Tải bản đầy đủ

Nội dung GT chương trình giảng dạy iot

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO HỆ THỐNG IoT
I – Giới thiệu
Theo Wikipedia định nghĩa: Mạng lưới vạn vật kết nối Internet (Internet vạn vật) hoặc là
Mạng lưới thiết bị kết nối Internet viết tắt là IoT (tiếng Anh: Internet of Things) là một kịch bản
của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất
cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến
sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính. IoT đã phát triển từ sự hội
tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử MEMS (Micro Electro-Mechanical
Systems) và Internet. Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với
Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó.
Một vật trong IoT có thể là một người với một trái tim cấy ghép; một động vật ở trang
trại với bộ chip sinh học; một chiếc xe với bộ cảm biến tích hợp cảnh báo tài xế khi bánh xe xẹp
hoặc bất kỳ vật thể tự nhiên hay nhân tạo nào mà có thể gán được một địa chỉ IP và cung cấp khả
năng truyền dữ liệu thông qua mạng lưới. Cho đến nay, IoT là những liên kết máy - đến - máy
(Machine to Machine - M2M) trong ngành sản xuất, công nghiệp năng lượng, kỹ nghệ xăng dầu.
Khả năng sản phẩm được tích hợp máy - đến - máy thường được xem như là thông minh.
Một ứng dụng của IoT mà hiện nay chúng ta hay nghe đó là “Thành phố thông minh
(smart cities)” với các ngôi nhà thông minh (smart home), trong đó tất cả các thiết bị như điều
hòa, hệ thống đèn LED, hệ thống giám sát sức khỏe, khóa thông minh và hệ thống các cảm biến
như nhận dạng chuyển động, cảnh báo khí CO2, khí gas, hệ thống báo cháy tự động,...đều được
kết nối thông minh. Theo các thống kê thì năm 2017, trên toàn thế giới có khoảng 8.4 tỷ các thiết

bị kết nối Internet (theo nguồn Gartner).
Một ứng dụng trong ngành giao thông của IoT là ô-tô thông minh và kết quả cuối cùng là
ô-tô tự hành (xe tự lái). Khi đó các nhà sản xuất ô-tô sẽ phải liên kết với các nhà cung cấp mạng
hay các công ty công nghệ để có thể truyền thông tin giữa các ô-tô với nhau (vehicle-to-vehicle
(V2V) communication) để quản lý giao thông, vận hành các ứng dụng an toàn; và truyền thông
tin giữa ô-tô với các hạ tầng giao thông (vehicle-to-infrastructure (V2I or V2X) communication)
như hệ thống tự dẫn lắp trên đường, bản đồ định vị tọa độ, thu phí tự động,…
Kiến trúc hệ thống IoT được mô tả một theo kiến trúc 3 lớp như sau:

Trang 1/26


Ngoài ra, chúng ta có thể thấy kiến trúc của một hệ thống IoT- là một kiến trúc nhiều liên
kết bao gồm các bộ ghép nối giao tiếp Gateway, đóng vai trò như điểm trung chuyển giữa “vạn
vật” và hệ thống lưu trữ đám mây (phân tích và xử lý dữ liệu thông minh):

“Vạn vật” kết nối với các Gateway thông qua lớp kết nối, trước đây chủ yếu là các kết
nối có dây như USB, cáp quang, cáp đồng, nhưng xu hướng hiện nay là các công nghệ kết nối
không dây hay còn gọi là vô tuyến như NFC (trong thanh toán di động), kết nối vệ tinh, và các
kết nối Bluetooth®, Wireless LAN (WLAN), ZigBee, thông tin di động 3G, 4G,...

Trang 2/26


Đào tạo Nguồn nhân lực cho IoT
Internet of Things (IoT) là một thành phần quan trọng của xu hướng công nghệ tiếp theo
hay còn gọi là cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 (công nghiệp 4.0), nó sẽ làm thay đổi cách
sống và làm việc của chúng ta và được dự đoán sẽ tác động tới hầu hết mọi ứng dụng từ dân sinh
đến sản xuất. Các công nghệ lõi của IoT là truyền thông không dây (wireless communications),
phát triển cảm biến, và những tiến bộ vượt bậc của các công nghệ này sẽ dẫn đến những thách
thức mà chúng ta chưa từng gặp phải. Những thách thức đó là các chuẩn giao tiếp mới, tích hợp
cảm biến ngày càng nhiều, quản lý hiệu quả tiêu thụ điện năng. Điều này đem đến các áp lực lớn
cho việc thiết kế thiết bị IoT và chu trình đánh giá chất lượng và hiệu năng các thiết bị đó, yêu
cầu các kỹ sư thiết kế cần phải cải tiến không ngừng để nhanh chóng nghiên cứu, phát triển và
triển khai các sản phẩm IoT ra ngoài thị trường.
Các thế hệ kỹ sư mới sẽ đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong việc phát triển công
nghệ IoT và việc các sinh viên mới tốt nghiệp được đào tạo các chương trình sẵn sàng giải quyết
các thách thức về thiết kế điện tử, đo lường và kiểm tra trong công nghiệp là một nhu cầu thiết
yếu. Để đạt được mục tiêu này, các trường đại học không chỉ đào tạo cho sinh viên những kiến
thức cơ bản về thiết kế và đo kiểm hệ thống IoT mà còn phải cung cấp cho sinh viên những hiểu


biết về toàn bộ hệ sinh thái công nghệ IoT và các kinh nghiệm trong các ứng dụng thực tế.
Với hơn 75 năm dẫn đầu trong lĩnh vực đo lường và kiểm tra, Keysight Technologies sẵn
sàng đồng hành các trường Đại học để đào tạo các thế hệ chuyên gia tiếp theo về IoT. Các khóa
học ứng dụng IoT tập trung vào giảng dạy các thiết kế thực tế, nền tảng hệ thống và kỹ thuật đo
kiểm IoT, mang lại cho các sinh viên cơ hội được tiếp xúc với các thiết bị đo kiểm theo tiêu
chuẩn công nghiệp được thực hiện ngay trong phòng thí nghiệm. Những thiết bị này cũng chính
là các thiết bị mà các sinh viên sẽ trực tiếp sử dụng trong công việc sau này.
Đào tạo hệ thống IoT bao gồm 4 phần:
1. Nền tảng cơ bản IoT – Sau khi hoàn thành phần này của khóa học, sinh viên sẽ có
cái nhìn tổng quát nhất về cấu trúc, kỹ thuật và hệ sinh thái công nghệ IoT.
2. Thiết kế hệ thống IoT – Giới thiệu kỹ thuật thiết kế hệ thống IoT, hệ thống nhúng và
tập trung vào các ví dụ IoT cụ thể. Sinh viên có thể thiết kế và phát triển các hệ
thống IoT như IoT gateway và mạng lưới cảm biến.
3. Truyền thông không dây IoT – Cho phép sinh viên phát triển các ứng dụng IoT
điển hình với nhiều chuẩn kết nối không dây. Sinh viên có thể thực hiện việc kiểm tra
thiết kế và đo kiểm nhanh cho các ứng dụng IoT này.
4. Cảm biến IoT và quản lý công suất tiêu thụ – Phần này hướng đẫn cho sinh viên
làm thế nào để xác định được công suất tiêu thụ của thiết bị IoT trên bo mạch điều
khiển, cảm biến và mô đun không dây. Sinh viên sẽ nắm được nguyên tắc quản lý
công suất tiêu thụ và mô tả được đặc tính các thiết bị vi cơ điện tử MEMS (Micro
Electro-Mechanical Systems)
Mỗi phần của khóa học này đều bao gồm bộ kit đào tạo chuyên dụng và tài liệu giảng
dạy. Bộ kit đào tạo bao gồm một kit phát triển, thiết bị cảm biến IoT, kit XBee ZigBee, các bài
thực hành trong phòng Lab và các bài tập dựa trên các vấn đề thực tế. Sinh viên cũng có thể sử
dụng bộ kit này để phát triển các thiết kế của mình sau khi hoàn thành khóa học.

