LUẬN VĂN:NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG BIỂU QUYẾT ĐIỆN TỬ SỐ docx

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 1.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống biểu quyết số 1.2 Sơ đồ định tuyến âm thanh trong hệ thống biểu quyết số DCN 1.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống biểu quyết điện tử số DCN 1.4

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN HỒNG PHÚC

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG BIỂU QUYẾT ĐIỆN TỬ SỐ

Nghành: Công nghệ Điện tử- Viễn Thông

Chuyên nghành: Kỹ thuật Điện tử

LỜI CÁM ƠN

Em xin cám ơn toàn thể các thầy, cô giáo khoa Công nghệ Điện tử - Viễn thông Trường Đại học Công Nghệ đã nhiệt tình giảng dạy, hướng dẫn em hoàn thành khóa học Đặc biệt là lòng kính trọng và sự biết ơn sâu sắc của em tới thầy giáo PGS.TS.Trần Quang Vinh, người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này

Tôi xin cám ơn đến Lãnh đạo Văn phòng Quốc hội, Cục Quản trị, Vụ Tổ chức - Cán bộ đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi được đi học; cám ơn các anh, chị công tác tại Viện Điện tử - Viễn thông Bộ Quốc phòng đã giúp đỡ, cung cấp các tài liệu cần thiết, giúp tôi hoàn thành bản luận văn này

Nhân đây,Tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè là nguồn lực tinh thần đã động viên khích lệ tôi vượt qua mọi khó khăn để hoàn thành luận văn

Hà Nội, ngày 24 tháng 12 năm 2009

Nguyễn Hồng Phúc

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi không trùng lặp với các đề tài khóa trước đã thực hiện và nội dung luận văn không sao chép của bất kỳ luận văn nào khác Nếu có bất kỳ sự gian lận nào, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Người cam đoan

Nguyễn Hồng Phúc

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN 2

LỜI CAM ĐOAN 3

MỤC LỤC 4

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC CÁC BẢNG 7

MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BIỂU QUYẾT ĐIỆN TỬSỐ (DCN) 11

1.2 Giới thiệu tổng quan hệ thống biểu quyết điện tử số DCN 12

1.2.1 Thiết bị phân tập 13

1.2.2 Thiết bị điều khiển trung tâm CCU 13

1.3 Định tuyến hệ thống âm thanh trong hệ DCN 14

1.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết số 15

1.4.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết điện tử số 15

1.4.2 Cấu trúc Bộ điều khiển trung tâm CCU 15

1.4.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết điện tử số DCN 16

1.5 Các phần mềm ứng dụng điều khiển hệ thống biểu quyết điện tử số DCN: 17 CHƯƠNG 2: CẤU HÌNH HỆ THỐNG BIỂU QUYẾT ĐIỆN TỬ SỐ DCN 18

2.1 Cấu hình hệ thống biểu quyết số DCN 18

2.1.2 Hệ thống biểu quyết điện tử số DCN Multi- CCU 18

2.2 Thông số các cổng của CCU khi kết nối với PC và kết nối với camera 20

2.3 Thông số kỹ thuật cổng nối tiếp RS 232 21

2.3.1 Truyền thông giữa hai nút 25

2.3.2 Truy xuất trực tiếp thông qua cổng COM 26

CHƯƠNG 3:GIAO DIỆN ĐIỂU KHIỂN TỪ XA ĐẾN HỆ THỐNG DCN 27

3.1 Mô hình hệ thống điều khiển từ xa 27

3.2 Các thông số điều khiển từ xa 27

3.2.1 Kiểu thông báo định dạng 27

3.2.2 Kiểu định dạng thông báo cơ bản 28

3.2.3 Định dạng yêu cầu điều khiển từ xa 28

3.2.4 Định dạng đáp ứng điều khiển từ xa 29

3.2.5 Định dạng thông báo cập nhật MDSC_NOTIFY 29

3.2.6 Định dạng thông số truyền thông 30

3.3 Thủ tục truyền thông của bộ điều khiển trung tâm 30

3.3.1 Đặc tính của giao thức truyền thông Full 31

3.3.2 Tham số nhận biết thông tin 33

3.3.3 Giao thức truyền thông 34

3.3.3.1 Gói dữ liệu không trả lời 35

3.3.3.2 Giá trị thời gian của kết nối đường truyền 36

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG PHẦN MỀM BIỂU QUYẾT 37

4.1 Chức năng đăng ký đại biểu 37

4.1.1 Đăng ký tham dự 37

4.1.2 Điều khiển truy cập hệ thống 37

4.1.4 Kết hợp giữa đăng ký tham dự với truy cập hệ thống 38

4.1.5 Thông số chức năng 38

4.2 Điều khiển microphone trong hệ thống biểu quyết điện tử số 38

4.2.1 Các bước đăng ký phát biểu 38

4.2.2 Chương trình kiểm soát danh sách đại biểu 39

4.3 Biểu quyết điện tử 41

4.3.1 Các kiểu loại biểu quyết điện tử số 41

4.3.2 Các bước thực hiện biểu quyết điện tử số 41

4.3.3 Xây dựng chương trình hiển thị kết quả biểu quyết 43

4.4 Kết quả ghép nối giữa máy tính với bộ điều khiển trung tâm 51

KẾT LUẬN 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

PHỤ LỤC 57

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT

TỪ VIẾT

TẮT

Mỹ

Decoding Intergrated Circuit

Vi mạch mã hóa và giải mã tín hiệu tiếng chuyên dụng

remote

controller

Device (e.g PC) connected to the CCU Bộ điều khiển từ xa

khiển từ từ xa

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

1.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống biểu quyết số

1.2 Sơ đồ định tuyến âm thanh trong hệ thống biểu quyết số DCN 1.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống biểu quyết điện tử số DCN

