Nghiên cứu, xây dựng hệ thống trạm quan trắc môi trường trên nền tảng android

ISSN: 1859-2171 TNU Journal of Science and Technology 200(07): 125 - 132 
 Email: jst@tnu.edu.vn 125 
NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRẠM QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG 
TRÊN NỀN TẢNG ANDROID 
Nguyễn Thị Dung1, Lê Hoàng Hiệp1*, 
Dương Thị Quy1, Trần Thị Yến2, Nguyễn Thị Thu Thủy2 
1Trường Đại học Công nghệ thông tin & Truyền thông – ĐH Thái Nguyên, 
2Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Nam Định 
TÓM TẮT 
Hiện nay khí hậu toàn cầu đã và đang biến đổi mạnh mẽ với tần suất và cường độ ngày càng gia 
tăng trên toàn thế giới đã gây ra nhiều thiệt hại nặng nề cho nhiều khu vực trên thế giới, đặc biệt 
tại Việt Nam đã xảy ra nhiều hiện tượng thời tiết phức tạp như: mưa, rét kéo dài, bão lốc và áp 
thấp nhiệt đới hoạt động bất thường không theo quy luật, mùa mưa ít mưa, hạn hán nghiêm trọng 
thiếu nước sinh hoạt và sản xuất trên diện rộng, nguy cơ cháy rừng rất cao,nên rất cần có các 
giải pháp hoặc hệ thống, thiết bị có thể đưa ra các cảnh báo sớm, hiệu quả để hạn chế các thiệt hại 
do thiên tai, môi trường gây ra. Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, nghiên cứu này đề xuất xây dựng 
một hệ thống quan trắc với các tính năng cải tiến và hiệu quả hơn nhằm đáp ứng tốt hơn các yêu 
cầu dự báo thời tiết hiện nay. 
Từ khóa: Hệ thống quan trắc, nền tảng Android, quan trắc, dự báo thời tiết, thời tiết 
Ngày nhận bài: 10/4/2019;Ngày hoàn thiện: 04/5/2019;Ngày duyệt đăng: 07/5/2019 
RESEARCH AND BUILDING OF THE ENVIRONMENTAL MONITORING 
SYSTEM BASED ON ANDROID OPERATING SYSTEM 
Nguyen Thi Dung
1
, Le Hoang Hiep
1*
, 
Duong Thi Quy
1
, Tran Thi Yen
2
, Nguyen Thi Thu Thuy
2
1University of Information and Communication Technology – TNU, 
2Nam Dinh University Of Technology Education 
ABSTRACT 
Nowadays, global climate has been changing strongly with increasing frequency and intensity all 
over the world which has caused heavy damage to many areas of the world, especially in Vietnam 
there were many complicated weather phenomena such as rain, prolonged cold weather, hurricanes 
and tropical depressions are unusually irregular, the rainy season is less rainy, serious drought 
lacks water for daily life and production for wide-ranging, the risk of forest fire is very high ... so it 
is necessary to have solutions or systems and equipment that can give early and effective warnings 
to limit the damage caused by natural disasters and the environment. Stemming from that fact, this 
study proposes to build a monitoring system with improved and more efficient features to better 
meet the current weather forecast requirements. 