Trang 3/26


II – Phần 1: Nền tảng cơ bản IoT
Tổng quan về khóa học
Khóa học nền tảng cơ bản IoT - U3801/02A là một gói
đào tạo tập trung vào nền tảng cơ bản IoT. Sinh viên sẽ
hiểu cấu trúc, kỹ thuật và hệ sinh thái công nghệ IoT.
Khóa học này được xây dựng như một nguồn tài liệu cho
các giảng viên, bao gồm các tài liệu hướng dẫn giảng dạy
và kit đào tạo.
- Áp dụng cho các môn học: Hệ thống IoT, Nền
tảng IoT
- Đối tượng sinh viên: Sinh viên năm 3 đến năm
cuối
- Điều kiện: Phải có nền tảng lập trình cơ bản

Tài liệu giảng dạy
Kit đào tạo
Tài liệu Microsoft
Kit phát triển IoT
PowerPoint có thể
chỉnh sửa được
Bao gồm 36+ giờ Thiết bị cảm biến IoT
học
Kit XBee ZigBee
Tài liệu hướng dẫn thực hành và
các câu hỏi mẫu
Bài tập dựa trên các vấn đề thực
tế
Bao gồm 18+ giờ giảng dạy

Kết quả của khóa học:
Sau khi hoàn thành khóa học này,
sinh viên sẽ:
- Nắm được khái niệm về IoT, các
khối được tích hợp, các ứng dụng
và hệ thống liên quan đến IoT
- Hiểu rõ được kiến trúc, các
chuẩn và giao thức kết nối của
IoT
- Hiểu được sơ đồ hệ thống phần
cứng và phần mềm được phát
triển trên IoT từ các cảm biến đến
thiết bị di dộng.
- Hoàn toàn có thể thiết lập các
mô đun phần mềm liên quan, và
kết nối từ một nút IoT, đến
gateway, cloud hoặc người dùng
cuối cùng.
- Có cái nhìn sâu sắc về các thiết
kế ở lớp cao, chứng minh các khái
niệm của ứng dụng IoT với trọng
tâm là ứng dụng của người dùng.

Các đặc điểm và chức năng của khóa học:
-

-

-

-

-

Khóa học nền tảng cơ bản IoT được thiết kế cho toàn bộ một học kỳ giảng dạy, cùng
với các tài liệu giảng dạy và bộ kit đào tạo. Các giáo viên có thể sử dụng giải pháp này
để đẩy nhanh quá trình biên soạn một khóa học IoT mới.
Khóa học này tích hợp các kinh nghiệm thực tế trong ngành công nghiệp và các ứng
dụng thiết kế và đo kiểm hiện nay của IoT, cho phép sinh viên tiếp cận với kỹ thuật
thiết kế và đo kiểm thực tế trong công nghiệp.
Kit phát triển IoT dựa trên bo mạch cầm tay với giao diện mẫu của Arduino UNO và
bổ sung trên model của ZigBee. Rất nhiều cảm biến ngoài được kết nối trên bo mạch,
cho phép sinh viên hoàn toàn có thể thực hiện các ứng dụng khác nhau của IoT.
Kit phát triển cho phép sinh viên tiếp cận với mạng không dây nội bộ WLAN,
Bluetooth công suất thấp (LE) và kết nối không dây ZigBee. Ngoài ra, bộ kit phát triển
này được thiết kế cho phép mở rộng kết nối với các cảm biến và kết nối không dây
khác.
Kit phát triển cho phép kiểm tra các điểm đo khác nhau để khắc phục sửa lỗi và tính

Trang 4/26


-

toán được công suất tiêu thụ dòng trên các bo mạch con và cảm biến.
Khối phần cứng được xây dựng trong bo mạch dễ dàng nhìn thấy bằng mắt thường trên
bo mạch phát triển.
Kit phát triển được trang bị một mô đun tính toán Intel Edison cho phép hoạt động trên
Yocto Linux và tương thích với Intel System Studio IoT Edition – là một môi trường
phát triển tích hợp dựa trên Eclipse (IDE), cho phép sinh viên biên dịch với file C/C++
hoặc chạy các lệnh Python.

NỘI DUNG KHÓA HỌC
Tài liệu giảng dạy
Tài liệu giảng dạy mà Keysight cung cấp cho các giảng viên hoàn toàn có thể hiệu chỉnh được,
cho phép các giảng viên có thể chỉnh sửa theo các mục tiêugiảng dạy. Tài liệu này có thời lượng
36 giờ giảng dạy cho một học kỳ, bao gồm các bài học sau:
Các thành phần cơ bản của Giới thiệu tới sinh viên các thành phần cơ bản của một hệ thống
IoT
nhúng IoT, nền tảng phần cứng (ví dụ như gateway hoặc nút
cảm biến), các khối trong IoT (cảm biến, kết nối hoặc dữ liệu),
các ứng dụng của IoT và hệ sinh thái công nghệ.
Phần cứng cho IoT
Giới thiệu các loại phần cứng khác nhau được sử dụng trong nút
cảm biến IoT, ví dụ như cảm biến, các linh kiện, chip và bo
mạch.
Phần mềm của IoT
Giới thiệu các ngôn ngữ lập trình đa dạng (Python, Java, C) có
thể sử dụng trong hệ thống nhúng IoT, đám mây và các ứng
dụng của người dùng cuối cùng.
Giao thức kết nối IoT
Giới thiệu các giao thức kết nối có dây và không dây (ví dụ như
SPI, I2C, Bluetooth LE, WLAN 802.11, Z-wave, 6LoWPAN,
NFC,…) cũng như các tiêu chuẩn mới xuất hiện (như MQTT)
được sử dụng trong việc triển khai các hệ thống nhúng IoT.
Các ứng dụng thiết kế IoT Giới thiệu khái niệm giao diện lập trình ứng dụng cho điện toán
cần thiết
đám mây, thiết bị cầm tay (chẳng hạn như REST hoặc JSON)
nhằm tương thích giữa các giải pháp IoT. Chủ đề này bao gồm
quản lý bảo mật và nhận diện.
Phân tích từ IoT đến dữ Giới thiệu phân tích dữ liệu cơ bản và hiển thị bằng cách sử
liệu
dụng kỹ thuật điện toán đám mây.
Các trường hợp nghiên Các ứng dụng nhà thông minh (smart home), các ứng dụng tự
cứu
động trong thương mại/công nghiệp.

Trang 5/26


Kit đào tạo
Kit phát triển IoT
Phần cứng của Kit này là bộ công cụ phát triển hệ thống nhúng có thể
tùy chỉnh được cấu hình như một thiết bị gateway hoặc cảm biến. Nó
kết hợp với một mô đun máy tính Intel Edison được thiết kế cho thị
trường thương mại, các doanh nghiệp hay các ứng dụng IoT trong
công nghiệp. Hệ thống này chạy trên Yocto Linux với khả năng hỗ trợ
phát triển các phần mềm mã nguồn mở tương thích với Eclipse (C,
C++, Python). Các mô hình mẫu của dự án cũng được phát triển sẵn
để tăng cường quá trình nghiên cứu và cho phép mở rộng các ứng
dụng tiềm năng.
Tất cả các khóa học ứng dụng IoT sử dụng cùng một bộ kit phát triển.
Bộ kit phát triển có các đặc điểm như sau:
- Môi trường phát triển phần mềm mã nguồn mở.
- CPU lõi kép và bộ vi điều khiển lõi đơn hiệu suất cao hỗ trợ thu thập
dữ liệu phức tạp với mức tiêu thụ công suất thấp.
- Tích hợp kết nối không dây WLAN 802.11, Bluetooth LE, ZigBee
- 1GB DRR và bộ nhớ flash 4GB, đơn giản hóa cấu hình và tăng
cường khả năng mở rộng.
- Hỗ trợ giao diện của Arduino UNO và Xbee.
- Đầu kết nối chuẩn UARTs, I2C, SPI, 40 GPIB, thẻ SD, LCD.
- Micro USB (UART), micro USB OTG.
- Nguồn cấp linh động: AC hoặc USB host.
- Nhiều điểm đo kiểm tra.
- Kết nối cảm biến cho cả tín hiệu cảm biến số và tương tự.
Thiết bị cảm biến IoT
Bộ kit TI SensorTag bao gồm 10 cảm biến công suất thấp: cảm biến
ánh sáng, cảm biến âm thanh, cảm biến từ trường, cảm biến độ ẩm,
cảm biến áp suất, gia tốc kế, con quay, máy đo từ trường, đo nhiệt độ
của đối tượng, cảm biến nhiệt môi trường.
Kit XBee ZigBee
Kit XBee ZigBee là một nền tảng nhỏ gọn cung cấp chuẩn giao tiếp
nối tiếp UART tới mô đun XBee ZigBee. Giao diện logic 5V TTL
cung cấp giao tiếp đơn giản cho hệ điều hành phát triển nhúng không
dây.