1.4 Hình ảnh bên trong của bộ điều khiển trung tâm CCU

1.5 Hình ảnh bên ngoại của bộ điều khiển trung tâm CCU

2.1 Kết nối hệ thống DCN độc lập

2.2 Kết nối hệ thống biểu quyết điện tử số Multi CCU

2.3 Tín hiệu truyền của ký tự ‘A’

2.4 Sơ đồ chân cổng nối tiếp

2.5 Kết nối đơn giản trong truyền thông nối tiếp

2.6 Kết nối trong truyền thông nối tiếp dùng tín hiệu bắt tay 3.1 Sơ đồ ghép nối với bộ điều khiển từ xa

3.2 Sơ đồ trạng thái truyền trong thủ tục truyền “ FULL”

4.1 Giao diện chính phần mềm biểu quyết

4.2 Giao diện Danh sách đăng ký phát biểu

4.3 Giao diện hiển thị kết quả biểu quyết

4.4 Cơ sở dữ liệu đại biểu

4.5 Cơ sở dữ liệu các tỉnh, thành phố

4.6 Toàn cảnh phiên họp Quốc hội

4.7 Hệ thống biểu quyết tại Hội trường Bộ Quốc phòng

4.8 Giao diện điều khiển Mic và biểu quyết

4.9 Tra cứu thông tin đại biểu

4.10 Hiển thị danh sách đăng ký phát biểu

4.11 Kết quả bắt đầu biểu quyết

4.12 Kết quả biểu quyết khi hết thời gian biểu quyết

MỞ ĐẦU

Ngày nay, lĩnh vực Công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) đang được phát triển mạnh mẽ với những công nghệ hiện đại mới được ra đời Nó đã xâm nhập vào mọi lĩnh vực của đời sống xã hội Việc xã hội hoá thông tin trong đó phát triển từ phần cứng, phần mềm, hệ thống mạng viễn thông cho tới các hệ thống dành cho xử lý thông tin, hệ thống truyền thông, các hệ thống điều khiển

từ xa, v.v…đã góp phần nâng cao chất lượng, độ tin cậy, hiệu quả công việc tiết kiệm về mặt thời gian, không gian, địa điểm với khoảng cách xa có thể kết nối điều khiển từ xa

Hệ thống biểu quyết điện tử số DCN sử dụng các công nghệ kỹ thuật số

hiện đại cho việc điều khiển các hội nghị với hàng nghìn người Hệ thống này đạt được hiệu quả ưu việt từ điều khiển âm thanh, đăng ký đại biểu, phân quyền người truy cập, truyền đa ngôn ngữ, biểu quyết điện tử, ghép nối điều khiển từ

xa đều đã được tích hợp vào hệ thống

Với phương thức biểu quyết truyền thống bằng hình thức giơ tay, bỏ phiếu kín thì mất nhiều công sức và thời gian kiểm phiếu mất thời gian, dễ sai sót Biểu quyết điện tử số cho kết quả biểu quyết nhanh chóng, độ tin cậy cao và có khả năng lưu trữ trạng thái biểu quyết

Đề tài Luận văn “Nghiên cứu Hệ thống biểu quyết điện tử số” có nội dung nghiên cứu một hệ thống với các tính năng nổi trội, độ tin cậy về kỹ thuật, các thông số truyền dẫn, ghép nối điều khiển từ xa với trung tâm điều khiển Qua đó,

ta có thể phát triển nhiều ứng dụng nhằm khai thác hệ thống tốt nhất như điều khiển hội nghị từ xa, biểu quyết điện tử từ xa

Luận văn gồm 4 chương

Chương 1: Tổng quan hệ thống biểu quyết điện tử số DCN

Chương 2: Cấu hình hệ thống biểu quyết số DCN và Giao tiếp cổng nối tiếp RS232

Chương 3: Nghiên cứu các thủ tục truyền thông của hệ thống biểu quyết điện tử

số DCN

Chương 4: Xây dựng phần mềm biểu quyết

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BIỂU QUYẾT ĐIỆN TỬSỐ

(DCN)

1.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống biểu quyết điện tử số DCN

Hình 1.1: Sơ đồ tổng quan hệ thống biểu quyết số

Hệ thống biểu quyết điện tử số sử dụng công nghệ kỹ thuật điện tử viễn thông mới nhất hiện nay Hệ thống biểu quyết điện tử DCN bao gồm như hình 1.1:

1 Trung tâm điều khiển

Bộ vi xử lý trung tâm, Bộ xử lý số tín hiệu, Bộ nhớ EPROM,…

Quản lý cơ sở dữ liệu đại biểu, Quản lý điều khiển microphone đại biểu: danh sách đăng ký phát biểu, danh sách phát biểu, điều khiển tắt mở microphone, Điều khiển biểu quyết điện tử: khởi tạo thời gian, biểu quyết, huỷ biểu quyết, hiển thị kết quả biểu quyết, quản lý điểm danh đại biểu v.v…

2 Hệ thống ghép nối âm thanh mở rộng

Hệ thống này tạo đường âm thanh chất lượng cao ghép nối với hệ thống âm thanh ngoài: mixer, bộ khuyếch đại công suất (amplifier), loa

3 Hệ thống phát hồng ngoại

Hệ thống phiên dịch hồng ngoại sử dụng sóng hồng ngoại để phát các kênh dịch riêng lẻ Ứng với mỗi kênh hồng ngoại là một ngôn ngữ dịch Qua bộ thu hồng ngoại người nghe lựa chọn ngôn ngữ phù hợp với ngôn ngữ của mình