Keywords: Monitoring System, Android Platform, Monitoring, Weather Forecast, Weather 
Received: 10/4/2019; Revised: 04/5/2019;Approved: 07 /5/2019 
* Corresponding author: Tel: 0984 666500; Email: lhhiep@ictu.edu.vn 
Nguyễn Thị Dung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 125 - 132 
 Email: jst@tnu.edu.vn 126 
1. Giới thiệu 
Các quy luật khí hậu bị phá vỡ khiến ngành 
khí tượng thủy văn ngày càng gặp nhiều khó 
khăn trong việc dự báo, cảnh báo. Với sự phát 
triển của xã hội ngày nay, việc dự báo thời 
tiết đón đầu những vận động của thiên nhiên 
phục vụ cho đời sống cộng đồng khiến công 
tác khí tượng thủy văn ngày càng đóng vai trò 
quan trọng trong việc bảo vệ con người và tài 
sản. Trong khi đó Việt Nam là một quốc gia 
mà ngành nông nghiệp đóng vai trò chủ đạo 
thì nhu cầu về thông tin thời tiết, về sự thay 
đổi mùa, càng cần thiết hơn bao giờ hết. Để 
hạn chế những tác động này, các quốc gia trên 
thế giới và Việt Nam đã không ngừng đầu tư 
khoa học công nghệ, nghiên cứu các lĩnh vực 
khí tượng thủy văn, thời tiết. Sự phát triển của 
khoa học kỹ thuật trong nghiên cứu, ứng dụng 
và giám sát, theo dõi những biến động của 
thời tiết khí hậu, giới nghiên cứu khoa học khí 
tượng trên thế giới đã tạo ra những sản phẩm 
thiết yếu cho đời sống dân sinh góp phần 
giảm nhẹ những thiệt hại do thiên tai gây ra 
nhằm đảm bảo sự an toàn về tính mạng, tài 
sản cho toàn xã hội. 
Trên thực tế tại Việt Nam hiện nay đã áp 
dụng hệ thống quan trắc môi trường quốc gia 
và hệ thống quan trắc môi trường địa phương 
sử dụng các hệ thống, thiết bị của các hãng 
(điển hình như: Trạm thời tiết WeaPro; Trạm 
quan trắc, giám sát thời tiết iMetos 3.3; Hệ 
thống quan trắc khí thải công nghiệp ECA-
GPIs6.6DA;). Tuy nhiên, theo tình hình 
thực tế hiện nay, những trạm quan trắc môi 
trường, thời tiết thường có chung những đặc 
điểm như sau: thiết bị khá cồng kềnh nên phải 
đặt tại một nhà trạm cố định, không thể di 
chuyển đến vị trí khác để sử dụng; Việc sửa 
chữa trạm khi có sự cố cũng gặp nhiều khó 
khăn; chi phí để xây dựng trạm cần có nguồn 
kinh phí lớn; Việc đo đạc những thông số 
môi trường, thời tiết tại những nơi có dấu 
hiệu ô nhiễm phải thực hiện thủ công, 
Trong nghiên cứu này sẽ định hướng vào việc 
sử dụng công nghệ điện tử truyền thông kết 
hợp với lĩnh vực công nghệ thông tin vào việc 
xây dựng sản phẩm “Trạm quan trắc thời tiết” 
với các tính năng như sau: 
- Thiết bị với kích thước nhỏ gọn, dễ dàng 
cho việc di chuyển và đo đạc số liệu tại các 
điểm hiện trường khác nhau. 
- Cung cấp và lưu trữ chuỗi số liệu liên tục 
thông qua mạng không dây với các thông số: 
Nhiệt độ, độ ẩm, lưu lượng mưa,... Kết quả 
này sẽ được lưu trữ trên thiết bị điện thoại di 
động với lịch sử và thời gian cụ thể, phục vụ 
cho công tác thống kê. 
- Quá trình đo đạc được thực hiện hoàn toàn 
tự động thông qua việc điều khiển bởi phần 
mềm trên điện thoại di động hoặc hệ thống 
phím bấm trên thân của thiết bị. 
- Giao diện chương trình được thiết kế trên 
điện thoại di động đảm bảo sự thân thiện khi 
sử dụng, tương thích với các thiết bị điện 
thoại sử dụng hệ điều hành Android. 
- Thiết bị được điều khiển từ xa thông qua 
môi trường không dây bởi điện thoại di động 
sẽ tạo sự thuận tiện trong quá trình vận hành 
sử dụng. 
- Thiết kế và xây dựng chương trình xử lý về 
điện thoại di động và gửi thống kê số liệu về 
Internet từ các đầu đo cảm biến để có thể theo 
dõi liên tục các chỉ số từ môi trường, thời tiết. 
