Thiết kế, xây dựng thử nghiệm mạng cảm nhận không dây (WSN), theo dõi và cảnh báo tự động theo thời gian thực, liên tục, dài ngày mức nước, độ sâu và tốc độ dân171642

Tên đề tài: Tiêng Việt: i;Thiêt kẽ, xây dựng thử nghiệm mạng cảm nhận không dây, theo dõi và cành báo tựđộng theo thời gian thực, liên tục, dài ngày mức nước, độ sâu và tốc độ dâng cao c

ĐẠI HỌ C QUỐC GIA HÀ NỘ I

T h iế t kế, x â y d ự n g th ử n gh iệm m ạng cảm nhận k h ô n g dây (W S N ), theo dõi và cảnh báo tự độn g theo thời gian thục, liên tục, dài ngày

m ứ c n ư ớc, độ sâu và tốc độ dân g cao của m ứ c nước.

contin uouslv tra ckìn g a n d alarm ing the w ater ’s Ievel, depth and rising sp eed

in real time.)

BÁO CÁO TỔNG HỢP ĐÈ TÀI NGHIÊN c ứ u KHOA HỌC ĐẶC BIỆT

CÁP ĐẠi HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

Mã số: QG.06.01 Chủ nhiệm đề tài: V ư ơ ng Đạo Vy

III Địa điêm thời gian và phư ơ n g phá p nghiên cứu 9

IIV.2 T hiết kế, xây dự n g thử n ghiệm mạng cảm nhận không dây 10

DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THAM GIA THỰC HIỆN ĐÈ TÀI

c ả m n h ậ n k h ô n ơ d â y - W S N tr ê n c ơ s ờ s ừ d ụ n g

ch ip vi đ iêu k h iên có m ậ t đ ộ tíc h h ợ p c ao làm nút m ạ n g v à x â y d ự n g p h ả n m ê m n h ú n g n ạ p

k h ố n g d â y d ù n g vi đ i ề u k h i ể n C C 1 0 1 0 ) 7

N s u y ễ n Q u ố c Đ ạ l

S in h v i ê n K 4 8 Đ ( Đ ã b a o v ệ)

T r ị n h M i n h T h à n h

S in h v i ê n K 4 8 Đ ( Đ à b à o v ệ )

K h o a Đ i ệ n t ử - V i ê n t h ô n g T r ư ờ n g Đ ạ i h ọ c

C ô n g n ơ h ệ , Đ H Q G H N ( P H Ả N M É M N H Ú N G C H O N Ứ T M A N G C À M N H Ậ N

iC H Ò N G D Á Y Đ Ẻ G I A M S Á T V A C À N H B Ả O s ự C Ố

T R Ê N C ơ S Ờ L A M V I Ệ C V Ớ I M A N G C À M N H Ậ N K-HÒNG DÀY)

M ạng c ảm nhận không dây (W S N ), đác đièm cáu hình

và thủ tuc điêu khiẻn thâm nhập mói trư ờng (M A C )

9 S ơ đô c h â n c ủ a X F P M và h ìn h d á n g bên n e o à i c ủ a đ â u đo 15

10 Đ ô thị điện thê ra c ù a đâu đo theo độ sâu m ứ c n ư ớ c 16

1 1

13 P h â n loại các p h ư ơ n g thức ph â n tu y ê n cho m ạ n g W S N 18

TÓ M T Ắ T N H Ữ N G KẾT QUẢ CHÍNH CỦA ĐÊ TÀI NCK.H

1 Tên đề tài:

Tiêng Việt:

i;Thiêt kẽ, xây dựng thử nghiệm mạng cảm nhận không dây, theo dõi và cành báo tựđộng theo thời gian thực, liên tục, dài ngày mức nước, độ sâu và tốc độ dâng cao củamức nước”

Tiêng Anh:

"Designing and manufacturing a vvireless sensor netvvork for automatically, continuously tracking and alarming the water’s level, depth and rising speed in real time.”

• 01 báo cáo tại HỘI THAO Ql'òc GIA LÀN THŨ X M< )T sỏ YA\' bÊ ĩ HON [ < M (.1 \ ( I »\1,

[ MỘNG riNVÀllUYÉN 1 HỎNG- Đ ụ i Lai ỉ ĩ n l ì Phúc, 14-15 Oũ 2 0 0 '

d Kết quả nâng cao tiềm lực khoa học:

•Nài i i i c a o trinh d ộ K t h u \ ê t thực hanh \ a k\ n â ng c h o can hộ họu \ lòn \ ; \ '

i h am e i a n e h i è n CƯU đ è t à i S a n p h à m c u a dè tai là 0 3 niu m ạ n g c a m nhận k!ion«j Jõ;.

IA c 10 11)) dầu d o ap SLiằt \ à phàn m è m nhúni! uroiiLi ứ n e C á c sàn p h â m n à y t hu ộc

b ô m ô n Đ i ệ n t ử - K ỹ t h u ậ t m á y t í n h , c ũ n s là s ả n p h â m d ù n g c h u n g c h o c á c n g h i ê n c ứ u

về WSN trons toàn khoa Điện tứ-Viẻn thông

e T ìn h hình sử d ụ n g kinh phí: K i n h p h í s ử d ụ n g d ứ n s d a n h m ụ c m ụ c d í c h v a t iê n ciộ Đ ư ợ c c à p ốO.OOO.OOOd ( s á u m ư ơ i triệu d ồ i m ) Đ ằ chi ỎO.OOO.OOOd ( s a u m ư ơ i t r i ệ u

b A p p l i c a t i o n - o r i e n t e d r e s u l t s : T e c h n i c a l s o l u l i o n h a \ e b e e n trbl abl i bhed includiriLỉ

protoivpe (01 pr e^ ur e sensor ọ? nodes oí WSN on CCỈ MO)

ci n b ed c r d s o f t w a r e , f or t h e i m p l e m e n t a t i o n t h e vvi rel ess s e n s o r net vvork f o r d a t a

acquisition, dislaving and vvarning írequently

c T r a i n i n g :

• 0 2 gr ad u at e s t ud e n t s and 0 6 under ơraduat e s t u d e n t s pat i c i p at e d in t he proj ect and

accomplished their thesis on the 2006-2007 and 2007-2008 courses respect

d R e s o u r c e d e v e l o p m e n t : M e m b e r s o f t h e p r o j e c t i n c l u d e l e c t u r e s r e s e a r c h e r s a n d

some graduate and undergraduate students of the Electronics and Computer ensineerinơ, Micro-electronic and Micro-Mechanical Systems department o f the Faculty o f Electronics and Telecommunications Collese o f Technologv By participatins in the project, thev vvere given an opportunity to equip themselves vvith

k n o w l e d g e in t h e d o m a i n o f vvi rel ess s e n s o r n e t vvor ks T h e p r o j e c t h a v e a l s o t h e

Đ e tài “ T h iế t kế, x â y d ự n g th ử n g h iệ m m ạ n g c à m nh ậ n k h ô n g dây theo dõi và cành báo tự đ ộ n g th eo th ờ i g ian thực, liên tục dài n g à y m ứ c n ư ớ c , độ sâu và tốc

độ d â n g cao c ủ a m ứ c nước'* tập trung n g h iê n cứu 3 v â n đẻ c hính: T h iê t kê, xây

d ự n g th ử n g h i ệ m m ạ n s k h ô n ơ d â y ( g ồ m m ộ t sô nút m ạ n g c ả m n h ậ n và m ột nút

c ơ sờ); T h ử n g h i ệ m đ ầ u đo m ứ c n ư ớ c v ớ i độ chính xác c ờ ± cm n ư ớ c v à ghép nôi

với nút m ạ n g k h ô n g dây; T h ư n g h iệ m v à đánh giá kêt qua

II T ổ n g q u a n n h ũ n g v ấ n đề cần n gh iên cứu

T ồ n s q u a n về m ạ n ơ c ả m nh ậ n k h ô n g dày; N C lý th u y êt định tu y ê n cho m ạng,tro n g đó có m ạ n ơ A d hoc d ạ n g W S N ; V iế t p h â n m ẻ m v à th ừ n g h i ệ m thù tục định

tu y ến theo g iá tối th iề u cho m ạ n ơ W S N ; T h ừ n g h i ệ m ghép nôi đâu đo áp suât với nút m ạ n g v à v iế t p h ầ n m ề m cho nút m ạ n g để đo và tru y ê n th ô n g tin về nút m ạng

c ơ sờ; V iế t p h ầ n m ề m c h o nút cơ sờ đê thực hiện việc c ả n h b á o khi v ư ợ t n g ư ờ n g

và ph ầ n m ề m tín h độ sâ u v à tốc độ d â n g cao m ức n ư ớ c , q u ả n g b á k ê t q u ả đo trên

m ạ n g M ỏ h ìn h th ự c n s h i ệ m và kết quả th u đượ c: B ìn h luận vấn đê

III Địa điểm thời gian và phương pháp nghiên cứu

8

Các nghiên cứu được tiến hành tại phòng thí nghiệm bộ môn Điện tử- Kỹ thuật máv tính, khoa Điện tử-Viễn thông, trường ĐHCN-ĐHQG HN

IV NỘI dung và kết quả nghiên cứu

I V 1 M ở đầu

Khái niệm vê mạng được hiẽu là tập họp các máy tính (gọi là nút mạng - node) được nôi với nhau băng đường truyền vật lý (gọi là các liên kết - links) theo một kiến trúc nào đó (gọi là câu hình - topology) và làm việc theo nhừng quy tắc quy ước nhất định (gọi là thủ tục - protocol) Mạng cảm nhận không dây (Wireless sensor netvvork, viết tắt

la WSN) có những điêm giông và khác định nghĩa trẽn Nó cũng có các nút mạnơ - nodes, nhưng không phải là máy tính mà là một mạch tích hợp (IC), thường gọi là vi điều khiên (mỉcroctronler) Nó cũng được kết nối với nhau bằng các liên kết nhưng không phải băng sợi cáp hữu tuyến mà bằng vô tuyến (vvireless), sóng radio N ó có kiểu kiến trúc bât định, ad-hoc, khi trao đôi dữ liệu có thể xem là dạng lưới (mesh), chì khác dạng lưới có dây ờ chỗ, nhũng kết nối này không thường xuyên bền vững Có một điềm khác

vẽ CO' bàn cùa WSN với mạng máy tính thông thường là mỗi nút mạng ờ đây có găn một đâu đo (sensor) đẻ đo thông số môi trường tại nơi đó Dữ liệu truyền trên mạng là nhừng thông tin mà nút mạng thu nhận được tại nơi đặt nó gửi về nút cơ sờ (base node) Sự phong phú của dữ liệu tùy thuộc số lượng các đau đo gắn vào nút mạng (áp suất, nhiệt độ,

độ âm, độ rung động, độ ồn, nồng độ pH, độ bụi, độ mặn, .) Thông tin có thề truyền định kỳ, thường xuyên, theo thời gian thực về nút cơ sờ, tùy thuộc vào chương trình nhúng trong nút mạng Chương trình nhúng trong nút mạng quy định cách thức làm việc của mạng, khái quát hon đó là thủ tục mạng T hiêt kê x â y d ự n g thử n g h iệ m m ạ n g cảm

nh ậ n k h ô n g d â v bao g ô m việc: - c h ọ n IC làm nút m ạ n g c ả m nhậ n , ch ọ n đ â u đo

g ắ n vào nút m ạ n g nàv, v iế t p h ầ n m ề m n h ú n g cho nút m ạ n g (bao g ô m c h ư ơ n g trình

- v ớ i các nội d u n g th u n h ậ n d ữ liệu đầu đo, th â m nh ậ p m ô i trư ờ n g , định tu y ến ), cài đặt m ô i t r ư ờ n g s o ạ n t h ả o g ờ rối, dịch, cài đặt c h ư ơ n g trình và c ô n g cụ đê n h ú n g

p h ầ n m ề m s o ạ n th ảo v à o IC ; T heo dõi v à c ả n h báo theo thời eian thực, liên tục dài n g à y m ứ c n ư ớ c , tốc độ d â n g cao m ứ c nướ c b a o g ô m các việc: - C h ọ n nút

m ạ n g làm nút c ơ sờ, đ ấ u nối nút c ơ sờ vớ i PC, viêt p h â n m ê m trên P C đê th u nhận,

x ử lv d ừ liệu (tính m ứ c n ư ớ c v à tốc độ d â n g cao m ứ c n ư ớ c ) v à p h â n m ề m cảnh báo tro n g t r ư ờ n g h ợ p v ư ợ t n g ư ỡ n g

IV.2 Thiết kế, xây dựng thử nghiệm mạng cảm nhận không dây (WSN).

