Luận văn giám sát và Điều khiển các thiết bị thông dụng trong gia Đình từ xa qua mạng Điện thoại internet

Công nghệ Nhà thông mình GAMMA hoạt động theo cấu trúc điều khiển phần tán, nghĩa là không cần mội bệ điều khiển trung tâm, các thiết bị trong hệ thống dầu có +khả năng xử lý thông tin v

1.1 Các giải pháp hệ thông hiện có trên thị trường

1.1.1 Hệ thống nhà thông minh GAMMA (H113) cúa Siemens Dức

1.1.2 Hệ thống nhà thông trình SmartHorne của BKAV — Việt Narn

1.1.3 Dánh giá các sản phẩm trên thị trường

1.2 Ý tưởng về xây dựng hệ thống,

1.21 Chức năng giám sát c

1.2.2 Chúc năng điều khiển

1.23 Chúc năng kết nổi

1.3 Mô hình tổng quan hệ thống c5 ctttiirrrrrercrree

1.4 Mục đích nghiên cứu, đổi tượng, phạm vĩ của đẻ tải

1.5 Phương pháp nghiên cứu can nruiee — 25

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIẾN CHO TUNG KHOI CỦA HỆ THÔNG HH HH HH HH HH HH HH HH ngu uêg

2.1 Khôi giám sát trạng thải ngồi nhà

2.1.4 Nhận biết mức nước ở bé và có nước chảy vào bế 28

2.3.2 Khối giao tiếp Internet nu tre

3.4 Khôi xứ lý trung tâm

3.1.1 Giới thiệu PicL8F67160 & Công, R14

3.1.2 Thiết kế phần cứng khối EttemeL— Web Server 42

ta

3.2 Khôi GSM/GPRB neo khkeeeeniaeadirrsaroeooeđ3

3.2.2 Ủng dụng SIMS418C vào hệ thông occseeserseoo 4 3.3 Khối giao liếp PC và giao tiếp các ngoại vì - - 44 3.3 Mạch chuyển dai dién ap cho giao tiép RS-232 44

3.5 Khôi cảm biển, họ HH hen edreiaarrroeisoroou.S

3.5.1 Mạch giao tiếp cấm biển khỏi, cửa, mực nước và phải biện có nước 50

3.5.2 Cảm biển nhiệt độ

3.6 Khối điều khiến thiết bị THÍ HH HH HH HH ưu uêg

3.7 Khối xử lý trưng tâm 9H22 0n.11.00011nH TT nen

3.7.3 Sơ đồ nguyên lý mạch xử lý trung tâm - - 54

3.8 Khối dống hồ thời gian thực vả ba nho KEPROM

3.8.1 Giới thiệu đồng hỗ thời gian thục DS1307 - - 35

3.8.2 Giới thiệu IC E1/PROM 25LC1024

3.8.3 ng dụng đồng hỗ thời gian thực và IƠ EEPROM vào hệ thống 59 3.9 Kh6i bide thi LOD va phim an csessssssssseesseensssanssssssssseesseeeeniseesssenees 59

3.9.2 Khổi phím bắm co

3.9.3 Mach ghép nói khối LỚP và phím bám với mạch xử lý

3.10 Khối nguồn cấp no are

CHUGNG 4 PHAN TÍCH VÀ THIẾT KE PHAN MRM

4.1 Tống quan hoạt động phản mẻm

4.2 Phân mềm cho vì điều khiển xử lý Etliemel.— Web server

4.2.1 Giới thiệu TCP/IP Stack của Microchip

4.2.2 Chương trình ứng dung Web server trén eo s6 Microchip TCPAP Stack

4.2.3 Giới thiệu địch vu Dynamic DNS - Thay thé IP tinh

4.3 Phân mềm cho vi điều khiển trưng tâm

4.3.1 Nhiệm vụ của vị điều khiển Irung lâm

4.3.2 Phản tích và lụa chọn công cụ lập trình snseriereierre 4.3.3 Các lưu đồ và codc thực hiện trên v¡ xử lý trung tâm co

4.4 Phần mềm cho máy tỉnh c: 2220222212122cinTH 1011.111.110 n cn.gee

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TÁT

AT Attention, Tên một loại tập lệnh giao tiếp

CMOS Complementary metal-oxide | Một công nghệ mới tôn it năng,

DMA Direct Memory Access Truy cập bộ nhớ trực tiếp

GPS Global Positioning System | Hé thong dinh vi toan cau

HTTP Hyper-Text Transfer Protocol | Giao thức truyền tải siêu van ban

Institude of Electrical and Một tô chức vẻ điện, điện tir co

IEEE Electronics Engineers uy tin trên thể giới

MIPS Million instructions per Triệu lệnh trên giây

second PWM Pulse Width Modulation Điều chê độ rộng xung

SMS Short Message Service Dich vu tin nhẫn ngắn

SMSC Short Message Service Center | Trung tâm dịch vụ tin nhắn ngắn SPI Serial Peripheral Interface | Mot giao thure trayén song cong

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ KHOA HỌC SỬ DỤNG

Thuật ngĩc Nghĩa tiếng Liệt

DANH MỤC CÁC BẢNG BIÊU

Bảng 3.] Các chân công RJ45

Bang 3.2 LED chi thi céng R45

Bảng 3.3 Cách điều khiển các chuyển mạch trong IC 4052

Bảng 3.4 Chức năng các chân của IC DS1307

Bảng 3.5 Chức năng các chân của IC 25LC1024

Bảng 3.6 Chức năng các chân của LCD 2 đỏng 16 cột

Bảng 3.7 Các lệnh điều khiển LCD 2 đỏng 16 cột :

DANH MỤC CÁC HÌNH VE, DO THI

Hình 1.1 Mô hình hệ thông nhà thông minh GAMMA ccc 18

Hình 1.2 Mô hình nhả thông mình SmartHome của BKAV 17

Hình 1.3 Mô hình hoạt động của hệ thông 222222222222SSttsttrrersssececee.e 277 Hình 2.1 Mô hình cụ thể khối kết nỗi người đủng 220020000562 33 Hình 2.2 Sơ đồ khỏi hệ thông SiX112285408285 seat 38 Hình 3.] Cau tao công RJ45 v6 G88ndqgegtsrsessgbogaifl Hình 3.2 Sơ đồ mạch khối Ethernet — Web Server co 42

Hình 3.3 Hình dạng Sim548C HH HH hanh AB Hình 3.4 Mạch ứng dụng của Module Sim548C aosiogiseoisosessaufl8

Hình 3.5 IC MAX232 và mạch chuyển đỏi điện áp sử dụng IC MAX232 45

Hình 3.6 IC chuyên mạch điện tử 4052 s0 46

Hình 3.7 Module L§-Y201 =1 mngaaarmaaeaeiđfi Hình 3.8 Mạch kết nối với module camera HH1:2100180 m 49

Hình 3.9 Mạch giao tiếp với các cảm biển đầu vào cscc "¬

Hình 3.10 Mạch giao tiếp với cảm biển nhiệt độ TH 0000000011151221 n1 51 Hình 3.11 Mạch dùng Role điều khiên thiết bị , "- Hình 3.12 Sơ đỏ nguyên lỷ mạch kết nổi với dsPie30F6010A 54

