các chân
khi khởi động:
GPIO16: chân ở mức cao khi khởi động
GPIO0: lỗi khởi động nếu kéo mức thấp

Năm học: 2021-2022


Trang 18


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THƠNG

GPIO2: chân ở mức cao khi khởi động, khơng khởi động được nếu kéo mức
thấp
GPIO15: lỗi khởi động nếu kéo mức cao
GPIO3: chân ở mức cao khi khởi động
GPIO1: chân ở mức cao khi khởi động, không khởi động được nếu kéo mức
thấp
GPIO10: chân ở mức cao khi khởi động
GPIO9: chân ở mức cao khi khởi động
Chân mức cao khi khởi động
Có một số chân xuất ra tín hiệu 3.3V khi ESP8266 khởi động. Điều này sẽ là
vấn đề cần phải quan tâm nếu bạn có relay hoặc thiết bị ngoại vi khác được kết
nối với các GPIO đó. Các GPIO sau xuất tín hiệu mức cao khi khởi động:
GPIO16
GPIO3
GPIO1
GPIO10
GPIO9
Ngoài ra, các GPIO khác, ngoại trừ GPIO5 và GPIO4, có thể xuất ra tín hiệu
điện áp thấp khi khởi động, có thể có vấn đề nếu chúng được kết nối với
transistor hoặc relay.
Đầu vào analog
ESP8266 chỉ hỗ trợ đọc analog trong một GPIO. GPIO đó được gọi là ADC0 và
nó thường được đánh dấu trên màn lụa là A0.

Điện áp đầu vào tối đa của chân ADC0 là 0 đến 1V nếu bạn đang sử dụng chip
trần ESP8266. Nếu bạn đang sử dụng bo phát triển như bộ ESP8266 12-E
NodeMCU, thì dải điện áp đầu vào là 0 đến 3,3V vì bo này có bộ chia điện áp
bên trong.
Đèn LED trên bo mạch
Hầu hết các bo phát triển ESP8266 đều có đèn LED tích hợp. Đèn LED này
thường được kết nối với GPIO2.
Đèn LED hoạt động với logic ngược. Gửi tín hiệu CAO để tắt và tín hiệu THẤP
để bật.
Năm học: 2021-2022

Trang 19


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THÔNG

Chân RST
Khi chân RST được kéo THẤP, ESP8266 sẽ reset. Thao tác này cũng giống như
nhấn nút reset trên bo mạch.
GPIO0
Khi GPIO0 được kéo THẤP, nó sẽ đặt ESP8266 vào chế độ bộ nạp khởi động.
Thao tác này cũng giống như nhấn nút FLASH / BOOT trên bo mạch.
GPIO16
GPIO16 có thể sử dụng để đánh thức ESP8266 khỏi chế độ ngủ sâu. Để đánh
thức ESP8266 khỏi chế độ ngủ sâu, GPIO16 phải được kết nối với chân RST.
I2C
ESP8266 không có chân I2C phần cứng, nhưng nó có thể được triển khai trong
phần mềm. Vì vậy, bạn có thể sử dụng bất kỳ GPIO nào làm I2C. Thông

thường, các GPIO sau được sử dụng làm chân I2C:
GPIO5: SCL
GPIO4: SDA
SPI
Các chân được sử dụng làm SPI trong ESP8266 là:
GPIO12: MISO
GPIO13: MOSI
GPIO14: SCLK
GPIO15: CS
Các chân PWM
ESP8266 cho phép phần mềm PWM ở tất cả các chân I / O: GPIO0 đến
GPIO16. Tín hiệu PWM trên ESP8266 có độ phân giải 10-bit.
Chân ngắt
ESP8266 hỗ trợ chân ngắt trong bất kỳ GPIO nào, ngoại trừ GPIO16.
3. SMTP là gì? Nguyên lý hoạt động.