IV.2.1 Chọn IC làm nút mạng cảm nhận:

M ộ t n ú t m ạ n s c ả m n h ậ n tiêu biêu phải c h ứ a C P U m ụ c đích c hunơ , bộ n h ớ làm việc ( R A M ) , bộ n h ớ k h ô n g đồi íìa sh v à các c hứ c n ă n g v à o /r a hỗ trợ các đầu đo

9

H in h 1: các thành p h ầ n của nút m ạ n a W S N

C ác nút m ạ n g c ả m n h ậ n loại nhò gồm có vi x ử lý 8 bít, 10 đến 100KB bộ nhớ

R A M , 100 đ ê n 1 0 0 0 K B bộ n h ớ ílash; loại lớn g ồ m C P U s 32-bit, n hiều m eg a b y tes

bộ n h ớ R A M v à n h ớ F la sh Các nút m ạ n g hạt bụi - M o t e s , đại diện c h o loại thiết bị nhò T hí dụ nút m ạ n g M ic a - 2 m otes d ù n g bộ x ừ lý n h ú n g A t m e g a l 2 8 , làm việc ờ nhịp c lo c k k h o á n g 4 M H z , bộ n h ớ Flash 128KB lưu m ã c h ư ơ n g trình, R A M 4K B ,

8 -k ên h biên đôi t ư ơ n g tự -số, 48 đ ư ờ n o vào /ra số, m ộ t U A R T và m ộ t giao diện nối tiêp SPI L ự a c h ọ n V Đ K làm nút m ạ n g là q u a n trọng C h ọ n V Đ K h ợ p lý làm cho

x â y d ự n a hệ t h ố n s đ ư ợ c rút ngắn, hoạt độnơ ồn định, tin cậy Các tiêu chí chọn

V Đ K n h ư sau: T i ê u th ụ nă nơ lượ ng thấp; T íc h hợp A D C đê có thề 2hép nối với

c ám b iến t ư ơ n a tự; B ộ n h ớ c h ư ơ n g trình c ũ n a n h ư bộ n h ớ d ữ liệu có kích thước

h ợ p lý; K íc h t h ư ớ c v ậ t lý nhò; Có c ô n g cụ phát triển s iú p n a ư ờ i phát triển xây

d ự n g hệ th ố n g dễ d à n g v à thuận tiện như: sử d ụng n s ô n n g ữ cấp cao, có các thư

v iện hỗ trợ cho v iệ c c á m n h ậ n cũ n g n h ư tru y ề n nh ậ n k h ô n s dâv, hỗ trợ s ỡ lỗ i ;

G iá th àn h rẻ

Có m ột số họ V Đ K p h ồ biến trên thị t r ư ờ n a th o ả m ã n các tiêu chí trên, như

họ V Đ K M S P 4 3 0 c ủ a T e x a s ; họ V Đ K A T M E G A c ủ a Ạ tm e l và V Đ K C C 1 0 1 0 cùa

h ã n g C h ip c o n H a i họ V Đ K đ ầ u k h ô n a tích hợ p tru y ề n nh ặ n k h ô n g dây, nếu sừ

d ụ n g c h ú n s sẽ p h ả i th ê m m ạ c h tru y ê n n h ậ n k h ô n g dây bèn n g o à i, xây d ự n g hệ

t h ố n g sẽ p h ứ c tạp V Đ K C C 1 0 1 0 được c h ọ n vi nó có tích h ợ p tru y ề n n h ậ n k h ô n g dâv bên tro n a , t r o n g c ô n s trình n à y đã c h ọ n C C 1 0 1 0

C ác đặc đ i ể m c h ín h c ủ a C C 1010: T h u ph á t k h ô n g d â y 3 0 0 - 1 0 0 0 M H z lập trình đượ c: D ò n 2 tiê u th ụ rất thấp (9.1 m A tro n g chẻ độ n h ậ n ); Đ ộ nh ạ y cao (-107

d B m ); Có thè lập trin h cho c ô n a suất đ ầ u ra tới + 1 0 d B m ; T ố c độ tru y ề n RF có thê đạt 76.8 kbit/s; c ầ n rất ít th à n h phần ngoài; Đ o đượ c c ư ờ n g độ RF (R S S I); T ư ơ n s thích họ V Đ K 8 0 5 1 ; 32 kB Flash 2048 + 128 B yte S R A M ; 3 k ê n h A D C 10 bit 4

t im ers / 2 P W M s , 2 U A R T s R T C W a tc h d0 2, SPI m ã h o á D E S 26 c ổ n a 1 0 ; Có

k h ả n ă n s 2Ỡ lỗi b à n a c á c h sử dụnơ c h ư ơ n g trinh dịch K e il ỊiV is io rứ ID E qua

10

c ổ n g nối tiếp; Đ i ệ n áp 2.7 - 3.6 V; 6 4 -le a d T Q F P (T h in Q u a d F la t P ack) K ỹ thuật khai th ac c ụ thê cá c đặc đ iê m C C 1 0 1 0 chi ra tro n a p hụ lục B:

M o d u l e C C 1 0 1 0 E M : Đẻ dễ d à n g và th u ậ n tiệ n cho việc phát triển các ứ ng

d ụ n g sử d ụ n g C C IO IO , h ã n g C h ip c ọ n c ũ n g cu n g cấp m o d u le C C 1 0 1 0 E M ( E \ a l u a t i o n m o d u le ) , trê n đó tích h ợ p h ầ u hết các linh k iệ n cần cho việc x â y d ự n g

H ìn h 2: M o d u le c c 101 OEM

m ộ t nút m ạ n g như : V Đ K C C 1 0 1 0 ; D a o động thạch anh; A n te n a ; M ộ t cảm biến nhiệt độ đ ư a v à o c h â n A D 1 ; C ác chân cồng T r o n s đề tài này đã dùnR m od u le

C C 1 0 1 0 E M đê x â y d ự n g th ừ n g h iệ m các nút m ạnơ c ả m nhận T u y nhiên, giá

th à n h m o d u le n à y c ò n đất ( k h o ả n s 150U S D ) t r o n s khi giá th à n h V Đ K C C 1 0 1 0 rất

rè ( k h o ả n g 1 0 U S D ) n ê n vê lâu dài việc ngh iên cứ u chê tạo m o d u le này ờ Việt

N a m đẻ hạ giá th à n h là rất cần thiết V iệc thừ n ơ hiệm sau n à y đà c h o th ấy ràn a

m o d u le n à y đã đ á p ứ n e đ ư ợ c các chức năng c ơ bản nút m ạ n s đó là c hứ c năng

m ạ n g v à c h ứ c n ă n s cảm n hận. Đ ê m o d u le c c 101 OEM trờ th à n h nút m ạ n s d ù n e

đ ư ợ c tro n g th ự c tế, đề tài thực h iệ n việc chế tạo khôi m ờ rộ n g đè eiao tiếp các đầu

đo, các c ổ n s v à n g u ồ n nuôi đ ư ợ c thuận lợi H ô sơ kv thuật thiêt kê cụ thê p h ầ n m ở

r ộ n s này trìn h b à y tro n g p hụ lục E

T ó m lại ciệc c h ọ n loại V Đ K là m nút m ạ n s W S N cân các tiêu chí: n ă n s l ư ợ n s tiêu thụ thấp, tính m ề m dẻo tính bào m ật khả n ă n a tru y ề n t h ô n a tín h toán, kích thướ c nhò T ừ các tiê u chí đó đề tài c h ọ n vi điêu khiên C C 1 0 1 0 c ủa h ã n s C h ip c o n ( N a u v ) làm nút m ạ n g Vi điều k h iể n này tư ơ n a thích họ 8051 t h ô n g d ụng, sử d ụ n a

nó th e o thời gian K hi đo b à n2 c ả m biên áp suất, tức là s ử d ụ n g phản từ đo lực có

m ộ t t h ỏ n a số nó th a y đổi d ư ớ i tác d ụng của lực F = p s P h ả n tư đó là m ộ t m anơ

m ó n ơ ( d i a p h r a s m ) b à n s chất b á n dẫn, bị biến d ạ n g khi có áp suât đặt lên M ứ c độ

11

c ổ n g nối tiếp; Đ i ệ n áp 2.7 - 3.6 V; 6 4 -le a d T Q F P (T h in Q u a d F la t P ack) K ỳ thuật

k h a i thác c ụ thê cá c đặc đ iê m cc 1010 c hỉ ra t r o n2 p hụ lục B :

M o d u l e C C I O I O E M : Đ e dễ dàng và th u ậ n tiện cho việc p hát triển các ứ n s

d ụ n g sừ d ụ n g C C IO IO , h ã n g C h ip c ọ n c ũ n g cu n g cấp m o d u le C C 1 0 1 0 E M (E v a lu a tio n m o d u le ) , trê n đó tích h ợ p h ầ u hết các linh k iệ n cần c h o việc x â y d ự n a

rè ( k h o ả n g 1 0 U S D ) n ê n về lâu dài việc ngh iên cứu chế tạo m o d u le này ờ V iệt

N a m đẻ hạ giá th à n h là rất cần thiết V iệc thừ n a h iệ m sau n à y đã c h o th ấy rànR

m o d u le n à v đã đ á p ứ n e đ ư ợ c các chức năno c ơ bản nút m ạ n ° đó là ch ứ c n ă n °

m ạ n g và c h ứ c n ă n g cảm nhận Đ ê m o d u le cc 101 OEM trờ th à n h nút m ạ n g d ù n2