Hình 1. Ví dụ về mạng lưới ra đa cảnh báo dông sét 
2. Xây dựng nội dung, mục tiêu và kết quả 
nghiên cứu 
2.1 Nội dung nghiên cứu 
Nghiên cứu, ứng dụng các công nghệ hiện có 
để xây dựng một hệ thống quan trắc dự báo 
thời tiết với hai thành phần cơ bản [1]: 
Nguyễn Thị Dung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 125 - 132 
 Email: jst@tnu.edu.vn 127 
- Thiết kế sản phẩm phần cứng: Trình bày chi 
tiết việc thiết kế phần cứng, bao gồm sơ đồ khối 
các khối, mạch layout và triển khai thực tế. 
- Thiết kế phần mềm: Trình bày về các giải 
thuật được sử dụng gồm giải thuật toàn bộ hệ 
thống, giải thuật lưu trữ tập lệnh. Xây dựng 
phần mềm xử lý dữ liệu. Xử lý dữ liệu, phân 
tích và điều khiển hệ thống. 
2.2 Mục tiêu nghiên cứu 
Đẩy mạnh việc áp dụng khoa học công nghệ 
cao vào quá trình thiết kế xây dựng thiết bị 
theo dõi các thông số thời tiết và môi trường 
trong việc đánh giá điều kiện thời thiết hiện 
tại và dự báo thời tiết tương lai. Thiết bị đảm 
bảo tính linh hoạt, thuận tiện trong quá trình 
sử dụng như: 
- Thiết kế, chế tạo hệ thống bao gồm các cảm 
biến có thể đo đạc được những chỉ số quan 
trọng như: nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển, 
tốc độ gió, lưu lượng mưa,... 
- Thiết kế khối cảnh báo, cảnh báo kịp thời 
cho người sử dụng khi các chỉ số môi trường, 
thời tiết thay đổi. 
- Thiết kế và xây dựng chương trình xử lý và 
gửi thông tin thống kê số liệu qua Internet từ 
các đầu đo cảm biến tới điện thoại di động để có 
thể theo dõi liên tục các chỉ số từ môi trường và 
thời tiết, đưa ra giải pháp xử lý kịp thời. 
- Thiết kế, thi công hoàn chỉnh phần cứng hệ 
thống hoạt động an toàn, ổn định với chi phí 
thấp nhất có thể. 
2.3 Đối tượng nghiên cứu 
- Sản phẩm được nghiên cứu và chế tạo để 
phục vụ cho quá trình theo dõi thông số thời 
tiết và môi trường trong việc đánh giá điều 
kiện thời thiết hiện tại và dự báo thời tiết 
tương lai. 
- Các thiết bị, linh kiện điện tử phục vụ cho 
việc thiết kế chế tạo sản phẩm, 
2.4 Phạm vi nghiên cứu 
Nghiên cứu, thiết kế và thử nghiệm thực tế tại 
một số địa bàn thuộc tỉnh Thái Nguyên. 
2.5 Kết quả đạt được 
Sản phẩm của nghiên cứu này là mô hình 
thiết bị quan trắc thông số thời tiết và môi 
trường. Hệ thống bao gồm các tính năng sau: 
- Thiết bị với kích thước nhỏ gọn, dễ dàng 
cho việc di chuyển và đo đạc số liệu tại các 
điểm hiện trường khác nhau. 
- Cung cấp và lưu trữ chuỗi số liệu liên tục 
thông qua mạng không dây với các thông số: 
Nhiệt độ, độ ẩm, lưu lượng mưa,... Kết quả 
này sẽ được lưu trữ trên thiết bị điện thoại di 
động với lịch sử và thời gian cụ thể, phục vụ 
cho công tác thống kê. 
- Quá trình đo đạc được thực hiện hoàn toàn 
tự động thông qua việc điều khiển bởi phần 
mềm trên điện thoại di động hoặc hệ thống 
phím bấm được tích hợp trên thiết bị. 