Trang 6/26


Các phụ kiện đi kèm
Các phụ kiện phần cứng đi kèm bộ kit bao gồm:
Phụ kiện
Cáp Micro USB, 1m
Cáp Mini USB, 1.2m
Kit TI SensorTag
Kit XBee ZigBee
Cảm biển nhiệt độ tương tự
Cảm biến nhiệt độ số
Rơle dẫn động
Thẻ Micro SD

Số lượng
2
1
1
1
1
1
1
1

Tài liệu hướng dẫn
Khóa học Nền tảng ứng dụng IoT bao gồm 6 tài liệu hướng dẫn có thể hiệu chỉnh được. Mỗi tài
liệu yêu cầu 2-3 giờ giảng dạy. Các câu hỏi mới nhất về IoT cũng được cung cấp trong các tài
liệu này.
Chủ đề của tài liệu hướng dẫn
1. Tổng quan hệ thống IoT – Thực hiện thiết lập hệ thống, kết nối giữa máy chủ và máy
đích, chạy kiểm tra một ứng dụng đã được thiết kế sẵn bằng cách sử dụng ứng dụng
mẫu để minh họa, và xây dựng một ứng dụng IoT đơn giản để đọc dữ liệu từ cảm biến
và hiển thị kết quả lên màn hình.
2. Hiểu rõ các giao thức kết nối LAN/PAN và nắm bắt được mục đích của IoT gateway –
Sử dụng các giao thức kết nối khác nhau để kết nối đối tượng tới thiết bị cảm biến.
3. Nghiên cứu các dịch vụ đám mây dựa trên web cho IoT – Khám phá các dịch vụ web
tiềm năng được cung cấp bởi Google và XAMPP, tìm hiểu cách gọi tên và sử dụng các
dịch vụ đám mây này.
4. Khám phá giao thức bản tin MQTT dành cho IoT – Sử dụng các giao thức kết nối khác
nhau để kết nối thiết bị cảm biến lên đám mây, thiết lập và kiểm tra đường tải xuống
của IoT ví dụ như kỹ thuật MQTT với thiết bị di động.
5. Nghiên cứu phương pháp phân tích và hiển thị dữ liệu – Hiệu chỉnh các ứng dụng
người dùng đã có sẵn trên đám mây bằng cáchsử dụng ngôn ngữ lập trình được hỗ trợ
với cách thức phân tích dữ liệu khác nhau.
6. Ứng dụng của IoT trên đám mây – Dựa trên các ứng dụng nhà thông minh, triển khai
các nút IoT trên đám mây và hiển thị kết quả trên thiết bị của người dùng.

Trang 7/26


Hình 1. Thiết lập điển hình

Các bài tập dựa trên các vấn đề phát sinh trong thực tế
Các bài tập này cho phép sinh viên nâng cao kỹ năng giải quyết vấn đề gặp phải trong thực tế
Nhà thông minh

Xây dựng bộ điều khiển thông minh bằng cách sử dụng các
cảm biến có sẵn và các bộ truyền động để điều khiển các thiết
bị điện.
Tự động hóa trong công Phát triển ứng dụng tự động hóa nhà máy dựa trên hệ thống
nghiệp 4.0
cảm biến ví dụ giám sát độ rung và giám sát nhiệt.

Các tham số kỹ thuật của bộ kit phát triển IoT
Kit phát triển IoT
Kích thước
Mô đun máy tính

RAM và bộ nhớ flash
Truyền thông không dây
Tham số chung cho bộ kit
Nguồn cấp
Bảo hành

20(rộng) x 8.5(dài) x 5 (cao) cm
Intel Edison (lõi kép, Intel Atom CPU đa
luồng tại 500MHz và bộ điều khiển Intel
Quark 32 bits tại 100MHz).
Bộ nhớ 1GB LPDDR3 PoP và 4GB eMMC
WLAN 802.11 a/b/g/n, Bluetooth LE (ver
4.0) và kết nối không dây ZigBee.
6 tới 12V AC (adapter 2mm DC jack)
USB port
1 năm
3 tháng (đối với phụ kiện)

Yêu cầu hệ thống và cài đặt
Máy tính hoạt động
Giao tiếp
Trang 8/26

Windows 8 hoặc 10 (64-bit)
USB (3 cổng)


Nội dung của khóa học
Dưới đây là một số trang trong tài liệu giảng dạy của khóa học ứng dụng IoT. Tài liệu giảng dạy
mẫu và tài liệu hướng dẫn thực hành có sẵn trên trang web: www.keysight.com/find/TechIoT

Hình 2. Tài liệu giảng dạy mẫu – Chương 5, Các thành phần cơ bản trong thiết kế ứng dụng IoT

Hình 3. Tài liệu hướng dẫn thực hành mẫu – Lab 6, Ứng dụng IoT trên điện toán đám mây.

Video tổng quan và các video hướng dẫn trực tuyến
Danh sách các video tổng quan có trên kênh youtube: https://www.keysight.com/find/educationvideos. Truy cập link trên để tìm hiểu chi tiết về khóa học IoT và làm thế nào để áp dụng bộ kit
phát triển cho công việc giảng dạy.

Thông tin đặt hàng
Model No
Khóa học Nền tảng ứng dụng IoT
U3801A
U3802A
Trang 9/26

Mô tả
Khóa học Nền tảng ứng dụng IoT và bộ kit
đào tạo
Khóa học Nền tảng ứng dụng IoT, bao gồm
bộ kit đào tạo và tài liệu giảng dạy


III - Phần 2: Thiết kế hệ thống IoT
Tổng quan về khóa học:
Khóa học ứng dụng thiết kế hệ thống IoT - U3803/04A là một gói
đào tạo cho môn học IoT, với mục đích nhằm cung cấp cho sinh
viên khả năng phát triển và lập trình nhúng hệ thống với các tính
năng IoT. Khóa học này được thiết kế như một nguồn tài liệu cho
các giảng viên, bao gồm các tài liệu hướng dẫn giảng dạy và kit đào
tạo.
- Áp dụng cho các môn học: Hệ thống IoT, Các hệ thống nhúng
- Đối tượng sinh viên: Sinh viên năm 3 đến năm cuối
- Điều kiện: Phải có nền tảng lập trình cơ bản

Tài liệu giảng dạy
Tài liệu Microsoft
PowerPoint có thể
chỉnh sửa được
Bao gồm 36+ giờ học

Kit đào tạo
Kit phát triển IoT

Thiết bị cảm biến IoT
Kit XBee ZigBee
Tài liệu hướng dẫn thực hành
(Microsoft Word) và các câu hỏi
mẫu
Bài tập dựa trên các vấn đề thực tế
Bao gồm 18+ giờ giảng dạy

Kết quả của khóa học
Sau khi hoàn thành khóa học
này, sinh viên sẽ:
- Thiết kế được một cổng IoT
nhúng và các thiết bị IoT
- Cấu hình hệ thống đầu cuối
IoT từ thiết bị IoT đến điện
toán đám mây.
- Tạo ra các hoạt động cho các
thiết bị I/Okhác nhau.
- Thiết lập kết nối mạng nội bộ
không dây (WLAN) 802.11,
Bluetooth LE và ZigBee.
- Áp dụng các công cụ phần
mềm tiêu chuẩn công nghiệp
trong phát triển IoT.
- Đánh giá tín hiệu I/O và khắc
phục sửa lỗi trong hệ thống IoT
bằng cách sử dụng thiết bị
kiểm tra và đo lường công
nghiệp.