đư ợ c tro n g thực tế, đề tài th ự c h iệ n việc chế tạo khối m ở rộ n g đê eiao tiếp các đầu

đo, các c ổ n s v à n g u ồ n nuôi đ ư ợ c th u ậ n lợi H ồ sơ kỹ thuật th iế t kế cụ thê p h a n m ờ

rộ n a này trìn h b à y t r o n s p h ụ lục E

T ó m lại ciệc c h ọ n loại V Đ K là m nút m ạ n2 W S N cần các tiêu chí: n ă n s lư ợ n a tiêu thụ thấp, tính m ề m de o , tính b ả o m ật, k h ả n ă n a tru y ề n thông, tín h toán, k íc h thướ c nhò T ừ các tiêu chí đó đề tài c h ọ n vi điều khiên C C 1 0 1 0 c ùa h ã n g C h ip c o n (N a u v ) làm nút m ạ n a Vi điều k h iể n này tư ơ n g thích họ 8051 th ô n g d ụng, sừ dụng

n g ò n n g ữ lập trình c v à c h ư ơ n g trình dịch Keil |iV isio n 2 0 N ó đ ư ợ c C h ip c o n

c u n s cấp các th ư v iện làm v iệc với C C 1 0 1 0 n ê n việc viêt c h ư ơ n s trình là dê d à n2

v à th u ậ n tiện

I V 2.2 Chọn đầu đo, ghép nối với nút mạng:

C ó nh iều c á c h đo độ cao m ứ c nư ớ c , trong đè tài này c h ọ n c á ch đo áp suất cột n ư ớ c để suy ra độ cao S ừ d ụ n s m ột c ả m biến áp suât đẻ c h u y ể n áp suất thành tín hiệu c h ứ a t h ò n a tin liên q u a n đến giá trị của áp suất cân đo và sự th ay đổi cua

nó th eo thời gian K h i đo b ă n s c ả m biên áp suât tức là s ừ d ụ n g phân từ đo lực có

m ộ t t h ò n a số, nó th a y đòi d ư ớ i tác dụn g của lực F = p.s P h â n tử đó là m ộ t m a n g

m o n ° ( d ia p h r a g m ) b à n g chất b á n dẫn, bị biến d ạ n g khi có áp suảt đặt lên M ứ c độ

11

biên d ạ n g c ủ a m à n g p h ụ th u ộ c vào độ lớn c ủa áp suất tác d ụ n g vào C ả m biến áp suất kiểu m à n g có c á c c ấ u trúc n h ư hình 3.

M à n g

m ò n 2

H ìn h 3: C ác loại c ả m biến áp suất kiểu m àng: a) C ả m biến áp su ấ t tuyệt đối; b)

C ả m b iên áp suất tư ơ n ơ đối; c) C ả m biến áp suất vi sai

T r o n g c ô n ơ n g h ệ M E M S hai kiểu c ả m b iế n đ ư ợ c sừ d ụ n ° rộ n g rãi là cảm

b iên k iê u tụ đ iệ n v à c ả m biên kiểu áp trở T r o n g c ô n g trình này sử d ụ n s đ à u đoloại vi c ả m biên k i ê u áp trở D ạ n g vi c ả m biên áp suât k iê u m à n g hiệu ứng áp trở

m in h h ọ a trên h ìn h vẽ 4

H ình 4: C ả m biến á p t r ờ

D ự a trên s ự th a y đổi c ủ a cấu trúc m à n g h a y cấu trúc d à m (gọi c h u n g là các phần tư n h ạ y cơ ) c h u y ể n th à n h tín hiệu điện tư ơ n g ứ n g n h ờ các áp trơ đ ư ợ c cấy trên ph ầ n tử n h ạ y cơ K h i p h ầ n từ nhạy c ơ bị u ố n c o n g thì các áp điện trơ c ũng thav đỏi giá trị Đ ộ n h ạ y c ũ n s n h ư v ù n g làm việc tu y ế n tín h c ủ a vi cảm biên phụ thuộc rất n h iề u v à o k íc h th ư ớ c cấu trúc cơ, d ạ n g v à k íc h th ư ớ c c á c áp điện trờ vị trí c ùa các áp đ iệ n trờ trê n p h ả n từ nhạv cơ Sơ đò đàu đo có d ạ n g n h ư hình 5

H ìn h 5: Sơ đồ đ ầ u đo áp suất.

th ép k h ô n g gi, m ặ t tiếp x ú c v ớ i n ư ớ c đ ư ợ c cách ly b ằ n g m ộ t lớp lưới thép đẻ tránh

v a c h ạ m v à o bề m ặ t c ả m biến đ ồ n g thời triệt tiêu các ả n h h ư ờ n g c ù a tạp nh iễu lên tín hiệu Đ ầ u đo loại n à y t h ư ờ n g có d ạ n ? n h ư hình 6

H ìn h 6: Đ ầ u đo trư ớc khi lắp ráp

N h ư v ậ y b è n tro n g đ ầ u đo v ừ a c h ứ a áp trở v ừ a c h ứ a m ạ c h k h u ế c h đại, tín

h iệu trư ớc khi ra n g o à i đ ầ u đo đã đ ư ợ c x ử lý sơ bộ L o ạ i c ả m b iế n đo sâu d ùng siêu â m tuy độ tin cậy cao hơ n, k h ô n o n h ú n g nướ c n ê n bên h ơ n , n h ư n g nó d ù n g

c h ù m tia với góc m ở k h o ả n s 8 độ nên dải đo c àng lớn thì k h ô n g gian nơi cản đo phải c à n g r ộ n s để c h ù m tia siê u âm k h ô n g chạm v à o v ậ t cản Đ â u đo áp suât độ tin càv k h ô n2 c ao b à n s n h irn a n hỏ 2pn dễ dàng đo độ sâ u m ứ c n ư ớ c tại n h ữ n g nơi

có k h ô n g g ia n hẹp

M o d u le s e n s o r áp su ấ t đ ư ợ c ch ọ n ờ đây là M o d u l X F P M - 2 0 0 K P G c ủ a h ã n g

F u jiu ra - N h ậ t B a n có các đặc tính sau: Đ iệ n áp n g u ồ n làm việc: —5V: D ò n g tiêu

đo đ ư ợ c từ 0 đ ê n 2 0 0 k P ; Đ iệ n thê ra tro n g dải 0 5 V —> 4 5 V ; S e n so r có thể kết nối trự c tiêp với bộ c h u y ê n đôi A /D h oặc có thể kết nối trực tiếp với bộ x ử lý tín hiệu số.

1 2 3

P r e s s u r e

H ìn h 7: M o d u l e s e n s o r áp suất loại X F P M - 2 0 0 K P G , c h â n 1 là G N D chân 2

là V out, c h â n 3 là V cc

S ơ đô c â u trúc b ê n tro n g c ùa đâu đo n h ư hình 8

H ìn h 8: Sơ đồ cấu trúc bên tro n g của đâu đo

XFHM

7 -14

H ìn h 9: S ơ đồ c h â n c ù a X F P M v à h ìn h d á n g b ê n n g o à i của đ ầ u đo

T ừ thế lối ra c ủ a X F P M , m ố i liên h ệ vớ i áp suất đ ư ợ c tín h n h ư sau:

V out = V s X (P X a + P) ± (sai số áp su ấ t* sai số th e o n h iệ t độ X a XV S) (1)

T r o n g đó: V s = 5.0V ; p là áp su ấ t lối v à o (k P a ); c á c h ằ n g số: a = 0 0 0 4 5 ; p = 0.04; (Sai số áp s u ấ t = 5.0 (k P a ) với loại X F P M - 2 0 0 K P G )

N g u y ê n lý đo áp suất c ủ a n ư ớ c tại m ộ t đ iể m cố định, q u a n h ệ g iữ a áp suất

và độ sâu của n ư ớ c tại đ iê m đo là tu y ế n tín h v à p h ụ th u ộ c v à o k h ố i lư ợ n g riê n g của nướ c Đ ộ sâ u th ự c tế c ủ a n ư ớ c đ ư ợ c tính t h e o c ô n g thứ c:

ĩ? — ĨJ

T ro n g đó: h là độ sâ u th ự c tế c ủa n ư ớ c ; h 0: độ sâu t h a m c h iế u b a n đầu; p: áp suất của n ư ớ c t ư ơ n g ứ n e độ c ao h; p 0: áp suất t h a m c h iế u t ư ơ n g ứ n e v ớ i độ cao th a m chiêu h 0; p: k h ô i lư ợ n g r iê n g c ủ a n ư ớ c ; g: a ia tốc t r ọ n g trư ờ n g N h ư vậy, khi đo điện thê lôi ra có th ể tín h đ ư ợ c đ ư ợ c độ sâu của n ư ớ c tại thờ i đ iểm đo Sau đây trình bày m ộ t số th ử n s h i ệ m k h ả o sát đặc t r ư n a độ n h ạ y v à độ tu y ế n tín h c ủa đầu

đo Thí n ơ h iệ m b a o gồm : M o d u le s e n s o r áp suất n h ư đ ã g iớ i th iệ u ở trên; ó n s

n hựa c h ứ a n ư ớ c h ìn h trụ: đ ư ờ n g k ín h lOcm, cao 150 c m , m ộ t đ ầ u bịt kín, m ột đầu

đê hờ, th à n h ô n g có g a n t h a n s c h ia độ để dễ th eo dõi m ự c n ư ớ c ; N g u ồ n nuôi 3.5V ;

Đ ô n g hô đo đ iệ n thế m ộ t chiều T h o ạ t đ ầ u đô đ ầ y n ư ớ c v à o ố n e h ìn h trụ, thả đầu

đo v ừ a c h ạ m đ á y ố n g v à cố đ ịn h đ ầ u đo ở vị trí đó M ở v a n x ả n ư ớ c ở đ á y ố n s để aiảm từ n g cm m ỗ i làn v à đo thế trê n lối ra đầu đo, k ế t q u à chỉ ra tro n g b a n ơ 1 và

đô thị tư ơ n g ứ n g chi ra trê n h ìn h 10

T r o n g đó v 2 là đ iệ n th ế ra t ư ơ n g ứ n g với m ứ c n ư ớ c là h 2; Vị là đ iệ n thế ra tư ơ n g

ứn g với m ứ c n ư ớ c là h t T ừ th ự c n g h i ệ m trê n tính đ ư ợ c độ n h ạ y c ủ a đ ầ u đo là: 8

V ớ i Vin m ax , v in min là các đ iện thế lối v à o cự c đại, c ự c tiề u trê n lối v à o A D C

10 bậc lư ợ n g tử N ế u lối v à o A D C là o v đ ế n 1.25V thì độ p h â n giải là:

Gia in đo đưac (cm)

Đó lẽcn ca giá tri đo so VOI gia tri thưc

Hình 1 1: Độ tuvến tính siá trị giá trị mức nước thực và kêt quà đo

16

Quan sát trên đồ thị thấy độ lệch kết quả đo khỏi đường thẳng nhiềư nhất ờ các điểm I, II,III, IV M ở rộng hình ảnh các điểm lệch này (Hình 12) cho thấy các điểm đo đều có 1 phần dính lên đường thẳng, mỗi điểm đo có kích thước (2x2) cm Xem đường thẳng là giá trị trung binh của n điểm đo (ở đây n = 45), ta có thể tính được độ lệch chuẩn ơ = sqrt[ I (X - X ) ] / [n - 1 ], [trong đó Xi là độ lệch quan sát được, Xm là trung bình cùa tất

cà các điềm đo (đường thẳng), n là số các lần đo (45)] hoặc độ lệch cực đại tại những điểm đánh dấu Tính toán cho thấy độ lệch cực đại nhò thua 1 cm

b/

Hình 12: Độ lệch khòi đường thẳng các điểm đo

IV.2.3 Các nc về phân tuyến m ạng WSN

Sau khi xây d ự n g xong nut m ạng, g h é p nối đầu đo, cần phải n hung phần m ề m

để nút m ạ n g th ự c hiện đồng thời hai c h ứ c năng: thu thập d ữ liệu và c h ứ c năng mạng Đ ể th ự c hiện c h ứ c năng m ạng cần m ộ t tập hợ p tôi thiêu các nút m ạng (chúng tôi sử d ụ n g 5 nút m ạng) trên cơ sở đó xem xét khả năng th â m nhâ p môi

17 Đ A I H Ọ C Q U Ố C G IA HA NÓ I

TRUNG TẨM THÔ N G TIN THI ỉ VIÊN

trường chung, khả năng tự cấu hình mạng, khả năng định tuyến, tránh tắc nghẽn, .