4 Hệ thống mạng

Hệ thống này sử dụng để kết nối điều khiển từ xa, chẳng hạn: truyền hình hội nghị, điều khiển từ xa hệ thống biểu quyết điện tử số DCN, mạng máy tính điều khiển, hiển thị thông tin đại biểu, kết quả biểu quyết, thông báo hội nghị, nhắn tin…

1.2 Giới thiệu tổng quan hệ thống biểu quyết điện tử số DCN:

Hệ thống biểu quyết điện tử số DCN cung cấp các phương tiện điều khiển linh động, mềm dẻo cho các loại hội nghị, từ hội thảo nhỏ đến hội nghị quốc tế, hội nghị đa ngôn ngữ với hàng trăm đại biểu Hệ thống DCN cung cấp các dịch

vụ từ quản lý điều khiển microphone, nhận dạng đại biểu, đăng ký đại biểu, biểu quyết điện tử, hiển thị thông tin đến các thiết bị phân phối, hiển thị và mở rộng

hệ thống phiên dịch đồng thời và điều khiển camera tự động

Toàn bộ các thiết bị DCN bao gồm:

1 Thiết bị phân bố gồm: microphone đại biểu, microphone chủ toạ…

Thiết bị phân bố thực hiện các chức năng cơ bản như sau:

- Chức năng biểu quyết điện tử theo các trạng thái: điểm danh, biểu quyết, không biểu quyết, không tán thành

- Chức năng đọc thẻ chíp

- Chức năng microphone: đăng ký, hủy đăng ký phát biểu

- Chức năng thông tin hội nghị

- Chức năng chủ tọa hội nghị

2 Thiết bị điểu khiển trung tâm CCU:

Bao gồm bộ vi xử lý, bộ xử lý số, bộ nhớ và các đường bus ACN1, ACN2 Bộ điều khiển trung tâm quản lý, điều khiển microphone, Biểu quyết, truyền thông đến phần mềm điều khiển, bộ điều khiển từ xa…

3 Thiết bị phiên dịch và thiết bị phân phối dịch:

Thiết bị sử dụng để truyền tải, phân phối ngôn ngữ theo các kênh dịch để đại biểu trong hội nghị lựa chọn ngôn ngữ cho phù hợp với ngôn ngữ của mình

4 Thiết bị hiểu thị thông tin:

Bảng hiển thị kết quả biểu quyết Hall Display, Màn hiển thị điều khiển, Màn hình lớn: để hiển thị thông báo, hình ảnh, quá trình biểu quyết, kết quả biểu lên màn hình

5 Các gói phần mềm ứng dụng:

- Quản lý vị trí lắp đặt thiết bị

- Quản lý cơ sở dữ liệu

- Quản lý điều khiển microphone

- Quản lý danh sách đại biểu

- Quản lý điều khiển biểu quyết điện tử số

6 Các thiết bị lắp đặt:

- Hộp kết nối đa mục đích,

- Bộ khuyếch đại

- Bộ điều khiển microphone

- Bộ điểu khiển biểu quyết

- Hộp đọc thẻ

Ngoài ra, thiết bị DCN có thể mở rộng một cách thích nghi với các hệ thống như hệ thống video, hiển thị dữ liệu, hệ thống Camera TV, PC, hệ thống giám sát hiển thị, hệ thống khuếch đại PA, hệ thống loa và hệ thống in ấn

1.2.1 Thiết bị phân lập

Bao gồm các thiết bị thực hiện các chức năng như sau:

Nghe, đăng ký phát biểu, phát biểu, nhận thông tin thông báo trên màn hình, liên lạc nội bộ giữa các đại biểu và thực hiện biểu quyết, cắm thẻ đại biểu Chẳng hạn như: Hộp microphone chủ toạ, Hộp microphone đại biểu, bàn phiên dịch…

1.2.2 Thiết bị điều khiển trung tâm CCU

Thiết bị điều khiển trung tâm CCU là trái tim của hệ thống DCN Bộ điều khiển trung tâm CCU có thể hoạt động điều khiển hội nghị độc lập

- CCU có thể hoạt động thông qua máy tính sử dụng phần mềm điều khiển

- CCU có khả năng điều khiển 240 thiết bị phân tập;

- Khi tăng dung lượng điều khiển thì có thể mở rộng CCU slave kết nối tối đa 16 có nghĩa là có khả năng điều khiển mở rộng hệ thống lên 3840 thiết bị tương ứng với hội nghị có 3840 đại biểu

- CCU cho phép quản lý điểu khiển microphone, hệ thống dịch đồng bộ, biểu quyết điện tử, nhiều phương tiện khác như các kênh tiếng số, kênh dữ liệu

và kênh truyền thông

- CCU thực hiện các chức năng như: phiên dịch, điều khiển microphone, thông báo message, hiển thị kết quả biểu quyết, thủ tục biểu quyết, liên lạc nội

bộ (intercom) tạo cơ sở dữ liệu, đăng ký đại biểu, xử lý tiếng nói và điều khiển Camera tự động

1.3 Định tuyến hệ thống âm thanh trong hệ DCN

Định tuyến âm thanh trong hệ thống biểu quyết điện tử DCN theo hình 1.2 như sau:

Hình 1.2: Sơ đồ định tuyến âm thanh trong hệ thống biểu quyết số DCN

Tín hiệu âm thanh Voice từ người phát biểu được thu bởi microphone, tín hiệu microphone được qua bộ chuyển đổi A/D rồi qua ghép kênh truyền dẫn đến

bộ trộn âm thanh Audio Mixer rồi đến bộ chuyển đổi D/A đưa ra đến bộ

khuyếch đại công suất rồi đến Loa ( loa đại biểu, loa PA,…)