- Giao diện chương trình được thiết kế trên 
điện thoại di động đảm bảo sự thân thiện khi 
sử dụng, tương thích với các thiết bị điện 
thoại sử dụng hệ điều hành Android. 
- Thiết bị được điều khiển từ xa thông qua 
môi trường không dây hoặc qua mạng 
Internet bởi điện thoại di động sẽ tạo sự thuận 
tiện trong quá trình vận hành sử dụng. 
- Thiết kế và xây dựng chương trình xử lý về 
điện thoại di động và gửi thông tin thống kê 
số liệu về Internet từ các đầu đo cảm biến để 
có thể theo dõi liên tục các chỉ số từ môi 
trường, thời tiết. 
3. Thiết kế, xây dựng phần cứng và phần 
mềm hệ thống 
3.1 Giới thiệu 
Hệ thống trạm quan trắc thời tiết có nhiệm vụ 
thu nhận thông số nhiệt độ, độ ẩm, mưa thông 
qua các cảm biến rồi lưu trữ trên hệ thống 
mạng internet và gửi về điện thoại [2]. 
Hệ thống có thiết kế gồm 5 khối với các chức 
năng chính như sau: 
+ Khối nguồn: Cung cấp dòng điện 
nuôi vi điều khiển và các cảm biến cũng như 
toàn bộ các linh kiện trên mạch cứng. 
Hình 2. Sơ đồ khối của hệ thống 
Nguyễn Thị Dung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 125 - 132 
 Email: jst@tnu.edu.vn 128 
+ Khối vi điều khiển: Có nhiệm vụ thu nhận 
các thông tin gửi về từ các cảm biến và gửi 
các thông tin này lên cơ sở dữ liệu trên mạng 
Internet. 
+ Khối cảm biến: Chuyển các thông số thông tin 
môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa từ 
giá trị tương tự (Analog) về giá trị số (Digital) để 
thiết bị vi điều khiển có thể hiểu được. 
+ Khối Internet: là cơ sở dữ liệu MySQL nằm 
trên mạng Internet. Các thông số gửi lên từ vi 
điều khiển được lưu trữ tại đây và có thể truy 
cập, kết nối bằng điện thoại có kết nối 
Internet. 
+ Khối Smartphone: là ứng dụng trên điện 
thoại di động giúp lấy dữ liệu từ cơ sở dữ liệu 
trên Internet và hiển thị cho người theo dõi 
đọc được các thông tin. 
Hình 3. Sơ đồ chân Node MCU DEVKIT 
3.2 Lựa chọn linh kiện 
3.2.1 Board phát triển Node MCU DEVKIT 
Node MCU DEVKIT là tên gọi của Main 
Board tích hợp dựa trên nền chip ESP-12E 
với thiết kế dễ sử dụng, có thể kết nối WiFi 
với một vài thao tác. Board còn tích hợp IC 
CP2102 dễ dàng giao tiếp với máy tính thông 
qua Micro-USB. 
Node MCU DEVKIT có cấu tạo gồm 30 chân, 
trong đó có các chân cung cấp nguồn nuôi cho 
toàn bộ Board (Vin, GND, 3V3); có 13 chân dữ 
liệu vào ra GPIO (00, 01, 02, 03, 04, 05, 09, 10, 
12, 13, 14, 15, 16); có 1 chân Analog ADC0; 
các chân EN, RST sử dụng trong quá trình reset 
và nạp chương trình cho Board. 
3.2.2 Cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm DHT11 
DHT11 là cảm biến nhiệt độ và độ ẩm thông 
dụng với chi phí rẻ và lấy dữ liệu dễ dàng, sử 
dụng giao tiếp số theo chuẩn một dây. Cảm 
biến được tích hợp bộ tiền xử lý tín hiệu giúp 
dữ liệu nhận về được chính xác mà không cần 
phải qua bất kỳ tính toán nào. 
Hình 4. Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11 
Thông số kỹ thuật của DHT11: 
+ Nguồn: 3 -> 5 VDC. 