Công trình n ày b ư ớ c đầu nghiên cứu c h ứ c năng định tuy ế n của mạng

W S N Kết quả các n g h iê n cứu này đ ư ợ c báo cá o ờ Hội thả o KH toàn q u ố c và đăng trong 2 kỷ yếu củ a Hội thảo đó [6,7]

Phân tuyến theo giá tối thiểu - M CF A [p h ụ lục A ], đ ư ợ c n g h i ê n c ứ u đê truyền d ừ liệu q u a n h i ề u n ú t m ạ n g v ề n ú t c ơ sở V iệ c p h â n tu y ế n c h o m ạ n g W S N được p h â n loại n h ư trê n h ìn h 17

T h ủ tục p hân tuyển trong W S N

Hiercỉchicaì loccrion ỉ*eri ĩ ?ỉ&tweỉks

Rcữtug no*Jtno Roưinq

Hình 13: Phân loại các phương thức phân tuyên cho mạng WSN

H ầu hết việc p h â n t u y ế n đ ề u th eo hoặc c ấ u trú c phane;, h o ặ c t h ứ b ậ c hoặc vị trí Trong m ạ n g p h ẳ n e cá c n ú t m ạ n g đ ó n g vai trò n h ư n h a u , tro n g khi c á c thủ tục thứ bậc có các nút c lu s te r t h ự c h iệ n m ộ t số th ỏ a th u ậ n v à k ế t h ợ p d ữ liệu đê tiết kiệm

n ăna lư ợ na T h ủ tục t r ê n c ơ sở vị trí c u n g c ấp t h ô n g tin vị trí để lu â n c h u y ể n d ữ liệu đến v ù n g d ự tín h c h ứ k h ô n ơ phải cho to à n m ạ n g L o ạ i p h â n tu y ê n cuôi c ù n s dựa trên thao tác th ủ tụ c v à k h á c n h a u th eo p h ư ơ n g p h á p đ ư ợ c d ù n g t r o n g th ủ tục Sau đây là m ộ t số k ỹ t h u ậ t p h â n t u y ế n đ ư ợ c p h á t triể n g ầ n đ â y n h ằ m c u n g cấp hiểu biết về các th ủ tụ c p h â n tu y ế n hiện n a y tro n g W S N

Giải th u ậ t c h u y ể n tiếp giá tối th iể u M C F A ( M i n i m u m C o s t F o r w a r d in e

A lg o rith m ) cho r à n g h ư ớ n g p h â n tu y ế n đã biết, là h ư ớ n g đ ế n trạ m c ơ sở cố định bên ngoài N ú t m ạ n g k h ô n g c â n có ID, k h ô n g c â n b ả n g p h â n tu y ê n T h a y vào đó

là m ột giá trị giá tối th iể u từ nó đ ế n trạ m c ơ sờ M ô i t h ô n g b á o đ ư ợ c nút m ạ n g

q uảne bá cho các lá n g g i ê n g c ủ a nó K h i m ộ t n ú t n h ậ n t h ô n g b á o , nó p hải k iêm tra xe m có còn ở trê n đ ư ờ n g giá tôi th iê u g iữ a n ú t n g u ô n v à t r ạ m c ơ s ờ hay k h ô n g

N ê u còn nó sẽ q u ả n g b á lại t h ô n e b á o c h o lá n g g iên g Q u á trìn h đó sẽ lặp lại cho đến khi đạt đ ế n tr ạ m c ơ sở N h ư v ậ y v ớ i M C F A m ỗ i n ú t m ạ n g đ ề u b iết c á c h tự đánh aiá đ ư ờ n g s i á tối th iể u đ ế n trạ m c ơ sở Q u á trin h n à y th ự c h iệ n n h ư sau: trạ m

cơ sơ q u ả n g b á m ộ t t h ô n g b á o với giá b ằ n e zero, t r o n g khi c á c n ú t m ạ n g thoạt đâu nhận giá tối th iể u đến n ú t c ơ sở là vô c ù n g (co) M ô i n ú t c ăn c ư v à o t h ô n g báo

q u ả n s bá g ố c n h ậ n đ ư ợ c để k iể m tra x e m giá tro n g t h ô n g b á o c ộ n g v ớ i liên kêt m à theo đó nó n h ậ n đ ư ợ c ít h o n giá h iệ n th ờ i h a y k h ô n g N ê u ít h ơ n g iá h iệ n thời thi đánh giá h iệ n th ờ i v à đ á n h giá t r o n e t h ô n g b á o q u ả n g b á đ ư ợ c c ậ p nhật N ê u th ô n g báo q u ả n g bá đ ư ợ c cập n h ậ t thì sau đó nó đ ư ợ c g ử i tiếp, n ế u Ivhông nó sẽ bị loại

bò T u v n h iên , th ủ tục n à y có thể làm cho m ộ t số n ú t m ạ n g p hải cập n h ậ t n h iê u lân

và nút ờ x a trạ m c ơ s ở c ập n h ậ t n h iề u lần h ơ n nút ở gần Đ ể trá n h đ iề u đó, M C F A

đã đ ư ợ c s ử a đổi để c h ạ y th u ậ t giải p h ả n hồi ở giai đ o ạ n cài đặt T h u ậ t giải p h ả n hồi cho r ằ n g n ú t m ạ n g sẽ k h ô n g gử i t h ô n g b á o cập n h ậ t c h ừ n g n à o c h ư a hết

k h o ả n g th ờ i g ia n a X lc k ể t ừ lúc t h ô n g b á o đ ư ợ c c ập nh ậ t, t r o n g đó a là h à n g số còn lc là giá c ủ a lên k ế t n h ậ n t h ô n g báo C h i tiết h ơ n về giải th u ậ t n à y x e m ở p hụ lục A h o ặ c [9]

IV.3 T h e o dõi v à c ả n h b á o t he o thời gi an t hực, liên t ụ c dài n g à y m ứ c n ư ó c , tốc độ d â n g cao m ứ c n ư ớ c

Sơ đồ g h é p nối, tru y ề n v à n h ậ n d ữ liệu n h ư h ìn h 11

m ãn h a y k h ô n s D o p h ả i th o ã m ã n n h iề u y ế u tô: p h ả n c ứ n g , m ô i t r ư ờ n g , giá thàn h , hiệu n ă n g n ê n tồ n tại n h iề u th á c h th ứ c tro n g việc p h á t triể n p h ầ n m ề m n h ú n g như:

T ă n g c u ờ n s v iệ c tái sử dụng; Đ ô n g th iế t kê p h â n c ứ n g , p h â n m è m ; X â y d ự n g m ô hình các th u ộ c tín h phi c h ứ c n ă n g ; C h u y ể n đôi các p h â n m ê m t h à n h các dịch vụ

t h ô n2 q u a các t h à n h p h ầ n p h ầ n m ề m ; K iế n trúc h ệ t h ố n g v à k i ế n t rú c p h â n m ề m ;

Đ á n h g iá v à k i ê m định m ứ c hệ th ố n g ; T ư ơ n s thích p h â n c ứ n g v à p h à n m ẻ m n h ờ các cấu trúc có thể đ ịn h cấu h ìn h lại v à các th à n h p h ầ n P l u g h a y P la y ; X â y d ự n e các hệ t h ô n g có k h a năng; tô h ợ p đ ư ợ c n h ờ các th à n h p h â n p h â n m ê m có thê tái sừ dụng

19

Các bướ c x â y dựng: có thể sử d ụ n g các n g ô n n g ữ n h ư C /C + + hoặc

A sem bler, tu ỳ từ n g hệ th ố n g m à có lựa c họ n th ích h ọ p v à từ đó c h ọ n chư ơ n g trình dịch N g à y nay, do n h u cầu p hát triển hệ th ố n g nh a n h , bảo trì dễ dàng nên ng ô n n g ữ đ ư ợ c lựa ch ọ n là n gô n n g ữ bậc cao n h ư C /C + + Q u y trình xây dựng m ộ t p h ầ n m ề m th ư ờ n g q u a các bướ c sau: T ìm h iể u bài toán; Phân tích; T hiết kế; V iế t c h ư ơ n g trình; K iể m thử V iệ c x â y d ự n g p h ầ n m ềm

n h ú n s cũng tu â n th eo các b ư ớ c n h ư trên

Ph ầ n m ề m n h ú n g c h o C C 1 0 1 0 đ ư ợ c viết b ằ n g n g ô n n g ữ c, sử d ụ n g các th u viện cho C C 1 0 1 0 d o h ã n g C h i p c o n c u n g cấp, d ù n s c h ư ơ n g trìn h b iê n dịch Keil

u V is io rứ , do h ã n g K e il E le k tr o n ik G m b H x â y d ự n g là m ộ t m ô i t r ư ờ n g ph á t triên tích hợ p I D E ( I n t e g r a te d D e v e l o p m e n t E n v i r o n m e n t) c h o các họ v i điều khiên

tư ơ ng th íc h 8051 c ủ a Intel Đ â v là bộ c h ư ơ n g trình d ịc h cho p h é p n g ư ờ i viết

c h ư ơ n g trin h có th ể s o ạ n th ảo c h ư ơ n g trình, dịch c h ư ơ n g trìn h v à gỡ lỗi trên c ù n e một môi trư ờ n g C h ư ơ n g trình d ịc h này hỗ trợ cho cả n g ô n n g ữ c v à A se m b le r

