Hệ thống thay đổi giá bán sản phẩm dùng bluetooth phiên bản 5.0

139 HỆ THỐNG THAY ĐỔI GIÁ BÁN SẢN PHẨM DÙNG BLUETOOTH PHIÊN BẢN 5.0 Võ Anh Tú, Nguyễn Hoàng Tâm, Lê Huỳnh Nhật Duy, Bành Nhựt Tiến Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP.Hồ Chí Minh GVHD: TS. Võ Đình Tùng TÓM TẮT Công trình thực hiện nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống thay đổi giá bán sản phẩm. giá bán của sản phẩm được hiển thị bằng màn hình E-INK, sử dụng công nghệ thu phát Bluetooth phiên bản 5.0. Hệ thống được trang bị cho các cửa hàng, siêu thị, trung tâm thương mại, những nơi mà giá bán sản phẩm thường xuyên thay đổi, và thay đổi cùng lúc nhiều màn hình hiển thị giá. Các màn hình E-INK hiển thị giá được đặt tại nơi sản phẩm bán buôn. Hệ thống gồm có 1 Web quản lý dùng để thực hiện thay đổi giá bán sản phẩm thông qua getway kết nối với các màn hình E-INK bằng Bluetooth phiên bản 5.0. Từ khóa: hệ thống thay đổi giá bán, blutetooth, 5.0. 1 GIỚI THIỆU Trên thế giới, nhiều nghiên cứu phát triển hệ thống hiển thị và thay đổi giá sử dụng công nghệ Bluetooth đã và đang được triển khai rộng rãi. Các màn hình hiển thị đóng vai trò thiết yếu trong quá trình trực quan hoá và tương tác. Phương pháp hiển thị LCD đã từng được sử dụng rất phổ biến nhờ vào giá thành vừa phải, tuy nhiên cần tái hiển thị 30 lần mỗi giây dù cho không có thông tin hiển thị tại thời điểm đó. Ngoài ra còn có các hiển thị trên nền tảng mực in điện tử (E-INK), sử dụng công suất trong quá trình cập nhật các thông tin về giá, công suất này phụ thuộc chủ yếu vào kích thước hiển thị. Công suất sẽ không bị tiêu hao trong quá trình biểu thị thông tin, vì thế, tuổi thọ pin sẽ được tăng lên đáng kể. Bên cạnh đó, công nghệ OLED càng ngày càng phổ biến trong việc sử dụng các thiết bị điện từ nhờ vào các định nghĩa về màu sắc, thời gian hồi đáp nhanh, góc nhìn rộng, độ sáng và độ tương phản cao. Mặc dù công suất tiêu thụ của OLED thấp, chỉ khoảng 20-80% so với LCD cùng kích thước, giá thành của OLED đắt hơn và là một yếu tố quan trọng để cân nhắc. Vì thế, trong ba công nghệ hiển thị giá đã được thương mại hoá và sử dụng phổ biến gần đây (LCD, E-INK, OLED), công nghệ E-INK có công suất tiêu thụ thấp nhất và phù hợp nhất dùng trong hệ thống hiển thị và thay đổi giá, mặc dù các hiển thị đơn sắc, sử dụng ánh sáng tự nhiên có thể không sẵn có trong một số bối cảnh nhất định. Một số công ty trên thế giới tham gia tích cực vào thị trường phát triển hệ thống hiển thị và thay đổi giá điện tử bao gồm, E-INK Holdings Inc, tập đoàn điện tử LG, M2COMM, New Zealand Electronic Shelf Labelling, công ty bán dẫn NXP Semiconductors 140 Các phương pháp hiển thị giá hiện nay: - Phương pháp thủ công: dùng một tờ giấy ghi giá niêm yết của sản phẩm. Phương pháp này không chuyên nghiệp, thiếu thẩm mỹ, một khi muốn thay đổi giá niêm yết thì phải ghi lại tờ giấy mới. - Phương pháp hiển thị dùng LCD và thu phát Wifi: Phương pháp này hiện đại, tuy nhiên, phương pháp này bộc lộ 2 nhược điểm:  Thứ nhất: màn hình LCD tiêu tốn nhiều năng lượng, nên nguồn nuôi không thể dùng PIN, mà phải dùng bộ cấp nguồn DC. Điều này dẫn đến việc có quá nhiều dây điện trong các kệ hàng trưng bày sản phẩm.  Thứ hai: việc cập nhật giá bán buôn qua Wifi có thể bị nhiễu, và giá cần cập nhật sẽ không được cập nhật chính xác cho từng màn hình. Điều này dẫn đến hiển thị sai giá bán buôn. - Phương pháp hiển thị dùng màn hình E-INK và thu phát Wifi: với màn hình E-INK cải thiện được vấn đề năng lượng tiêu thụ cho mạch hiển thị, có thể dùng PIN. Tuy nhiên vấn đề cập nhật giá bán buôn bằng Wifi thì vẫn gặp phải nhược điểm được nêu ở trên. - Phương pháp hiển thị dùng màn hình E-INK và cập nhật giá bán buôn bằng công nghệ Bluetooth: phương pháp này đã cải thiện đáng kể cho việc cập nhật giá bán buôn. Tuy nhiên, với các phiên bản Bluetooth từ 1.0 đến 4.2, tồn tại một số nhược điểm sau:  Khoảng cách truyền nhận ngắn < 100 m.  