Năm học: 2021-2022

Trang 20


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THÔNG

*SMTP là 3 chữ cái đầu viết tắt của Simple Mail Transfer Protocol
dịch ra có nghĩa là một giao thức truyền tải thư tín đơn giản hóa, là
một tiêu chuẩn để truyền tải dữ liệu trên môi trường internet.
Và giao thức này thực hiện nhiệm vụ chính là gửi mail còn việc nhận
mail hay truy xuất dữ liệu mail server sẽ có giao thức IMAP hay POP3

đảm nhiệm.
SMTP Server (server dùng để gửi mail) là một dịch vụ cho phép người
dùng gửi email với số lượng lớn, tốc độ nhanh mà khơng bị giới hạn
như các hịm mail miễn phí của Gmail hoặc mail đi kèm hosting.
Hiểu một cách khác SMTP Server là một máy chủ giúp các bạn hoàn
thành thao tác gởi và nhận thư một cách dễ dàng.
Các bạn có thể hồn tồn n tâm về mức độ an toàn và bảo mật
giao thức SMTP sẽ gởi mail thơng quan TCP hoặc IP. Ngồi SMTP, các
giao thức ESMTP và X.400 hiện nay cũng đã được sử dụng khá rộng
rãi.
Sử dụng giao thức SMTP trong Gmail sẽ giúp bạn tiết kiệm thời gian
góp phần nâng cao hiệu xuất làm việc. Giao thức này giúp bạn gửi
một số lượng lớn thư trong một thời gian ngắn, tiết kiệm hơn rất
nhiều so với việc gửi thư thủ công trước đây.

*Nguyên lí hoạt động:
Đầu tiên một thông điệp sẽ được gởi đến một SMTP Server .
SMTP server sẽ trao đổi, liên lạc với một DNS server dựa vào tên
miền của địa chỉ Email nhận.
SMTP server tìm kiếm và trả kết quả về Host name của SMTP server.
Thông tin sẽ được SMTP server đầu tiên trao đổi với SMTP server đích
qua cổng 25 của TCP/IP.
Khi tên người dùng của địa chỉ email người nhận trùng khớp với một
trong những tài khoản người dùng được phép trong máy chủ.
Sau đó thơng báo email gốc cuối cùng sẽ đưa đến máy chủ này, rồi
chờ người nhận lấy thông báo thông qua một trong những dịch
vụ gửi nhận mail như mail server Outlook chẳng hạn.
Trong trường hợp SMTP Server đầu tiên không thể liên lạc và trao đổi
thơng tin trực tiếp với máy chủ đích, thì giao thức SMTP có cung cấp
các cơ chế để chuyển các thông báo thông qua một hay nhiều SMTP

Server chuyển tiếp trung gian.
Năm học: 2021-2022

Trang 21


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THƠNG

Một máy chủ trung gian sẽ nhận thơng báo gốc và sau đó sẽ gửi nó
tới máy chủ đích hoặc cũng có thể gửi nó một lần nữa tới một máy
chủ trung gian khác.
Quá trình này sẽ được thao tác nhiều lần cho đến khi thông báo được
chuyển đi hoặc thời gian lưu giữ thông báo hết hạn.
Giao thức SMTP sẽ cung cấp các cơ chế để chuyển thông báo qua 1
hoặc nhiều SMTP server trung gian nếu SMTP server ban đầu không
thể liên lạc và trao đổi thông tin trực tiếp với server đích.
Server trung gian nhận và gửi thơng báo đến server đích.

Năm học: 2021-2022

Trang 22


ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG QUAN SÁT MỨC NƯỚC QUA MẠNG VIỄN THÔNG

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO


I. Thiết kế mạch
1 .Sơ đồ khối

Cảm biến

Esp8226

Nguồn

3.1.1 cảm biến
Cảm biến siêu âm SR04 sử dụng nguyên lý phản xạ sóng siêu âm. Cảm
biến gồm 2 module.1 module phát ra sóng siêu âm và 1 module thu sóng siêu
âm phản xạ về. Đầu tiên cảm biến sẽ phát ra 1 sóng siêu âm với tần số 40khz.
Nếu có chướng ngại vật trên đường đi, sóng siêu âm sẽ phản xạ lại và tác động
lên module nhận sóng. Bằng cách đo thời gian từ lúc phát đến lúc nhận sóng ta
sẽ tính được khoảng cách từ cảm biến đến chướng ngại vật.
Khoảng cách = (thời gian * vận tốc âm thanh (340 m/s) / 2
1.2. Esp8226
Node MCU là một IoT platform mã nguồn mở được phát triển dựa trên chip
WIFI ESP8266EX bên trong module ESP8266 v12. Trên board có tích hợp IC
CP2102 giúp việc upload chương trình một cách dễ dàng.
1.3. Nguồn

Năm học: 2021-2022

Trang 23