H ãng C h ip c o n c ũ n g c u n g c ấ p m ộ t bộ th ư viện tiện ích g iú p c h o v iệ c x â y d ự n g phần m ề m c h o vi đ iề u k h iể n C C 1 0 1 0 đ ư ợ c dễ d à n g v à n h a n h chó n g

T rìn h s o ạ n t h ả o là c ô n g cụ c h ù y ế u để soạ n th ảo cá c file n g u ồ n v à file hợp ngữ N ó c ũ n g c u n g c ấ p các c h ứ c n ă n g trợ giúp k hác n h ư giao d iệ n đo hoạ, m ô phỏng, g ỡ l ỗ i T h ê m v à o đó, I D E c ũ n g c u n g cấp các g ia o d iện v ớ i t h ư viện liên kết động D L L ( D y n a m i c L i n k in g L ib ra r v ) d ù n g đe m ô p h ỏ n g v à g ỡ lỗi trên m ạch

Đ iểm đặc biệt c ủ a c h ư ơ n g trìn h dịch là có thể c h u y ể n d ịc h các file n g u ồ n đ ư ợ c viết b ă n s n g ô n n g ừ c s a n e d ạ n o h ợ p n g ữ đê sau đó có thê tôi ưu h o á m ã lệnh, dạng hợp n g ữ s a u đó đ ư ợ c c h u y ê n th à n h các íĩle đôi t ư ợ n g ( m ã m á y h o ặ c d ữ liệu nhị phân) C u ố i c ù n g , bộ liên kết đ ư a ra dạ nơ file th ự c thi d ạ n g H E X v à có thể nạp vào bộ n h ớ F l a s h c ủ a vi đ iề u khiên

H A L là th ư viện m a c r o v à c á c h à m tru y cập p h ầ n c ứ n g C C 1 0 1 0 n h ằ m hỗ trợ việc

ph á t triên c h ư ơ n g trìn h n h a n h c h ó n g v à d ễ dà n g N h ữ n g t h ư v iệ n n ằ m t r o n g H A L thi h à n h m ộ t giao tiế p p h ầ n c ứ n g trừ u t ư ợ n g đối v ớ i c h ư ơ n g trìn h n g ư ờ i dùng

N h ờ đó c h ư ơ n g trìn h n g ư ờ i d ù n g có thể tru y cập n g o ạ i vi c ủ a vi đ iề u k h iể n , t h ô n g qua các lời gọi h à m / m a c r o , m à k h ô n g c ầ n h iể u chi tiết v ề p h ầ n c ứ n g T h ư v iện

hỗ trợ tru y ề n /n h ậ n k h ô n g dây v à x ử lý thờ i g ia n th ự c Đ ố i v ớ i n h ữ n g ứ n e d ụ n g đòi hòi sự p h ứ c tạp thì t h ư ờ n g d ù n g th ư v iện H A L

P h ầ n m ề m g i a o tiế p đ ầ u đo v à n ú t m ạ n g th ự c h iệ n th e o các b ư ớ c đ ư ợ c phân tích chi tiết n h ư sau: A D C i là các lối v à o ADO, A D 1 v à A D 2 C á c lối vào

A D C i của C C 1 0 1 0 có đ iệ n áp th a m c h iế u c h ọ n là 1.2 5 V h o ặ c V D D , s ử d ụ n g

ch u n g m ộ t A D C trê n c ơ s ở h ợ p k ê n h lối vào Ờ đây c h ọ n t h a m c h iế u c h o A D C là

Khi A D C th ự c h iệ n x o n g việc c h u y ề n đổi tư ơ n g tự - số, bit A D C R U N tự

đ ộ n a xoá T h ờ i g ia n đợ i c h u y ể n đổi đ ư ợ c thể h iệ n q u a v iệc q u é t bit A D C R U N :

G iá trị c h u y ể n đổi đọc ờ hai th a n h ghi A D D A T L ( 7 : 0 ) v à A D D Ạ T H ( 9 : 8 ) G iá trị đọc đ ư ợ c từ 0 đ ế n 1023 t ư ơ n g ứ n g vớ i đ iện áp lối vào A D C từ 0 đ ế n 3.5V

C h ư ơ n g trìn h đ ọ c giá trị A D C đ ư ợ c th ự c h iệ n th e o các b ư ớ c sau:

B ư ớ c k h ở i tạo A D C : Đ ặ t b ộ b iên đổi A D C về c h ê độ single; Đ ặ t đ iện áp tham chiếu là 3 5 V

Bước đọc giá trị ADC: Chọn kẽnh ADC; Ra lệnh đọc ADC: Chò' cho ADC biến đổi

x o n g ; Đ ọ c s i á trị c h u y ể n đôi.

P h ầ n m ề m x ử lv v à t r u y ề n t h ô n g đòi h ỏ i nút m ạ n g C C 1 0 1 0 c ầ n th ự c hiện các c hứ c n ă ng: C ả m n h ậ n ; T ín h toán; T r u y ề n th ô n g Vì vi đ iề u k h iê n bị h ạ n chế vê tài n g u y ê n , đòi hoi c h ư ơ n g trìn h c à n ơ ngắ n , c à n g tốn ít bộ n h ớ c à n g tỏt, tro n g khi vẫn đ a m b ả o h o ạ t đ ộ n g , bảo trì v à nâ nơ c ấ p de dàno

Đ ề v iế t c h ư ơ n g trình tru y ề n th ô n o c ần sứ d ụ n s các h à m tro n ơ bộ th ư viện

H A L C ác b ư ớ c th ự c h iệ n tru y ề n thône; c h o C C 1 0 1 0 £ ồ m k h ở i tạo R F : th iế t lập tần số R f , tốc độ tru y ê n , c á c h điều chế tín hiệu, c ô n g s u ấ t phát T r o n s c h ư ơ n g trình cụ thê, c á c t h ô n g số trên lần lượt có g iá trị là: 8 6 8 M H z 2 4 k b p s m ã hoá

21

M a n c h e s te r, 4 d B m C á c khai báo n à y đ ư ợ c đặt tro n g m ộ t c ấu trúc R F _ S E T T I N G S

đ ư ợ c khai b á o n h ư t r o n g p h ụ lục c

Sau khi k h ở i tạo R p , c h ư ơ n g trình n h ậ n d ữ liệu R F đ ư ợ c th ự c hiện th ô n g qua ngắt M ỗ i khi n h ậ n đ ư ợ c m ộ t byte, vi đ iề u k h iể n sinh ra m ộ t ngất C h ư ơ n g trình x ử lý n g ắ t c ó n h i ệ m v ụ đ ư a b yte n à y v à o m ộ t bộ đ ệ m K h i to àn bộ gói tin đã nhận x o n g , n g ắ t n à y bị c ấ m để c h ờ x ử lý tro n g b ộ đ ệ m Q u á trìn h n h ậ n m ộ t b y te từ

bộ đệ m R F B U F v à o bộ đ ệ m c h ư ơ n g trìn h n h ư sau:

//nhận m ộ t b y te t ừ b ộ đ ệ m R F B U F v à o bộ đ ệ m r f _ r x _ b u f tại vị trí r f_ rx _ in d e x :

R f _ r x _ b u f [ r f _ r x j n d e x ] = R F _ R E C E Ĩ V E _ B Y T E ( ) ; ’

r f_ r x _ in d e x ++;

Byte đầu tiên c ủ a b ộ đ ệ m c h ư ơ n g trìn h rf_ rx _ b u f[0 ] lưu độ dà i gói tin V iệ c nhận

dữ liệu kế t th ú c k h i r f _ tx _ in d e x b ằ n g giá trị độ dài gói tin, n g h ĩ a là:

r f_ r x _ in d e x = r f_ rx _ b u f[0 ];

Sau khi to àn bộ g ó i tin đã đ ư ợ c nhậ n , c h ư ơ n g trìn h sẽ p h â n tích gói tin, lọc ra các

dữ liệu cần thiết N ế u là n ú t M a ste r, nó sẽ tru y ề n d ữ liệu n h ậ n đ ư ợ c v ề m á y tính qua cổng R S 2 3 2 N e u là Sla v e, nó sẽ th ự c h iện việc c ả m n h ậ n , tín h toán rồi tru y ề n

dữ liệu về M a s te r C h ư ơ n g trình tru y ề n d ữ liệu R p đ ư ợ c th ự c hiện bời các

hà m /m a c ro tro n g t h ư v i ệ n H A L c ủ a C h i p c o n cho tro n o p h ụ lục D

M o d u le s e n s o r áp suất đ ư ợ c g h é p v ớ i n ú t m ạ n g s ừ d ụ n g vi điều k h iể n với

C C 1010 v à v ớ i p h ầ n m ề m n h ú n g thích h ợ p sẽ tạo th à n h m ộ t đ iể m đo độc lập, tự động đo áp suất, x ử lý d ữ liệu thu đ ư ợ c v à tru y ề n k h ô n g d â y đ ịn h kỳ số liệu đo này về m ộ t n ú t m ạ n g C C 1 0 1 0 k h á c nối vớ i m á y tín h x á c h ta y h o ặ c m á y tín h để bàn Sơ đồ k h ả o sát t h ự c n g h i ệ m n h ư h ìn h 13 v à các thiết bị c ụ thể ở h ìn h 14

-K H U ẾC H ĐAI r— CC1010EM / n X CC1010EM

c ao m ứ c n ư ớ c v à h iể n thi kế t q u ả lên m à n hình T í n h tốc độ dâng ìeo c ô n g t h ứ c V ( m /g iậ y ) = (h2 - h l ) / ( t 2 - t l ) , tro n g đó h l , h2, t l : n ư ớ c ờ lần đo th ứ nh ấ t, lần đo th ứ hai, th ờ i đ iể m lần đo th ứ nhất

0 th ứ 2 t ư ơ n g ứng Đ e tiế n h à n h b á o đ ộ n g p h ả i so s á n h g iá trị dừ

á trị n g ư ỡ n g c h o săn N ê u v ư ợ t n g ư ỡ n g thì b á o đ ộ n g (thí dụ khi độ

v ư ợ t m ộ t g iá trị c h o trư ớ c ) H ìn h th ứ c b á o đ ộ n g là chi thị lên m à n

h o ặ c k h ở i đ ộ n g m ộ t tệp â m th a n h đã ahi sẵ n để n a h e q u a loa T r o n s / th ự c h iệ n việc b á o đ ộ n g th e o p h ư ơ n g th ứ c k h ở i đ ộ n g tệp â m th a n h

0 diện c h ư ơ n g trìn h thu n h ậ n , x ử lý v à c ả n h báo v ư ợ t g iá trị n g ư ỡ n g

* 16

H i n h 16 : G ia o diện cài đặt báo đ ộ n g v ư ợ t n g ư ỡ n s

ơ n a trình t h ừ n s h i ệ m tru y ề n dữ liệu v ề m á y tín h q u a m ộ t nút tru n g gian thực

