XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN GIA DỤNG QUA MẠNG (Full Code)

Ngày nay các thiết bị điện được sử dụng rộng rãi và là nhu cầu không thể thiếu trong đời sống của con người. Việc sử dụng các thiết bị năng luợng điện này sao cho hiệu quả, dễ dàng, tập trung là rất khó khăn. Hơn nữa việc sử dụng các thiết bị điện này trong không gian rộng lớn sao cho tiết kiệm,an toàn luôn là vấn đề quan tâm hàng đầu của nước ta.Với vấn đề đó nhóm em đã “Xây dựng hệ thống điều khiển các thiết bị điện qua mạng Internet”. Hệ thống giúp cho chúng ta có thể quản lý các thiết bị tập trung, dễ dàng và hiệu quả và nhanh chóng hơn. Ngoài ra hệ thống còn tích hợp các cảm biến, cài đặt thời gian hoạt động tự động cho các thiết bị giúp chúng ta sử dụng nguồn năng lượng điện tiết kiệm và an toàn hơn.

ĐẠIHỌCĐÀNẴNGTRƯỜNGĐẠIHỌCBÁCHKHOAKHOACÔNGNGHỆTHÔNGTIN Tel.(84-511)736949,Fax.(84-511)842771 Website:itf.dut.edu.vn,E-mail:cntt@edu.ud.vn

GVHD:TS.HuỳnhCôngPhápĐồántốtnghiệp

LỜICẢMƠN

Lờiđầut i ênchúngtôixinbàytỏlòngbiếtơnsâusắcđếnt ấ t cảquý thầycô,nhữngn g ư

ờ i đãt ậntụydạydỗ,truyềnđạtkiếnthứcvàk i n h n g h i ệmq u ý b á u choc h ú n g tôitrongsuốtnămnămhọcqua

ChúngtôixinchânthànhcảmơnTS.HuỳnhCôngPháp-thuộcbộmônCôngnghệphầnmềm,khoaC ô n g nghệthôngt i n , t r ư ờ n g ĐạihọcBáchkhoaĐàNẵng,n g ư ờ i đãhướngdẫn,tạođiềukiệnthuậnlợivàgiúpđỡchúngtôitrongsuốtthờigianlàmđềtài

Vàđểcóđượck ế t quản h ư ngàyh ô m nay,c h ú n g t ô i rấtb i ế t ơngiađìnhđãđ ộ n g viên,khíchlệvàtạom ọ i điềukiệnthuậnlợinhấttrongsu ố t quátrìnhhọctậpc ũngnhưquátrìnhthựchiệnđềtàitốtnghiệpnày

XinchânthànhcámơncácbạntrongkhoaCôngnghệthôngtin–

khóa07,đặcbiệtlàcácbạnlớp07T2đãủnghộ,giúpđỡ,chiasẻkiếnthức,kinhnghiệmvàtàiliệucóđượcchonhómchúngtôitrongquátrìnhnghiêncứuvàthựchiệnđềtài

Mộtlầnnữaxinchânthànhcámơn!