1.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết số

1.4.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết điện tử số

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết số được trình bày trên hình 1.3 dưới đây

Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý hệ thống biểu quyết điện tử số DCN

Chi tiết các khối như sau:

1.4.2 Cấu trúc bộ điều khiển trung tâm CCU

Bộ điều khiển trung tâm CCU bao gồm:

- Vi xử lý trung tâm

- Bộ xử lý tín hiệu số (DSP)

- Bộ nhớ FLash

- Bộ nhớ EFROM

- ACN1 : Audio control Network 1

- ACN2: Audio Control Network 2

- Praedic: Bộ tiền xử lý tiếng và ghép kênh

- Bảng điều khiển điều khiển

Các khối chức năng được kết nối với nhau thông qua đường dây mạng

1.4.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết điện tử số DCN

- Kiến trúc mạng dây hệ thống cung cấp đường truyền thông kết nối đa phương tiện giữa vi xử lý trung tâm đến các thiết bị ghép nối vào CCU

- Việc truyền thông thông qua hệ thống dây mạng để kết nối các thiết bị với nhau và truyền thông của CCU với các khối IC chức năng được thực hiện trên nguyên tắc truyền thông giữa các khối truyền thông mạng và âm thanh ACN1, ACN2 và ACN3 với nhau

- ACN1 được lắp đặt trong các thiết bị đại biểu, chủ toạ, bàn phiên dịch ACN1 kết nối với CCU thông qua ACN2, bằng việc gửi và nhận (hoạt động hay không hoạt động, kích hoạt hay thụ động)

- ACN2 nhận thông tin từ ACN1 và ACN3 và truyền đến bộ vi xử lý trung tâm

- ACN3 có chức năng chỉ nhận dữ liệu chẳng hạn bộ chọn kênh chỉ nhận thông tin

- PREADIC ( Profession Audio Encoding Decoding Intergrated Circuit)

là bộ xử lý tích hợp bộ chuyển đổi tương tự ra số và bộ chuyển đổi số sang tương tự: chẳng hạn tín hiệu từ microphone qua A/D để xử lý tương tự ra tín hiệu số rồi qua bộ mã hóa để mã hóa tín hiệu số rồi truyền đi, còn tín hiệu số nhận được qua bộ giải mã đến bộ D/A để xử lý số ra tương tự rồi khuếch đại ra loa

- Để đưa kết quả biểu quyết ra bảng hiển thị thì bộ điều khiển trung tâm truyền dữ liệu qua cổng COM theo chuẩn RS 232

- Để dùng máy vi tính PC điều khiển, kết nối với bộ điều khiển trung tâm thông qua Card mạng kết nối chuyên dụng

- Để đưa hình ảnh camera ra màn hình ngoài thông qua đường video của

hệ thống chuyển mạch camera

Hình ảnh bên trong thiết bị trung tâm CCU như trình bày trên hình 1.4

Hình 1.4: Hình ảnh bên trong của bộ điều khiển trung tâm CCU

Hình ảnh bên ngoài thiết bị điều khiển trung tâm CCU như hình 1.5 dưới đây

Hình 1.5: Hình ảnh bên ngoài cùa bộ điều khiển trung tâm CCU

1.5 Các phần mềm ứng dụng điều khiển hệ thống biểu quyết điện tử số DCN:

Hệ thống phần mềm điều khiển hệ thống DCN bao gồm các module phần mềm như sau:

+ Phần mềm biểu quyết điện tử là phần mềm điều khiển hệ thống DCN biểu quyết: đặt chế độ biểu quyết: nghị viện kín hay nghị viện công khai, thời gian biểu quyết, khởi tạo biểu quyết, tạm dừng quá trình biểu quyết, kết thúc quá trình biểu quyết, huỷ bỏ quá trình biểu quyết và hiện thị kết quả biểu quyết

+ Phần mềm hiển thị kết quả biểu quyết là phần mềm đưa ra số liệu biểu quyết

+ Phần mềm quản lý Microphone là phần mềm cho phép đại biểu đăng ký phát biểu vào danh sách đại biểu, huỷ đăng ký, thêm đăng ký, điều khiển phát biểu, vào danh sách phát biểu…Điều khiển DCN hoạt động ở các chế độ microphone: chế độ đăng ký phát biểu, chế độ tự động bật microphone, chế độ chiếm microphone (FIFO)…

+ Phần mềm quản lý vắng mặt, điểm danh là phần mềm kiểm tra số lượng đại biểu có mặt, vắng mặt, hiển thị thông tin đại biểu đăng nhập hệ thống, thoát khỏi hệ thống

CHƯƠNG 2

VÀ GIAO TIẾP CỐNG NỐI TIẾP RS232

2.1 Cấu hình hệ thống biểu quyết số DCN

Tuỳ thuộc vào số lượng đại biểu mà lựa chọn cấu hình hệ thống biểu quyết điện tử số DCN đơn giản hay phức tạp Với số lượng đại biểu khoảng

240 đại biểu thì ta lựa chọn cấu hình hệ thống DCN single CCU Còn số lượng đại biểu nhiều hơn 240 đại biểu thì sử dụng hệ thống DCN Multi CCU