Các đặc điểm và chức năng của khóa học:
-

-

-

-

-

Khóa học thiết kế hệ thống IoT được thiết kế cho toàn bộ một học kỳ giảng dạy, cùng với các
tài liệu giảng dạy và bộ kit đào tạo. Các giáo viên có thể sử dụng giải pháp này để đẩy nhanh
quá trình biên soạn một khóa học IoT mới.
Khóa học này tích hợp các kinh nghiệm thực tế trong ngành công nghiệp và các ứng dụng thiết
kế và đo kiểm hiện nay của IoT, cho phép sinh viên tiếp cận với kỹ thuật thiết kế và đo kiểm
thực tế trong công nghiệp.
Tài liệu của khóa học sẽ được cập nhập miễn phí hàng năm trong vòng 3 năm. Điều này cho
phép các giảng viên và sinh viên theo kịp xu hướng IoT và công nghệ thay đổi nhanh chóng
trong một vài năm tới.
Kit phát triển IoT dựa trên bo mạch chính với giao diện mẫu của Arduino UNO và bổ sung
thêm mô đun ZigBee. Rất nhiều các cảm biến ngoài được kết nối trên bo mạch, cho phép sinh
viên hoàn toàn có thể thực hiện các ứng dụng khác nhau của IoT.
Kit phát triển cho phép sinh viên tiếp cận với mạng không dây nội bộ WLAN 802.11,
Bluetooth công suất thấp (LE) và kết nối không dây ZigBee. Do bộ kit được thiết kế dạng mô
đun nên cho phép mở rộng kết nối với các cảm biến và kết nối không dây khác.

Trang 10/26


-

Kit phát triển cho phép kiểm tra các điểm đo khác nhau để khắc phục sửa lỗi và tính toán được
công suất tiêu thụ dòng trên các bo mạch con và cảm biến.
Khối phần cứng được xây dựng trong bo mạch dễ dàng nhìn thấy bằng mắt thường trên bo
mạch phát triển.
Kit phát triển được trang bị một mô đun máy tính Intel Edison hoạt động trên Yocto Linux và
tương thích với Intel System Studio IoT Edition – là một môi trường phát triển tích hợp dựa
trên Eclipse (IDE), cho phép sinh viên biên dịch với file C/C++ hoặc chạy các lệnh Python.

NỘI DUNG KHÓA HỌC:
Tài liệu giảng dạy
Tài liệu giảng dạy mà Keysight cung cấp cho các giảng viên hoàn toàn có thể hiệu chỉnh được,
cho phép người biên soạn có thể chỉnh sửa theo các mục tiêu giảng dạy. Tài liệu này có thời
lượng 36 giờ giảng dạy cho một học kỳ, bao gồm các bài học sau:
Các thành phần cơ bản của Giới thiệu tới sinh viên các thành phần cơ bản của một hệ thống
IoT
nhúng IoT, nền tảng phần cứng (ví dụ như gateway hoặc nút cảm
biến), các khối cơ bản của IoT (cảm biến, kết nối hoặc dữ liệu), các
ứng dụng của IoT và hệ sinh thái công nghệ.
Các công nghệ cần chocác Giới thiệu hệ thống nhúng công suất thấp, các CPU trên nền tảng
hệ thống IoT
Intel Atom hoặc ARM, HDD và SDD, quá trình khởi động, BIOS,
bộ xử lý GPU, các thách thức liên quan đến thiết kế hệ thống IoT.
Nền tảng cơ bản hệ thống Giới thiệu hệ thống nhúng cho IoT, bao gồm ngôn ngữ và mô hình
nhúng IoT
lập trình, kiến trúc lập trình, hệ điều hành nhúng và RTOS.
Kết nối IoT
Giới thiệu các kỹ thuật kết nối không dây và có dây được sử dụng
để triển khai cho hệ thống IoT.
Thiết kế các ứng dụng IoT Giới thiệu chuỗi công cụ gì, làm thế nào để biên dịch và kiểm tra
sử dụng hệ thống nhúng
chương trình Linux, giao tiếp giữa các chương trình, thao tác trên
chương trình.
Giới thiệu về điện toán Giới thiệu mạng lưới Internet, điện toán đám mây và các dịch vụ
đám mây
web, quản lý nhận diện và bảo mật.
Các trường hợp nghiên Các ứng dụng ô tô thông minh và các ứng dụng phòng chống thiên
cứu
tai.
Kit đào tạo
Các phụ kiện đi kèm
Các phụ kiện phần cứng đi kèm bộ kit bao gồm:
Phụ kiện
Cáp Micro USB, 1m
Cáp Mini USB, 1.2m
Kit TI SensorTag
Kit XBee ZigBee
Cảm biển nhiệt độ tương tự
Cảm biến nhiệt độ số
Rơle dẫn động
Thẻ Micro SD
Trang 11/26

Số lượng
2
1
1
1
1
1
1
1


Tài liệu hướng dẫn thực hành:
Khóa học Thiết kế hệ thống IoT bao gồm 7 tài liệu hướng dẫn thực hành có thể hiệu chỉnh được.
Mỗi tài liệu yêu cầu 2-3 giờ học. Các câu hỏi mới nhất cũng được cung cấp trong tài liệu này.
Thiết bị bổ trợ yêu cầu cho khóa học này là một đồng hồ vạn năng DMM và một máy hiện sóng
có tính năng phát dạng sóng.
Chủ đề của tài liệu hướng dẫn
Yêu cầu thiết bị bổ trợ
1. Giới thiệu bộ kit phát triển IoT – Sử dụng kit phát triển IoT để
Không
thực hiện thiết lập hệ thống, kết nối máy chủ với mục tiêu và kiểm
tra chạy một chương trình đơn giản sử dụng Eclipse C/C++ IDE.
2. Giới thiệu Các ngoại vi của bộ kit phát triển IoT – Nghiên cứu
Không
các chức năng đa dạng của bộ kit phát triển IoT, phát triển các
chương trình để giao tiếp phím bấm, LCD, bộ nhớ ngoài, UART và
GPIO.
3. Kết nối tới các thiết bị IoT – Thiết lập bộ kit phát triển để kết nối
Không
với các cảm biến và cơ cấu chuyển động mở rộng, nghiên cứu để
kết nối gateway tới các cảm biến và hiển thị kết quả trên LCD.
4. Giao thức truyền thông tin số cho IoT – Viết các ứng dụng để sử
Có, sử dụng
dụng I2C và SPI để truyền thông tin và cấu hình các cảm biến số
máy hiện sóng
với giao tiếp I2C và SPI.
5. Mạng lưới cảm biến không dây cho IoT – Sử dụng kết nối không
Có, sử dụng
dây thông qua Bluetooth LE, ZigBee bằng cách phát triển các thiết
DMM
bị nút IoT.
6. Nghiên cứu giao thức bản tin đám mây – Nghiên cứu cách gọi và
Không
sử dụng các dịch vụ đám mây, sử dụng giao thức HTTP và MQTT
để kết nối tới đám mây, thiết lập và kiểm tra sử dụng các thiết bị di
động.
7. Hoạt động của IoT trên đám mây – Triển khai các nút cảm biến
Không
IoT trên đám mây và hiển thị kết quả trên giao diện người dùng, ví
dụ như thiết bị đeo tay để theo dõi hoạt động.

Trang 12/26


Hình 1. Thiết lập điển hình

Các bài tập dựa trên các vấn đề phát sinh trong thực tế:
Các bài tập này cho phép sinh viên nâng cao kỹ năng giải quyết vấn đề gặp phải trong thực tế
Đèn đường
minh

thông Phát triển hệ thống đèn đường thông minh bằng cách sử dụng các
cảm biến có sẵn và cơ cấu truyền động. Đèn đường thông minh có thể
được điều khiển thông qua một mạng dựa trên cường độ ánh sáng của
môi trường xung quanh.
Ô tô thông minh
Phát triển các bộ theo dõi cho ô tô bằng cách sử dụng cảm biến có sẵn
và xuất kết quả ra thẻ SD, người lái xe có thể theo dõi hiệu suất và độ
an toàn của ô tô thông qua một điện thoại thông minh .