+ Dòng sử dụng: 2.5mA max (khi truyền dữ liệu). 
+ Đo tốt ở độ ẩm 2080% RH với sai số 5%. 
+ Đo tốt ở nhiệt độ 0 to 50°C sai số ±2°C. 
+ Tần số lấy mẫu tối đa 1Hz (1 giây 1 lần) 
+ Kích thước 15mm x 12mm x 5.5mm. 
+ Có 4 chân, khoảng cách mỗi chân là 0.1''. 
3.2.3 Cảm biến mưa 
Cảm biến mưa là một loại cảm biến đơn giản, 
sử dụng để phát hiện mực nước, trời mưa hay 
các môi trường có nước. 
Hình 5. Cảm biến mưa 
Nguyễn Thị Dung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 125 - 132 
 Email: jst@tnu.edu.vn 129 
Cảm biến gồm hai phần: 
+ Tấm Raindrops được gắn ngoài trời. 
+ Bộ phận điều khiển cần được che chắn. 
Tấm Raindrops thực chất là hai đường mạch 
đan vào song với nhau nhưng không nối vào 
nhau. Khi trời khô ráo, hai đường mạch riêng 
biệt không dẫn điện. Khi trời mưa, nước mưa 
rơi vào tạo ra môi trường dẫn điện giữa hai 
đường mạch, tùy thuộc vào độ bao phủ của 
nước mưa trên tấm Raindrops mà độ dẫn điện 
sẽ khác nhau. 
3.3 Thiết kế kết nối phần cứng 
3.3.1 Sơ đồ nguyên lý 
Sử dụng phần mềm Proteus để thiết kế sơ đồ 
nguyên lý phần cứng và sử dụng phần mềm 
Arduino IDE để lập trình cho phần cứng. 
Hình 6. Sơ đồ nguyên lý thiết bị 
Nguyên lý hoạt động: 
+ Các cảm biến nhiệt độ độ ẩm và cảm biến 
mưa đo đạc thông số môi trường rồi gửi về vi 
điều khiển. 
+ Vi điều khiển thực hiện kết nối với mạng 
Internet thông qua sóng WiFi và gửi các thông 
số nhận được từ cảm biến lên cơ sở dữ liệu. 
3.3.2 Sơ đồ các khối trong mạch 
- Khối nguồn: 
Hình 7. Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 
Nguyên lý hoạt động: 
+ Dòng điện một chiều từ nguồn pin đi vào IC 
ổn áp 7805. 
+ IC 7805 - IC ổn áp là mạch tích hợp sẵn 
trong gói TO-220 với một điện áp đầu ra cố 
định là 5V, yêu cầu điện áp đầu vào tối thiếu 
là 7V: sụt áp 12V xuống 5V xuất ra OUT. 
+ Tụ C2 C3 phóng nạp san phẳng mức điện áp. 
+ Tụ C4 C5 có tác dụng chống nhiễu cho 
khối nguồn. 
- Khối cảm biến: 
Hình 8. Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến 
Nguyên lý hoạt động: 
+ Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 và cảm 
biến mưa sử dụng nguồn 5V được lấy ra từ 
khối nguồn. 
+ Dữ liệu gửi về từ cảm biến DHT11 là một 
byte dữ liệu, điện áp các bit dữ liệu được hỗ 
trợ từ nguồn nuôi, điện trở R1 có chức năng 
giảm dòng trực tiếp từ nguồn nuôi tránh làm 
hỏng vi điều khiển và cảm biến. 
+ Cảm biến mưa hoạt động dựa trên việc so 
sánh điện áp đặt trước với giá tri điện áp đo 
được từ tấm Raindrop. Khi trời khô các 
đường mạch trên tấm Raidrop không thông, 
giá trị điện áp ở mức 5V lớn hơn giá trị đặt 
trước và ngược lại khi trời mưa nước dẫn điện 
khiến các đường mạch thông nhau và thông 
về mass, điện áp giảm xuống thấp hơn. 