1 qua các b ư ớ c : D ị c h c h ư ơ n g trình n g u ô n nhận m á y tính sa u đó nạp nút m ạ n s nhất; D ịc h c h ư ơ n g trìn h n g u ồ n nút tru ng g ian s a u đó n ạ p nút m ạ n g th ứ hai: :h c h ư ơ n s trìn h n g u ồ n nút truyền sa u đó n ạ p cho nút m ạ n g th ứ ba B ố trí b a n ú t

ing t r o n a v ù n g liên k ế t c ủ a từ n g c ặp m ộ t v à tiên h à n h đo m ứ c n ư ớ c v à tru y ê n d ữ

ịu về nút c ơ sờ T r ê n m á y tính các b ư ớ c th ao tác cụ thê n h ư sau: v à o th ư m ụ c roadcast —> w s n 5 —> c lic k W S N v isu a l basic pro je c t ( 2 K ) —> c lic k start (F5) —>

nav đồi —* đặt g iá trị n g ư ỡ n g báo đ ộ n g —* c lic k kế t nổi T ừ đ â y m á y tự c hạy, khi

/ư ợ t eiá trị n s ư ỡ n g nó sẽ tự đ ộ n e s ọ i c h ư ơ n g trình b á o đ ộng, ( c h ư ơ n g trinh báo động là m ộ t tệp avr đ ư ợ c ghi â m trư ớ c có đ ư ờ n g d â n n ă m t r o n a tệp 2ÔC 'thuc hi en canh bao n g u o n s = C D b l( L a b e l8 C a p t i o n )

d a tn ơ u o n s = C D b l ( t x td a tn g u o n g T e x t )

I f n s u o n a > d a t n g u o n s T h e n

f r m b a o d o n g S h o w

f r m b a o d o n2.W i n d o w s M e d i a P l a v e r l C o n tro ls, play

H ì n h 17: Đ â u đo và các nút m ạ n g c ả m nhận.

K ì n h 15 : g iả i t h u â t p h â n m ê m n h ú n g t r o n g C C ì O l O c ù a n ú t M a s t e r

K h ở i tạo R P : M ã h o á d ừ liệu b à n s m ã M a n c h e s te r ; T ố c độ tru y ề n d ữ liệu 2.4kbps; K h ở i tạo A D C : Đ iệ n áp th a m c h iế u 3 5 V i n te m a l; 10 bit single; K h ở i tạo timer: S ử d ụ n g T im e r 2 ờ c h ế độ đ iề u chế độ rộ n g x u n g , tân số 2 9 k H z , d ạ n e x u n g

v u ô n g đối x ứ n a , x u n g n à y d ù n s làm M a s t e r C lo c k ( M C L K ) cho c ả m b iến áp suất; Khởi tạo s e n s o r c ả m biến: Đ ư a các c h â n lối vào v à c h â n đ ô n ơ bộ q u á trình đọc shi cho cảm biến v ề trạ n g thái 0; Đ ọ c các h ệ số lưu t r o n ơ c ả m b iê n áp suất; Đ ọc ba kênh A D C : C h ọ n k ê n h c ần đọc; P h á t lện h c h u y ể n đồi A D C ; C h ờ c h o đến khi chuvển đồi A D C k ế t th ú c; Đ ọ c g iá trị A D C t ừ hai th a n h s h i A D C D A T H và

A D C D A T L : Đ ọ c d ữ liệ u c ả m b iế n áp suất: R e se t c ả m b iến; G ừ i lệnh cho c a m biến

để c h ọ n th a m số c ầ n đọc: n h iệt độ h a y áp suất; Đ ọ c d ữ liệu trả lời từ c ả m biến;

C h ờ n h ậ n lệnh từ m á y tính: N e u có lệnh y ê u cầu s ừ i d ừ liệu vê t r u n e tâm S lave sẽ đọc các th a m sô áp su â t rôi tru v ề n v ề t r u n s tâm

X ử lý dử liệu và cảnh báo sự cố: S a u khi c h u v ê n d ừ liệu vê nút c ơ sở, nó đượ c tru y ề n v à o PC q u a c ô n s R S -2 3 2 P h ầ n m ề m có n h i ệ m v ụ t á c h p h ả n d ừ liệu tro n g gói tin đê x ử lý C ô n g việc x ử lý b a o gồm : h iể n thị kết q u à đo lèn m à n hình

tính tôc độ d â n g c a o m ứ c n ư ớ c v à h iê n thi kê t q u ả lên m à n hình T í n h tôc độ dâ n g cao m ứ c n ư ớ c t h e o c ô n g t h ứ c V ( m /g iâ y ) = (h2 - h l ) / ( t 2 - t l ) , tro n g đó h l , h2, t l , t2 là độ c a o m ứ c n ư ớ c ở lần đo th ứ nhấ t, lần đo th ứ hai, th ờ i đ iể m lần đo th ứ nhất, thời đ iêm lần đo t h ứ 2 t ư ơ n g ứng Đ ẻ tiến h à n h b á o đ ộ n g p h ả i so s á n h giá trị d ừ liệu với m ộ t giá trị n g ư ỡ n g c h o sẵn N ế u v ư ợ t n g ư ỡ n g thì b á o đ ộ n g (thí dụ khi độ cao m ứ c n ư ớ c v ư ợ t m ộ t giá trị cho trư ớ c ) H ìn h th ứ c báo đ ộ n g là c hi thị lên m à n hình m á y tín h h o ặ c k h ở i đ ộ n g m ộ t tệp â m th a n h đ ã ghi s ẵ n để n g h e q u a loa T ro n g công trình n à y th ự c h i ệ n v iệc b á o đ ộ n g t h e o p h ư ơ n g th ứ c k h ở i đ ộ n g tệp â m th an h ghi sẵn G ia o d iệ n c h ư ơ n g trình thu n h ậ n , x ử lý v à c ả n h b á o v ư ợ t giá trị n g ư ỡ n g cho trên h ìn h 16.

H ì n h 16 : G ia o diện cài đặt báo đ ộ n g v ư ợ t n g ư ỡ n g

C hư ơ nơ trinh t h ử n g h i ệ m tru y ề n dữ liệu v ề m á y tính q u a m ộ t n ú t tr u n g gian thực

hiện qua các b ư ớ c : D ị c h c h ư ơ n g trình n g u ồ n nhận m á y tính sa u đó n ạ p nút m ạ n g

thử nhất; D ị c h c h ư ơ n g trìn h n g u ồ n nút trung g ia n sa u đó n ạ p n ú t m ạ n g th ứ hai;

Dịch c h ư ơ n g trìn h n a u ồ n nút truyền sa u đó n ạ p cho nút m ạ n g th ứ ba B ố trí b a nút

m ạn a tro n g v ù n e liên k ế t c ủ a t ừ n s cặp m ộ t v à tiên h à n h đo m ứ c n ư ớ c và tru y ê n d ữ liệu về nút c ơ sở T r ê n m á v tính các b ư ớ c th ao tác cụ th ê n h ư sau: vào thư m ụ c broadc a st —+ w s n 5 —* c lic k W S N v isu a l basic p ro je c t ( 2 K ) —+ clic k start (F5) —' thay đổi —» đặt giá trị n e ư ỡ n g báo đ ộ n g —> click k ế t nối T ừ đ â y m á y tự chạy, khi vượt giá trị n g ư ỡ n g nó sẽ tự đ ộ n g e ọi c h ư ơ n g trình b á o đ ộng, ( c h ư ơ n g trinh báo động là m ộ t tệp avr đ ư ợ c ghi âm trư ớ c có đ ư ờ n g dẫn n ă m tr o n g tệp g ô c 'thuc hien canh bao n s u o n a = C D b l( L a b e l8 C a p t i o n )

E n d I f

)

Q u ả n g b á t r ê n I n t e r n e t đê th ô n g tin nút m ạ n g m a n g n h iề u ý n g h ĩa hơn

C á c h cập n h ậ t đ ịn h kỳ t h ô n g tin n h ậ n đ ư ợ c lên m ộ t W e b s i t e đ ã đ ư ợ c n g h iê n cứu

th ừ n g h iệ m tro n g c ô n g trìn h này N h ờ c á c h q u à n g b á nà y , ở bấ t kỳ đâu, bấ t kỳ thời

đ iêm nào c ũ n g có th ể tru y n h ậ p In te rn et để biết t h ô n g tin h iệ n thời c ủ a hệ thống

đo V ê nội d u n g n à y đ ề tài c ô n g bố tro n g báo cáo tại H ộ i th ả o Q u ố c s i a lần th ứ X

- M ộ t sô v â n đề c h ọ n lọc c ủ a C ô n g n g h ệ T h ô n g tin v à T r u y ề n t h ô n g (Đ ại Lải 14- 15/09/2007) Đ e th ự c h iệ n việc cập nh ậ t t h ô n g tin lên \v e b s ite cần: N g h i ê n c ứ u cấu trúc k h u n g d ữ liệu từ n ú t m ạ n g k h ô n g d â y c h u y ể n v à o m á y tính; C ậ p n h ậ t d ữ liệu

về m á y tính d ư ớ i d ạ n g tệp tin; T ệ p tin t ự đ ộ n g c ậ p n h ậ t v à o tra n g W e b thời m ột lịch trình định sẵn Chi tiết h ơ n x e m ờ p h ụ lục A

T h a o tác cụ thê trê n m á y q u a các b ư ớ c sau: V à o r e c e iv e R S 2 3 2 —>

v b p r e c e iv e R S 2 3 2 —■* c lic k v a o íĩle n a m e —* ty p e y o u r file n a m e —> click

" c o n n e c t” K h i đ ã v à o đ ư ợ c tra n g w eb, thao tac liên tiếp cá c bư ớ c: V à o F P T _ H O S T —> V b p _ file _ tra n s fe r —> Brovvse —> c h ọ n ten fíle đã đặt ở trên A i quan tâm có thê tru y cập x e m k ế t q u ả đo th ờ i e ia n th ự c c á c nút m ạ n g W S N trên vvebsite: h t t p : / / w w w y o u r s e v e n c o m / m a n g w s n / [10]

IV.5 Kết luận

Đ e tà i đ ạ t đ ư ợ c c á c t i ê u c h í đ ề ra, t h i ế t k ế c h ế t ạ o m ộ t m ạ n s c a m n h ặ n

k h ò n g d ả v ( C C 1 0 1 0 ) , đ à u đ o á p s u à t v à p h â n m è m n h ú n e t ư ơ n u ứ nu H ệ

t h ố n g c ó t h ể đ o đ ộ c a o m ứ c n ư ớ c v ớ i đ ộ c h í n h x á c ± l , 0 c m , c ó t h ê t r u y ề n không dây d ừ liệu v ề n ú t c ơ sở T h ô n g tin được x ử lý, báo độ n g k h i cần t h i ế t

W S N tron2 th u ộ c bộ m ô n Đ iệ n tử - K ỷ th u ậ t m á y tính, k h o a Đ iệ n tử - V i è n thông Kinh phi đề tài sử đ ụ n Si đ ú n s d a n h m ụ c m ụ c đ í c h \ à tièn độ Đ ư ợ c cap

6 0 0 0 0 0 0 0 d ( sá u m ư ơ i t r i ệ u đ ồng) Đ ã chi 6 0 0 0 0 0 0 0 d (s á u m ư ơ i triệ u dòng)