Băng thông hẹp, mất nhiều thời gian khi truyền các dữ liệu có dung lượng lớn.  Năng lượng tiêu thụ vẫn còn cao.  Chưa định danh cho từng thiết bị đầu cuối. Như chúng ta điều biết. Để thực hiện việc hiển thị và cập nhập giá bán buôn trên các thiết bị hiển thị cho các cửa hàng phải đáp ứng một số tiêu chí sau: - Thiết bị hiển thị phải tiêu tốn ít năng lượng, và chỉ dùng PIN để cung cấp năng lượng. Thời gian làm việc của PIN càng lâu càng tốt, vài tháng thậm chí là 1 năm mới thay PIN 1 lần. - Giá cập nhật phải đến được đúng từng thiết bị hiển thị (tuyệt đối 100%). - Đặc biệt, việc cập nhật giá phải được thực hiện thật nhanh, gần như là tức thì. - Với những cải tiến đáng kể của công nghệ bluetooth phiên bản 5.0 như:  Độ phủ sóng tăng gấp 4 lần, tốc độ truyền dữ liệu tăng gấp đôi và tiết kiệm năng lượng gấp 2,5 lần so với phiên bản 4.0.  Kết nối được nhiều thiết bị cùng lúc.  Cho phép định danh các thiết bị hiển thị bằng địa chỉ MAC. Những cải tiến này thoả mãn được các yêu cầu đặt ra cho thiết bị hiển thị và cập nhật giá bán buôn. 141 2 THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 2.1 Mô hình sử dụng bluetooth version 5.0 truyền dữ liệu Hình 1. Mô hình hệ thống thay đổi giá bán sản phẩm dùng Bluetooth phiên bản 5.0. - Hệ thống được chia thành 2 phần: 1. Phần trung tâm điều khiển: phần trung tâm bao gồm một máy tính nhúng Raspberry Pi 4 (Gateway) sẽ truyền nhận dữ liệu qua web và lưu dữ liệu trên server. 2. Phần hiển thị có kết nối bluetooth 5.0: bộ hiển thị dùng màn hình E-ink để hiển thị nội dung màn hình theo yêu cầu của người dùng được kết nối với máy tính nhúng qua bluetooth 5.0. 2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống Thay đổi giá hoặc tên sản phẩm: Đăng nhập tài khoản mật khẩu vào hệ thống trên web thông qua raspberry. Quét các thiết bị màn hình hiển thị xung quanh raspberry được trang bị bluetooth. Chọn các màn hình hiển thị cần cập nhật nội dung và lưu thiết bị. Tiếp theo, nhập giá trị vào các khung protduct name và product price và nhấn vào display product name hoặc product price để cập nhật nội dung trên màn hình E-ink, các dữ liệu này sau khi cập trên web được gửi sang mạch hiển thị bằng tín hiệu bluetooth 5.0. Khi module bluetooth 5.0 của mạch Bluetooth 5.0 Receiver ID2 Controller + Display driver + Source (pin) E-INK Screen Bluetooth 5.0 Receiver ID1 Controller + Display driver + Source (pin) E-INK Screen Bluetooth Bluetooth 5.0 Receiver ID4 Controller + Display driver + Source (pin) E-INK Screen Bluetooth 5.0 Receiver IDN Controller + Display driver + Source (pin) E-INK Screen Controller + softwarre Concentration Bluetooth 5.0 transfer Bluetooth 5.0 Receiver ID3 Controller + Display driver + Source (pin) E-INK Screen Bluetooth Bluetooth 142 hiển thị nhận được dữ liệu sẽ kết nối với vi điều khiển Atmega328P mã hóa dữ liệu và đưa dữ liệu lên màn hình E-ink. 3 KẾT QUẢ THI CÔNG SẢN PHẨM HỆ THỐNG THAY ĐỔI GIÁ SẢN PHẨM DÙNG BLUETOOTH 5.0 3.1 Hình ảnh thực tế hệ thống Hình 2. Ảnh thực tế toàn bộ hệ thống Hình 3. Ảnh thực tế phần hiển thị 3.2 Các linh kiện chính dùng trong hệ thống 3.2.1 Raspberry pi4 model B Raspberry Pi là từ để chỉ các máy tính chỉ có một board mạch, được phát triển tại Anh bởi Raspberry Pi Foundation với mục đích ban đầu là thúc đẩy việc giảng dạy về khoa học máy tính cơ bản trong các trường học và các nước đang phát triển. Phiên bản ban đầu đã trở nên phổ biến hơn nhiều so với dự đoán, vượt ra ngoài thị trường đích và được sử dụng trong tự động hóa, đa phương tiện, robot, IoT thậm chí trong cuộc Cách mạng Công nghiệp 4.0. 