+ Điện trở R2 có nhiệm vụ giảm dòng điện 
trên tấm Raindrop, tụ C1 có khả năng lọc 
nhiễu tín hiệu, biến trở RV1 dùng để điều 
chỉnh điện áp đặt trước, IC so sánh LM324 có 
nhiệm vụ so sánh hai điện áp đầu vào và xuất 
ra tín hiệu ở mức cao hay thấp. 
Nguyễn Thị Dung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 125 - 132 
 Email: jst@tnu.edu.vn 130 
3.4 Xây dựng thuật toán và lập trình kết nối 
phần cứng [3] 
3.4.1 Lưu đồ thuật toán hệ thống như sau 
Hình 9. Lưu đồ thuật toán của hệ thống 
Phân tích: sau khi khởi động thiết bị, vi điều 
khiển bắt đầu kiểm tra thông tin về Wifi và 
mật khẩu của Wifi đã được lưu trước đó, nếu 
đúng sẽ thực hiện kết nối với mạng Wifi còn 
sai sẽ kết thúc chương trình. Sau khi kết nối 
được vào Wifi, vi điều khiển thực hiện việc 
đọc các giá trị gửi về từ cảm biến như nhiệt 
độ, độ ẩm, cảm biến mưa. Khi đọc được các 
giá trị đó thì vi điều khiển sẽ thực hiện gửi 
các giá trị lên server thông qua các địa chỉ 
được lưu trữ trước đó. Các giá trị sẽ được gửi 
cập nhật liên tục trên server, nhưng tùy theo 
thời gian cài đặt trước là một tiếng đồng hồ 
thì mới lưu trữ lại một lần. Các giá trị tức thời 
và các giá trị lưu trữ được xem trực tiếp trên 
điện thoại di động. 
3.4.2 Lập trình phần cứng 
- Lập trình kết nối WiFi cho vi điều khiển: 
Thư viện cho phép 
NodeMCU DEVKIT thực hiện các hàm kết 
nối với WiFi ở nhiều chế độ khác nhau. Thực 
hiện việc kết nối với WiFi với dòng lệnh sau: 
const char* ssid = "Tên WiFi"; 
const char* password = "Mật khẩu WiFi"; 
void setup() { 
 Serial.begin(115200); 
 delay(10); 
 Serial.println(); 
 Serial.println(); 
 Serial.print("Connecting to "); 
 Serial.println(ssid); 
 WiFi.begin(ssid, password); 
 while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
{ 
 delay(500); 
 Serial.print("."); 
 } 
 Serial.println(""); 
 Serial.println("WiFi connected"); 
 Serial.println("IP address: "); 
 Serial.println(WiFi.localIP()); 
} 
- Lập trình kết nối với khối cảm biến: 
Cảm biến mưa hỗ trợ đọc giá trị trực tiếp từ 
chân digital của vi điều khiển. Cảm biến nhiệt 
độ, độ ẩm DHT11 truyền dữ liệu theo chuẩn 1 
dây được hỗ trợ bởi thư viện . Để đọc 
giá trị từ cảm biến ta sử dụng các lệnh sau đây: 
DHT dht2(D4, DHT11); 
const int pinDmua = D3; 
int mua; 
float temp; 
float humi; 
void setup() { 
pinMode(pinDmua, INPUT); 
 } 
 void loop() { 
temp = dht2.readTemperature(); 
 humi = dht2.readHumidity(); 
 mua = digitalRead(pinDmua); 
 delay(500); } 
- Lập trình gửi giá trị lên server: 
Sau khi đã thực hiện các nhiệm vụ kết nối với 
WiFi và đọc các giá trị cảm biến, vi điều 
khiển sẽ gửi các giá trị lên server thông qua 
các lệnh sau: 
Kết hợp các phần trên sẽ thu được chương 
trình hoàn chỉnh nạp vào phần cứng với 
nhiệm vụ đọc các thông số và gửi lên server. 
