Hệ thống IoT và mạng cảm biến – bộ IoT khoa học micro:bit Smart Science IoT Kit

Tổng quan giải pháp

Bộ thiết bị khoa học IoT dựa trên nền tảng vi điều khiển micro:bit và bo mạch mở rộng IOT:bit, cung cấp giải pháp thực hành toàn diện về thu thập dữ liệu và giám sát môi trường. Thiết bị được tổ chức theo cấu trúc ba tầng tiêu chuẩn của hệ thống IoT gồm: tầng thu nhận dữ liệu (cảm biến), tầng mạng (kết nối Wi-Fi) và tầng ứng dụng (nền tảng đám mây và xử lý dữ liệu trực quan).

Tính năng kỹ thuật và khả năng kết nối

• Bo mạch mở rộng IOT:bit: Tích hợp module Wi-Fi ESP8266 giao tiếp qua cổng nối tiếp (serial) với micro:bit, mở rộng toàn bộ chân vào/ra (I/O) theo chuẩn 3 chân GVS (Ground - VCC - Signal) điện áp 3V, thuận tiện kết nối các module ngoại vi như đèn LED, quang trở hay động cơ servo.
• Đồng hồ thời gian thực (RTC): Bo mạch tích hợp sẵn khối RTC giúp duy trì thông tin thời gian chính xác để đánh dấu mốc dữ liệu quan trắc, ngay cả khi bo mạch micro:bit ngắt nguồn điện chính.
• Hệ thống cảm biến và thiết bị phản hồi: Hỗ trợ các cảm biến phục vụ đo đạc môi trường như cảm biến siêu âm, cảm biến bụi, cảm biến ánh sáng và cảm biến mực nước, cùng còi chip tích hợp sẵn trên bo phục vụ phát tín hiệu cảnh báo tại chỗ.
• Lập trình và đồng bộ dữ liệu đám mây: Hỗ trợ môi trường lập trình trực quan MakeCode thông qua thư viện mở rộng "IOT", cho phép truyền dữ liệu thực nghiệm lên nền tảng đám mây ThingSpeak để vẽ biểu đồ và phân tích.

Ứng dụng trong dạy học

• Môn Tin học và Công nghệ cấp THPT: Thực hành xây dựng các dự án Internet vạn vật, tìm hiểu kiến trúc mạng cảm biến, lập trình truyền nhận dữ liệu qua giao thức không dây và lưu trữ dữ liệu thời gian thực.
• Môn Vật lí và Hóa học cấp THPT: Phục vụ các dự án đo đạc thông số thực nghiệm, ghi dữ liệu tự động (data logging) và đánh giá sự biến thiên của các yếu tố vật lý, hóa học trong môi trường.
• Chuyên đề học tập STEM: Tổ chức các dự án liên môn như trạm quan trắc chất lượng không khí, hệ thống giám sát mực nước tự động hoặc mô hình nông nghiệp thông minh.