143 Hình 4. Raspberry Pi 4 Model B 3.2.2 Module Bluetool JDY-23 Hình 5. JDY-23 Mạch thu phát Bluetooth 5.0 Thông số kỹ thuật: Model: JDY-23. Tần số: 2.4 GHZ. Công suất tối đa: 4dB. Giao tiếp: UART. Điện áp: 1.8 V–3.6 V. 144 Nhiệt độ hoạt động: -40 oC–80 oC. Độ nhạy: -97dbm. Khoảng cách truyền tín hiệu: 60 m. 3.2.3 Màn hình E-INK Thông số kỹ thuật: Điện áp hoạt động: 3.3 V. Kích thước tổng thể: 36.7 mm × 79.0 mm × 1.05 mm. Kích thước hiển thị: 66.9 mm × 29.06 mm. Kích thước điểm ảnh: 0.227 × 0.226. Độ phân giải: 296 × 128. Màu hiển thị: black, white. Thời gian làm mới hoàn toàn: 2s. Công suất: 26.4 mW(typ.). Công suất chờ: <0.017 mW. Góc nhìn: >170°. Hình 4. Màn hình E-ink 3.3 Cách thay đổi nội dung hiển thị cho màn hình E-ink Bước 1: đăng nhập tài khoản, mật khẩu vào trang web server sau đó chọn login Hình 6. Màn hình đăng nhập 145 Bước 2: nhấn scan for new slaves để tìm địa chỉ bluetooth các màn hình hiển thị giá, sau đó chọn details ở thiết bị cần thay đổi nội dung trên màn hình. Hình 7. Danh sách địa chỉ các màn hình hiển thị giá Bước 3: đặt tên cho thiết bị đã kết nối sau đó bấm vào Update slave name để lưu địa chỉ thiết bị. Bấm Display product Name để đưa nội dung hiển thị ở Product name ra màn hình thiết bị, bấm Display product price để đưa nội dung hiển thị ở Product price ra màn hình hiển thị. Khi không cấp nguồn cho màn hình trong thời gian dài thì nội dung trên màn hình sẽ bị nhạt dần, bấm Refeshdisplay để nội dung hiển thị được làm mới như lúc mới nạp. Hình 8. Các thao tác thực hiện với màn hình E-ink 146 3.4 Cách chuyển đổi màn hình, hình nền cho màn hình E-ink 3.4.1 Tải app Image2Lcd Bước 1: vào google gõ ‘image2lcd download’ rồi click vào image2lcd download Free Bước 2: tải phầm mềm về. 3.4.2 Hướng dẫn cách gửi hình ảnh qua màn hinh E-ink Bước 1: mở phần mềm Img2Lcd. Bước 2: chuẩn bị hình có kích thước là 296x128 có đuôi jpg. Bước 3: tick vô MSB First. Bước 4: bấm save với đuôi ‘.h’ Bước 5: copy code trong file vừa nhận được vào chương trình chính để hiện thị ra màn hình. Hình 9. Giao diện phần mềm lấy frame cho hình ảnh muốn hiển thị 147 4 KẾT LUẬN Công trình thực hiện nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống thay đổi giá bán sản phẩm sử dụng màn hình E-INK và bluetooth 5.0 cho ra sản phẩm hoạt động tốt, đáp ứng các yêu cầu được đặt ra đối với việc hiển thị và thay đổi giá bán. Sản phẩm có thể sử dụng tại các cửa hàng như PNJ, Thế giới di động, FPTshop, Giúp chúng ta cập nhật giá một cách dễ dàng và tiết kiệm được nhiều thời gian. Hệ thống sau khi thiêt kế, thi công hoàn chỉnh đã hoạt động tốt với thời gian sử dụng pin lên đến 2 năm và khoảng cách truyền nhận tối đa là 60 m. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] J. Sung, "End of paper labels: Emerging smart labels toward Internet of Things", Proc. IEEE 2nd World Forum Internet Things (WF-IoT), pp. 216-221, Dec. 2015. [2] R. Fernández, E. Z. Casanova and I. G. Alonso, "Review of display technologies focusing on power consumption", Sustainability, vol. 7, no. 8, pp. 10854-10875, Aug. 2015. [3] J. K. Borchardt, "Developments in organic displays", Mater. Today, vol. 7, no. 9, pp. 42- 46, Sep. 2004. [4] Màn hình E-ink 2.9inch: https://www.waveshare.com/wiki/2.9inch_e-Paper_Module [5] Module Jdy-23 Bluetooth 5.0: https://chotroihn.vn/module-jdy-23-bluetooth-5-0-cc2541 [6] Rasberry-pi4:https://vn.cytron.io/collections/main-board/products/raspberry-pi-4b-8g.