Nguyễn Thị Dung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 125 - 132 
 Email: jst@tnu.edu.vn 131 
client.print(String("GET ") + url + " 
HTTP/1.1\r\n" + 
 "Host: " + host + "\r\n" + 
 "Connection: close\r\n\r\n"); 
 unsigned long timeout = millis(); 
 while (client.available() == 0) { 
 if (millis() - timeout > 5000) { 
 Serial.println(">>> Client Timeout !"); 
 client.stop(); 
 return; 
 } 
 } 
3.5 Xây dựng phần mềm [4], [5] 
3.5.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu 
Cơ sở dữ liệu (Database) là một hệ thống lưu 
trữ thông tin có cấu trúc giúp người dùng có 
thể khai thác thông tin một cách có hiệu quả. 
Để truy cập và sử dụng cơ sở dữ liệu cần sử 
dụng ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc 
(Structured Query Language – SQL). Cơ sở dữ 
liệu thường được lưu trữ trên máy tính hoặc 
trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu dưới dạng 
các tập tin. Các hệ quản trị cơ sở dữ liệu phổ 
biến là MySQL, Oracle, SQL Server, DB2. 
Việc sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu 
MySQL (được sử dụng trong nghiên cứu này) 
có nhiều ưu điểm so với các hệ quản trị cơ sở 
dữ liệu khác như: 
+ Tốc độ truy vấn và tính bảo mật cao. 
+ Miễn phí, ổn định và dễ sử dụng. 
+ Hoạt động được trên nhiều hệ điều hành với 
hệ thống lớn các hàm tiện ích. 
Sử dụng phần mềm phpMyAdmin để thực hiện 
các thao tác đối với cơ sở dữ liệu MySQL. 
Sau khi tạo xong cơ sở dữ liệu lưu trữ, để sử 
dụng được ta cần tạo file kết nối để có thể lưu 
trữ hay truy xuất dữ liệu trong cơ sở dữ liệu. 
Tạo file connect.php với nội dung dưới đây. 
3.5.2 Xây dựng ứng dụng trên Smart Phone 
MIT App Inventor dành cho Android là một 
ứng dụng web mã nguồn mở ban đầu được 
cung cấp bởi Google và hiện tại được duy trì 
bởi Viện Công nghệ Massachusetts (MIT). 
Nền tảng cho phép nhà lập trình tạo ra các 
ứng dụng phần mềm cho hệ điều hành 
Android. Bằng cách sử dụng giao diện đồ 
họa, nền tảng cho phép người dùng kéo và thả 
các khối mã (blocks) để tạo ra các ứng dụng 
có thể chạy trên thiết bị Android. 
<?php 
 $username = "TÊN USER"; 
 $password = "MẬT KHẨU"; 
 $server = "TÊN SERVER"; 
 $dbname = "TÊN DATABASE"; 
 $connect = new 
mysqli($server,$username,$password,$dbna
me); 
 if($connect -> connect_error){ 
 die("Không thể kết nối:" . $conn -> 
connect_error); 
 exit(); 
 } 
?> 
Xây dựng ứng dụng tramquantrac.apk với 
các khối Block như sau: 
Hình 10. Khối Block của ứng dụng 
tramquantrac.apk 
4. Kết quả thiết kế, lập trình và cài đặt 
4.1 Sản phẩm phần cứng 
- Sản phẩm phần cứng thực tế sau khi thiết kế 
như sau: 
Hình 11. Thiết bị sản phẩm phần cứng 
4.2 Phần mềm ứng dụng 
Với việc kết nối các module đo nhiệt độ, độ 
ẩm, cảm biến mưa với board Node MCU 
DEV KIT cũng như xây dựng cơ sở dữ liệu 
lưu trữ trên Server và tạo ra phần mềm ứng 
Nguyễn Thị Dung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 125 - 132 
 Email: jst@tnu.edu.vn 132 
dụng theo dõi trên điện thoại, hệ thống đã 
được xây dựng thành công với khả năng theo 
dõi các thông số nhiệt độ, độ ẩm thông qua 
mạng truyền thông không dây. 