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

……… ………

………

………

………

………

………

CHƯƠNG I:MỞĐẦU 12

I Bốicảnhđềtài 12

II Mụcđích,yêucầuthiếtkếvàlýdochọnđềtài 12

II.1 Mụcđích 12

II.2 Yêucầuthiếtkế 12

II.3 Lýdochọnđềtài 13

II.4 Đốitượngnghiêncứu 13

II.5 Phươngpháp triểnkhai 13

II.5.1 Vềmặtlýthuyết 13

II.5.2 Côngcụhỗtrợ 14

CHƯƠNGII:CƠSỞLÝ THUYẾT 15

I.1 GiaothứcTCP/IP 15

I.1.1 Giớithiệutổngquan 15

I.1.2 KiếntrúcTCP/IP 16

I.1.2.1 Lớptruyxuấtmạng(NetworkAccesslayer) 18

I.1.2.2 Lớpliênmạng(InternetLayer) 19

I.1.2.3 Lớpgiaovận(Transportlayer) 24

I.1.2.4 Lớpứngdụng(Applicationlayer) 31

II Cơsởlýthuyếtmạch 31

II.1 ChiphỗtrợkếtnốiEthernet-ENC28J60 31

II.1.1 SơđồchânChipENC28J60 31

II.1.2 CáckhốiphầncứngcơbảntrongENC28J60 33

II.1.3SơđồsửdụngENC28J60đểkếtnốiEthernet 34

II.1.4.Tậplệnhgiaotiếp 35

II.2 ChipATmega32 35

II.2.1 Giớithiệu 35

II.2.2.TạisaosửdụngAVR 36

II.3.ChipDS1307 37

CHƯƠNGIII:CẤUTRÚCPHẦNCỨNGHỆTHỐNG 44

I Sơđồtổngquan 44

I.1 Nguồn 44

I.2 GiaotiếpcổngCOM 44

I.3 GiaotiếpEthenetvớiviđiềukhiển 44

I.4 Giaotiếpgiữacácthiếtbịvớiviđiềukhiển 45

II Sơđồmạchnguyênlý 45

II.1 Mạchnguồn 46

II.1.1 Nguồn5V 46

II.1.2 Nguồn3V 46

II.3 MạchEthenet 47

II.4 MạchcổngSerialport 47

II.5 MạchcổngRJ45 48

II.6 Mạch ISP 48

CHƯƠNGIV:CẤUTRÚCCHƯƠNGTRÌNHHỆTHỐNG 50

I Cácmodulechính 50

I.1 Các modulegaothứcTcp/IptrongENC28j60 50

I.2 ModulegiaothứcEthernet 50

I.2.1 Cấutrúc1frameEthernet 50

I.2.2.Hàmxửlýgiaothứcethernet 51

I.3 ModulegiaothứcIP 52

I.3.1 CấutrúccủagóiIPnhưsau 52

I.3.2 HàmxửlýgiaothứcIP 53

I.4 ModulegiaothứcICMP 55

I.5 ModulegiaothứcUDP 55

I.6 ModulegiaothứcTCP 56

I.7 ModulegiaothứcDHCP 59

I.7.1 GiaothứcDHCP 59

I.7.2 CơchếlàmviệccủaDHCP 59

I.8 ModulegiaothứcARP 60

I.8.1 Cấutrúccủagóiarp 60

I.8.2 Hàmxửlýgiaothứcarp 61

I.9 ModulegiaothứcHTTP 62

I.9.1 HoạtđộnggiaothứcHTTP 62

I.9.2 Cấutrúc các bảntinHTTP 63

II Chứcnăngcủahệthống 67

II.1 LAMPSCONTROL 67

II.2 FANCONTROL 68

II.3 AUTOTIMES 68

II.4 ANTI-THEFT 68

III DEMO 68

III.1 ThiếtlậpđịachỉtĩnhchoWebServer 68

III.2 KiểmtrakếtnốitừPCtớimạchWebServer 68

III.3Thiếtlậpuse–passtronglớpntAVRnet.h 69

III.4 Đăngnhậptrangwebđiềukhiểncủamạch 69

III.5.TrangchủWeb Server 69

CHƯƠNG5:KẾTLUẬNVÀHƯỚNGPHÁTTRIỂN 71

I Nhữngđiểmđãđạtđượccủađềtài 71

I.1 Phầnlýthuyết 71

I.2 Phầnmạch 71

I.3 Phầnchươngtrình 71

II Hướngpháttriểntrongtươnglai 72

II.1 Sửdụngmànhìnhcảmứng 72

II.2 SửdụngICATmega128 72

II.3 Tíchhợpthêmcáccảmbiến 73

II.4 SửdụngCamera 73

TÀILIỆUTHAMKHẢO 74

DANHMỤCHÌNHẢNH

HìnhII.1:SosánhmôhìnhOSIvàTCP/IP 17

HìnhII.1:MôtàđónggóiIPlênkhungEthernet 20

HìnhII.2.Môtảhọat độngcủakhungARP 22

HìnhII.3.GóitincủaARP 23

HìnhII.4.TrườngcủakhungARP 24

HìnhII.5.ĐónggóiUDPvàokhungEthernet 26

HìnhII.6.SựphânkênhvàhợpkênhcủaARP 26

HìnhII.8.ĐịnhdạngGóiTCP 29

HìnhII.9.KhungTCP 30

HìnhII.10.SơđồchânchipENC28J60 31

HìnhII.11.CấutrúcphầncứngtrongENC28J60 33

HìnhII.12.ENCkếtnốiInternet 34

HìnhII.13.ICATmega32 36

HìnhII.14.HaigóicấutạochipDS1307 37

HìnhII.15.MạchứngdụngđơngiảncủaDS1307 38

HìnhII.16.TổchứcbộnhớcủaDS1307 39

HìnhII.17.Tổchứccácthanhghithờigian 40

HìnhII.18.SốBCD 40

HìnhII.19.CấutrúcDS1307 43

HìnhIII.1:Môhìnhtổngquanhệthống 44

HìnhIII.2:Sơđồmạchnguyênlý 45

HìnhIII.3.Nguồn5V 46

HìnhIII.4.Nguồn3V 46

HìnhIII.5.MạchICENC28J60 47

HìnhIII.6.MạchcổngSerialport 47

HìnhIII.7.MạchcổngRJ45 48

HìnhIII.8.MạchISP 48

HìnhIV.1.Lưuđồdữliệuvàora 50

HÌnhIV.2.CấutrúcFrameEnthernet 50

HìnhIV.3.cáchàmxửlýtronggiaothứcethenet 51

HìnhIV.4.CấutrúcgóiIP 52

HìnhIV.5:CấutrúcbảntinICMP 55

HìnhIV.6.CấutrúcgiaothứcUDP 55

HìnhIV.7.CấutrúcheadergiaothứcTCP 56

HìnhIV.8.Lưuđồtrạngtháikếtnối 57

HìnhIV.10:Devicescontrol 67

HìnhIV.11:ĐịachỉtĩnhcủaWebServer 68

HìnhIV.12:KếtnốitừPCđếnmạchWebServer 69

HìnhIV.13:ThiếtlậpUsernamevàpasswordđăngnhậphệthống 69

HìnhIV.14:Giaodiệnđăngnhập 69

HìnhIV.15:Giaodiệnđiềukhiểnchính 70

HìnhV.1:Mànhình cảmứng 72

HìnhV.2:ChípATmega128 72

HìnhV.3:Cameraquansát 73

DANHMỤCBẢNG

Bảng1 ChứcnăngcủacácchânchipENC28J60 32 Bảng2 BảnghướngdẫngiaotiếpSPIchochípENC28J60 35

GVHD:TS.HuỳnhCôngPhápĐồántốtnghiệp

I Bốicảnhđềtài

Ngàynaycácthiếtbịđiệnđượcsửdụngrộngrãivàlànhucầukhôngthểthiếut r o n g đờisốngcủaconngười.Việcsửdụngcácthiếtbịnăngluợngđiệnnàysaochohiệuquả,dễdàng,tậptrunglàrấtkhókhăn.Hơnnữaviệcsửdụngcácthiếtbịđiệnnàytrongkhônggianrộnglớnsaoch

II.2 Yêucầu thiếtkế

- Tìmhiểucáccôngn g h ệ liênquanđếnhệt h ố n g tựđộngbáocháy,

chốngtrộm,antoànvàtiếtkiệmnguồnnănglượngđiện

- Đưaramộtsốđịnhhướngđểpháttriểnđềtài

h á c n h a u Nhưngmỗimôhìnhm ạngđềucóđặcđiểmr i êngvàcáchthựcthic ũngchútítkhácnhau.MôhìnhOSIdoISOtạoratrongmộtthờigiandài,nóđượcdùngl àm môhìnhchuẩnchocácmôhìnhkhác.CònTCP/

IPr a đờidoyêucầucấpt h i ếtcủachínhp h ủ Mỹtrướctìnhh ì n h l ú c bấygiờ, dođós ự ph át t r i

ể n củaTCP/IPk h ô n g bịđènặngbởinhữngyêucầuchặtchẻnhưOSI

DođặctínhcủaOSIlàmộtmôhìnhthamkhảonênviệcápdụngOSIvàothựctếlàkhócóthểthựchiện(hiệusuấtkémvìdữliệukhitruyềntrongmạngphảiquatấtcảcáclớpcủamôhìnhOSI).Dođó,OSIchỉlàmộttiêuchuẩnđểcácnhànghiêncứud ựavàođóđểpháttriểncácmôhìnhkháctốiưuhơn.Córấtnhiềumôhìnhkhácnhauđãđượcphátminh,tuynhiênhiệnnaytrênthếgiớicùngvớisựpháttriểnnhưvũbãocủaInternetthìmôhìnhTCP/

- Làmộtchuẩngiaothứcmở:TCP/

IPcóthểthựchiệntrênnhiềuhệđiềuhành( O p e r a t i n g System–OS)khácnhau,nênnóthíchhợpdungchocácmạnghỗntạpcác

uq u a mạngphíadưới.Dữliệuchuyểnx u ố n g ngănxếptừlớpnàyxuốnglớpthấphơnc h o tớikhiđượctruyềnq u a mạngnhờgiaothứccủalớpvậtlý.Tạinơinhận,dữliệuđilênngănxếptớiứngdụngnhận.Nhữnglớpriênglẻkhôngcầnbiếtcáclớptrênvàdướinóxửlýrasao,nóchỉcầnbiếtcáchchuyểnthôngtintớilớpđómàthôi.Sựcôlậpcáchàmtruyềnthôngtrêncáclớpkhácnhaugiảmthiểusựtíchhợpcôngnghệcủađ ầ u vàomỗibộgiaothức.

TươngquanhaimôhìnhOSImodelvàTCP/IPmodel:

HìnhII.1:SosánhmôhìnhOSIvàTCP/IP

X 2 1 b i s , X35…).Bảnchấtc ủ a lớpnàylàviệcquiđịnhcácđạilượngtínhiệu,cácphươngcáchgiaotiếpđểtruyềncácdòngbittrênkênhtruyền.

Khônggiốngnhữnggiaothứccủalớpcaohơnlàsửdụngdịchvụcủalớpdướinóvàcungcấpdịchvụcholớptrên,giaothứccủatấngmạngcấnphải

biếtchitiếtcủam ạngvậtlýphíadưới(cấutrúccủagói,địachỉ )đểđịnhdạngđúngthôngtinsẽđượctruyềnt u â n theon h ữ n g r àngbuộccủamạng.L ớp mạngcủaTCP/

IPc h ứ a chứcn ă n g củatấtcả2lớpthấpnhấtcủamôhìnhthamchiếuOSI(lớpliênkếtdữliệuvàlớpvậtl ý ) LớpmạngthườngkhôngđượcngườidùngđểýtớivìthiếtkếcủaTCP/

IPchedấunhữngc h ứ c năngc ủ a l ớ p thấpn h ấ t nàyvànhữngđiềucầnbiếtchongườis ử dụng

cũngn h ư ngườilậptrìnhchỉlànhữnggiaothứccủacáclớpcaohơn(IP,TCP,U D P ) Mỗik

h i cócôngn g h ệ phầncứngm ớ i x u ấ t hiện,nhữnggiaothứcc ủ a lớpm ạngphảiđượcpháttriểnđểTCP/

IPcóthểsửdụngphầncứngmới(thôngthườngđóchínhlàcáctrìnhđiềukhiểncủachínhnhàc ungcấpp h ầ n c ứ n g đó).C ác c h ứ c năngtrìnhdiễntronglớpnàybaogồmđónggóigóithông ti

nI P thànhcác“Frame”đượctruyềndẫntrênmạngvàchuyểnđịachỉIPthànhđịachỉvậtlýsửdụngbởimạngmáyt í n h MộtsốcácđiểmmạnhcủaTCP/

IPlàđịachỉcủanóđượcphốihợpsaochotrênm ạngInternetkhôngcómộtthiếtbịm ạ n g nàoc ù

n g đ ị a chỉ.Địachỉnàyphảiđượcchuyểnđổithíchhợpvớiđịachỉmạngvậtlýnơimàdữliệuđượctruyềnđi

CP).ĐơnvịdữliệucủaI P làdatagramcóchứađịachỉIPcủanguồnvàđí ch IPcónhiệmvụtìmđườngcho

datagramnêncót h ểphânmảnhhayhợpnhấtcácd a t a g r a m đểthíchhợpvớikícht h ư ớ c packetlớnnhấtchophéptrênđườngtruyền

- Servicetype( 1 b y t e s ) : địnhn ghĩacáchmàdatagramđượcquảnlý.Nób a o g ồmcác

bitsđịnhnghĩathứtựưutiêncủadatagram.Nócũngchứacácbitlàmrõloạidịchvụphíagởimongmuốnđộtincậy,trễ…

- Totallength(2bytes):địnhnghĩa chiềudàitổngthểcủamộtdatagram.Tốiđalà655

35bytes

- Identification:đượcdungvớicácphânđoạn.M ộ t datagramkhiđiquacácm ạngkhác

nhaucóthểđượcchiathànhcácđoạnđểphùhợpvớikíchthướckhungcủamạng.khixảyrahiệntượngnàythìmỗiđoạnđượcđịnhdanhvớimộtsốthứtựtrongt r ư ờ n g này

- Protocol:địnhn g h ĩ a loạidữl i ệ u nghithứcnàoc ủalớptrênđóngg ó i trong

- IGMP(InternetGroupMessageProtocol):nghithứcIPliênquanđến2thôngtinlàu

n i c a s t i n g vàm u l t i c a s t i n g U n i c a s t i n g làthôngtingiữamộtngười gởivàmộtn g ư ờ

i nhận.nól àthôngtinmột–

một.Tuynhiên,mộtsốquátrìnhthỉnhthoảngcầngởimộtthôngđiệpđếnnhiềungườinhậnđồngthời.Trường hợpnàylàmulticasting,t ứclàthôngtinmột–

nhiều.multicastingcórấtnhiềuứngdụng

GóitinARP(AdreesResolutionProtocol)

MộtcơchếsửdụngđểchuyểnđịachỉIPthànhđịachỉvậtlýlàARP(AddressResolutionProtocol).Khihaimáytínhcùngnốivàomộtmạngvậtlý,chúngbiếtđượcđ ị a chỉIPcủanhaunhưngđểtruyềnthônggiữahaimáy,chúngphảibiếtđượcđịachỉv ậtlýc ủ a n h a u ARPgiảiq u

y ế t v ấ n đềchuyểntừđịachỉIP32bitss a n g đ ị a c h ỉ Et herne t 48bits.Ngườitasửdụnghaicơchếđólà:ARPrequestvàARPreply

AR P R e q u es t

A RP R e p l y

HìnhII.2.MôtảhọatđộngcủakhungARP

Chuyểngiaot r ự c tiếp: địachỉvậtlýl àmộthàmcủađịac hỉ IPvídụs ử dụng

trênmạngtokenringp r o N E T -10làmạngchophépđ ặ t địac h ỉ I P vàđ ị a chỉv ậ t lý

cóPa=f(Ia)

Chuyểngiaođịachỉđộngđượcthựchiệnbằngcáchmáytínhmuốngửithôngtingửimộtthôngbáotớitòanbộcácmáytínhtrênmạng,trongthôngbáođócóchứađ ị a chỉIPcủamáytínhnócầnliênlạc,mọimáysẽnhậnđượcthôngbáovàmáynàothấyđịachỉIPcủamìnhthìtrảlạimộtthôngbáochứađịachỉvậtlý.Khiđóhaimáytínhcóthể“nóichuyện”với nhau

Ngoàira,ngườitacònsửdụngbảngchỉđườngđểlưutrữtạmthờicácđịachỉs ửdụngmớinhất(AddressReslutionCache)đểtăngtốcđộcủaviệcchuyểngiaođịac h ỉ

MộtgóithôngtinARPlàmộtEthernetFrameđượctruyềntrựctiếptừmáynàytớimáykhác.VìkhôngphảisửdụngIP,g ó i tinnàykhôngcóđịac h ỉ IPcũngn h ư k hô n g cầnđượcdẫnđường,nóphảiđượcgửibroadcasttớitấtcảcácmáytrênm ạngE t h e r n e t (vớiđịachỉFFFF_FFFF_FFFF)

GóithôngtinARPđượcmôtảnhưsau

Harewarelen Protocollen AR Poperation

SenderMA Ca ddress( bytes0 -3) SenderM A Caddress( bytes4 -5) SenderIPaddress( bytes0 -1)

SenderI Paddress( bytes2_3) DestM ACa ddress(bytes0-1)

Dest MACa ddress(bytes2 -5) DestI Paddress( bytes0 -3)

(ARP)Data28bytes

CRC4byte

+Phânphátmessagecủacáclớptrêngiữacáchost

- Lớpgiaothứcngayt r ênlớpI n t e r n e t làH o s t toHostT r a n s p o r t Layerhayt h ư

ờ n g gọilàTransportLayer.HaigiaothứcquantrọngnàylàTransmission ControlP r o t o

c o l (TCP)vàUserDatagramProtocol(UDP).TCPcungcấpdịchvụchuyểngiaot h ô n g tinkếtnối(connectionoriented),nóbaogồmcảkiểmtravàsửalổi.UDPcungcấpdịchvụkémtincậyhơn(unreliable)vàkhôngthểthiếtlậpliênkếttrước(connectionless).Cảhaigiaothứcđềuchuyểngiaothôngtingiữalớpứngdụngvàlớp

-

IPlàmộtnghithứcmáychủ-máychủ,cónghỉalànócóthểnhậnphátgóitừmộtthiếtbịvậtlýđếnthiếtbịvậtlýkhác.CácnghithứcmứcgiaovậncủaTCP/

IPlàcácnghithứcporttoportlàmviệcớphíatrêncủacácnghithứcIPđểphânphátgóitừp o r t gốcđếnportđíchtạicuốitruyến

báocáovềlỗi.UDPcóthểkhámpháramộtlỗiđãxuấthiệntứclàICMPcóthểthôngbáophíagửilàmộtuserdatagramđãhỏngvàbịloại.Tuynhiênnókhôngcókhảnăngbiếtlàgóinàobịmất.UDPchophéptruyềndữliệutrênmạngvớichiphíthấpdos ự phânphátdữl i ệ u khôngtincậy.CácdịchvụdùngU D P làTFTP,DSN,SNMP…

P o r t 1 P o r t 2 P o r t 3

U D P : D e m u l t i p l e x i n g B a s e d o n P o r t

GóithôngtinUDP

MỗigóithôngtinUDPgọilàmộtDatagramđượcphânlàm2phầnheadervàdatatrongđóheader chứathôngtinvềđịachỉcổng nguồn,địachỉcổng đích,độdàicủagóivàchecksum

Chechsum:16bitslàsốbù1củatổngbù1củacác2bytestrongphầnheader,dữl iệ u vàphầnh e a d e r giả(pseudoh e a d e r ) Nếup h ầ n header vàtextchứamộtsốlẻbytest h ì bytecuối

c ù n g đượcđệmvàob ê n p h ảivới0 đểđủ16b i t chomụcđíchC h e c k s u m Phấnđệmthìkhôngđượctruyềnnhưmộtphầncủa header

Ty pefi eld

IP header

HìnhII.5.ĐónggóiUDPvàokhungEthernet

Phânkênh,hợp kênhvàPorts

Phânk ê n h , hợpkênhchínhlàviệclựachọnnhữngtiếntrìnhứngdụngt r o n g mộtsốlớncáct i ế n trìnhsửdụnggiaothứcUDP,người tachọnr a nhữngứngdụngt ư ơ n g ứngvớigóithôngtinchuyểnđến

UD P Da t agrama rrives

IPLa yer

HìnhII.6.SựphânkênhvàhợpkênhcủaARP

Việcnàygiảiquyếtbằng“cơc h ế c ổ n g ” P o r t mechanism cơchếnàygắnmỗiứ n g dụngvớimộtc o n sốg ọ i làpo rt numbervàmỗig ó i thôngtinmànóg ửiđiđềumang mộttrườngSOURCEPORT.

Tạinơinhận,dựavàothôngtintrườngDESTINATIONPORTmàgóithôngtinđóđượctruyềnđếncổngtươngứngvớiứngdụng.VídụmọibảngTCP/

Cáchtiếpcậnk ế t hợpcáckiểutrên(Hybrid)trongđón g ư ờ i tavừas ử dụngW e l l

-k n o w n portassignment chom ộtsốp o r t numbervừacót h ể địnhnghĩacácp o r t n u m b e

r kháck hi cầnthiết.Mộtkhungt ạ i lớpgiaovậnd ù n g địac h ỉ port16bits,đủdùngchocácportstừ0đến65535

VìsaongườilậptrìnhứngdụnglựachọnUDPnhưmộtdịchvụgiaovận?Có

mộtsốlýdo:

Mộtsốlượnglớncácgóithôngtinnhỏđượctruyền,thôngtinchoviệckếtnốivàsửalỗicóthểlớnhơnnhiềusovớithôngcầntruyền.Trongtrườnghợpnày,UDPlàgiảipháphiệuquảnhất.Nhữngứngdụngkiểu“ Q u e r y -

Respon”cũngrấtphùhợpvớiUDP, câutrảlờicóthểdùnglàmsựxácnhậncủamộtcâuhỏi.Nếukhôngnhậnđượcsựtrảlờisaumộtt h ờigiannàođó,ứngdụngchỉcầngửiđimộtcâuhỏikhác.Mộtsốứngdụngđãtựnócungcấpcôngnghệriêngđểchuyểngiaothôngtin

cậy,vàkhôngđòihỏidịchvụnàycủatransportlayer

Đâylàgiaothứcđơngiảnvàtruyềnnhanh,nênnóthườngđượcsửdụngtrongcácứngdụngđiềukhiểnt h ờ i gianthực.DođótrongLuậnVănnàychọngiaothứcUDPlàmgiaothứctruyềnkhungđiềukhiểncủalớptrên.

(thiếtlậpkếtnối)vàkhikếtthúctruyềnthìgửikếtthúckếtnối

SựtincậycủaTCPđảmbảobằngviệcpháthiệnlỗivàtruyềnlạicáckhungbịh ỏng:tấtcảcácđọanphảiđượcnhậnvàxácnhậnt r ư ớ c khixemnhưc uộ c truyếnl àhòanthànhvàmạchảođượclọaibỏ

Tạiđầugửi,TCPchiac u ộ c truyềnthànhcácđơnvịdữli ệu nhỏhơnvàđóngg ó i thànhcáckh un g g ọilàđọ an Mỗiđọanb ao g ồ m việcđánhsố nhằmsềpl ạ i theothứtựkhinhận.CácđọanđượctảiquamạngbêntrongcácIPdatagram.Tạiđầunhận,T C P gommỗidatagramkhichúngđếnvàxếplạitheothứtựdựavàocácsốđãđượcđ á n h

TCPgởitrêninternet cácdatagram.Header củaInternetProtocolmang nhữn

gt r ư ờ n g t h ô n g tinb a o gồmđ ị a chỉnguồnvàđíchcủamáychủ.T C P headertheosauh e a d

e r củainternetvàcungcấpthôngtincụthểtớinghithứcTCP

So u r c ep o r t Des tina t ion p o r t

Se q u e n c e N um be r

Ac k n o w l ed g m en t N um be r

Dat ao f fse t res e r v ed U

R G

A C K

P S H

R S T

S Y N

F I N

Chechsumcũngbaogồm96bitheadergiả(Pseudoheader)đượcthêmvàođầuh e a d

e r củaTCP.Headergiảnàychứađịachỉnguồn,địachỉđích,nghithức,chiềudàiT C P PhầnnàyđượcđưarađểbảovệTCPtrongviệctruyềnlạckhung.NhữngthôngtinnàyđượcmangbởiInternetProtocolvàđượctruyềnq u a TCP/

Bảng1 Chức năngcủacácchânchipENC28J60

II.1.2 CáckhốiphầncứngcơbảntrongENC28J60

- MACmodul,phụcvụcholớpliênkếtdữliệu

- PHYmodul,phụcvụchoviệcencode(mãhóa)vàdecode(giảimã)dữl i ệutronglớpvậtlí

- SPIinterface,đâylàmodulrấtquantrọng.ModulnàyphụcvụchoviệcgiaotiếpgiữaVĐKmaster(gọilàHOST)vớiENC28J60

- Mộttậpthanhghiđiềukhiển( C o n t r o l Register),phụcvụđiềukhiểncáckhốiMAC,PHY

-Mộttậpthanhghidữliệu(RAMbufferfortransmittedandreciveddata)

HìnhII.10.CấutrúcphầncứngtrongENC28J60

+Phátdữliệu: T h ô n g quagiaotiếpS P I ,AVR32gửidữliệuvàobộđ ệ m p h á t củaENC28J60.ConENC28J60sẽmãhóadữliệuvàtruyềnrađườngRJ45đếnđịachỉmongmuốn(đượcghitrongkhungdữliệu).

i p đãhỗtrợmộttậpthưviệnhàmviếtbằngngônngữlậptrình“C”đểthaythếchocôngviệcthủcôngnày.ĐólàgóiTCP/IPstack.

II.2 ChipATmega32

II.2.1 Giớithiệu

AVRlàmộthọviđiềukhiểndohãngA t m e l sảnx u ấ t (Atmelcũng lànhàsảnx u ấtdòngviđiềukhiển89C51màcóthểbạnđãtừngngheđến).AVRlàchipviđiều

khiển8 bitsvớicấut r ú c

tậplệnhđơngiảnhóa-RISC(ReducedInstructionS e t C o m p u t e r ) , mộtkiểucấutrúcđangthểhiệnưuthếtrongcácbộxửlí

- Cóthểsửdụngxungclocklênđến16MHz,hoặcsửdụngxungclocknộilênđ ế n 8MHz(saisố3%)

DS1307l àmộtsảnphẩmcủaDallasSemiconductor (mộtc ô n g tythuộcMaximIntegrate

dP r o d u c t s ) Chipnàycó7 thanhg h i

8-bitc h ứathờigianlà:giây,phút,giờ,thứ(trongtuần),ngày,tháng,năm.NgoàiraDS1307còncó1thanhghiđiềukhiểnngõraphụvà56thanhghitrốngcóthểdùngnhưRAM.DS1307đượcđọcvàg h i t h ô n g quagiaod i ệnnốit i ế p I2C( T W I c ủ a AVR)nêncấut ạ o b ênn g o à i rấtđơngiản.DS1307xuấthiệnở2góiSOICvàDIPcó8chânnhưtronghình

HìnhII.13.Hai góicấutạochipDS1307.