Các tham số kỹ thuật của bộ kit phát triển IoT:
Kit phát triển IoT
Kích thước
Mô đun máy tính

RAM và bộ nhớ flash
Truyền thông không dây
Tham số chung cho bộ kit
Nguồn cấp
Bảo hành

20(dài) x 8.5(rộng) x 5 (cao) cm
Intel Edison (CPU Intel Atom CPU lõi kép,
đa luồng tại 500 MHz và bộ điều khiển Intel
Quark 32 bits tại 100 MHz)
Bộ nhớ 1GB LPDDR3 PoP và 4GB eMMC
WLAN 802.11 a/b/g/n, Bluetooth LE (ver
4.0) và kết nối không dây ZigBee
6 tới 12V AC (adapter 2mm DC jack)
USB port
1 năm
3 tháng (đối với phụ kiện)

Yêu cầu hệ thống và cài đặt
Máy tính hoạt động
Giao tiếp

Windows 8 hoặc 10 (64-bit)
USB (3 cổng)

Xem qua về nội dung của khóa học:
Dưới đây là một số trang trong tài liệu giảng dạy của khóa học ứng dụng IoT. Tài tiệu giảng dạy
mẫu và tài liệu hướng dẫn thực hành có sẵn trên trang web: www.keysight.com/find/TechIoT

Trang 13/26


Hình 2. Tài liệu giảng dạy mẫu – Chương 5, Thiết kế ứng dụng IoT bằng cách sử dụng hệ thống
nhúng.

Hình 3. Tài liệu hướng dẫn thực hành mẫu – Lab 5, Nghiên cứu Giao thức bản tin trên đám mây

Video tổng quan và các video hướng dẫn trực tuyến:
Danh sách các video tổng quan có trên kênh youtube: https://www.keysight.com/find/educationvideos. Truy cập link trên để tìm hiểu chi tiết về khóa học IoT và làm thế nào để áp dụng bộ kit
phát triển cho công việc giảng dạy.

Thông tin đặt hàng
Model No
Khóa học Nền tảng ứng dụng IoT
U3803A
U3804A
Thiết bị sử dụng bổ trợ
34465A - DIG
EDUX1002G

Trang 14/26

Mô tả
Khóa học Nền tảng ứng dụng IoT:Bộ kit đào
tạo.
Khóa học Nền tảng ứng dụng IoT bao gồm bộ
kit đào tạo và tài liệu giảng dạy.
Đồng hồ vạn năng số 6 ½ số, Truevolt với tốc
độ số hóa cao và các trigger cao cấp.
Dòng máy hiện sóng phục vụ giáo dục
InfiniiVision với tùy chọn phát dạng sóng 50
MHz, 1 GS/s, 2 kênh tương tự.


IV- Phần 3: Truyền thông tin không dây IoT
Tổng quan về khóa học:
Khóa học ứng dụng truyền thôngtin không dây IoT là một gói giảng dạy, tập trung vào
kết nối không dây IoT, nhằm mục đích cung cấp cho sinh viên khả năng để phát triển các ứng
dụng IoT điển hình với các loại kết nối không dây khác nhau. Sinh viên sẽ có thể thực hiện việc
đo và kiểm tra thiết kế nhanh trên các ứng dụng IoT này. Các chương trình học được thiết kế như
là một tài nguyên cho giảng viên, và bao gồm các slide giảng dạy và một bộ kit thực hành.
-

Chủ đề: Các giao tiếp không dây IoT, IoT nâng cao
Đối tượng học: Sinh viên từ năm thứ ba đến năm cuối
Điều kiện sinh viên cần có khi tham giao khóa học: Kiến thức điện tử cơ bản, lập
trình C, Xử lý tín hiệu và hệ thống.

Kết quả khóa học:
Sinh viên có thể:
-

Hiểu được các đặc tính chính của các công nghệ không dây IoT
Hiểu và đo lường các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu năng của hệ thống vô tuyến
Giải thích được các thông số kỹ thuật của hệ thống vô tuyến
So sánh và lựa chọn các công nghệ vô tuyến
Đánh giá các công nghệ không dây sử dụng các thiết bị kiểm tra và đo lường công
nghiệp

Silde giảng dạy
Sile dưới dạng Microsoft PowerPoint cho
phép dễ dàng chỉnh sửa
Gồm 36 giờ học

Bộ kit thực hành
Kit phát triển IoT
Thiết bị cảm biến IoT
Bluetooth® năng lượng thấp (LE), ZigBee,
LoRa
Tài liệu hướng dẫn thực hành (Microsoft
Word) và câu trả lời mẫu
Bài tập dựa trên các vấn đề
Bao gồm 24 giờ các bài thực hành

Các tính năng và lợi ích chính:
-

-

Trang 15/26

Khóa học ứng dụng giao tiếp không dây IoT được thiết kế cho một học kỳ giảng dạy,
và đi kèm với slide giảng dạy và một bộ kit thực hành. Các nhà giáo dục có thể sử
dụng giải pháp hoàn chỉnh này để đẩy nhanh việc thiết lập một khóa học mới tập
trung vào IoT.
Khóa học kết hợp các kinh nghiệm thực tiễn liên quan đến ngành công nghiệp và các
ứng dụng trong thế giới thực trong việc thiết kế và kiểm thử IoT. Sinh viên sẽ được
học chi tiết về các tiêu chuẩn không dây được sử dụng trong các ứng dụng hệ thống
nhúng tích hợp với IoT và trải nghiệm việc sử dụng công cụ theo tiêu chuẩn công


-

-

-

-

nghiệp, như là máy phân tích tín hiệu vector, để đo và đánh giá hiệu năng của các
công nghệ không dây.
Tài liệu khóa học sẽ được cập nhật liên tục trong 3 năm mà không mất thêm chi phí.
Điều này cho phép các giảng viên và sinh viên theo kịp xu hướng và công nghệ IoT
đang phát triển và sẽ thay đổi nhanh chóng trong vài năm tới.
Bộ kit phát triển IoT dựa trên một bo mạch chính với giao diện chuẩn Arduino UNO
và tích hợp thêm một mô-đun ZigBee®. Nhiều thiết bị cảm biến bên ngoài có thể
được kết nối với bo mạch, cho phép sinh viên thực hiện các loại ứng dụng IoT khác
nhau.
Bộ phát triển cho phép sinh viên thử nghiệm với mạng nội bộ không dây (WLAN)
802.11, Bluetooth LE và kết nối không dây ZigBee. Do có thiết kế dạng mô đun, nó
có thể dễ dàng mở rộng để tích hợp các kết nối không dây khác như LoRa.
Bộ kit phát triển cung cấp nhiều điểm đo kiểm tra khác nhau cho việc khắc phục sự
cố, đo lường mức tiêu thụ dòng điện trên các mạch con và kiểm tra cảm biến.
Các khối xây dựng phần cứng được hiển thị trên bảng phát triển.
Bộ kit phát triển được trang bị một mô đun máy tính của Intel Edison chạy trên
Yocto Linux và tương thích với Intel System Studio IoT Edition, một môi trường phát
triển tích hợp dựa trên Eclipse (IDE). Điều này cho phép sinh viên biên dịch các tệp
C / C ++ hoặc để chạy các tập lệnh Python.