Hình 12. Giao diện phần mềm sau khi lập trình, 
thiết kế 
Các thông số được cập nhật liên tục trên phần 
mềm điện thoại giúp người dùng theo dõi một 
cách trực tiếp nhất. Ngoài ra với khả năng lưu 
trữ thông tin mỗi giờ đồng hồ sẽ giúp đánh 
giá được các thông số để có thể phân tích và 
đưa ra các kết quả nghiên cứu khác. 
- Các bước vận hành hệ thống: 
Bước 1: Cấp nguồn cho hệ thống: 
- Hệ thống sử dụng nguồn 5V được lấy từ 
Adapter chuyển đổi từ 220VAC sang 5VDC. 
- Nguồn 5VDC được cung cấp cho tất cả các 
linh kiện trong sản phẩm phần cứng. 
Bước 2: Cài đặt ứng dụng: 
- Thực hiện việc cài đặt ứng dụng 
tramquantrac.apk trên điện thoại Smartphone 
giúp theo dõi các giá trị tức thời cũng như giá 
trị được lưu trữ khi Smartphone có kết nối với 
Internet. 
5. Kết luận 
Qua thử nghiệm trên thực tế sản phẩm đã đạt 
được các tiêu chí: 
- Hệ thống chạy ổn định trong suốt quá trình 
kiểm nghiệm. 
- Sản phẩm bao gồm những thiết bị nhỏ gọn, dễ 
dàng sử dụng, bảo trì hay thay thế khi cần thiết. 
- Hệ thống đã đáp ứng được các yêu cầu đề ra 
và cải tiến được các chức năng, đặc điểm còn 
chưa tốt của một số sản phẩm đã có. 
- Hệ thống có thể triển khai ở các nơi khác 
nhau từ các hộ gia đình đến các tòa nhà hay 
các khu vực sản xuất công nông nghiệp... Và 
đặc biệt người dùng có thể dễ dàng sử dụng 
sản phẩm, giúp người dùng kịp thời biết được 
các thông số môi trường 
- Hệ thống có khả năng hoạt động độc lập không 
cần sự điều khiển và tiêu tốn ít năng lượng. 
- Hệ thống thiết kế đơn giản, gọn nhẹ, dễ lắp 
đặt, sửa chữa và thay thế 
Trong tương lai khi ứng dụng sản phẩm vào 
thực tế ở diện rộng, đây sẽ là một thiết bị hữu 
ích góp phần theo dõi trực tiếp các thông số 
môi trường để có các đánh giá và biện pháp 
phù hợp. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Jayasinghe, Gamini, Fahmy, Farazy, 
Gajaweera, Nuwan, and Dias, Dileeka, “A GSM 
Alarm Device for Disaster Early Warning,”, pp. 
383- 387, May 2007. [1st IEEE international 
Conference on Industrial and Information 
Systems], 2007. 
[2]. Marius Cioca, Lucian-Ionel Cioca, and Sabin-
Corneliu Buraga, “SMS Disaster Alert System 
Programming”, pp. 260-264, [Second IEE 
International Conference on Digital Ecosystems 
and Technologies], 2008. 
[3]. Tobias Schernerand Lothar Fritsch, “Notifying 
Civilians in Time Disaster Warning Systems Based 
on a Multilaterally Secure, Economic, and Mobile 
Infrastructure”, [11th Americas Conference on 
Information Systems, Omaha, NE, USA], 2005. 
[4]. L. M. Rodríguez Peralta, L. M. P. L. Brito, J. 
P. B. F. Santos, “Environmental Monitoring 
Platform based on a Heterogeneous Wireless 
Sensor Network”, Cyber Journals: 
Multidisciplinary Journals in Science and 
Technology, Journal of Selected Areas in 
Telecommunications (JSAT), October Edition, pp. 
26- 38, ISSN: 1925-2676, 2011. 
[5]. T. Wooley, “A Comparative Study of the 
Android and iphone Operating Systems”, 
University of Central Florida, 2010.