Hình 3.13 IC thời gian thực DS1307 - 52c SỔ,

Hình 3.15 IC EEPROM 25LC1024 cose

Hinh 3.16 Mach ghép nổi với IC RTC va IC EEPROM 59

Hinh 3.17 Mach ghép néi khéi LCD va phim bam

Hình 3.18 LDA10-4885 và mạch cap nguồn +5V

Hình 3.19 Mạch cập nguồn 3.3V

Hình 3.20 Mạch tạo diện áp tham chiếu

Tĩnh 41 Sơ đồ hoạt động tông quát của phần mém

Hình 4.2 So sánh mô hình TCP/IP với cảu trúc Mierochip TCP/IP Staok

Hinh 4.3 Quá trình khởi tạo Camera

Tỉnh 4.4 Chup anh JPEG

Hinh 4.5 Biéu dé thai gian giao tiép voi IC nhiệt độ 12518B20 se

MỞ ĐẦU

Hiện nay các thiết bị cơ bản như quạt điện, bình nóng lạnh, điều hòa, bếp ga, tủ lạnh, bình chứa nước, máy bơm nước trong các gia đình chiếm một số lượng đáng

kẻ, đặc biệt là ở các thành phổ lớn như Hà Nội hay thành phỏ Hồ Chỉ Minh Bên cạnh

đỏ, các hộ gia đình nhỏ với số lượng người ít giờ đây chiếm số lượng nhiều Ngôi nhà với nhiều trang thiết bị, tài sản cá nhân trong đỏ không có ai trông giữ trong thời gian mọi người vắng nhà, đặc biệt là lúc cä nhà đi nghỉ, du lịch hay dịp về quê ăn tết Nếu trong thời gian nảy mả có kẻ gian đột nhập, hoặc có vẫn đẻ gì vẻ điện gây chập cháy,

thiệt hai thé nao? Va ban thin nguoi di lam cỏ thật sự an tâm hoàn toàn? Nêu cỏ một

hệ thông có thể giảm sát được trạng thái ngôi nhà của bạn lúc bạn vắng nhà, hay lúc bạn đêm bạn ngủ say, để khi có gì bất thường, lập tức bảo cho bạn biết ngay, chắc chắn bạn sẽ yên tâm hơn rất nhiêu, tập trung hết sức cho việc khác Đó chắc chắn lả điều mà

nhiều người cần

Có một thực tế rằng, trong rất nhiều ngôi nhà ở chính Hà Nội nảy, mọi người có nhiều lần bực mình với cái máy bơm nước của gia đình mình Khi giữa đêm đang ngủ ngon, bỗng cái máy bơm lại chạy, kêu âm ï, làm mất giác ngủ ngon Đó là trường hop

ở trong ngồi nhả có bẻ nước ngằm, khi nước thủng chứa trên cao hét, máy bơm tự hoạt động đề bơm nước từ bê ngầm lên thùng chứa nước trên cao Trong tình huồng đó, bạn

sẽ dây và rút máy bơm, tiếp tục ngủ Sáng hôm sau dậy đi làm như thường ngay Đên tối vẻ đến nhà, chủ nhả than phiên không hiểu sao hôm nay nước lại hết, Bạn sức nhớ

ra cai may bom dém qua bạn đã rút Một câu chuyện cũng vẻ cái bơm nước, trường hợp đổi với căn hộ không có bề nước ngâm, mả chỉ có hai bê nước, một cái to, một cái nhỏ trên tảng Lúc nào thành phỏ cỏ nước, cẳm máy bơm vào sẽ cỏ nước chảy lên bẻ Neu may dang bom, ma nguồn nước của thành phố đến giờ cắt, nều không biết đề tắt may bom thì nó cử chạy không, nóng máy, dần đến hỏng máy bơm Nên bắt buộc lúc

chạy máy bơ, thành thoảng lại phải xem nước còn chảy hay không, Nhiễu khi lại

quên cắm máy bơm, lúc rước hết mới biết, nhưng lúc đó đâu phải là giờ có nước đâu

mã bơm Đỏ chỉ là hai trường hợp diễn hình về cái máy bơm nước Giá như máy bơm rước thông minh cải thì tốt hơn không?

Tiếp tục với một cầu chuyên về gái bình nóng lạnh Sau một ngày lâm việc găng

XA QUA MẠNG (ĐIỆN THOẠI, TNTERNET)” Thiết bị thông dung ở dây trước

xqắt mới chí giới hạn ở cái bình nóng lạnh, cải bơm nước, cái quạt điện, cái cỏi hứ để

báo động Còn giám sát ở mức độ là báo khói, cửa ra vào bị mở hay đóng, hay nhiệt độ

trong phỏng, và thêm chức năng, cỏ camera dé giảm sát, chụp lại ánh trong những thời điểm có sự kiện xây ra

10

Trong quá trình lam dé an, có những vướng mắc nhất định, không chí vẻ mặt định hướng mà còn về mặt kiến thức, nhờ đã được tiếp thu sự giảng đạy, chỉ bảo nhiệt

tỉnh của các thấy cô giáo trong quả trình dào tạo, dã giúp em vượt qua được những khỏ

khăn, hoàn thành được mục tiêu để ra lim xin chân thánh cảm ơn tới các thấy cô trong, khoa Điện Tử - Viễn Thông, đặc biệt là TS Nguyễn Nam Quản đã giúp đỡ em rất

xhiểu lrong quá trình thực hiện và hoàn thiện để án này

Tội dung của đồ án bao gềm những phản sau đây:

Chương 1: Giới thiệu những giải pháp ở thị trường hiện có cũng như nhận xét,

đánh giá các sản phẩm đó Tiếp đó nêu ra tống quan hệ thông cần xây đựng,

& Chương 2: Nếu những giải pháp, đánh giá và lựa chọn phương án khả thi

thực hiện cho chức năng từng khối của hệ thông

$ Chương 3: Trên cơ số phương án đã lụa chọn cho lừng khối thực hiện của hệ

thống, nội dung chương này phân tích, tìm hiểu và thực hiện việc kết nổi, lắp ráp các linh kiên điện tử tạo thành hệ thông phân cứng hoàn chỉnh của hệ thông

$& Chương 4: Dụa trên nhiệm vụ hoạt động lừng khối chức răng, nội dụng chương,

này thn hiểu những giải pháp, thuật toán, cách thực hiện bằng phân mềm trên cơ

sở phân cứng được thiết kế ở trên

$% Kết luận: Nêu ra những đánh giá, nhận xét kết quả tha được cũng, như lrưởng, phat triển tiếp tục của để tài

H

CHUONG 1 TONG QUAN HE THONG

Nội dung chương nảy giới thiêu hai giải pháp trên thi trường đang cỏ vẻ hệ

thống tòa nhà thông mình của GAMMA (EIP) của hãng SIEMENS (Đức) vả giải pháp

nhà thông minh SmartHome của BKAV (Việt Nam), đỏng thời đưa ra nhận xét, đánh:

giá vẻ hai giải pháp này Tiếp đó, trình bảy một cách tông quan về hệ thông, các chức năng ma hé thong có

1.1 Các giải pháp hệ thỗng hiện có trên thị trường

Hiện nay trên thị trường, có vài giải pháp vẻ ngôi nhả thông minh được thực

hiện bởi một số công ty của Việt Nam cũng như nước ngoài Ví dụ “Hệ thống nhả

thông minh GAMMA (EIB)” của hãng Siemens, hiện đang có tại Hả Nội, hoạt động

theo ý muốn của người sử dụng, chức năng điêu khiển đa dạng, có khả năng đáp ứng

các yêu cầu của chủ nhà Tính linh hoạt cao, có thể thay đổi chức năng sử dụng cũng

như chức năng điều khiển rat đơn giản bất cứ lúc nào mà không cần đi lại dây Điều khiển và phối hợp nhiều chức năng trong nhả với nhau theo các kịch bản phong phú