NỘI DUNG KHÓA HỌC
Slide giảng dạy:
Các slide giảng dạy có thể tùy chỉnh và bao gồm 36 giờ giảng dạy cho một học kỳ đầy
đủ. Các slide bao gồm các chủ đề sau:
Tổng quan về kết nối IoT
Nguyên tắc giao tiếp không
dây

Tiêu chuẩn không dây dùng
choIoT

Mạng lưới không dây
Đo kiểm cho các kết nối
không dây

Các tình huống nghiên cứu

Trang 16/26

Cuộc cách mạng công nghệ, kết nối có dây và không dây,
nguyên tắc làm việc, ứng dụng trong IoT.
Truyền dẫn vô tuyến, RF và ăng ten, thông số vô tuyến; các
biện pháp thực hiện, các thách thức thiết kế hệ thống (hiệu suất
năng lượng, toàn vẹn tín hiệu, hệ thống kết hợp của công nghệ
không dây khác nhau, thiết bị đa tiêu chuẩn, nhiễu, tương thích
và hợp chuẩn) và công cụ (EESoF / ADS), các băng tần được
cấp phép và không cần cấp phép.
Di động(2G, 3G, 4G), WLAN, ZigBee, Bluetooth, 6LoWPAN,
NFC, NB-IOT, Lora, xu hướng tương lai, cân nhắc lựa chọn
công nghệ (phạm vi, tốc độ dữ liệu, tiêu thụ điện năng, băng
tần số, …).
Di động, ad học, lưới, chuyển tiếp, nhiều chặng, giao thức định
tuyến cho các mạng công suất thấp và mất thông tin (LLNs).
Thực hành công nghiệp trong sản xuất và nghiên cứu phát
triển, các thách thức trong kiểm tra và đo kiểm (phân tích tiêu
thụ năng lượng pin, sự toàn vẹn tín hiệu, toàn vẹn công suất, đo
kiểm hợp chuẩn, phân tích phổ thời gian thực, EMI / EMC)
An ninh công cộng (LTE / WLAN), nhà thông minh (WLAN),
quản lý năng lượng (ZigBee); chăm sóc sức khoẻ (Bluetooth),
thành phố thông minh (6LoWPAN)


Bộ Kit thực hành:
Bộ kit thực hành IoT
Phần cứng của Kit là bộ công cụ phát triển hệ thống nhúng
có thể tùy chỉnh được cấu hình như một gateway hoặc một
thiết bị cảm biến. Nó kết hợp một mô đun máy tínhcủa Intel
Edison được thiết kế cho các nhà sản xuất chuyên nghiệp,
các doanh nhân và các ứng dụng IoT công nghiệp.
Hệ thống này chạy trên Yocto Linux hỗ trợ phát triển phần
mềm nguồn mở tương thích với Eclipse (C, C + +, Python).
Khóa học có sẵn một số mẫu của các dự án khởi tạogiúp
tăng cường quá trình học tập và cho phép một loạt các ứng
dụng tiềm năng.
Tất cả các chương trình dạy học IoT đều sử dụng cùng một
bộ kit phát triển.
Bộ kit phát triển đi kèm với các tính năng sau:
-

Môi trường phát triển phần mềm mã nguồn mở
CPU lõi kép và bộ vi điều khiển lõi đơn hiệu suất
cao hỗ trợ thu thập dữ liệu phức tạp với công suất
thấp
- Tích hợp WLAN 802.11, Bluetooth LE và hỗ trợ
kết nối không dây ZigBee
- Bộ nhớ flash 1GB DDR và 4GB, đơn giản hóa
cấu hình và tăng khả năng mở rộng
- Hỗ trợ giao diện chuẩn của Arduino UNO và
XBee
- Các kết nối card UARTs, I2C, SPI, 40 GPIO, SD
và LCD
- Micro USB (UART), Micro USB OTG
- Tùy chọn nguồn một chiều: đầu chuyển đổi điện
AC hoặc cổng USB host
- Các điểm đo kiểm tra khác nhau
- Đầu nối cảm biến cho cả tín hiệu cảm biến tương
tự và số
Thiết bị cảm biến IoT
Bộ TI SensorTag bao gồm 10 cảm biến công suất thấp, ánh
sáng môi trường, micro số, cảm biến từ, độ ẩm, áp suất, gia
tốc, con quay, từ kế, nhiệt độ của đối tượng, và nhiệt độ môi
trường xung quanh. Bộ dụng cụ này hỗ trợ kết nối không dây
đa tiêu chuẩn XBee ZigBee.
XBee ZigBee Kit
Bộ kit bắt đầu XBee là một nền tảng nhỏ gọn cung cấp giao
tiếp nối tiếp UART cho mô-đun ZigBee XBee. Giao diện
logic 5 V TTL cung cấp giao tiếp trực tiếp đến vi điều khiển
cho việc phát triển không dây nhúng.
Trang 17/26


Phụ kiện
Các phụ kiện sau đây được bao gồm trong bộ kit phần cứng:
Phụ kiên
Micro USB cable, 1 m
TI SensorTag kit
XBee ZigBee kit
Cảm biến nhiệt độ tương tự
Cảm biến nhiệt độ số
Bộ truyền động chuyển tiếp
Micro SD card
Jumper wires, 15cm

Số lượng
2
1
1
1
1
1
1
10

Các phụ kiện khác
Bộ kit ZigBee
Mô đun LoRa (với antenna)
LoRa kit (LoRa mô đunvàXBee breakout với cáp USB )

Số lượng
1
1
1

Anten băng rộng
Cáp SMA (đực) đến SMA(cái), 1m
Đầu chuyển đổi N loại (đực) sang SMA(cái)
Không bao gồm
ZigBee USB dongle (TI CC2531EMK)
BLE USB dongle (TI CC2540EMK)

1
1
1
1
1

Bài thực hành
Chủ đề bài thực hành

Cần các thiết bị bắt buộc và phần
mềm
Thực hành cơ
Thực hành nâng
bản
cao
Không
Không

1. Thiết lập mạng cảm biến IoT với nhiều công nghệ
không dây - Tìm hiểu cách thiết lập mạng cảm biến
không dây IoT điển hình với nhiều công nghệ không
dây như Bluetooth LE, ZigBee, WLAN và 3G.
2. Phân tích giao thức Bluetooth công suất thấp cho
Không
thiết bị IoT công suất thấp - Tìm hiểu cách thiết lập và
đánh giá hiệu suất của mạng cảm biến không dây dựa
trên Bluetooth LE; hiển thị dữ liệu trên LCD.
3. Xây dựng mạng lưới ZigBee Mesh của bạn cho
Không
việc định tuyến và mở rộng dữ liệu tốt hơn -Tìm hiểu
làm thế nào để thiết lập và đánh giá hiệu suất (bao
gồm mô phỏng nhiễu) của mạng cảm biến không dây
dựa trên ZigBee.
4. Đánh giá các giao thức liên kết dữ liệu IoT cho các Phân tích phổ cơ
kết nối không dây tầm ngắn với mức tiêu thụ công
bản
Trang 18/26

Không

không

Phân tích tín
hiệu


suất thấp (Bluetooth và ZigBee) - Tìm hiểu cách thiết
lập và thực hiện các phép đo để phân tích băng thông,
công suất, tần số sóng mang, BER, RSSI; đo kiểm bộ
thu.
5. Đánh giá và cải thiện chất lượng tín hiệu của mạng
nội bộ không dây (WLAN) – Tìm hiểu cách thiết lập
và đo để phân tích băng thông, công suất, tần số sóng
mang và RSSI.
6. Phân tích phạm vi và sự tồn tại của LoRa - Đo kiểm
cự ly; phân tích tín hiệu.
7. Kiểm tra thiết kế thiết bị mạng WLAN và mạng
WLAN mật độ cao để đảm bảo tối ưu cự ly - Tìm
hiểu cách thiết lập và thực hiện các phép đo để phân
tích các đặc tính miền thời gian, tần số và điều chế
của các tín hiệu WLAN.
8. Kiểm tra và so sánh giao tiếp Bluetooth LE và
ZigBee cho các ứng dụng có công suất thấp - Tìm
hiểu cách thiết lập và thực hiện các phép đo để phân
tích tốc độ cơ bản, tốc độ dữ liệu cao (EDR) và các tín
hiệu công suất thấp (LE), phân tích điều chế kỹ thuật
số (BPSK, O-QPSK), và phân tích phổ.