2.1.1 Hệ thống biểu quyết điện tử số DCN Single CCU

Hình 2.1: Kết nối hệ thống DCN độc lập

Hệ thống DCN này dùng 1 bộ điều khiển trung tâm, dùng cho hội nghị nhỏ khoảng 240 đại biểu Bộ điều khiển trung tâm CCU kết nối cổng (port) 1 với máy tính điều khiển PC kết nối theo chuẩn ghép nối nối tiếp với thông số cổng: (8,N,1) với tốc độ 115.2 kbps, giao thức truyền Full

- Bộ chuyển mạch điều khiển camera được kết nối vào (port) 2 của bộ điều khiển trung tâm CCU theo thông số cổng: (8,N,1) với tốc độ 19.2 kbps, giao thức protocol: CAMERA Bằng kết nối này, hệ thống biểu quyết điện tử

số sẽ tự động tìm đến vị trí đại biểu khi đại biểu bật microphone

2.1.2 Hệ thống biểu quyết điện tử số DCN Multi- CCU

Khi hội nghị có số lượng lớn đại biểu tham dự thì hệ thống biểu quyết

điện tử số cần được mở rộng bằng cách sử dụng kết nối nhiều bộ điều khiển trung tâm được kết nối theo hình 2.2

Hình 2.2: Kết nối hệ thống biểu quyết điện tử số Multi CCU

Cấu hình máy tính điều khiển: Cài đặt hệ điều hành được từ window 95 trở lên

Hệ thống được thiết lập trên có đầy đủ các chức năng của hệ thống biểu quyết điện tử số: điều khiển microphone hội nghị, biểu quyết, chuyển mạch video theo vị trí microphone được bật, với số lượng điều khiển lên đến 3840 microphone đại biểu

Hệ thống biểu quyết điện tử số được kết nối như sau:

- CCU kết nối với PC điều khiển thông qua port 1 của CCU với thông số cổng COM: 115.2 kbps với giao thức (protocol): Full

- CCU kết nối với hệ thống điều khiển camera qua cổng port 2 của CCU với thông số cổng COM: 19200bps

2.2 Thông số các cổng của CCU khi kết nối với PC và kết nối với camera

Thông số cổng COM khi sử dụng hệ điều hành OS2

- Thiết lập số cổng:

Serial Port < number><portnumber>

1 – 2

tắt truyền thông nối tiếp

số cổng nối tiếp của PC ( OS2) (COM1 – COM2)

Thiết lập tốc độ truyền dẫn:

Serialspeed <number> <baudrate>

Camera control ( Điều khiển Camera)

DCN PC control ( Máy tính điều khiển DCN)

Remote

SERIALPORT2 1 SERIALSPEED2

SERIALPORT1 2

2 SIMPLE

19200 SERIALPROTOCO

19200 SERIALPROTOCOL

1 CAMERA

SERIALSPEED2

115200 SERIALPROTOCOL

2 FULL

2.3 Thông số kỹ thuật cổng nối tiếp RS 232

Cổng nối tiếp được sử dụng để truyền dữ liệu hai chiều giữa máy tính và ngoại vi có các ưu điểm sau:

- Khoảng cách truyền xa hơn truyền song song

- Số dây kết nối ít

- Có thể ghép nối với vi điều khiển hay PLC (Programmable Logic Device)

- Cho phép nối mạng

- Có thể tháo lắp thiết bị trong lúc máy tính đang làm việc

- Có thể cung cấp nguồn cho các mạch điện đơn giản

Các thiết bị ghép nối chia thành 2 loại: DTE (Data Terminal Equipment)

và DCE (Data Communication Equipment) DCE là các thiết bị trung gian như MODEM còn DTE là các thiết bị tiếp nhận hay truyền dữ liệu như máy tính, PLC, vi điều khiển, … Việc trao đổi tín hiệu thông thường qua 2 chân RxD (nhận) và TxD (truyền) Các tín hiệu còn lại có chức năng hỗ trợ để thiết lập

và điều khiển quá trình truyền, được gọi là các tín hiệu bắt tay (handshake)

Ưu điểm của quá trình truyền dùng tín hiệu bắt tay là có thể kiểm soát đường truyền

Tín hiệu truyền theo chuẩn RS-232 của EIA (Electronics Industry Associations) Chuẩn RS-232 quy định mức logic 1 ứng với điện áp từ -3V đến -25V (mark), mức logic 0 ứng với điện áp từ 3V đến 25V (space) và có khả năng cung cấp dòng từ 10 mA đến 20 mA Ngoài ra, tất cả các ngõ ra đều có đặc tính chống chập mạch

Chuẩn RS-232 cho phép truyền tín hiệu với tốc độ đến 20.000 bps nhưng nếu cáp truyền đủ ngắn có thể lên đến 115.200 bps

Các phương thức nối giữa DTE và DCE:

- Đơn công (simplex connection): dữ liệu chỉ được truyền theo 1 hướng

- Bán song công (half-duplex): dữ liệu truyền theo 2 hướng nhưng mỗi thời điểm chỉ được truyền theo 1 hướng

- Song công (full-duplex): số liệu được truyền đồng thời theo 2 hướng Định dạng của khung truyền dữ liệu theo chuẩn RS-232 như sau:

Khi không truyền dữ liệu, đường truyền sẽ ở trạng thái mark (điện áp 10V) Khi bắt đầu truyền, DTE sẽ đưa ra xung Start (space: 10V) và sau đó lần lượt truyền từ D0 đến D7 và Parity, cuối cùng là xung Stop (mark: -10V)

-để khôi phục trạng thái đường truyền

Dạng tín hiệu truyền mô tả như sau (truyền ký tự A):

Hình 2.3: Tín hiệu truyền của ký tự ‘A’

Các đặc tính kỹ thuật của chuẩn RS-232 như sau:

Chiều dài cable cực đại 15m Tốc độ dữ liệu cực đại 20 Kbps Điện áp ngõ ra cực đại  25V Điện áp ngõ ra có tải  5V đến  15V

Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật của chuẩn RS 232

Các tốc độ truyền dữ liệu thông dụng trong cổng nối tiếp là: 1200 bps, 4800 bps, 9600 bps và 19200 bps

- Sơ đồ chân:

Hình 2.4: Sơ đồ chân cổng nối tiếp

Cổng COM có hai dạng: đầu nối DB25 (25 chân) và đầu nối DB9 (9 chân)

Ý nghĩa của các chân cổng nối tiếp RS232 được mô tả theo bảng 1.2 sau:

D25 D9 Tín

hiệu

Hướng truyền

Mô tả

Bảng 1.2: Chức năng các chân của cổng nối tiếp

2.3.1 Truyền thông giữa hai nút

Các sơ đồ khi kết nối dùng cổng nối tiếp:

Hình 2.5: Kết nối đơn giản trong truyền thông nối tiếp

Khi thực hiện kết nối như trên là kết nối không móc nối, quá trình truyền phải bảo đảm tốc độ ở đầu phát và thu giống nhau Khi có dữ liệu đến DTE, dữ liệu này sẽ được đưa vào bộ đệm và tạo ngắt

Ngoài ra, khi thực hiện kết nối giữa hai DTE theo cách móc nối cứng, ta dùng sơ đồ sau:

Hình 2.6: Kết nối trong truyền thông nối tiếp dùng tín hiệu bắt tay

Khi DTE1 cần truyền dữ liệu thì cho DTR tích cực tác động lên DSR của DTE2 cho biết sẵn sàng nhận dữ liệu và cho biết đã nhận được sóng mang của MODEM (ảo) Sau đó, DTE1 tích cực chân RTS để tác động đến chân CTS của DTE2 cho biết DTE1 có thể nhận dữ liệu Khi thực hiện kết nối giữa DTE và DCE, do tốc độ truyền khác nhau nên phải thực hiện điều khiển lưu lượng Quá trinh điều khiển này có thể thực hiện bằng phần mềm hay phần cứng Quá trình điều khiển bằng phần mềm thực hiện bằng hai ký tự Xon có giá trị 11h và Xoff có giá tri 13h

Ký tự Xon được DCE gửi đi khi rỗi (có thể nhận dữ liệu) Nếu DCE bận thì sẽ gửi ký tự Xoff Quá trình điều khiển bằng phần cứng dùng hai chân RTS và CTS Nếu DTE muốn truyền dữ liệu thì sẽ nâng đường tín hiệu

RTS lên mức cao để yêu cầu truyền rồi kiểm tra trạng thái dây CTS cho đến khi CTS ở mức cao, khi CTS ở mức thấp có nghĩa bên thu vẫn bận chưa nhận được dữ liệu.Khi bên thu nhận xong dữ liệu từ bộ đệm của nó thì RTS nối với CTS của bên phát sẽ nhảy lên mức cao Quá trình nhận dữ liệu cũng giống như quá trình truyền Khi DCE muốn phát tới DTE , DSR bên thu sẽ trở nên tích cực Nếu bên thu không thể nhận dữ liệu thì DSR ở trạng thái không tích cực

2.3.2 Truy xuất trực tiếp thông qua cổng COM

Các cổng nối tiếp trong máy tính được đánh số là COM1, COM2, COM3, COM4 với các địa chỉ như sau:

Tên Địa chỉ Ngắt Vị trí chứa địa chỉ

CHƯƠNG 3 GIAO DIỆN ĐIỂU KHIỂN TỪ XA ĐẾN HỆ THỐNG DCN

3.1 Mô hình hệ thống điều khiển từ xa

Sơ đồ ghép nối điều khiển từ xa hệ thống biểu quyết điện tử được trình bày trên hình 3.1 dưới đây

Hình 3.1: Sơ đồ ghép nối với bộ điều khiển từ xa

Bộ điều khiển từ xa hệ thống DCN được kết nối qua đường RS 232 đến

bộ điều khiển trung tâm CCU Để bộ điều khiển từ xa điều khiển được CCU phải thông qua các giao thức truyền dẫn (protocol) simple hoặc (protocol) Full của bộ điều khiển trung tâm CCU

3.2 Các thông số điều khiển từ xa

Thiết bị (PC, bộ điều khiển, …) kết nối với cổng nối tiếp là bộ điều khiển

hệ thống thứ hai đến bộ điểu khiển trung tâm CCU Các thiết bị này được gọi là

bộ điều khiển từ xa

Trên hình vẽ máy tính điều khiển DCN kết nối qua kênh ACN hoặc qua cổng COM Bộ điều khiển từ xa điều khiển các ứng dụng từ xa sử dụng đường nối tiếp của bộ điều khiển trung tâm Chẳng hạn như: điều khiển từ xa, điều khiển biểu quyết, hiển thị kết quả biểu quyết… Các phần mềm điều khiển từ xa này sử dụng giao thức ghép nối từ xa với bộ điều khiển trung tâm CCU

3.2.1 Kiểu thông báo định dạng:

Truyền thông giữa bộ điều khiển từ xa và bộ điều khiển trung tâm CCU

dựa trên bản tin thông báo( Message format)

3.2.2 Kiểu định dạng thông báo cơ bản:

Khai báo cấu trúc được định nghĩa như sau:

typedef struct {

BYTEbyType; // Loại thông báo

WORDwLength; // Độ dài thông báo

BYTEbyData []; // Dữ liệu thông báo

} T_MESSAGE;

where:

byType Loại thông báo Các kiểu thông báo truyền thông với

bộ điều khiển trung tâm CCU:

byData [] Dãy dữ liệu truyền đi phụ thuộc vào loại thông báo

3.2.3 Định dạng yêu cầu điều khiển từ xa

Định dạng yêu cầu điều khiển từ xa này là một thông báo luôn được truyền tới bộ điều khiển trung tâm

Thông báo MDSC_REMOTEPROCEDURE_REQ này có cấu trúc như sau:

typedef struct {

WORD wFnId; // khai báo chức năng

REQSTRUC tStructure; // Tham số chức năng } RSMT_REMOTEPROCEDURE_REQ;

tStructure Tham số chức năng.