Một hệ thông khác là hệ thông nhà thông minh SmartHome của công ty BKAV Việt

Nam, là tổng thể các giải pháp như hệ thông chiều sang thong minh, hé thong cảnh bảo

an ninh, hệ thông giám sát môi trường, giải trí và tiên ích mang lại cho chủ nhân ngôi nhà sự thoải mái, an toản và tiết kiệm năng lượng Hệ thống cũng đây đủ các chức

năng, với khả năng cảnh bảo tới người sử dụng qua điện thoại, hoặc cho phép người

đúng truy cập vào hệ thông qua mang Internet

1.1.1 Hệ thông nhà thông minh GAMMA (EIB) của Siemens ~ Đức

Công nghệ Nha thong minh GAMMA 1a hé thống điều khiển tiên tiến, không cân bộ xử lý trung tâm đã được hãng Siemens liên tục nghiên cứu và phát triển từ năm

1985 Hệ thông thông minh nảy đáp ứng được tất cả các yêu cầu mả những công trình sang trọng vả hiện đại cần phải cỏ

Hình 1.1 Mô hình hệ thống nhà thông mình G4MM4

Các đặc điểm:

s# An toàn cao nhất cho người sử dụng điện Các công tắc điện dùng nguồn cáp

24VDC là điện áp an toản, không nguy hiểm (SELV) theo tiêu chuân của Châu

Âu

s# Điều khiến vả phối hợp nhiều chức năng trong nhả với nhau theo các kịch bản phong phú Các kịch bản chiếu sáng, bảo cháy, chóng trộm, điều khiển cửa ra

vào, gara, cửa số, rèm che cửa, bơra nước, hệ thông camera quan sát, hệ thống, nghe-nhìn (auđio-viđeo) trong nha

Nguyên lì hoạt động và câu trúc hệ thông:

Với công nghệ nhà thông mình GAMMA, các thiết bi theo liêu chuẩn ETB

(Guropean Installation Bus), mét tiéu chudn cia Chau Âu, được liên kết với nhau thông, qua một dây cáp đôi duy nhất với điện áp 24VDC (oáp ETB) Cá

nhau bằng cách gửi tin theo dịa chỉ định trước Gnối thiết bị dược thiết lập một dia chi) Các thiết bị nhận tín hiệu (công tắc, cảm ứng chuyển động, căm nhận sự hiện diện,

remote control ) nhan lệnh và chuyển tín hiệu điều khiển đến các cơ câu chấp hành (switeh loader, dimmer ) để đông mở đèn, quạt, binh nóng lạnh, rèm cửa và các thiết

tị điện khác theo ý muốn Ngoài ra, các thiết bị này còn có thể tự động hoạt động mang

lai higu qué ti im thong qua cde bé didu Khién (logic control, timer, scones control )

Công nghệ Nhà thông mình GAMMA hoạt động theo cấu trúc điều khiển phần tán, nghĩa là không cần mội bệ điều khiển trung tâm, các thiết bị trong hệ thống dầu có

+khả năng xử lý thông tin và hoạt động một cách độc lập Điều này đâm bảo tính vận

Trành liên tục của loàn hệ thông mà không bí phụ thuộc vào bất cứ thiết bị trung tâm

To,

Điều khiển thea kich bin — Scene control

Hệ thẳng thiết kệ chủ yêu dãnh cho các biệt thự, Lòa nha sang trong Biệt thự dược thiết kế gồm các khu vực như: phòng khách, phỏng ăn, phòng ngủ master, phòng,

sinh boat chung Cáo phỏng nảy được lập trình điều khiển chiều sáng theo kịch ban (scơne) phù hợp với các chức năng sử dụng khác nhai

Điều khiễn theo thời gian — Timer control

Chúc năng này dược thiết kế chơ:

14

s# Đèn hành lang, dèn ban công, dèn chiếu sáng sân vườn

% Binh nước nóng các phỏng ngủ (tuỳ chọn),

+* Hệ thống bơm nước bế cảnh (nếu có)

Các hệ thống này sẽ được lập trình để tự đông vận hành theo thời gian đặt trude theo

đúng lịch sinh hoạt của gia chủ giúp cho cuộc sống trong nhỏ tiện nghỉ Hơn và tiết kiệm

nẵng lượng điện

Câm biển chuyén déng — Motion detector

Các câm biển chuyển động được lắp tại cá

$3 Khu vực sân vườn

* Khu vực cầu thang, khu vực hành lang,

TIệ thống báo cháy tự động bao gầm cáo bộ cảm biển khói và nhiệt độ Khi kết

hop v6i quạt hút, hệ thống báo động hoặc hệ thông cảnh báo qua điện thoại sẽ kịp thời cảnh báo sự cổ tại chỗ hoặc từ xa

Cảm biển khói — smoke deteclor được đặt tại khu vực bép và có thể phát triển thêm tại một số khu vực có nguy cơ chảy cao trong quá trình sử dụng, sau này

hi phát hiện có khối hoặc nhiệt độ tăng quá raức, quạt hút khói sẽ Hự động bật

để lút hết khói ra ngoài, dèn và còi bảo cháy sẽ dược kich hoạt, đồng thời một cuộc gọi khẩn cấp đến các số điện thoại cân thiết sẽ được thực hiện

lệ

Hệ thống máy bơm nước cửu hỏa (nếu có) sẽ tự động bật ngay khi có tin hiệu cháy nhằm Tạo áp suất nước cao giúp cho việc chữa chảy kịp thời Sự phối hợp hoạt dông của các thiết bị trong nhà cho mỗi trường hợp đều có thê thay dỗi theo thực tế và yêu câu cụ thể của gia chủ

Hệ thắng cânh báo đột nhập

Hệ thông cảnh báo đột nhập Lự động ngăn chặn và cảnh báo cho gia chủ những xâm phạm của kẻ gian Hệ thông này bao gồm các cảm biển chuyén dong, dén chiéu sáng,

các rơ le cửa ra vào vả mạng điện thoại trong nhà (tuỳ chọn)

Chức năng điều khiễn từ xa

Tiệt thự dược bang bị chức năng diều khiển từ xa tại mọi vị tri Irong và ngoài nhà Với

06 bộ điển khiển từ xa oâm tay (remote control), gia chủ có thế điển khiển tống cộng

tới hơn 90 thiết bị, chức năng, trong khoâng cách từ 30m - 100mn và không bị cân trở

bởi tường gạch, kinh, gỗ hay bất cứ vật cần nào

16

1.1.2 Hề thông nhà thông mình SmartHome của BKAV — Việt Nam

Công ty Dau tư Phát triển Công nghệ Ngôi nhà thông minh SmartHome là

doanh nghiệp đầu tiên tại Việt Nam đi tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu và sản

xuất thiết bị điện tử thông minh, phục vụ các công trình dân dụng và công nghiệp

Hệ thống nhà thông mình SmartHome lả tổng thể các giải pháp như hệ thống chiều sáng thông mình, hệ thông cảnh báo an ninh, hệ thông giám sát môi trường, giải

trí vả tiên ích sẽ mang lại cho chủ nhân ngồi nhà sự thoải mái, an toàn và tiết kiêm

năng lượng,

Hình 1.2 Mô hình nhà thông mình SmartHome của BKAIT

s* Hệ thống chiếu sảng thông minh: được thiết kế đề có khả năng hoạt động tự động hoàn toàn, tùy biển ảnh sảng, mảu sắc với công nghệ LED đáp ứng mọi nhu cau, kich ban mong muốn của chủ nhân ngôi nha