V Thảo luận, kết luận và kiến nghị

T rên c ơ sờ các k ế t q u ả thu đ ư ợ c c h ú n g tôi m u ô n đ ư ợ c đ ă n e ký m ộ t đẻ tài nghiên cứu m ứ c cao h ơ n , n h ằ m m ụ c đích th e o dõi v à c ả n h b á o m ộ t sô t h ò n g sô cua h iể m h ọ a từ th iê n nhiên T ấ t nhiên, đè có thê đ ư a v à o triên khai tro n g thực tê các kết q u à n e h i ẻ n c ứ u , đòi hỏi n h iê u th ử n g h iệ m , n h iê u th ờ i g ia n v à n h iề u trang

bị hơn

25

Phụ lục A:

Các công trình đã công bố, luận văn, khóa luận, tài liệu liên quan

2 6

Tài liệu tham khảo

[1] ‘;X â y d ự n g m ộ t đ i ể m đo m ô i tr ư ờ n g v à tru y ề n k h ô n g d â y trự c tiế p (kiểu

đ i ê m - đ iê m ) d ữ liệu đo vê tru n g tâ m th u n h ậ n v à x ử lý ” , Đ ê tài c ấp Đ H Q G

up and te s t the d a ta t ra n s c e iv in g f ro m W ire le s s S e n s o r N o d e s b a s e d on the tre e -b a s e d r o u ti n a a lg o r ith m w ith the M a s te r- S la v e , 10th b ie n n ia l V ie tn a m

[8] V ư ơ n g Đ ạ o V y, N s u y ễ n Q u ố c Đ ạt, Đ ịn h tu y ế n th eo g iá trị tối th iể u trên nút

m ạ n g c ả m b i ế n k h ô n g dây và m ộ t số t h ừ n g h i ệ m , I [Ọ! 11IAO Ọ i / o c CUA L \ \ THÚ' X MỘT SỎ VÃN DE CHỌN LỌC CỦA CÕNG NGHỆ THÔNG TIN \ Ả

I RUYhN T11ÒNG - Đ ạ i Lai l ĩ n h Phúc, 14-15 '09/2007.

[9] V ư ơ n g Đ ạ o V y , N s u y ễ n Q u ố c Đ ạt, Đ ịn h tu y ế n th e o giá trị tối th iể u trên nút

m ạ n ơ c ả m b iế n k h ô n s d â y v à m ộ t sô thử n g h iệ m , tạp chí tự đ ộ n g h ó a ngày nav - A u t o m a t i o n to d a y , th á n g 11/2007, sô 87, tra n g 41

[10] V ư ơ n s Đ ạ o V y , N g u y ễ n Đ ìn h T há i, T ự đ ộ n g cập n h ậ t d ữ liệu từ nút m ạn g

c ả m n h ậ n k h ô n s d â y lên W e b site , tạp chí tự đ ộ n g h ó a n g à y nay -

A u t o m a t i o n todav, t h á n a 0 3 /2 0 0 8 sô 91, tra n g 28

[11] V ư ơ n e Đ ạ o V y , C a o T hị T u y ế t N h u n g , T râ n C a o H à, M ạ n g c ả m nhận

k h ô n g d â y có k h ả n ă n g di đ ộ n g tro n g k h ô n g g ian đè g i á m sát m ô i trư ờ n g và

c ả n h b á o s ự cố, tạp c hí t ự đ ộ n s h ó a n g à y n a y — A u t o m a t i o n to d ay , th á n g 12/2006, s ố 76 t r a n g 34

[12] Philip B u o n a d o n n a J a s o n Hill, D a v i d C uller, 2 0 0 4 A c t i v e M e s s a g e

C o m m u n i c a t i o n for T in v N e tvvorked Sensors

[13] J a s o n L e s te r Hill 2 0 0 3 , S y s te m A r c h ite c tu r e for W ir e le s s S e n s o r N e t w o r k s

Phụ lục A:

r

Các công trình đã công bô, luận văn, khóa luận, tài liệu liên quan

2 6

ĐỀ CƯƠNG

CẤP ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

Thiêt kê, xây dựns thử nghiệm mạns cảm nhận khôna dây, theo dõi và canh báo tự động theo thời eian thực, liên tục dài ngàv mức nước, dộ sâu và tốc dộ

dâns cao của mức nước

( D e s ig n in g a n d m a n u f a c tu r i n g a \v ir e le s s s e n s o r n e tw o r k f o r a u to m a tic a lly ,

c o n tin u o u s ly t r a c k i n g a n d a l a r m in g th e w a t e r ’s le v e l, d e p th a n d risins; sp eecỉ

in r e a l tim e )

PHIẾU ĐẰN KÝ HƯỚNG DẲN SAU ĐẠI HỌC TRONG CÁC ĐỀ TÀI NCKH CÁP ĐHQGHN 1/ Tên đề tài luận vãn/luận án (dự kiến):

“ Nghiên cứu một số đặc điểm cùa mạng khôns dây và mô hình thử nghiệm” 2/ Những người hướng dẫn:

PGS.TS Vương Đạo Vy

3/ Tên học viên: Trịnh Hữu Quang

a/ Nghiên cứu mô hình mạng khôns dây: - có kết cấu (inírastructure) và - không có kết cấu (ad-hoc); Nhận xét, đánh giá.

b/ Mô hình thử nghiệm:'- bàns mô phòng và - bằns kết nối mạng thực tế 5/ Điều kiện thực hiện:

a/ Trang thiết bị: Sử dụns thiết bị phòng ĐT-KTMT của khoa ĐT-VT, ngoài

ra phải mua sắm một sổ trang thiết bị khác (như vi mạch tích hợp cao, đầu đo, bản mạch thử, .)

b/ Truy cập Internet, tải và in ấn tài liệu; mua thêm tài liệu mới, .

Nsàv 14 tháng 04 năm 2006 Neười đăng kv

Vương Đạo Vy

S i

Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G I A H À N Ộ I C Ộ N G H Ò A X Ã H Ộ I C H Ủ N G H Ĩ A V I Ệ T N A M - Đ ộ c lập - T ự d o - H ạ n h p h ú c

H à N ội, n gàv 16 th á n £ I I nỏm 2005

ĐỀ TÀI N GH I Ê N CỬU KHOA HỌC T R Ọ N G ĐIẾM / ĐẶC BIỆT

C Á P ĐẠI HỌC Q U Ồ C GIA HÀ NỘI

k*Designing and manufacturing a vvireless sensor network for automaticallv, continuously

t racking and a l a r m i n g the w a t e r ’s level, depth and rising s p e e d in real time."

2 T h ờ i gian thự c hiện:

Tất cà: 12 tháng

Bắt đầu t ừ t há n g 0 6 / 0 6 / 0 6 đến 0 6 / 0 6 / 2 0 0 7 )

3 Đe tà i th u ộ c lĩn h vực ưu tiên: Đẻ tài đặc biệt

4 Đ ề tà i có tr ù n g v ó i m ộ t đề tà i đã hoặc đang tiến hành không? Nếu có, nêu lý d o ?Không trùng với đề tài nào

Tên đơn vị: Khoa CN ĐT-VT, trường ĐH Công nghệ

Địa chi liên hệ: Bộ môn ĐT- KTMT, Khoa CN ĐT-VT, trưòng ĐHCN - ĐHQGHN (144 - Xuân Thuv, c ầ u Giấy, Hà Nội)

Số điện thoại: 04 754 92 72 (CQ) 04 858 5161 (NR), 0989 647 854 (DĐ)

Fax: 04 858 51 61 Email: v \ v d ' S v n u e d u v r

San, tr.92-99 ]

2005 “ Builđinơ the atmosphere Vuong Dao Vy, Tuyên tập cỏns

pressure auto measure system using MEMS pressure sensor Nguyên The Son, trình Hội nghịand the testins experiment’\ Phung Cong Phi

Khanh, Hoa Quang

Du, College o f Technology, National Universitỵ o f Hanoi

Quỏc tẻ vê Cơ học kỹ thuặt -

2005 tại Kuala Lumpur, Malavsia - 1CMT-2005, 5- 9/12/20052005

“ Hê tư dỏnn đo thỏrm sỏ mỏi Vưoriii Đạo Vv. Tuvên tập cônatrưòrm theo thừi ìiian thực Nmivcn The Sơn, trình Hôi nizhitruvên dừ liệu khủnn dây liên

tuc dài niiàv cỏ kích tliưức trirửnu ĐHCN, Vật Iv toàn quỏc !nhỏ uiá thành thâp tiêu thụ ĐHQG HN. lằn thứ VI Mà

nả nu lươnn ít’*

Nôi 23-

■25/1 1/2005

1

() C ơ i Ị i i a n phôi liop \ à cõnjỊ t:ic viên chinh cùa đê tài:

ĐT-VT

T h u y ê t m i n h đ ẻ t ài :

4

Đề tài này là bước tiếp theo các đề tài [2, 3] đã thực hiện năm 2005, nhàm tim ứnơ dụng thực tế cho hệ đo đã được xây dụng, cụ thể là xảy dựng một hệ thổns tự độnơ đo thu dữ liệu liên tục dài ngày vẻ mức nước, tốc độ dâng cao mức nước, và độ sâu mức nước trẽn cơ sờ ứng dụng đầu đo áp suất MS 5535 là sensor đã được sử dụng đo thành công khí áp[2, 3].