Phân tích phổ cơ
bản

Phân tích tín
hiệu

Phân tích phổ cơ
bản, phần mềm
VSA
Phân tích phổ cơ
bản, phần mềm
VSA

Phân tích tín
hiệu, phần mềm
VSA
Phân tích tín
hiệu, phần mềm
VSA

Phân tích phổ cơ
bản, phần mềm
VSA

Phân tích tín
hiệu, phần mềm
VSA

Hình 1. Thiết lập điển hình

Bài tập dựa trên vấn đề:
Các bài tập dựa trên vấn đề dưới đây cho phép sinh viên nâng cao kỹ năng giải quyết.
Mạng lưới Cảm biến
công suất cho nhà
thông minh
Trang 19/26

Phát triển một mạng cảm biến không dây với giao thức tương thích
ZAGBee Home Automation (ZHA) bằng cách sử dụng các nút cảm
biến có sẵn cho một ứng dụng nhà thông minh như điều khiển ánh


Mạng lưới vùng cơ
thể (BAN) cho ứng
dụng chăm sóc sức
khoẻ

sáng / nhiệt độ.
Phát triển một nền tảng BAN dựa trên Bluetooth LE cho ứng dụng
chăm sóc sức khoẻ bằng cách sử dụng các cảm biến có sẵn như nhiệt
độ, chuyển động và gateway.

Các tính năng của bộ kit phát triển IoT:
Bộ kit phát triển IoT
Kích thước
Mô đun máy tính
Bộ nhớ RAM và bộ
nhớ flash
Giao tiếp không dây
Tổng quát chung
Điện áp
Bảo hành

20 cm (dài) x 8.5 cm (rộng) x 5 cm (cao)
Intel Edison (A dual-core, dual-threaded Intel Atom CPU at 500 MHz
and a 32-bit IntelQuark microcontroller at 100 MHz)
1GB LPDDR3 PoP memory and 4GB eMMC
WLAN 802.11 a/b/g/n , Bluetooth LE (version 4.0) và kết nối không
dây ZigBee
6 tới 12 V AC adapter (2 mm DC jack)
USB port
1 năm
3 tháng với phụ kiện

Thông tin đặt hàng:
Số sản phẩm
Mô tả
Khóa học ứng dụng thông tin không dây IoT
U3805A
Khóa học ứng dụng giao tiếp không dây IoT,chỉ bao gồm bộ kit đào
tạo
U3806A
Khóa học ứng dụng giao tiếp không dây IoT, bao gồm bộkit đào tạo và
slide
Các tùy chọn bổ sung sẵn cho các khóa học Cơ bản , Thiết kế hệ thốngvàCảm biến và quản lý
năng lượng IoT
U3800WR1
Thêm bộ kit đào tạo thông tin không dây cho các khóa học U3800
Series
U3800WR2
Thêm bộ kit đào tạo và slide giảng dạy thông tin không dây cho các
khóa học U3800 Series
Các công cụ và phần mềm được đề xuất
N9320B hoặc
Máy phân tích phổ RF cơ bản, 9 kHz tới 3 GHz hoặc 7 GHz
N9322C (Basic)
N9000B-506,
Máy phân tích tín hiệu CXA, 9 kHz tới 6GHzứng dụng đo WLAN
N9077C,
802.11a/b/g/j/p/n/ac/af/ah/ax , ứng dụng đo Bluetooth
N9081C
89600EDU
Phần mềm VSA 89600 cho giáo dục(15 hoặc 30 sinh viên)

Trang 20/26


V- Phần 4: Cảm biến IoT và quản lý công suất tiêu thụ
Tổng quan về khóa học:
Khóa học quản lý công suất và cảm biến IoT là một gói giảng dạy tập trung vào thiết kế
thiết bị IoT, với mục tiêu dạy sinh viên làm thế nào để mô tả đặc tính tiêu thụ năng lượng của bộ
điều khiển, bộ cảm biến và mô-đun không dây trên thiết bị IoT. Sinh viên sẽ hiểu các nguyên tắc
quản lý công suất và có thể mô tả đặc tính các thiết bị vi cơ điện tử MEMS. Các chương trình
học được thiết kế như là một tài nguyên cho giảng viên, và bao gồm các slide giảng dạy và một
bộ kit thực hành.
-

Chủ đề của khóa học: Quản lý công suất thiết bị IoT, Công nghệ cảm biến IoT và IoT
nâng cao.
Đối tượng học: sinh viên năm thứ 3 và năm cuối đại học
Điều kiện sinh viên cần có khi tham giao khóa học: Kiến thức điện tử cơ bản, lập
trình C, kiến thức IOT cơ bản, các hệ thống điều khiển phản hồi.

Kết quả khóa học
Sinh viên sẽ có thể:
-

Khám phá các thông số quan trọng của các cảm biến cho các ứng dụng IoT
Khám phá các nguyên tắc của công nghệ cảm biến thường được sử dụng
Đánh giá hiệu năng của các mô đuncảm biến thường được sử dụng
Hiểu được các vấn đềthiết kế trong các ứng dụng IoT (quản lý công suất)
Đánh giá và xác nhận công suất tiêu thụ của các thiết bị IoT và cách sử dụng các
dụng cụ kiểm tra và đo lường theo chuẩn công nghiệp.

Slide bài giảng
Sile dưới dạng Microsoft PowerPoint cho
phép dễ dàng chỉnh sửa
Gồm 36 giờ học

Bộ kit thực hành
Kit phát triển IoT
Thiết bị cảm biến IoT
Cảm biến áp suất MEMS
Tài liệu hướng dẫn thực hành (Microsoft
Word) và câu trả lời mẫu
Bài tập dựa trên các vấn đề
Bao gồm 18 giờ thực hành

Tính năng và lợi ích chính:
-

-

Trang 21/26

Khóa học ứng dụng quản lý công suất và cảm biến IoT được thiết kế cho một học kì
kèm theo slide bài giảng và bộ kit thực hành. Các nhà giáo dục có thể sử dụng giải
pháp hoàn chỉnh này để đẩy nhanh việc thiết lập một khóa học mới tập trung vào IoT.
Khóa học kết hợp các kinh nghiệm thực tiễn liên quan đến ngành công nghiệp và các
ứng dụng trong thế giới thực trong việc thiết kế và kiểm thử IoT. Sinh viên sẽ học
cách tính toán mức tiêu hao năng lượng của các mạch con trên bo mạch như bộ xử lý,


-

-

-

mô đun kết nối không dây và cảm biến sử dụng công cụ theo chuẩn công nghiệp, như
bộ phân tích dòng điện DC hoặc đồng hồ vạn năng số.
Tài liệu khóa học sẽ được cập nhật liên tục trong 3 năm mà không mất thêm chi phí.
Điều này cho phép các giảng viên và sinh viên theo kịp xu hướng và công nghệ IoT
đang phát triển và sẽ thay đổi nhanh chóng trong vài năm tới.
Bộ kit phát triển IoT dựa trên một bo mạch với giao diện mẫu Arduino UNO. Nhiều
thiết bị cảm biến bên ngoài có thể được nối với bo mạch, cho phép sinh viên triển
khai các loại ứng dụng IoT khác nhau.
Bộ kit phát triển cung cấp nhiều điểm kiểm tra khác nhau cho việc khắc phục sự cố,
đo lường mức tiêu thụ dòng điện trên các mạch con và xác minh cảm biến.
Các khối xây dựng phần cứng được hiển thị trên bảng phát triển.
Bộ kit phát triển được trang bị một mô đun máy tính của Intel Edison chạy trên
Yocto Linux và tương thích với Intel System Studio IoT Edition, một môi trường phát
triển tích hợp dựa trên Eclipse (IDE). Điều này cho phép sinh viên biên dịch các tệp
C / C ++ hoặc để chạy các tập lệnh Python.