“ Hé thong an ninh: sé kiém soat due sự xâm nhập trải phép, nguy cơ chảy nề

Hệ thông các cảm biển, camera sẽ giúp kiểm soát ngôi nhả ở bất cứ đâu

17

4` Hệ thẳng kiểm soát môi trường: Với bệ thông sensor căm biên nhiệt độ, dộ âm, nông độ oxy thông tỉn vẻ môi trường của toàn bộ ngôi nha sé được hệ thông kiểm soát mỗi trường phản tích, xử lý dẻ tao ra môi trường sống tốt nhất

& Giải trí và tiện ích: Liệ thông đa phương tiện với các thư viện hình ảnh, âm

nhạc, phim ảnh Ngoài ra, hệ thống còn có nhiều tiện ích, giúp bạn nâu một mon 4n ngơn hay nhắc bạn các công việc hảng ngay

1.1.3 Đánh giá cáo sản phẩm trên thị trường

Trên đây là hai giải pháp của hai công ty thực hiện hệ thống ngôi nhà thông

trình VỀ cơ bần các chức năng đều nhằm giảm sát trạng Hi của hệ thông, giám sải an minh, để phát hiện những sự cố, cũng như giảm sát các thông số môi trường xung, quanh Chức năng điển khiến cũng nhằm điều khiến các thiết bị trong gia đính Hệ thống cũng cỏ chức năng cảnh báo tới người sử dụng, cho phép người sứ dụng có thê truy cập vào hệ thống đề điều khiển Tuy nhiên đây là những giải pháp đã được thương mại hỏa, là sản phẩm áp đụng cho hệ thông căn nhà hiện đại, lớn với trang thiết bị được lắp đặt đồng bộ, đa dạng Chi phi cho hệ thống cũng cao tương ứng, Dối với hệ théng SmartHome của BKAV giá tôi thiểu cng đã là 200 triệu, cèn với hệ thống

GAMMA giá thành cho hệ thông phải ở cơn số 25 ngăn USD Những giải pháp này

khó có thể áp dụng cho những ứng dụng thông thường dược

Tiên thị trường cũng có vải giải pháp của các công ty khác, nhưng nhìn chung, giá thành cũng tương đối cao, khó áp dụng linh hoạt cho những ứng dụng nhớ lé má đa

số nhiều người cần được

18

1.2 Ý trồng về xây dựng hệ thông

Từ nhu cầu thực tế cần thiết xây dựng hệ thông giám sát và điều khiển hệ thông các

thiết bị, vật dụng trong gia đình như trên, cộng với khả năng đáp ửng trên thị trường

còn han che, bên cạnh nền khoa học kĩ thuật phát triển với nhiều công nghệ mới, cho phép ta hình thành ý tưởng và xây dựng một hệ thông giảm sát vả điệu khiên theo các chức năng mà mình cân

Về cơ bản, thành phân chính của hệ thông gồm 3 chức năng:

+* Chức năng giám sát (các trạng thái của căn hộ)

% Chức năng điều khién (điều hiên các thiết bị, vật dụng)

s* Chức năng kết nổi (kết nói tới người sử dụng bằng điện thoại, Internet hay kết nổi máy tỉnh trực tiếp)

iv lộ Chức năng điều khiển

ở Điều khiển hoạt động của máy bơm nước Máy bơm nước hoạt động khi nước trên bê đã sắp hết, và lúc máy bơm hoạt động phải là trong thời gian thành phố cấp nước, (bài toán ở đây đang áp dụng cho trường hợp căn hộ không cỏ bể

19

là lúc nào có nước mới bơ dược)

Thiết bị thử hai cần điều khiển là caraera giảm sát Với mục địch là xây dựng, nhiều camera, nhưng, để đơn giản, trước mắt hệ thẳng chỉ sử đựng 1 camera

Thiết bị thử ba cần diễu khiển là bình nóng lạnh Bình nóng lạnh sẽ dòng cất khí xây ra một trong hai điều kiện Thứ nhất là khi có người ở nhà đùng tay bật như khi nó hoạt động bình thường Và điều kiện thứ lưi khi đo hệ thống bậi Trúc này

Ở cách kết nổi thông qua điện thoại, có hai chiêu tác động Thứ nhất là chiều từ tiệ thống tới người sử dụng Trường hợp mày xây ra khi hệ thống nhận biểt được cắn

nhà có sự cổ (vi dụ có chập chảy, nhiệt dé phòng quá cao, hay có kẻ dột nhập vào), lúc

nay hệ thông sẽ gửi tin nhắn thông bảo tới chú nhân của nó, Còn trường hợp thứ hai là

20

chiều từ người dùng tác dộng lên hệ thống, Tác dòng bằng cach giti tin nan dé diéu khiển một thiết bị nào đó,

© cach kết nổi thứ hai là kết nối thông qua Internet Dễ thực hiện được điều này, trước hết trong căn hộ phải lắp mạng Internet Khi đã có mạng rồi, cắm thiết bị vào rạng để thiết bị kết nối với mạng T.úc mày người dùng ở một địa điểm khac, ching

hạn ở cơ quan, ở nhà hàng, khách san, quan café sé ding may tinh để bản, hoặc xách

tay hay điện thoại truy cập web để truy cập vào tiết bị Khi đã tray cập được vào, các

thống tin trạng thái của căn hộ như trạng thải cửa là đóng hay mở, trạng thái chập cháy

cd van để gi không? Nhiệt độ hiện giờ ở nhà là bao nhiêu Và cũng thông qua giao điện wcb, người dùng có thể bật tắt dược các thiết bị ở nhà thông qua các mút ấn trên giao

điện man hình,

© cách kết nổi thứ ba lá dùng máy tính cả nhân ở nhà kết nỗi trực tiếp váo thiết

bị thông qua truyền thông nổi tiếp RS232 Sử dụng cách này với trường hợp người

dùng ở nhà không có mạng Trtemsl Lúc này người dùng cũng có được các thông Lin

vẻ cần hộ cũng như có những tác động lên hê thống Trường hợp này nhắm với mục

đích là thiết đặt các tham sề cho hệ thống khi chủ nhân rnuồn thay đối, chẳng hạn nhưr

thay đổi ngưỡng bột tắt quạt từ 28 độ lên 30 độ chẳng hạn, hay thay đổi thời gian kích

“hoạt hệ thông báo động tử 11 giờ đêm dén 6h sang hôm sau chẳng hạn

Và cách tương tác cuỗi cùng lả tương tác trực tiếp với người sử dụng bằng phim

‘bam va man hiển thị LCD Mục đích chính của tương tác này là giúp người đừng thay đổi các tham số cấu hình cho hệ thẳng cho phủ hợp với từng thời điểm từng chức nắng, tủy sở thich từng người Ngoài ra, cũng cho phép người dùng biết được trạng thai hiện tại của hệ thống, và cũng có những tác động điều khiển lên hệ thống thông qua

giao điện trên màn hình chỉ tt LCD

1.3 Mô hình tổng quan hệ thẳng

Từ những chức năng cơ bản nêu trên, ta hình dung được mô hình hoạt động của hệ

thông như sau:

Hệ thống có 3 khói tương tác:

s* Khối giám sát hoạt động trên cơ sở thông qua trạng thái các cảm biến vào như cửa, khói, nhiệt độ, mực nước ở bẻ và trạng thải cỏ nước chảy vào bể lúc máy:

bơm hoạt động hay không

s# Khối tương tác thứ hai, điều khiển là tương tác với các thiết bị như máy bơm nước, Camera, binh nóng lạnh, quạt điện và bảo động đẻ điều khiên chủng hoạt động theo sự tác động của chủ nhân hoặc theo chu trình đã cải đặt sẵn

s# Và khối tương tác thử 3 là tương tác với người dùng, Có 4 hình thức trao đổi với người dùng, biêu hiện bằng 4 hình người trên hình vẽ, đó là qua điện thoại, qua mạng Internet, qua máy tính cá nhân kết nồi trực tiếp với thiết bị, hoặc qua giao điện phim bam, man LCD chi thi

Nhu vay, xem qua mô hình hoạt đông của hệ thông, ta thây rõ hệ thông tạo ra được câu

nổi giữa các thiết bị trong gia đình với chủ nhân của nỏ, xóa bỏ khoảng cách vẻ không gian vả thời gian Giúp cho người đủng cỏ được sự kiểm soát được căn hộ của minh bat ctr hic nao, lúc ở nhà hay lúc vắng nhả, tạo sự an tâm, thoải mái cũng như sự chủ động trong công việc, cuộc sông Bên cạnh đỏ, hoạt động hệ thông giúp bạn giảm thiêu

sự lãng phi năng lượng, về thời gian, tien bac

1.4 Mục đích nghiên cứu, đối tượng, phạm vi của đề tài:

Mục đích nghiên cửu trước tiên là làm ra được sản phẩm đề sử dụng cho ngay

tại gia đình mình, cho bổ mẹ mình ở nhà, cho bạn bẻ người thân Sản phẩm giúp ta có

thể quản lý được tình trạng ngồi nhà thông qua bản tin cảnh bảo gửi tới điện thoại khi

có sự cô như kẻ gian đột nhập, khi bị chập cháy , bên cạnh đó sản phẩm còn giúp ta

có thể điều khiến được một số

tệc như bật tắt một số thiết bị trong nhà qua tin nhắn từ

diện thoại Ngoài ra, bất cử chỗ nào có Internet cũng cho phép ta có thẻ truy cập dược

hệ thống ở nhà mình, và cũng được điều khiến bằng giaa điện trên web

Với một hệ thống giám sát và điều khiển ngôi nhà thông minh là một đề tài lớn,

để làm được đòi hỏi nhiều thời gian, kiến thức và công sức Trong phạm vi của dé tai

nay, om chỉ lập trung vào muội số vấn để sau

* Thát hiện được những sự có nửnờ bị cháy, bị trộn đột nhập, nhiệt độ cao để bảo cho chủ nhân biết

Ghi lại được hình ảnh vào thời điểm xảy ra sự cỗ như bị chảy, bị kế gian đột

nhập

Gửi tin nhắn SMS tới số điện thoại chủ nhân trong trưởng hợp xảy ra sự cổ,

cũng như cho phép chủ nhân sử dụng điện thoại để điều khiển thiết bị cũng như nghe đuợc âm thanh trong ngôi nhà của minh

Cho phép người sứ dung trinh duyét web (firefox, chrome, I! .) théng qua

Tnternet có thể truy cập vào hệ thếng để biết được trạng thái, thông tin hệ thông, của mình Đồng thời cho phép chủ nhân diều khiếu các Huết bị thông qua giao

điện Web

Trong trường hợp chú nhân không có điển kiên sử dụng TnterneL hệ thông cũng, cho phép chủ nhân dùng máy tỉnh kết nỗi trực tiếp với thiết bị dé diéu khiển, hoặc biết được thông tin trạng thái của hệ thông,

Hệ thống có khả năng điều khiển một số thiết bị thông dụng trong gia đình như bật tắt bình nóng lạnh, điều chính bật tắt quạt điện tùy nhiệt độ môi trường

Ngoài ra hệ thông có khả năng kích hoạt hệ thông báo động trong trường hợp

xây ra sự cổ hoặc kế gian đột nhập

1.5 Phương pháp nghiên cứu:

“ Tham khảo tai liệu: thu thập thông tin kiển thúc từ sách, báo, tai liêu, các tạp

chí, và sử dụng Internet đẻ tìm hiểu về điện, điện tử, viên thông, tự động hóa

Phương pháp khảo sát: khảo sát nhu cau thực tế, khả năng tài chính cũng như hạ

tang di kém, vat tư trang thiết bị Khảo sát các sản phẩm hiện đang cỏ trên thị trường, công dụng, chức năng cũng như giá thành, chỉ phí sản phẩm

$ Phương pháp thực nghiệm: từ nhủ câu thực tẻ nảy sinh những ý tưởng đề thực hiện, kết hợp với vốn kiến thức đã được trang bị vả tìm hiểu, công với sự hưởng

Gin, chỉ bảo của giảng viên hướng dẫn, người thực hiện đã thiết kế, thử nghiệm

những giải pháp khác nhau, nhiều cách tiếp cận, hướng đi để cuối cùng chọn lọc

ra được phương ản khả thi nhật

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN CHO TỪNG

KHOI CUA HE THONG

Nội dung chương nay trình bày về các vấn đề mả hệ thông cân xem xét vả giải

quyết, đưa ra được phân tích đánh giả, những phương án lựa chọn để giải quyết, va

chọn phương án khả thi nhất

2.1 Khôi giám sát trạng thải ngôi nhà

Khoi nay có nhiệm vụ biết được trạng thái của hệ thống đề cỏ những điều khiên tương ứng hoặc có những cảnh báo tới người sử dụng, De làm được điều đó, sau đây là

một số yêu cẩu và các lựa chọn cho từng việc cụ thẻ:

2.1.1 Nhân biết cửa mở

Đổ ra vào căn nhà thì chỉ có cách qua các hệ thông cửa ra vào Tủy thiết kế từng

căn nhà mà có một hoặc nhiều hơn cửa ra vào Như vậy kẻ gian vào được nhà thì phải

qua hệ thống cửa nảy, tức phải có tác động làm cho cửa phải mở ra mới vào được Do

đó đề nhận biết sự đột nhập của kẻ gian, phải cỏ cơ chế phát hiện được là cửa đóng hay

đang mở

Để thực hiện được việc nảy, có vải giải pháp có thể thực hiện như sau:

s# Dũng các công tắc cơ khí dạng tiếp điểm lắp vào ở cánh cửa Binh thường công tắc ở dạng thường hở Khi cỏ lực ân vào công tắc thì hai tiếp điểm công tắc nối với nhau Như vậy lắp công tắc nảy vào cửa, khi cửa mở thỉ trạng thái công tắc thay đôi đề ta biết được

s* Dùng công tắc từ bằng thủy tĩnh Lắp thêm một nam châm Khi công tắc gân nam châm thi công tắc sẽ hút, 2 đầu nam châm sẽ nói với nhau Còn khi công, tắc xa nam châm thì 2 đầu sẽ không tiếp xúc nữa

4+ Loại thứ 3 là loại cũng là loại bằng cảm ứng từ Loại này là loại thị trường hay ding Có 2 tấm, một tắm lắp ở cửa, một tâm lắp ở mép cửa Lúc của đóng, 2 lâm gần nhau nên 2 tiếp điểm húi Khi xa thì 2 tiếp điểm nhà ra

Lua chon:

Với hai loại đâu với tru điểm là rẻ tiền, nhưng độ bên không cao Loại thứ nhất lủe hoạt động có tiếng kêu, vì là tiếp điểm cơ khí Toại thứ 2 đễ vũ Nên loại thứ 3 là

hợp lý, nên được bay dùng hơn với mục dich này Đặc biệt là ở các trạm BT8, dùng,

'phô biển là loại này

2.1.3 Nhận biết có cháy

Để nhận biết chảy lay không thì cũng ch thấy phố biến é thi trường là các loại căm biến khỏi Đỏ là thiết bị dược tích hợp khối xử lý bên trong, dâu ra 2 dẫu tiếp điểm Ta sẽ chọn loại tiếp điểm thường đóng, khi có khỏi với độ đủ để cảm biển nhận tiết được, cảm biển sẽ báo bằng cách thay đối trạng Hải tiếp didn dầu ra, và bật một led chi thi mau dé lén, bao đang có cháy Do đỏ, hệ thông sẽ dùng loại cảm biến khói

xảy làm phương tiện để nhận biết chập cháy

2.1.3 Nhiệt độ mỗi trường

Với mục đích đo nhiệt độ môi trường để hệ thống có sự điêu chính việc tăng, giảm nhiệt độ ở diều hỏa hay bật tắt quạt do chế độ mà chủ nhà rong muốn Để do nhiệt độ, có hai loại cảm biển nhiệt độ thường dùng

tạ

4 Dùng loại cảm biển nhiệt độ mả dâu ra là diện áp, tí lệ với nhiệt độ bởi một tỉ số như LM35, LM335 mà sinh viên vẫn thường hay sử đụng Bằng cách do được giá trị diện áp dầu ra của cảm biến là có thể suy ra dược nhiệt đó,

* Loại cám biên nhiệt độ đã có xử lý bên trong 1C, đâu ra là kết quả nhiệt độ luôn,

ở đạng số Đề đọc được kết quả nhiệt độ, cẩn biết giao thức mà cảm biên quy định để giao tiếp với nó Cảm biến loại này trên thị trưởng có phố biến là

là khá bé Da đỏ để đo được nhiệt độ phải đo được giá trị điện áp này, vì bé nên sẽ có

sai số nhiều Với loại cảm biến nhiệt độ thử hai, là dễ giao tiếp phải tìm hiểu giao thức

là lập trình theo giao thức đó, nhưng bù lại kết quả là chính xáo, chỉ sai số lớn nhất khoảng 0.5 dé C Nén dé dimg trong hé thang này, loại cảm biên nhiệt độ thứ 2 được

hua chọn, dé là IC nhiét dé DS18B20

2.1.4 Nhận biệt mức nước ở bê và có nước chảy vào bẻ

Đổi với loại này, trên thị trường mọi người vẫn dùng loại phao Hinh thường khí nước xuống đưới một mức cô định nào đó, tiếp điểm của phao sẽ đóng ra Khi nước dây lên tới một mức đề chạm được bể mặt của phao, nước bơm vào sẽ đây phao lên, làm tiếp điểm của phao hỡ ra Với phao nảy thì gần như nhà nảo lắp bễ mước trên cao cũng dùng loại này đề đóng và ngắt máy bơm Như đã để cập ở các phần trước, ở hệ thống này xử lý với trường hợp là không có bể ngầm, nên cản chế thêm một khối dễ nhận biết nước có bơm vào không, Dây là loại cũng có trên thị trường, hoạt động với tiếp điểm ca khí Bình thường công tắc sẽ đóng, khí có nước chảy vào, với áp lực của

28

nước, làm cho công tắc nhả ra Như vậy bằng cách sử dụng 2 loại này, ta cỏ thể biết

được liệu nước đã đầy chưa? Hay máy bơm nước đang chạy liệu có nước hay không

2.2 Khối điều khiên thiết bị

Day là khối chấp hành, sẽ tác động lên hoạt động của các thiết bị mình can tac động Thiết bị trong gia đình thi nhiều, ở đây ta chỉ điều khiển một số thiết bị điển hình, như điều khiển hoạt đồng của máy bơm nước, điều khiển bình nóng lạnh, điều khiển quạt điện, điều khiển Camera, và kích hoạt hệ thống bảo động Do phần lớn các thiết bị kể trên là dùng điện áp 220VAC, do đó cách điều khiển đề nhất, và an toàn là đùng các Role đẻ điều khiển đỏng cắt Dưới đây là yêu cầu và giải pháp cho môi loại

2.2.1 Máy bơm nước

Mục đích của máy bơm nước là bơm nước tử hệ thông nước thánh phó lên bê chứa trên tràn nhà Đặc điểm của nó là hoạt động được lâu, nhưng nều không có nước, may bom chạy lâu sẽ nỏng, rồi sẽ chập chảy Do đó, với những gia đình không cỏ bẻ chứa nước ngâm thi việc bơm nước thông thưởng phải chờ lúc nước cỏ mới cắm máy bơm để bơm được Trên bể có lắp phao đề khi nước có day thi máy bơm cũng bị tắt, mặc du hic dé điện vẫn cắm Nhưng nêu mả quên không đề ý là cỏ nước thì máy bơm

sẽ chay không, dẫn đến vừa tốn điện lại vừa gây hỏng máy bơm Do đỏ đề hệ thống có thể tự động trong việc bơm nước được, thi cỏ cơ chế đề lúc nảo nước ở bẻ hét thi may bơm ra lệnh hoạt động Lúc máy bơm hoạt động, cỏ 2 trường hợp như đã đẻ cập, đó là

có nước chảy lên bể hoặc không có nước chảy lên Vậy phải có cơ chẻ dé bao cho may bơm biết là nêu cỏ nước thì tiếp tục bơm, nếu không thì tắt may bom đi, vào lúc khác bơm Và hoạt động của máy bơm cũng phải theo giờ giác nữa, nêu giữa đêm nêu có hết nước thì máy bơm cũng không hoạt động, mả chờ đến sảng mới chạy

-Như vậy việc diều khiển máy bơm chỉ dơn gián là lùc muốn máy bơm hoạt dộng, thì cấp điện cho máy bơm, lúc không muốn máy hoạt động thì ngắt điện ra Do đó đã diễu khiển phải có cách dé dong ngất dường điện qua máy bơm Do dó phải chọn loại đóng cắt máy bơm cho phù hợp

Trước hết phải xem công suấi máy bor của gia đình là loại nào Thông lường, máy bơm nước đùng trong gia đình cũng chỉ tâm từ 100 đến 250W, do đó để đóng cắt

được chí cẩn dùng loại các loại role thông đụng ở thị trường là có thế giải quyết được Những loại rolc này thường cỏ dòng chịu dược lên tới LÒA, điện áp 250VAC, như vậy

thoái mái cho máy bơm hoạt động, Dễ dễ điều khiển, có thể đừng luôn điện áp SV để điều khiến, ở day chọn luôn đứng Role GSLE, loại ph biền trên thị trường,

3.3.2 Binh nóng lạnh

Với chức nắng là làm nóng nước để tắm, các bình nóng lạnh được thiết kế là lúc

có nước ở trong bình, cắp nguồn cho bình, bình sẽ đưn nước nóng lên ở một nhiệt độ nhật định, ta sử dụng để tấm Thông thường trơng việc lắp bình nóng lạnh, nguồn điều khiển bật tắt được qua một Aptomat, déng vai trỏ một công tắc Khi muốn bình nóng,

lạnh hoạt động, đồng Aptomat lai, nước từ lừ đun nóng Khi nước đã nóng, bình nóng

lạnh sẽ chuyên từ dèn đồ sang dèn xanh báo hiệu nước đã sẵn sảng, đồng thời giữ nhiệt