Sau khi yêu cầu chức năng điều khiển từ xa gửi tới bộ điều khiển trung tâm, bộ điều khiển trung tâm luôn luôn gửi lại một đáp ứng dựa trên việc nhận chức năng điều khiển từ xa Bộ điều khiển từ xa sẽ đợi chắc chắn đáp ứng được trả lời trước khi gửi các chức năng điều khiển từ xa khác đến bộ điều khiển

typedef struct { Word wFnId; // định nghĩa chức năng

Word wError; // trả mã lỗi Tstructure;

} RSMT_REMOTEPROCEDURE_RSP;

trong đó:

wError Trả về mã lỗi của hàm chức năng Nểu giá trị là

khác không thì nội dung của tham số ‘tStructure’ là không hợp lệ

tStructure Cấu trúc chứa thông tin đáp ứng sau khi xử lý

chức năng điều khiển từ xa

3.2.5 Định dạng thông báo cập nhật MDSC_NOTIFY:

- Dựa vào trạng thái cập nhật thông tin bộ điều khiển trung tâm CCU sẽ gửi một thông điệp cập nhật đến bộ điểu khiển từ xa Bộ điều khiển trung tâm chờ trả lời lại của bộ điều khiển từ xa trên cơ sở các thông điệp đó

- Việc cập nhật thông điệp luôn luôn được cập nhật từ bộ điểu khiển từ xa CCU

và chỉ gửi đến bộ điều khiển từ xa nếu có đăng ký cho ứng dụng

typedef struct {

WORD wFnId;

NTFSTRUC tStructure;

} RSMT_NOTIFY;

wFnId Khai báo thông báo The notification identifier

tStructure Cấu trúc chứa thông tin cập nhật

3.2.6 Định dạng thông số truyền thông DSC_COMMUNICATION_PARAMS

Trong thủ tục (protocol) Full có rất nhiều tham số để điều khiển các chức năng của thủ tục Một số chức năng này có thể thay đổi chức năng điều khiển từ

xa với thời gian tốt hơn dựa vào hệ thống sử dụng bộ điều khiển từ xa

- Khi truyền thông tin có thể chuyển từ bộ điều khiển từ xa 1 đến bộ điều khiển từ xa 2 khi này bộ điều khiển thứ 1 từ chối công việc mà không mất mát thông tin liên lạc Thời gian heart – beat time lớn hơn thời gian chuyển mạch

Để thay đối thông số truyền thông thì sử dụng tham số truyền thông như sau:

typedef struct {WORDwFnId;

WORDwHeartbeatTime;

WORDwNrRetries;

WORDwRetryTime;

} RSMT_COMMUNICATION_PARAMS;

wFnId Đặt thông số truyền thông Thông số này phải đặt giá trị

RSMC_SET_COMMUNICATION_PARAMS cho việc thiết lập thông số truyền thông

wHeartbeatTime Thời gian heartbeat time là số giây được sử dụng có

giá trị thay đổi từ 0-1000 Giá trị 0 để gán cho chức năng tắt kiểm tra thời gian heartbeat

wNrRetries Số lượng lần thực hiện lại trước khi gói dữ liệu bị loại bỏ,

giá trị thay đổi từ 0-10 Số đếm này là số lần truyền lại dựa vào gói NAK

wRetryTime Thời gian thực hiện lại khi không nhận các đáp ứng trả

lời.Giá trị thay đổi từ 1 - 100

3.3 Thủ tục truyền thông của bộ điều khiển trung tâm:

Tất cả các thông báo nêu trên phải được truyền giữa bộ điều khiển trung tâm CCU và bộ điều khiển từ xa Kỹ thuật truyền dẫn sử dụng các thủ tục phát

hiện lỗi đường truyền

Truyền thông nối tiếp trong CCU có 3 loại giao thức truyền:

- Giao thức truyền đầu cuối dữ liệu (Terminal protocol ): Giao thức này ít được sử dụng để truyền dữ liệu.Thiết lập này được sử dụng cho đầu cuối dữ liệu ASCII

- Giao thức truyền Camera (camera protocol): Giao thức này được sử dụng truyền thông giữa hệ thống chuyển mạch video đến bộ điều khiển trung tâm CCU

- Giao thức đầy đủ (Full protocol): bao gồm phát hiện lỗi và truyền lại thông tin kỹ thuật kiểm tra được sử dụng truyền thông là heart beat

- Giao thức đơn giản (Single protocol): Chỉ kiểm tra lỗi đường truyền

- Kiểu gói dữ liệu:

Truyền thông cơ bản giữa bộ điều khiển trung tâm với bộ điều khiển từ xa được dựa trên gói cơ bản như sau:

Tiêu đề (header) Thông tin (message) Bít kiểm tra chksum

3.3.1 Đặc tính của giao thức truyền thông Full

Trong hệ thống biểu quyết điện tử số DCN sử dụng giao thức truyền thông Full cung cấp đầy đủ chức năng giao thức bao gồm truyển lại và kiểm tra truyền thông Trong hệ thống Multi - CCU thì đòi hỏi số lượng lớn bộ nhớ khi

sử dụng giao thức này

Đặc tính của giao thức truyền Full:

- Ưu tiên sử dụng phát hiện header bằng việc sử dụng escape handling

- Thủ tục cung cấp thông tin ACK và NACK

- Thông tin được gửi bằng một khối Bộ điều khiển trung tâm kiểm tra nếu mỗi byte nhận được trong 50 ms của byte trước Nếu không thì gói NACK được gửi đi

- Dựa vào việc nhận gói NACK sau đó thông tin được gửi lại

- Mỗi thông tin bao gồm một số tuần tự Việc nhận sử dụng dãy tuần tự này để nhận thông tin

- Khi không có gói ACK được nhận trong 2 giây sau khi kết thúc việc truyền dữ liệu thì sẽ truyền lại.Tổng số truyền lại thông tin là 2 lần trước khi truyền gói dữ liệu bị huỷ bỏ

- Kiểm tra kết nối sử dụng heartbeat Mỗi gói nhận được có giá trị heart beat chính xác Khi vượt qua thời gian heartbeat thì truyền thông sẽ dừng lại Tất

cả gói dữ liệu bị tạm dừng sẽ bị huỷ bỏ Trên các ứng dụng sẽ thông báo đến bộ điều khiển từ xa là truyền thông lỗi, thất bại

- Trong trường hợp đặc biệt thay đổi thông số truyền thông được thiết lập thông qua MDSC_COMMUNICATION_PARAMS: sau khi truyền thông tin này hệ thống đợi trả lời Điều này giảm thông số truyền qua

1 Định dạng thông tin header:

Header có kiểu như sau:

typedef struct {

BYTEbyEscape; // có giá trị 0xC8

BYTEbyHeaderType;

BYTEbySequence;

} RSMT_HEADER;

byEscape Escape byte dùng cho nhận dạng phần header

Dạng escape byte kết hợp cùng với loại tiêu đề để định nghĩa ra mục đích của gói dữ liệu

byHeaderType Thông tin loại gói dữ liệu

bySequence Thông tin tuần tự khi gói dữ liệu được kích hoạt

2.Định nghĩa kiểu gói dữ liệu:

Đặc tính giao thức Full sử dụng nhiều loại header để nhận biết

thông tin truyền đi Sau đây là các loại headertypes:

‘$’ Gói chứa thông tin dữ liệu

‘@’ Gói thông tin xác nhận ACK Gói dữ liệu này chỉ chứa

header và checksum

‘#’ Gói không xác nhận trả lời NAK Gói dữ liệu này chỉ

chứa header và checksum không có thông tin trong gói này Gói này yêu cầu truyền lại dữ liệu xác định với số tuần tự trong header

‘?’ Gói dữ liệu heartbeat Khi số tuần tự được truyền qua

thì số tiếp theo của gói tiếp được truyền Gói này được

sử dụng để kiểm tra truyền thông

3.Tính toán kiểm tra lỗi Checksum:

Gói dữ liệu kết thúc bằng vùng checksum Kiểm tra tất cả thông tin bên trong header và dữ liệu

Gói checksum có cấu tạo:

correction checksum typedef struct

{ BYTEbyCorrection;

BYTEbyChecksum;

} RSMT_CHECKSUM;

byCorrection Giá trị chính xác này tính toán bằng giá trị 0xC8 Cũng có

thể giá trị này gồm: 0x00 hoặc 0x13

byCheck Tính toán checksum thông qua header, thông tin dữ liệu và giá trị

xác định

The Checksum được tính toán theo thứ tự như sau:

1 Đặt byte chính xác bằng giá trị 0x00

2 Tính tổng tất cả các bytes với tiêu đề, thông tin và kiểm lỗi

3 Đảo bít của checksum để đưa về module 256

4 Kiểm tra lại checksum có bằng giá trị (0xC8) Khi bằng:

a Gán giá trị kiểm lỗi bằng 0x13

b Trừ giá trị cũ bằng giá trị (0x00) và cộng giá trị mới (0x13) rồi tính tổng như bước 2

c Đưa module 256 vào tính toán checksum và thực hiện đảo ngược bit của checksum

Kết quả không bao giờ bằng giá trị escape

Việc tính toán checksum này gửi đi phụ thuộc vào gói dữ liệu Việc nhận được thực hiện chỉ ở bước 2 và 3

3.3.2 Tham số nhận biết thông tin

Để nhận ra thông tin tiêu đề header trong luồng dữ liệu bytes là rất khó, bởi vì dữ liệu có thể là các số tuần tự giống nhau trong header Vì lý do đó escape byte để phân biệt the header Escape byte có giá trị 0xC8.Bởi vì dữ liệu được tryền cũng chứa giá trị escape Điều này thể hiện dữ liệu phải quét chuyển giá trị escape thành các chuỗi escape

Giao thức ‘full’ sử dụng giá trị 0xC8 như là chuỗi escape Chuỗi escape luôn theo sau các ký tự khác, nó thông tin chính xác các byte

0xC8 Chuỗi bytes 0xC8 này sử dụng trong dữ

liệu nếu dữ liệu chứa 0xC8 trong quá trình chuẩn bị thông tin

‘$’ Định nghĩa header của gói dữ liệu mới Sau

header sẽ là thông tin và checksum

‘@’ Định nghĩa gói xác nhận thông tin ACK

‘#’ Gói thông tin xác nhận không trả lời

‘?’ Gói dữ liệu heartbeat

others Các giá trị khác báo lỗi và phớt lờ sau khi

truyền thông tin NAK