NỘI DUNG KHÓA HỌC
Slide giảng dạy
Các slide giảng dạy có thể tùy chỉnh và bao gồm 36 giờ giảng dạy cho một học kỳ đầy đủ. Các
slide bao gồm các chủ đề sau:
Tổng quan về hệ thống IoT

Các yếu tố cần thiết của
mạch công suất

Những nguyên tắc cơ bản
về đo công suất
Kỹ thuật quản lý công suất

Tổng quan về công nghệ
cảm biến

Kỹ thuật quản lý cảm biến

Trang 22/26

Giới thiệu về kiến trúc của một hệ thống IoT, các ứng dụng
của IoT và xu hướng của tương lai, Các công nghệ và khối
thiết lập IoT, các thách thức về thiết kế chuẩn công nghiệp đối
với các ứng dụng IoT, Công suất và tiêu thụ năng lượng trong
các nút cảm biến, lựa chọn cảm biến
Tổng quan về các mạch công suất thường được sử dụng trong
hệ thống nhúng IoT, các thiết bị điện tử sử dụng trong các
mạch công suất, bộ chuyển đổi tuyến tính và bộ điều kiển, các
bộ chuyển đổi DC-DC, các mạch quản lý pin, mạch tích hợp
quản lý năng lượng (PMIC).
Kỹ thuật đo nguồn DC, phép đo điện năng động, (các chế độ
chờ, hoạt động, truyền thông tin và nghỉ), đo kiểm chu trình xả
Pin, ước tính thời gian sử dụng pin: các cân nhắc khi thiết kế.
Thiết kế mạch công suất thấp trong hệ thống nhúng IoT, kỹ
thuật quản lý công suất (Điện áp động và mở rộng tần số),
quản lý công suất động (DPM): đồng thiết kế phần mềm, phần
cứng, tiêu thụ năng lượng củacác cảm biến IoT: thách thức
trong thiết kế.
Phân loại các công nghệ cảm biến, các thông số quan trọng
trong việc lựa chọn đúng cảm biến cho các ứng dụng, các
nguyên tắc vận hành và đánh giá hiệu năng của cảm biến (cảm
biến vi cơ điện tử MEMS).
Thu thập dữ liệu cảm biến, kỹ thuật kích thích, kỹ thuật cảm
biến dòng, cảm biến dòng dựa trên luật của Ohm và luật của
Faraday, quá trình điều khiển tín hiệu, bộ chuyển đổi tương tự


Cảm biển khi chuyển động

Các tình huống nghiên cứu

sang số (ADC), các thách thức kiểm tra cho các cảm biến
thông minh IoT.
Giới thiệu đơn vị đo lường quán tính (IMU), sự khác biệt giữa
con quay và gia tốc, hướng dẫn lựa chọn gia tốc, con quay và
lỗi gia tốc, đo góc độ nghiêng bằng con quay và gia tốc kế, sự
kết hợp cảm biến trước với lọc Kalman.
Nút cảm biến công suất thấp trong nhà tự động, thách thức khi
thiết kế cho hệ thống kiểm tra thời tiết công suất thấp với công
nghệ thu năng lượng, ứng dụng máy bay không người lái trong
nông nghiệp thông minh.

Bộ kit thực hành
Bộ kit thực hành IoT
Phần cứng của Kit là bộ công cụ phát triển hệ thống nhúng
có thể tùy chỉnh được cấu hình như một gateway hoặc một
thiết bị cảm biến. Nó tích hợp một mô đun máy tínhcủa Intel
Edison được thiết kế cho các nhà sản xuất chuyên nghiệp,
các doanh nhân và các ứng dụng IoT công nghiệp.
Hệ thống này chạy trên Yocto Linux hỗ trợ phát triển phần
mềm nguồn mở tương thích với Eclipse (C, C + +, Python).
Khóa học có sẵn một số mẫu của các dự án khởi tạo giúp
tăng cường quá trình học tập và cho phép một loạt các ứng
dụng tiềm năng.
Tất cả các chương trình dạy học IoT đều sử dụng cùng một
bộ kit phát triển.
Bộ kit phát triển đi kèm với các tính năng sau:
-

Trang 23/26

Môi trường phát triển phần mềm mã nguồn mở
CPU lõi kép và bộ vi điều khiển lõi đơn hiệu suất
cao hỗ trợ thu thập dữ liệu phức tạp với công suất
thấp
Tích hợp WLAN 802.11, Bluetooth LE và hỗ trợ
kết nối không dây ZigBee
Bộ nhớ flash 1GB DDR và 4GB, đơn giản hóa
cấu hình và tăng khả năng mở rộng
Hỗ trợ giao diện chuẩn của Arduino UNO và
XBee
Các kết nối card UARTs, I2C, SPI, 40 GPIO, SD
và LCD
Micro USB (UART), Micro USB OTG
Tùy chọn nguồn một chiều: đầu chuyển đổi điện
AC hoặc cổng USB host
Các điểm đo kiểm tra khác nhau
Đầu nối cảm biến cho cả tín hiệu cảm biến tương


tự và số
Thiết bị cảm biến IoT
Bộ TI SensorTag bao gồm 10 cảm biến công suất thấp, ánh
sáng xung quanh, micro số, cảm biến từ, độ ẩm, áp suất, gia
tốc, con quay, từ kế, nhiệt độ của đối tượng, và nhiệt độ môi
trường xung quanh. Bộ dụng cụ này hỗ trợ kết nối không dây
đa tiêu chuẩn XBee ZigBee.
XBee ZigBee Kit
Bộ kit bắt đầu XBee là một nền tảng nhỏ gọn cung cấp giao
tiếp nối tiếp UART cho mô-đun ZigBee XBee. Giao diện
logic 5 V TTL cung cấp giao tiếp trực tiếp đến vi điều khiển
cho việc phát triển không dây nhúng.

Phụ kiện
Các phụ kiện sau đây được bao gồm trong bộ kit phần cứng:
Phụ kiên
Micro USB cable, 1 m
TI SensorTag kit
XBee ZigBee kit
Cảm biến nhiệt độ tương tự
Cảm biến nhiệt độ số
Relay actuator
Micro SD card
Jumper wires, 15cm
Phụ kiện khác
Bộ gia tốc và cảm biến con quay hồi chuyển
Cảm biến áp suất MEMS
Croc clip to 4mm banana plug, 36 inches, 5A (red)
Croc clip to 4mm banana plug, 36 inches, 5A (black)
Phích Phoenix (8-way) nối với phích cắm banana (một màu đỏ,
một màu đen)
Pin 9V kết nối với jack banana ( môt đỏ, một đen)
Bộ kiểm tra, phích cắm banana 4mm với phích cắm banana
4mm (màu đen)
Jumper wires (female to male), 30cm, 10 per pack
Banana jack (female, red) to 1 pin red jumper connector
Banana jack (female, black) to 1 pin red jumper connector
Shunt resistor assembly

Số lượng
2
1
1
1
1
1
1
10
Số lượng
1
1
1
1
1
2
3
1
1
1
1

Bài thực hành
Khóa học ứng dụng quản lý công suất và cảm biến IoT bao gồm 7 bài thực hànhcó thể chỉnh sửa.
Mỗi bàithực hànhyêu cầu 2-3 giờ để hoàn thành. Câu trả lời mẫu được cung cấp với tất cả các
bàithực hành. Các thiết bị cần thiết cho bài học này là một đồng hồ vạn năng (DMM) hoặc máy
Trang 24/26


phân tích nguồn DC và một máy hiện sóng. Tham khảo phần Thông tin Đặt hàng cho các mẫu
được đề xuất.
Chủ đề bài thực hành

1. Thiết lập IoT Gateway và Kết nối mạng cảm biến với
Cloud: Từ các nút cảm biến đến đám mây.
2. Mô tả đăc tính tiêu thụ năng lượng động và tĩnh của
các mạch (thiết bị) cảm biến IoT.

Thiết bị cần thiết
Thực hành cơ
Thực hành
bản
nâng cao
Không
không
DMM

3. Đánh giá tác động của việc tiêu thụnăng lượng dòng và
thu năng lượng mặt trời đối với tuổi thọ pin IoT.

DMM

4. Tối ưu hoá việc tiêu thụ công suất và hiệu suất sử dụng
Quản lý công suất động trong mạng cảm biến.
5. Mô tả đặc tính cảm biến gia tốc và con quay hồi
chuyển của MEMS và các ứng dụng.
6. Mô tả đặc tính cảm biến áp suất và nhiệt độ MEMS
cho các ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt.
7. Kiểm soát hoạt động bằng cách sử dụng Đơn vị đo
lường quán tính (IMU).

DMM

Máy phân tích
nguồn một
chiều
Máy phân tích
nguồn một
chiều
không

Máy hiện sóng

Máy hiện sóng

Máy hiện sóng

Máy hiện sóng

Không

Không

Hình 1. Thiết lập điển hình

Bài tập dựa trên vấn đề
Các bài tập dựa trên vấn đề dưới đây cho phép sinh viên nâng cao Kỹ năng giải quyết
Trang 25/26


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×