độ én định, Lúc đó ta tắt Aptomat và sử dựng nước để tắm

T8 điển khiển được bình nông lạnh một cách lự động, cơ chế cũng giống như cai Aptomat kia Lúc muốn nó hoạt động thì đóng lại, điện AC chạy qua dun mide

trồng T.ùc muốn tắt đi thì ngất điện AC Cũng giống như với máy bơm nước, trước hết

‡a cân biết công suất của bình nóng lạnh là bao nhiêu dễ chọn loại thiết bị dóng cắt chớ phù hợp Ở bình nóng lạnh ở nhả em chỉ với công suật ] 500W, nên có thể đùng luôn

TRole loại như lrên để điệu khiển Côn với những loại bình nóng lạnh với sông suất lớn

hơn, ta cần chọn loại điều khiển cho phủ hợp

30

2.2.3 Quat diện

Việc điêu khiến quạt điện cũng giống nhĩ các trường hợp trên Do công suất quạt chỉ đưới 200W nên dung Role trên để điều khiển Việc điều khiển căn cử vào ngưỡng nhiệt độ do người sử dụng thiết đặt Giá trị mặc định ma hệ thông sử dụng là

30 độ C

3.2.4 Camera

Nhắc đến Camera là nghĩ ngay đến khả năng quay phim Nhưng sử dựng để quay phim sẽ cần thiết bị như ð đĩa để lưu trữ, nên tắn kém Ö ngoài thị trường, giải pháp cho theo dõi an mình có nhiều loại Camera 1P Với loại camera nảy, cỏ thể cắm

vào mạng là xem được, và chỉ phí cho một cái IP Camera ở thị trường cũng hơn 2 triệu

đồng Nếu trong gia đình muỗn sử đụng để theo đối nhiều vị trí, cần nhiều Camera

giám sắt, Do đỏ đùng IP Camera sẽ phát sinh chỉ phí cao

Ö một số chỉ nhánh ở Việt Nam có loại Camera với giá thành vải trăm ngàn, có thể chụp ánh và xuất đữ liệu ra dường truyền thông nổi tiếp Nhận thảy dây là một giải

pháp phù hợp với ứng dụng với chỉ phí không cao, với mục đích là có thể chụp được

hình ảnh, có dữ liệu dẫu ra dễ ta xử lý được Việc giao tiếp cũng có giao thức sẵn, chủ thực hiện theo củ pháp của thiết bị là có thể giao tiếp được Do dé day là một giấi pháp

khả thi để thực biện, nên để tài này chọn loại Camera loại này, với tên là: LS-Y201 của Link Sprite

2.2.5 Bảo động

Bao déng 6 day đùng loại còi hủ, lá loại thiết bị giếng chuông báo động Nö hoạt động khi có điện áp AC đi qua, với công suất bé Nên ta điều khiến đừng Role như các Irường hợp trên Việc điều khiển báo động khi gó sự cổ như bị trộm đột nhập, lay

bị cháy, và kích hoạt khi có chế độ cho phép của chủ nhá

31

2.3 Khoi kết nỗi người dùng

Đây là khỏi rất quan trọng, kết nổi người sử dụng với hệ thông Với khả năng giao tiếp theo 4 cách như đã trình bảy ở trên là bằng điện thoại, bằng Internet, bằng máy tính kết nói trực tiếp với hệ thông, và với giao diện phim bam va man hình hiển

thi

Để giao tiếp được với người sử dụng bằng điện thoại, hệ thông phải có khối giao tiếp bằng GSM hoặc GPRS đề có thẻ truyền thông tin thông qua mạng viên thông tới người sử dụng Còn với hình thức kết nổi qua Internet, để người dùng có thê dùng trình đuyệt đề truy cập vào hệ thông một cách nhanh chóng ở nhiêu vị trí, thời điểm khác nhau, thi khối kết nói phải xây dựng trong nỏ được một khối Web Server, để cho phép trình duyệt có thẻ kết nổi đến đẻ lấy đữ liệu vẻ trang web Khỏi Web Server nay co

chức năng giỏng như nơi chứa của các tờ báo điện tử trên mạng như “Dân trí”,

“Vietnamnet”, “VNExpress” , người dùng chỉ cân gõ địa chỉ của các trang web do la

có thể đọc được nội dung mà không cân cải đặt gì, nên rất thuận tiện Ở đây cũng vậy, khỏi giao tiếp Intemet của hệ thông cũng xây dựng trên nỏ một giao điện web, chứa các thông tin về hệ thông, đẻ người dùng truy cập vào, có thể biết được trạng thái các thiết bị, và có thể điều khiến được thiết bị ở nhả thông qua hệ thông

Hình vẽ dưới đây biều hiện một cách cụ thẻ các chức năng của khối kết nổi, với

4 khối chức năng tương ứng với mỗi hình thức kết nồi

Hình 2.1 Mô hình cụ thể khối kết nỗi người dùng

Sau đây ta tìm hiểu đối với từng loại kết nồi, với yêu cầu cụ thể cho từng trường hợp 2.3.1 Khỏi giao tiếp GSM

Có chức năng gửi các bản tin cảnh báo tới chủ nhân khi căn hộ ở gặp sự có, và nhận lệnh điều khiên thiết bị từ chủ nhận thông qua mạng di động Khôi này cân hai bộ

phân như sau:

* Module GSM hé tro mạng 2G hoặc 3G, cho phép thực hiện các chức năng giao

tiếp của mạng viên thông như gửi nhận tin SMS/MMS hoặc hỗ trợ GPRS Cho

33

phép sử dụng tập lệnh AT thư viện các lệnh giao tiếp của nhà cung, cáp dé giao tiếp với Module

4+ Sim điện thoại dược các nhà mạng Việt Nam cung cấp 8i có vai trỏ tương

đương cung cấp một II) cho thiết bị, để cho phép một máy điện thoại khác kết

2.3.2 Khải giao tiếp Internet

Với nhiệm vụ là cho phép một ứng dụng từ trình duyệt ở mạng ở ngoài kết nối vào hệ thông để truy xuất thông tin và điền khiến hệ thông Bằng cơ chế cỏ mã xác thực, nên cho phép hề thống được truy xuất một cách an toàn Với mục dịch xây dựng,

ột Web Server, chửa trạng thái luôn được cập nhật từ hệ thống, cho phép người dùng

mỗi khi truy xuất vào luôn là trạng thái thực tế của hệ thống

Về phía yên cân của người sử đựng (gọi IA user), théng thường là một trình duyét web (web browser), khởi đầu kết nối bằng cách thục hiện ruột requesL cho mat

nguồn xác định nảo đỏ sử dụng LLLLE, và server sẽ đáp lại với nội dung hoặc là một lỗi

riếu không thực hiện được điều đó

Như vậy, để thực hiện nhiệm vụ tạo một Web Server trên hệ thông, trước tiên là

có khả năng kết nỗi được với Internet Trên thị trường có mnội số giải pháp để thực hiện

việc nảy như:

34

# Sử dụng 1C dùng để diễu khiên Ethemet, như ENC2RI60, HNC4241600, hoặc TINC6247600 day 14 cdc giải pháp cho phép một hệ thống kết nếi với nó sử dụng giao tiếp SPI dễ diều khiển giao tiếp với Ethornet

#* Giải pháp sử dụng một số động vị điều khiển có tích hợp khối điểu khiển Eihernet trong nó, ví đụ một số dòng vi điểu khiến của Mierochip như

Picl 8F67160, Pict 8F87160, Picl 8F97I60 hay mdi sé dong Pic32

¡ pháp lrên, sử dụng phương an thứ 2, là sử dụng tuột TƠ ví điều khiển có

khối diều khiển Ethernet bên trong nó thường được hay sử dụng hơn Như v:

cách sử dụng phương pháp này, ta có thể xây đụng một web server riêng trên vỉ

khiển này, đây là một khối độc lập, dóng vai trò cầu nổi giữa người dùng với hệ thông Khối này sẽ nhận các thông, từa cập nhật từ hệ thông gửi lên, cũng như chuyển các lệnh điều khiến de người đủng yêu câu lên khối xử lý trung tâm đề khỏi này tiên hành điều khiển hoạt dộng của khỏi chấp hành Với ứng dụng nảy, em chọn giải pháp dang vi điều khiển Picl8FG7160, một déng pic có khối điều khiển Ithernet trong nó, và ban than ho vi điêu khiến này được hề trợ bởi một hệ thông thư viện các hảm rất phong phú của Microchip, giúp xây đựng các ứng dụng nhanh chóng, trong đó điển hình là bộ TCPAT Staek, giúp hỗ trợ nhiều hàm sử đựng trang quá trình giao tiếp với Ethemet

2.3.3 Khôi giao tiếp may tinh

Khôi

trạng thái của hệ thống, cũng như có thể điểu khiến được các thiết bị thông qua phản

+ nổi được với máy tỉnh với nhiệm vụ cho phép người đăng xem được

xmiểm viết trên máy tỉnh Ngoài ra, khối này cũng cho phép người dùng sử dụng phần mmẻm để cầu hình các tham sô như ngưỡng nhiệt độ đề tắt quạt, thời gian cho phép chạy

trầy bơm nước

Đề hệ thống kết nói được với máy tỉnh, cách thông dụng mọi người vẫn hay sử dụng là dủng giao tiếp nói tiếp RS232, kết nói với công COM của may tinh, hoac ding

thiết bị chuyên đổi RS232 sang USB đẻ cắm vào công USB của máy tỉnh

3.3.4 Khôi giao điện người dùng

Đây là khối sử dụng trong quả trình phát triển phản mềm Thông qua khối nảy giúp người lập trinh phân mềm có thẻ kiểm tra được các chức năng Ngoài ra, khỏi này khi đã hoàn thiên cũng cho phép người đùng tương tác với hệ thông, cho phép thiết đặt các ngưỡng, các tham số của hệ thông Bang cach sit dung phim bam va man hinh hiển thi LCD, ta có thể xem được tắt cã các trạng thải của hệ thông, cũng như điều khiên

hoạt động của hệ thông

3.4 Khối xữ lý trung tâm

G những phản trên ta đã tìm hiểu cũng như lựa chọn giải pháp đề thực hiện các yêu câu chức năng của hệ thống Co một khéi rat quan trong, lam nhiệm vu kết nói, vận hành hệ thông theo một kịch bản, xử lý các thông tin, kiểm soát các tham số, có các đắp ứng với yêu càu của người dùng, đỏ là khỏi xử lý trung tàm

Với nhiệm vụ của khối nảy lả liên tục kiểm tra các trạng thải của hệ thông, thông qua các cảm biển được sử dụng đề biết được các tham số như điêu kiện nhiệt độ, tỉnh trạng cửa đóng mỏ, tình trạng chập cháy hay tỉnh trạng hệ thống bể nước thẻ nảo

để có những đáp ứng tương ứng với sự thay đổi đó Bên cạnh đó, nó phải nhân sự điều khiển, tương tác của người điều khiển thông qua các giao diện kết nói để thực hiện nhiệm vụ Khối nay cũng cỏ một cơ chế đề nhận biết vẻ thời gian để điều khiên hoạt

động theo các quy trình như hoạt động của máy bơm căn cứ vào thời gian là ngày hay

đêm, hay điều khiến bật tắt quạt căn cứ vào ngưỡng thời gian người dùng thiết đặt

Lựa chọn giải pháp

Đề thực hiện công việc với các tác vụ một cách linh hoạt, hoạt động theo chu

trình, yêu câu của người sử dụng, thì cách hợp lý nhất là sử dụng các IC vi dieu khiến hiện đang có trên thị trường Với các dòng vi điều khiến hiện nay phổ biến là của

Microchip, cia Atmel, cita TI, cia Analog Device

Với cach lua chon trén, vi diéu khién can số công giao tiếp UART nhiều đề cỏ thé giao tiếp được với các thiết bị ngoại vĩ như giao tiếp với máy tính, giao tiếp với khổi điều khiển giao tiếp Ethernet, giao tiếp khối giao tiếp GSM, và giao tiếp với camera Vi khỏi lượng công việc xử lý cũng nhiều nên vi điều khiển tốc độ đủ lớn Do vậy ở để tài này, em sử dụng v¡ điều khiển dsPic30F1060A của hãng Microchip, là một trong những dong vi điều khiển 16 bít có xử lý số mạnh nhất hiện có bán trên thị trường Đây là vị điều khiến với 2 bộ giao tiếp UART, mà em đã quen dùng với một số

ủng dụng khác

2.5 So dé khối hệ thông

Từ những phản tích vả đánh giả trên, ta có sơ đỏ hệ thông như sau:

Hình 2.2 Sơ đồ khối hệ thông

Với khôi xử lý trung tâm đóng vai trỏ trọng tâm của hẻ thông Với các đầu vào

trạng thải thông qua các cảm biển như khói, nhiệt độ, cửa, mực nước Các khỏi điều

khiển như bơm nước, nỏng lạnh, quạt điện vả báo động

38

én cạnh dó các khối giao tiếp với Camera, với khỏi giao tiếp GSM, giao tiếp say tinh, giao tiếp Ethernet như hình vẽ IIệ thống bao gồm thêm hai khối là khối thời gian thực đề biết được trạng tưái thời gian, khối TƠ nhớ BERPROM để lưu dữ hiệu

39

CHUONG 3 PHAN TiCH VA THIET KE PHAN CUNG

Chương nảy trình bảy cơ sở đề thiết kế trên cơ sở tìm hiểu tải liệu kĩ thuật của từng linh kiên, cũng như các ứng dụng của linh kiện đó Trên cơ sở môi quan hệ giữa các khói, các chức năng, ta có được thiết kế hoản chỉnh của hệ thông

31 Khỗi Ethernet — Web Server

3.1.1 Gidi thiéu Pic] 8F67J60 & Céng R14S

Day là hai thiết bị cơ bản để thực hiện chức năng tạo Web Server giao tiếp người dủng thông qua mạng Internet Picl§F67J60 vơi bộ tích hợp khối điểu khiển Eliternet, cho phép ta lập trình phân mềm trên nó đề điều khiển việc giao tiếp R45 với việc tích hợp biến áp bên trong nó, đẻ kết nỏi vơi Internet thông qua dây mạng Sau day la một số đặc điểm vắn tắt của hai thiết bị nảy

A Picl8F67J60

s#* Khôi điều khiến Ethernet tuong thich voi IEEE 802.3

“ Tuong thich véi mang 10/100/1000 Base — T

* Tich hop MAC va 10Base-T PHY

“ Có bộ đêm SRAM §KB đề truyền/nhận

s* Hỗ trợ công 10Base-T

s* Khả năng tự truyền lại khi có xung đột

+ Bé dém (buffer)

o_ Có khả năng câu hình kích thước bộ đệm truyền/nhận

o Kiem soat phan cimg bé dém nhan FIFO

o Truy cap tuan tu va ngau nhiên

© Cobé DMA bén trong cho việc sao chép đữ liệu một cách nhanh chóng,

40