Đầu đo MS5535 cỏ đặc tính nôi bặt:

- độ phân giải cao (ADC 15bit, +20 mbar, khi đo dộ sáu 140m nước sai số khoảng 20 cm, ở những độ sâu khác sai số này nhó hơn), nauồn nuôi thấp (từ 2,2 đến 3,6 von),

- khoáng đo áp suất rộng (từ 0 dẻn 14 Bar, tươniz dưorm 0 dán 140 m nước, trong đó 01 milibar tươnu đ ươn lí áp suất cột nưóc 1.0197 cm ở 4 °c ),

- nhi ệt đ ộ làm việc: - 4 0 ° c dến + 6 0 ưc , kích thước nhỏ, tiêu thụ nũrvi Iưọtiu

ít, là dâu do đạníi MEM khỏnu dòi hỏi các linh kiện phụ thém

Sau khi chê tạo khỏi diện tử chứa tro nu hộp khỏrm thắm nước thành cỏrm, sè tiến hành thử imhiệm tại PTN sau dỏ do thực tô hiện trirờni!, c u n ” câp số liệu cho các nhà khi Iirợnii tlìuv vãn, (Jc họ đúnh LZÌá các kẽt quà thu dược và ntihc kiên ntihị cùa họ vò khù nănii írniỉ dụng hệ thỏnÍZ

8 Dịa hân tiên hàVIh nghiên cửu:

Nghiên cứu hộ thủng tự dộng dược thực hiện ironu phùnu ilìí imhiệm Diện tứ - Kv thuật máy tính, khoa Đ T - V T trường ĐHCN, ĐMQGI IN Địa bàn thực hành dự kiến thực hiện trẽn một <Joạn sòng Hồng thuộc tinh Hà Tây, nưi cỏ hiện tượng sạt lở nhiêu

9 M ục tiêu của đề tài

- Tạo dược một hệ thống cỏ thể đo độ sáu mức nước với dộ chính xác cao, bao gôm dâu

do, phan diện từ phụ trợ, có thể lảm việc dưới nước và kêt nủi với mạng càm nhận không dày Mạng bào đảm do và truyền liên tục ngày dém về nơi thu nhận, lưu trữ và xử lý thông số vè độ sầu mức nước, qua đó tính được tốc dộ dâng cao mức nước và mức nước

- Tiến hành một vài thử nshiệm hệ thống trên thực tế (dự kiẻn trên một đọan sòng)

10 Tóm tá t n ộ i d u n g :

- Nghiên cứu xảy dựn g hệ đầu đo (bao 2ồm đầu đo phần điện từ phụ trợ có thê làm việc dưới nước và kết nối với mạng cảm nhặn không dây)

- Thử nshiệm tại PTN và hiện trườns việc đo, thu thập, lưu trử vã xử lý dử liệu do

11 Các chuvên đề n shiên cứu dự kiên của đé tà i:J o •

Tóm tắt hoạt động nghiên cứu cùa chù trì đê tài

(Các -'u ưcTiơ trinh đề tài nghiên cứu k h o a h ọ c đã t h a m gia, c á c c ô n g trình đã c ô n g bố

liên quan tới phương hướng của đẻ tài)

Thời gian I Tên (lè tài / cồng trình 1 T ư cách tham eia Ị Câp quàn lÝ/noi

ỉ côníi bò

! 2004 ị Xảv d ựns một điẻm đo môi

í trực tiếp (kiêu diêm-diém) dử Chủ tri ĐHỌG do

1

! 2004 i ' Thi ỏt kc chẻ tạo diêm do cỏ

i ứnn dụnu linh kiện càu trúc

r

Lù dê tai nhánhdạnn MEMS dc thu thập, xứ lv Chủ tri cua dỏ tài NCC13

va triisên khônu dã\ dừ liệu vè (dê tài n h á n h ) mù sỏ s 1 1404

Nuuncii Phủ Tluiv chủ tri

I 2002 Inlhired radiation in conirol

Irame and practicing to expand the capabi 1 itv o f the conirolliniỉ

Vưưnu Đạo Vy The s lh Vicinam

Conlcrcncc 011 Radio &

Electronics (REV 02), November 2

- 3 2002 Hanoi Vietnam P.386

2004 **Mạn<z câm nhận khòns dây V ư ơ n2 Đạo Vv Trân Tạp chi K.H

thu thập dừ liệu mỏi trườn u sử Thanh Hai Phạm KHTH & CN.dụng vi diẻu khiển C C I 0 1 0 ‘\ Đinh Tuân Trần

Anh Tuân Hà Quan<z

Dự Phun^ C ỏ n ^ Phi Khanh N ‘_iu\ễn Hcrvi

phụ trưcni! rrjanh CNTT ĐTVT VLKT T.XXL No2AP 2005

San, tr 92-99 ]

2005 "Building the atmosphere Vuong Dao Vy, Tuyên tập côns

pressure auto measure system using MEMS pressure sensor N s u v e n The Son. trình Hội nshịand the testina experiment’’ Phung Cong Phi

Khanh, Hoa Quang

Du, College o f Technology, National University o f Hanoi

Quốc tế về Cơ học kỹ thuật -

2005 tại Kuala Lumpur

Malaysia - ICMT-2005 5- 9/12/20052005

" Hệ tự dộnÍZ đo thònu số mòi Vương Đạo Vv. Tuvèn tập cònatrưònu theo thời ui an thực Nmivcn Thẻ Sơn, trình Hỏi rmhitruvên dữ liệu khủnu dãy liên

tục dài nuáv cỏ kích tlurức trirònu ĐHCN “ Vật Iv toàn quỏcnhỏ *_>iá thanh thùp liêu thụ Đ! IQG I-IN. lan thứ VI Hànãnu lirợrm ít"

Nôi 23- '25/1 1/2005

ĐT-VT

T h u y ế t m i n h đ ề t à i :

4

Tồnơ q ua n n h ữ n g công t r ì nh t ro ng và ngoài nưó*c liên q u a n tói vấn đẻ nghiên

cứu cùa đẽ tài:

Nhỡn*7 thành tựu mó i của Cỏn2 niĩhệ điện tử trong v i ệ c c h ế tạo vi đ i êu k hi ê n c ó độ

tích họp cao nảns lực hoạt đ ộn s vượt trội, tiêu thụ còng suất nhỏ, chứa đựng cả truyền nhận RF (RF transceiver on chip) và các phẩn mềm nhúng đang đưọ-c chuán hoá (tinyOS)

là cơ sờ đẻ thiết ké xây dựns hệ do tự động, có khả nàng làm việc theo thòi gian thực, hoạt dộniĩ liên tục dài nsàv truvền dừ liệu không dây nhờ vậy có thẻ làm việc trong mọi thời tiết, khônsĩ lỉian, thời ổian Troniz một vài nảm gàn dây xu h ư ớn g nghiên cứu này dan^ phát triển mạnh trẽn thẻ iĩiới dưới tèn gọi là mạng câm nhận không dày, tim thấy ứnsỉ d u n n t he o c á c hưỏTm đo, íiidm sát c à n h b áo d i ề u k h i ê n ở m ọ i l ĩ nh v ự c h o ạ t d ộ n g KH

và dài sổ nu \ ù hội c ỏ thẻ dan ra d ã y nhừnn c ỏ n Lĩ tr in h n g h iê n cứ u liê n q ua n đôn chủ dô nàv như:

[l| Philip BiioniiduniKK J;ison ỉlilL Duvid Cullcr 2004 Active MessaLicCommunicution tbr Tin\ Nctuor kcd Scnsors

[21 .1:15011 Le.ster llill 2003 Svstem Architcciurc for \Vireless Scnsor Nctxvorks

|3| lì J:i-Sí)ĩi Ri ed v Ro b er t S/cwczyl\ 2004 Power and Control in N c l u o r k a i

Xói lở trên các bở sỏnL! lã một hiện tượrm tự nhiên, hàng nãm izâv thiệt hại lởn vè lài

san tinh mạng con nmròi N ả i CUI1L! câp kịp (hởi thirừim x u v è n m ộ t s ố ihùnií s ò cua dònu

chày ircn sỏnii, các nhã Khi lượrm lhủ\ vân năin dược quv luật dề dự đoán và cành bão trước vê lũ, dự báo sa lăng bồi tích, xói lở hai bên bờ sỏníi, vi thẻ c ỏ thể hạn ché thiệt hại Vàn dô là giài quvêt việc do dạc và thu thập thông tin íhỏna kê bàniỉ cách nào cho thuận lợi và chính xác?

Những thành tựu mới của cỏnn nuhẻ diện tử tronu việc chề tạo vi diẻu khiển cỏ dộ tích h ọ p cao, năng lực hoạt đ ộn2 vượt trội, tiêu thụ c ô n2 suất nhỏ chứa đựnii cà t r u v ẻ n nhận RF (RF transceiver on chip) và các phần mềm nhúng chuẩn hoá (tinyOS) đẻ thiết kẻ xây dựng hệ đo tự động, có khả năng làm việc theo thời sian thực, hoạt đ ộ n2 liên tục dàingay ; r j ; è n dử liêu không dây nhờ vậv cỏ thẻ làm việc tron2 mọi thời tiết, khỏnii 2!3n 'hơi gian uã gợi rrrở việc :hiẻĩ kẻ chẻ tạo hệ do và thu thập thỏniỉ tin có kha nũn2 bao đâm cac }èu càu noi ĩrẻn [2,5]

Đe tài này là bước tiếp theo các đề tài [2 3] đã thực hiện năm 2005, nhàm tim ứnơ dụng thực tế cho hệ đo đă được xây dụng, cụ thể là xây dựng một hệ thốns tự độnơ đo thu dữ liệu liên tục dài ngày về mức nước, tốc độ d ân s cao mức nước, và độ sâu mức nước trên cơ sở ứng dụng đầu đo áp suất MS 5535 là sensor đã được sừ dụng đo thành công khí ãp[2, 3].

Đầu đo MS 5535 có đặc tính nổi bặt:

- độ phàn giãi cao (ADC 15bit, +20 mbar, khi đo độ sâu 140m nước sai số khoảng 20 cm ở những độ sãu khác sai số náy nhỏ hơn), nguồn nuôi thấp (từ 2,2 đến 3.6 von),

- khoáng đo áp suất rộng (từ 0 đén 14 Bar tươníi dươrm 0 dẻn 140 m nước, trong dó 01 milibar tươnỉỉ dươrm áp suất cột nước 1.0197 em ở 4°c )

- nhiệt độ làm việc: - 40JC dén + 60ưc , kích thước nhỏ tiêu thụ nãnii lưọnu

ít là dầu do dạnu MEM khôn LI dõi hỏi các linh kiện phụ thèm

Sau khi chõ tạo khỏi diện tử chứa irorm hộp khônu tham niróc thành cỏn”, sẽ tiến hành thứ nuhiỌm tại PTN sau dỏ do thực tô hiện trườnii, cu nu cắp số liệu cho các nhà khi tượn” (luiv văn dô họ dánli giú các kêt quá thu dược vá nuho kiên nu.liỊ cùa họ vò khá nănu ửnu dụn” hệ thỏiiLi

s Dịu l):'in tiê n hành nghiên cứu:

Nghiên cửu hộ thong tự dộng dược thực hiện tron” phùnu thi nuhiộm Diện lử - Kv thuật máy tính, khoa Đ T - V T trường ĐHCN, Đi-IỌGHN Địa bàn thực hãnh dự kicn thực hiện trẽn một doạn sông Hồng thuộc tinh Hà Tây nơi cỏ hiện tượng sạt lở nhiều

9 Mụ c tiêu c ủ a đề tài

- Tạo dược một hệ thống có thẻ do độ sâu mức nước với dộ chính xác cao, bao gôm dâu

do, phan diện tử phụ trợ, có thẻ làm việc dưới nước và kết nối với mạng cám nhặn không dãv Mạng báo đàm đo vá truvèn liên tục ngàv dẻm vê nơi thu nhận, lưu trữ và xử lý thông số về độ sâu mức nước, qua đó tinh dược tốc dộ dâng cao mức nước và mức nước

- Tiến hành một vài thừ nahiệm hệ thống trên thực tê (dự kiên trên một đọan sông)

10 T óm tắ t nội d u n g :

- Nghiên cứu xàv dự ng hệ đâu đo (bao 2ỏm đâu đo phân điện từ phụ trợ có thẻ lủm việc

dưới nước và két nối với mạns cám nhận không dày)

- Thử nshiệm tại PTN và hiện trướna việc đo, thu thập, lưu trữ vá xử !ý dử liệu do

11 Các c h u y ê n đề nghi ên cửu d ự kiên cùa đê tài: