Thiết kế bộ điều khiển có giao tiếp không dây ứng dụng cho hệ thống chiếu sáng đường quốc lộ 5

Gi ớ i thi ệ u

Bài toán th ự c t ế

Hệ thống điện chiếu sáng trên Quốc lộ 5 đã được xây dựng và đưa vào sử dụng từ năm 2001 Hệ thống này chủ yếu được lắp đặt tại các khu vực đông dân cư, các nút giao thông với đường dân sinh và các trạm thu phí dọc theo tuyến đường.

Hệ thống điện chiếu sáng trên QL5 đoạn từKm49+000 đến Km82+800 có tổng số

Hệ thống điện chiếu sáng tại 15 khu vực được trang bị 422 cột đèn với bóng đèn Sodium công suất 250W, nguồn điện được cung cấp từ các Trạm biến áp riêng Trong quá trình khai thác, các hạng mục như cột điện, bóng đèn, đường dây và trạm biến áp đã được sửa chữa và thay thế nhiều lần Tuy nhiên, nhiều cấu trúc và vị trí trong hệ thống vẫn bị hư hỏng và xuống cấp, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng phục vụ và an toàn, nhưng chưa được đầu tư sửa chữa và thay thế kịp thời.

Dự án "Sửa chữa và thay thế hệ thống điện chiếu sáng, tăng cường chiếu sáng cho các nút giao và Trạm thu phí số 2 trên Quốc lộ 5 từ Km49+000 đến Km82+800, cũng như thay thế Trạm biến áp số 19 tại Km36+530" nhằm đảm bảo an toàn cho các kết cấu hạ tầng và nâng cao hiệu quả chiếu sáng giao thông, góp phần bảo vệ an toàn cho người và phương tiện tham gia giao thông trên QL5.

T ổ ng quan v ề hi ệ n tr ạ ng h ệ th ố ng chi ế u sáng

Dựa trên kết quả khảo sát và đánh giá từ các Biên bản kiểm tra hiện trường của cơ quan quản lý Nhà nước có thẩm quyền như Tổng cục ĐBVN và Cục, các yêu cầu đã được xác định rõ ràng.

Quản lý Đường bộ I, Chi cục Quản lý Đường bộ I.6) và VIDIFI ngày 31/7/2019 và ngày 08/10/2018 [1]

Các tài liệu khảo sát, thống kê hiện trạng QL5 phục vụ bàn giao, quản lý khai thác và sửa chữa QL5 do TECCO2 thực hiện.[2]

Căn cứ vào kết quả điều tra và khảo sát thực địa của Công ty CP Tư vấn thiết kế Đường bộ (HECO), bài viết đánh giá tổng quan về tình trạng hệ thống điện chiếu sáng trên QL5, đoạn từ Km49+000 đến Km82+800, bao gồm Trạm thu phí số 2 tại Km82+800 và Trạm biến áp số 19 tại Km36+530.

Hệ thống bóng đèn cũ đang gặp vấn đề với cường độ sáng yếu, nhiều vị trí bóng đèn bị cháy và không sáng Phần gá lắp đèn vào cần vươn của cột bị mọt và han gỉ nặng, gây ảnh hưởng đến độ chắc chắn và an toàn của hệ thống.

Cột đèn đang trong tình trạng hư hỏng nghiêm trọng với sơn chống gỉ bị bong tróc, thân cột và cần đèn bị gỉ sét, cùng với khớp nối bị mọt gỉ Các ốc bắt chân đế cột cũng bị mọt gỉ và oxy hóa Nhiều cột đèn đã mất hoặc hỏng nắp cửa, dẫn đến tình trạng cong vênh, không còn khả năng chống bụi và nước mưa hiệu quả.

- Bảng điện của cột đèn bị hư hỏng, mục nát hoặc bị mất

- Cầu đấu trên bảng điện cửa cột đã bị lão hóa, gãy vỡ

- Nhiều vị trí bị mất hoặc hư hỏng aptomat và không có aptomat bảo vệđèn.

Hệ thống cáp điện cũ gặp phải tình trạng hỏng hóc như rạn nứt vỏ, vỡ đầu cáp và mất đầu cốt, buộc phải nối trực tiếp và quấn băng dính cách điện Nhiều vị trí của cáp điện còn trồi lên trên mặt đất, gây nguy hiểm cho người sử dụng.

Tủ điều khiển chiếu sáng cũ đã hỏng, với vỏ tủ bị han gỉ, làm mất khả năng chống bụi và ngăn nước thâm nhập Thiết bị điều khiển đóng/cắt bên trong tủ cũng đã bị hư hỏng, với nhiều linh kiện bị lỏng hoặc vỡ.

Hệ thống chiếu sáng tại các nút giao với đường dân sinh hiện nay rất hạn chế và đã xuống cấp, không đáp ứng đủ điều kiện ánh sáng cho khu vực này.

Các tiêu chí và yêu c ầ u k ỹ thu ậ t chính

Hệ thống chiếu sáng được thiết kế theo Quy chuẩn QCVN 7-07:2016/BXD, đảm bảo tuân thủ các quy định kỹ thuật quốc gia về công trình hạ tầng kỹ thuật chiếu sáng, như được trình bày trong bảng 1.1.

Bảng 1.1 Quy định về yêu cầu chiếu sáng cho các loại đường giao thông

TT Cấp đường có những đặc điểm quan trọng như độ chói trung bình tối thiểu đồng, độ đều chừng đồng và độ đều dọc tăng Ngoài ra, độ ngưỡng lóa tối đa cũng cần được xem xét, cùng với độ ngang trung bình thiểu tối để đảm bảo chất lượng ánh sáng và an toàn cho người tham gia giao thông.

1 Đường cấp đô thị: Đường cao tốc.

2 Đường cấp đô thị: Đường trục chính, Đường chính đô thị, Đường liên khu vực

3 Đường chính khu vực, Đường khu vực.

Quốc lộ 5 là tuyến đường trục chính của khu vực, với dải phân cách ở giữa, do đó hệ thống chiếu sáng cần đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt.

+ Độchói trung bình, Ltb (cd/m2 ) ≥ 1,5

+ Độtăng ngưỡng lóa tối đa, I (%) ≤ 10.

+ Độ rọi ngang trung bình tối thiểu, En,tb (lx) ≥ 10.

Việc tính toán các thông số như công suất, quang thông, hiệu suất phát quang và biểu đồ phân bố cường độ sáng cho đèn LED trong dự án được thực hiện bởi tư vấn thiết kế thông qua phần mềm Dialux.

Khi sử dụng các loại đèn lắp đặt cho Dự án, yêu cầu phải sử dụng các đèn có

Biểu đồ phân bố cường độ sáng được thiết kế phù hợp với từng loại đèn theo bản vẽ chi tiết, đồng thời cung cấp các thông số kỹ thuật cần thiết để đáp ứng yêu cầu trong bản vẽ.

+ Công suất thực tế của phải nằm trong dải công suất tính toán ±5%

+ Quang thông và hiệu suất phát quang phải không nhỏhơn quang thông và hiệu suất phát quang tính toán

- Đèn chiếu sáng được chế tạo trong nước phù hợp với tiêu chuẩn Châu Âu EN

- Sử dụng công nghệ hiện đại, chiếu sáng bằng đèn LED tiết kiệm năng lượng và có tuổi thọ cao

- Điều khiển và vận hành hệ thống linh hoạt phù hợp với yêu cầu khai thác, đảm bảo an toàn

- Hệ thống lắp mới đồng nhất với hệ thống chiếu sáng đã lắp đặt trên tuyến và có tính thẩm mỹ, hài hòa với cảnh quan khu vực

- Các thiết bị điện sử dụng trong hệ thống phải làm việc ổn định trong điều kiện điện áp có nhiều dao động

- Cột đèn chiếu sáng sử dụng trong Dự án theo tiêu chuẩn BS 5649, Tr7

Các thiết bị cần đảm bảo khả năng hoạt động an toàn và ổn định trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao, độ ẩm lớn, ánh nắng mặt trời, mưa to, gió bão và động đất.

- Đáp ứng các yêu cầu về an toàn, thuận tiện trong vận hành và duy tu bảo dưỡng

Ch ế độ điề u khi ể n

- Điều khiển cục bộ khu vực theo thời gian từ tủ chiếu sáng (có thể cài đặt nhiều chếđộđể phù hợp)

Tủ điều khiển cho phép điều khiển linh hoạt và kiểm soát thông qua phần mềm, chương trình và các chế độ tự động, bán tự động hoặc bằng tay khi cần thiết Đặc biệt, các đèn LED mới có khả năng tự động giảm công suất nhằm tiết kiệm điện năng hiệu quả.

Chếđộ tiết giảm công suất được tích hợp sẵn trong bộ nguồn của đèn LED (Driver) và có khảnăng điều chỉnh theo yêu cầu của người sử dụng

Hệ thống cần được trang bị các thiết bị bảo vệ để ngăn chặn các tình huống như quá dòng, quá tải, và quá áp hoặc áp lực đầu vào kém Ngoài ra, cần có các biện pháp bảo vệ chống giật và rò rỉ điện cho các thiết bị điện như tủ, đèn và cột.

- Cột thép, vỏ tủđiện và các chi tiết bằng kim loại không mang điện được nối vào hệ thống tiếp địa an toàn

- Cảnh báo người dùng về quá dòng, quá áp, sự cốđèn.

Chi ế u sáng giao thông

Trong kỷ nguyên công nghiệp 4.0, việc xây dựng đô thị tự động hóa dựa trên Internet kết nối vạn vật (IoT) và trí tuệ nhân tạo trở nên cần thiết để nâng cao chất lượng phục vụ của chính quyền đô thị Điều này không chỉ giúp sử dụng hiệu quả và bền vững các nguồn năng lượng, tài nguyên thiên nhiên mà còn tối ưu hóa quản lý và dịch vụ công ích Giám sát và điều khiển chiếu sáng giao thông hợp lý là một yếu tố quan trọng trong quá trình đô thị hóa và tự động hóa.

LED là nguồn sáng hiệu quả với hiệu suất phát quang trên 100 lm/W và hệ số thể hiện màu (CRI) cao từ 80-90 Với tuổi thọ lên đến 50.000 giờ, LED là giải pháp chiếu sáng tiết kiệm và hiệu quả Đặc biệt, LED cho phép điều chỉnh độ sáng từ 0-100% và dễ dàng thay đổi màu sắc, mang lại sự thuận lợi trong việc điều khiển so với các nguồn sáng khác Công nghệ chiếu sáng LED có nhiều ứng dụng đa dạng trong thực tế.

- Chiếu sáng trong nhà: căn hộ, siêu thị, văn phòng

- Chiếu sáng ngoài trời: chiếu sáng cảnh quan đô thị, chiếu sáng đường giao thông

Một hệ thống chiếu sáng thông minh gồm các phần tử chính:

Hiện nay, công nghệ chiếu sáng chủ yếu sử dụng cảm biến phát hiện người để tự động điều chỉnh ánh sáng trong khu vực cần chiếu sáng Các loại cảm biến phổ biến bao gồm cảm biến hồng ngoại thụ động và cảm biến radar.

Mạng truyền thông là yếu tố thiết yếu trong hệ thống chiếu sáng thông minh, đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các thành phần của hệ thống Các công nghệ kết nối này được chia thành hai loại chính.

Wired connections encompass several technologies, including DALI (Digital Addressable Lighting Interface), Ethernet, BACnet (Building Automation and Control Networks), and Lonworks Among these, DALI is widely utilized in lighting systems.

- Kết nối không dây bao gồm các công nghệ: ZigBee; Wifi; Bluetooth

Công nghệ Zigbee là một tiêu chuẩn giao tiếp mạng không dây, được thiết kế cho khoảng cách ngắn với tốc độ truyền dữ liệu thấp và tiêu thụ năng lượng tối thiểu Zigbee hoạt động trên các dải tần số 784MHz (Trung Quốc), 868MHz (Châu Âu), 915MHz (Mỹ và Úc) và 2.4GHz (hầu hết các nước) Công nghệ này hỗ trợ ba kiểu cấu trúc mạng chính: mạng hình sao, mạng hình cây và mạng hình lưới.

Công nghệ Bluetooth là một chuẩn không dây cho phép trao đổi thông tin giữa các thiết bị trong khoảng cách ngắn, sử dụng băng tần ISM từ 2.4 đến 2.485 GHz Công nghệ này được phát triển bởi tổ chức Bluetooth Special Interest Group (SIG).

Công nghệđiều khiển chiếu sáng:

Xu hướng phát triển hệ thống chiếu sáng được giám sát và điều khiển từ xa qua thiết bị di động ngày càng gia tăng Hệ thống chiếu sáng đường phố cho phép tín hiệu điều khiển đèn được truyền qua mạng truyền thông, với trung tâm điều khiển tự động điều chỉnh chế độ chiếu sáng theo thời gian và giám sát hoạt động của từng đèn Các đèn có thể kết nối với Gateway bằng dây hoặc không dây, trong khi thiết bị điều khiển như smartphone hoặc máy tính kết nối với Gateway qua Router để quản lý hệ thống chiếu sáng.

Hình 1.1 Công nghệ chiếu sáng thông minh và IoT[4]

Các gi ả i pháp cho h ệ th ống đèn đườ ng

Gi ả i pháp c ủ a hãng Advantech[5]

Giải pháp chiếu sáng đường phố thông minh là lựa chọn tối ưu để đáp ứng nhu cầu hiện nay Chính quyền thành phố đã quyết định triển khai hệ thống này với các cảm biến bức xạ mặt trời và cảm biến chất lượng không khí, kết hợp với máy tính công nghiệp Hệ thống sẽ tự động điều chỉnh độ sáng dựa trên sự thay đổi ánh sáng ban ngày cũng như sự xuất hiện của phương tiện hoặc người đi bộ Để hoàn thiện, một máy tính IoT gateway mạnh mẽ cũng cần được tích hợp nhằm thu thập và kiểm soát dữ liệu từ các cảm biến.

Máy tính IoT gateway UTX-3117 của Advantech sử dụng công nghệ cảm biến và RF để tự động điều chỉnh ánh sáng theo dữ liệu bức xạ mặt trời, giúp tiết kiệm năng lượng bằng cách làm mờ ánh sáng từ 50-70% mà vẫn đảm bảo an toàn Thiết bị này còn tăng cường độ sáng khi phát hiện xe hơi hoặc người đi bộ gần đó, phù hợp cho các ứng dụng IoT.

Bộ sản phẩm UTX-3117 được trang bị vi xử lý Atom mới nhất của Intel, mang lại hiệu suất CPU và đồ họa vượt trội Với thiết kế không quạt và kích thước nhỏ gọn, sản phẩm này sở hữu giải pháp tản nhiệt hai mặt giúp duy trì hoạt động ổn định trong thời gian dài UTX-3117 hỗ trợ 3 mô-đun RF và 5 ăng-ten, đồng thời tích hợp phần mềm WISE-PaaS, cung cấp giải pháp kết nối liền mạch từ cảm biến đến đám mây Hình 1.2 minh họa mô hình chiếu sáng của Advantech.

Hình 1.2 Mô hình chiếu sáng Advantech Ưu điểm:

UTX-3117 là thiết bị trung tâm trong hệ thống chiếu sáng đường phố thông minh, hoạt động hiệu quả trong dải nhiệt độ từ -20 đến 60°C Nó hỗ trợ nhiều giao thức như 6LowPAN, Zigbee, WiFi, BLE, LoRa và NB-IOT, cho phép thu thập dữ liệu từ các cảm biến như cảm biến chất lượng môi trường, PM2.5, máy đo gió và máy đo mưa UTX-3117 không chỉ phân tích dữ liệu hữu ích mà còn truyền tải thông tin lên Đám mây qua kết nối 3G/LTE, WiFi hoặc Ethernet, nhờ thiết kế tản nhiệt tối ưu giúp duy trì hiệu suất trong điều kiện khắc nghiệt.

Nền tảng đồ họa hiệu suất cao UTX-3117 được trang bị bộ vi xử lý Intel® Atom E3900, mang lại hiệu suất CPU tăng 30% và hiệu suất đồ họa cải thiện 45%.

Nó cũng bao gồm các chức năng mã hóa/giải mã video HEVC và VP9 HW UTX-

Hệ thống 3117 đã được lắp đặt với camera IP nhằm giám sát lưu lượng giao thông trong thành phố, đồng thời cung cấp thông tin giúp lái xe tránh các điểm nóng giao thông.

Hệ thống có khả năng phát hiện các khu vực đỗ xe địa phương và cung cấp thông tin về bãi đậu xe có sẵn cho tài xế Ngoài ra, các camera IP được sử dụng để giám sát, đảm bảo an ninh công cộng, và dữ liệu video ghi lại có thể hỗ trợ trong việc điều tra tội phạm.

- Phần mềm tích hợp: Phần mềm dịch vụđám mây được cấu hình sẵn WISE-

PaaS của Advantech tạo kết nối hiệu quả giữa cảm biến và đám mây, cho phép truyền tải dữ liệu và cập nhật firmware từ xa WISE-PaaS cũng hỗ trợ theo dõi tình trạng sức khỏe của gateway và cho phép điều khiển bật/tắt thiết bị từ các phòng điều khiển hoặc thiết bị di động.

Kết luận: Việc triển khai hệ thống chiếu sáng đường phố thông minh thông qua thiết bị UTX-3117 IoT Gateway kết hợp với WISE-PaaS đã giúp tiết kiệm điện năng, giám sát dữ liệu môi trường và nâng cao khả năng giám sát video, góp phần làm cho thành phố trở nên thông minh và an toàn hơn.

Gi ả i pháp c ủ a hãng Philips[6]

Thành phố thông minh đang trở thành xu thế chủ đạo trong cuộc cách mạng 4.0 Tại diễn đàn châu Á - Thái Bình Dương lần thứ ba về thành phố thông minh và chính phủ điện tử tại Bangkok, các chuyên gia đã thảo luận về tầm nhìn phát triển đô thị nhằm tích hợp công nghệ thông tin, truyền thông và Internet of Things (IoT) một cách an toàn để quản lý hiệu quả các lĩnh vực như giáo dục, giao thông, y tế và dịch vụ cộng đồng Để đáp ứng nhu cầu của nền công nghiệp mới, Philips đã giới thiệu các sản phẩm thông minh, bao gồm hệ thống đèn đường LED, đang được lắp đặt tại nhiều thành phố lớn trên toàn cầu.

Tại sự kiện dành cho đối tác và khách hàng doanh nghiệp ở TP.HCM, Philips đã giới thiệu loạt giải pháp chiếu sáng LED thông minh cho các phân khúc nhà xưởng, văn phòng, ngoài trời và đường phố, bao gồm dòng đèn LED RoadFlair cao cấp và phần mềm quản lý CityTouch Hệ thống đèn đường LED mới của Philips tích hợp cảm biến điều khiển và phần mềm, cho phép tạo ra hệ thống chiếu sáng thông minh kết nối Internet, vận hành và quản lý từ xa CityTouch mang đến giải pháp quản lý chiếu sáng toàn diện, cho phép nhà quản lý điều khiển và kiểm tra hệ thống đèn đường qua smartphone, thực hiện các tác vụ như theo dõi lịch trình bật tắt, điều chỉnh độ sáng và cập nhật dữ liệu thống kê một cách dễ dàng.

Giải pháp chiếu sáng tiên tiến của Nam – Ngành Chiếu sáng đã được triển khai tại 250 đô thị ở 31 quốc gia trên toàn thế giới, bao gồm Anh, Mỹ và Tây Ban Nha.

Hệ thống đèn đường LED Philips thông minh tại Canada mang lại giá trị chiếu sáng vượt trội, khuyến khích doanh nghiệp đầu tư và nhận được sự hỗ trợ từ chính phủ Việc tiết kiệm năng lượng, thời gian và sự tiện lợi của hệ thống này đã tạo ra những lợi ích đáng kể, vượt qua các giới hạn của chiếu sáng thông thường.

PHÂN TÍCH VÀ THIẾ T K Ế T Ổ NG QUAN

Kh ả o sát th ự c tr ạ ng bài toán th ự c t ế

Bảng 2.1 Khảo sát khối lượng hệ thống

STT Khu vực chiếu sáng/ Phạm vi bố trí chiếu sáng theo lý trình

Phạm vi: từKm49+025 đến Km50+070

Vị trí tủ chiếu sáng: Km49+700

Phạm vi: từKm64+410 đến Km815

Khảo sát hệ thống điện chiếu sáng cho thấy tình trạng xuống cấp nghiêm trọng, bao gồm khu vực chiếu sáng, phạm vi chiếu sáng theo lý trình, vị trí tủ điều khiển và trạm biến áp Đèn Sodium không còn đảm bảo cường độ sáng, tủ điều khiển cũ, vỏ bị gỉ và bong tróc sơn tĩnh điện Ngoài ra, timer hoạt động sai giờ, các thiết bị như contactor và aptomat cũng bị han gỉ ở các cực.

Hệ thống chiếu sáng thông minh đáp ứng nhu cầu điều khiển hiệu quả với các loại đèn hiện đại Thông tin chi tiết về khối lượng hệ thống chiếu sáng được trình bày trong Bảng 2.1.

Khảo sát cho thấy các khu vực chiếu sáng và phạm vi bố trí ánh sáng theo lý trình cần có các nút giao được chiếu sáng liên tục để đảm bảo an toàn giao thông Các bản vẽ thiết kế yêu cầu bố trí đèn của nhà đầu tư được thể hiện trong các hình ảnh sau.

- Bố trí tủvà đèn chiếu sáng Cầu Đồng Niên (Hình 2.1)

Hình 2.1 Thiết kế bố trị tủ và đèn chiếu sáng Cầu Đồng Niên

- Bố trí tủvà đèn chiếu sáng Cầu Phú Lương (Hình 2.2)

Hình 2.2 Thiết kế bố trị tủ và đèn chiếu sáng Cầu Phú Lương

- Bố trí tủvà đèn chiếu sáng Cầu Lai Vu (Hình 2.3)

Hình 2.3 Thiết kế bố trị tủ và đèn chiếu sáng Cầu Lai Vu

- Bố trí tủvà đèn chiếu sáng đoạn Trạm biến áp 25 (Hình 2.4)

Hình 2.4 Thiết kế bố trị tủ và đèn chiếu sáng đoạn Trạm biến áp 25

Kết luận dựa trên thiết kế bốtrí đèn của nhà đầu tư ta có thể thấy:

- Vị trí các đèn và tủ chiếu sáng nằm trên một đường thẳng

- Khoảng cách giữa đèn với đèn, đèn với tủ trung bình khoảng 60m

Tủ điều khiển có khả năng điều khiển độc lập các đèn phù hợp với từng khu vực, bao gồm cả những khu vực có và không có nút giao Đặc biệt, các đèn gần nút giao có thể duy trì cường độ sáng trong suốt thời gian đêm tối muộn mà không cần giảm độ sáng.

Hệ thống điều khiển chiếu sáng tự động sử dụng công nghệ truyền thông không dây Zigbee là giải pháp phù hợp, nhờ vào khoảng cách gần giữa các đèn và tủ Hệ thống này cũng có khả năng hoạt động hiệu quả trên đoạn đường dài gần 2km tại Trạm biến áp 29.

Yêu c ầ u thi ế t k ế

2.2.1 Tủ điều khiển chiếu sáng

- Các chếđộ làm việc: Tựđộng / Điều khiển từ xa / Bán tựđộng

- Điều khiển và giám sát từ xa qua mạng thông tin di động, ứng dụng công nghệ: 4G/GSM/GPRS

- Tựđộng cảnh báo sự cố hệ thống tới người vận hành

- Điều khiển đèn chiếu sáng qua mạng không dây

- Điều khiển công suất sáng từng nhóm đèn / từng đèn

- Lập trình điều chỉnh ánh sáng đèn tựđộng (DIMMING) tới 8 bước

- Tích hợp hệ thống đo kiểm tra tình trạng làm việc của hệ thống đèn chiếu sáng

- Tích hợp hệ thống đo nguồn điện đầu vào, công suất phụ tải, điện năng tiêu thụ của phụ tải

- Nguồn điện sử dụng: 3 pha 4 dây; 0.4kVAC; 50/60Hz

- Công suất danh định: 20 kVA

- Công suất tối đa (trong điều kiện ngắn hạn): 135% công suất danh định, tương đương 26 kVA.

- Số lộra điều khiển độc lập: 3 lộ

- Trang bị Acqui dự phòng tối thiểu 50Ah, đảm bảo ghép nối truyền thông ngay cả khi mất nguồn điện đầu vào

- Bảo vệ chống quá áp đầu vào, chống quá tải đầu ra, chống chạm đất pha đầu ra

- Bảo vệ chống sét lan truyền: 20 kV/10kA

2.2.2 Đèn đường Led công suất 138W

- Kích thước bộđèn: 705*286*118mm (lắp ngang)

- Độ kín bộđèn chiếu sáng: IP66

- Bộ module LED: 48 bóng LED SMD LUXEON 5050 - LUMILEDS (24 x 2 LEDs) hoặc tương đương.

- Module kết nối điều khiển trung tâm: Tích hợp Module giao tiếp điều khiển từ trung tâm

- Điều khiển: Qua mạng không dây

- Chức năng điều chỉnh tiết giảm công suất (ánh sáng) Dimming: Tựđộng điều chỉnh tới 5 mức

- Hiệu suất phát quang (Lm /W): >5

- Nguồn điện đầu vào: 220 - 240V AC/50Hz

- Hệ số trả màu (CRI): >p

- Tuổi thọ của bóng LED: ≥ 50.000h ởđiều kiện Ta = 25 °C (L70)

- Bảo vệ chống sét lan truyền: 20 kV

Tất cả các thông số kỹ thuật chính của đèn cần phải được kiểm tra và đánh giá để đảm bảo đạt tiêu chuẩn của Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 1 – Quatest.

Gi ả i pháp thi ế t k ế t ổ ng th ể

Một ví dụ đơn giản về đô thị thông minh là việc áp dụng công nghệ điều khiển và giám sát hệ thống đèn đường chiếu sáng công cộng, giúp giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng và dễ dàng quản lý từ xa Trên thế giới, điện năng cho chiếu sáng công cộng chiếm khoảng 19%, trong khi tại Việt Nam con số này lên đến 35% Việc triển khai các giải pháp chiếu sáng thông minh không chỉ giảm tiêu thụ năng lượng mà còn góp phần xây dựng thành phố thông minh Trong quá trình phát triển giải pháp cho hệ thống chiếu sáng thông minh, đã tham khảo nhiều công nghệ như thiết bị GSM module – SIM card để điều khiển đèn, hay công nghệ Lora để giao tiếp giữa thiết bị điều khiển và trung tâm Tuy nhiên, các giải pháp này vẫn tồn tại một số hạn chế.

- Sử dụng GSM module – SIM card: thiết bịđắt tiền, duy trì hóa đơn thuê bao hàng tháng, hàng năm tại tất cả các vịtrí đèn chiếu sáng

Công nghệ Lora thường gặp phải vấn đề về kết nối, đặc biệt trong môi trường đô thị có nhiều vật cản và can nhiễu sóng từ các hệ thống khác.

Em đã chọn công nghệ Zigbee cho hệ thống điều khiển đèn chiếu sáng thông minh vì nó mang lại nhiều lợi ích đáng kể, bao gồm khả năng kết nối ổn định, tiết kiệm năng lượng và dễ dàng mở rộng hệ thống.

- KHÔNG mất chi phí dữ liệu hàng tháng

- KHÔNG cần bộ lặp tín hiệu – Repeater

Giải pháp chiếu sáng thông minh cho phép các đơn vị quản lý điều khiển và giám sát toàn bộ hệ thống đèn chiếu sáng từ xa, với các chức năng bật/tắt/làm mờ theo lịch trình cài đặt sẵn và thời gian thực Hệ thống giúp dễ dàng chẩn đoán trạng thái đèn và khắc phục nhanh chóng trong các tình huống khẩn cấp Ngoài ra, nó còn tích hợp nhiều tính năng tùy chọn để nâng cao khả năng đáp ứng, như đo kiểm năng lượng, mang lại nhiều ưu điểm cho toàn bộ hệ thống.

- Chi phí rẻ, triển khai nhanh, an toàn

- Đồng bộ với giải pháp Smart City tại Việt Nam

Sử dụng nền tảng IoT giúp giám sát và điều khiển hiệu quả hệ thống chiếu sáng công cộng, đồng thời đảm bảo tuân thủ các yêu cầu về an ninh mạng lưới quốc gia.

- Hiệu quả kinh tế cao: tiết kiệm điện năng tiêu thụ từ việc:

+ Thay thếsang bóng đèn LED lên tới 50%

+ Ứng dụng điều khiển hệ thống chiếu sáng thông minh tiết kiệm được thêm 40% so với đèn công nghệ LED

- Phương pháp triển khai đơn giản – Không cần đi các đường dây tín hiệu ngầm để truyền dẫn tín hiệu điều khiển đèn LED.

- Tính ổn định: không bị can nhiễu do tác động bởi tín hiệu điện

- Công nghệ tiên tiến: Cự ly truyền thông có thể kết nối lên tới nhiều km nhờ cấu trúc kết nối mạng

Thiết kế hệ thống điều khiển chiếu sáng quốc lộ 5 theo Hình 2.11

Hình 2.11 Hệ thống điều khiển chiếu sáng quốc lộ 5

Sóng Zigbee truyền tải các tín hiệu điều khiển từ tủ điều khiển đến đèn và nhận phản hồi từ đèn về tủ điều khiển Đồng thời, sóng 4G hỗ trợ giao tiếp giữa bộ điều khiển trong tủ và ứng dụng TCP IP Listen trên server, cho phép điều khiển qua internet và thu thập dữ liệu quản lý từ hệ thống chiếu sáng Luận văn sẽ trình bày thiết kế phần mềm cho bộ Nema, thiết kế bộ điều khiển trung tâm trong tủ chiếu sáng, cùng phần mềm TCP IP Server để lắng nghe tín hiệu từ các tủ điều khiển và ghi vào cơ sở dữ liệu SQL trên máy chủ Mô hình hệ thống mong muốn cho phép một server xử lý 5000 thiết bị tủ điều khiển, trong khi mỗi tủ điều khiển có khả năng vận hành tối đa 250 đèn chiếu sáng.

Mô hình hệ thống kế thừa theo nguyên lý chung của một mô hình IoT hiện đại tương tự như các mô hình của các hãng lớn trước đó, nhằm đảm bảo đáp ứng các yêu cầu cơ bản về điều khiển, tự động hóa và giám sát.

Thi ế t k ế sơ đồ kh ố i

Hình 2.12 Sơ đồ khối hệ thống

Hệ thống chiếu sáng được thiết kế theo sơ đồ khối, bao gồm ba phần chính: đèn chiếu sáng, tủ điều khiển chiếu sáng và server Đèn chiếu sáng bao gồm đèn LED, nguồn điện và bộ Nema Bộ Nema có chức năng điều khiển bật tắt đèn thông qua relay và điều chỉnh độ sáng của đèn bằng mạch điện áp 0-10V.

Tủ điều khiển chiếu sáng bao gồm các phần tử bảo vệ, công tắc chức năng và bộ điều khiển trung tâm, có nhiệm vụ điều khiển hệ thống đèn và kết nối với máy chủ Máy chủ sẽ tích hợp ứng dụng TCP IP Listen, cơ sở dữ liệu SQL và một chương trình chạy web để quản lý và điều phối hệ thống chiếu sáng hiệu quả.

THIẾ T K Ế PH Ầ N C Ứ NG

Ch ọ n thi ế t b ị truy ề n thông không dây

3.1.1 Giới thiệu công nghệ Zigbee Đặc điểm:

- Mạng Zigbee là mạng không dây tốc độ thấp

- Ưu điểm là khảnăng hỗ trợ mạng Mesh nên sốlượng thiết bị trong mạng lên tới 65,000 điểm

- Sử dụng năng lượng thấp phần lớn các node đi vào chế độ Sleep Nên một node ZigBee không cần thay Pin tới vài năm.

- 3 thiết bị trong mạng: Coordinator ( ZC), Router( ZR), End device(ED) Nguyên lý hoạt động:

Bộ điều khiển trung tâm giao tiếp với Coordinator Zigbee qua chuẩn UART để truyền mã điều khiển Mạng Zigbee đã được thiết lập sẽ phát broadcast gói tin đến thiết bị Router Zigbee Router Zigbee, được thiết kế để giao tiếp với vi điều khiển Slave qua chuẩn UART, sẽ xử lý gói tin và xuất tín hiệu điều khiển tới đèn Đồng thời, thiết bị này cũng phản hồi một gói tin xác nhận thực hiện lệnh về bộ điều khiển trung tâm.

3.1.2 Tổng quan module Zigbee của hãng DTK[8]

Module ZigBee thế hệ mới của DTK, sử dụng chip CC2630 của TI

CC2630 là chip CPU lõi kép ARM 32 bit, với Cortex-M3 xử lý giao thức ZigBee và Cortex-M0 đảm nhận giao tiếp không dây, là mô-đun ZigBee nhanh nhất hiện nay So với sản phẩm thế hệ đầu tiên CC2530, chip 8-bit 8051, CC2630 cho hiệu suất vượt trội, như sự khác biệt giữa tên lửa và máy kéo Mô-đun Zigbee mới của DTK mang lại nhiều ưu điểm nổi bật.

- Có thể tạo thành một mạng lớn hơn, một mạng ổn định hơn và truyền nhiều dữ liệu dung lượng hơn.

- Có thể thiết lập mạng Mesh tiêu chuẩn để truyền dữ liệu

- Định tuyến tự động, sẽ tự động nhận được đường dẫn định tuyến tốt nhất (Hình 3.1)

Hình 3.1 Mô hình truyền data của mạng Zigbee

Với sức mạnh của CPU ARM-32-bit kép, module hỗ trợ lên đến 200 định tuyến tự động, cho phép điều khiển ánh sáng đường phố theo nhiều hướng khác nhau Một mạng có thể kết nối tới 500 đèn, giúp điều khiển bật và tắt đèn hiệu quả.

Hình 3.2 Mô hình định tuyến điều khiển đèn

- Module ZigBee có thể dễ dàng được thay thế, chỉ cần đặt tham số module ZigBee mới với tham số của module cũ.

Các thông số của module được lưu trữ trong bộ nhớ của nó Khi Router tự động kết nối với mạng, các thông số này sẽ được chuyển giao cho Router mà không cần thiết lập thủ công, điều này mang lại sự thuận tiện lớn cho quá trình lắp đặt.

- Coordinator chấp nhận tất cả các bộđịnh tuyến tham gia mạng (tối đa 65530 Router) Hình 3.3 là giao diện cài đặt cho Module Zigbee DRF1609H

Hình 3.3 Giao diện cài đặt cho module Zigbee DRF1609H

Bảng 3.1 Thông số module DRF1609H

Tần số 2.4GHz (2460MHz) là tần số mặc định, người dùng có thể điều chỉnh tần số trong khoảng từ 2405MHz đến 2480MHz bằng cách thay đổi tham số kênh từ 11 đến 26, với mỗi đơn vị tương ứng với 5MHz.

Khoảng cách truyền tin lý tưởng

Dòng làm việc trung bình

Chip xử lý TI CC2630F128

Configurable nodes Coordinator, Router, End Device

Hình 3.4 Sơ đồ kết nối module DRF1609H

Bảng 3.1 cung cấp các thông số điện cho module DRF1609H, trong khi Hình 3.4 minh họa sơ đồ kết nối của module này, được trích từ hướng dẫn sử dụng trong datasheet của nhà sản xuất Dựa trên sơ đồ trong Hình 3.4, chúng ta có thể thiết kế một mạch nhỏ sử dụng module DRF1609H, như thể hiện trong Hình 3.5, để giao tiếp UART với MCU điều khiển.

Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lí mạch chứa module DRF1609H giao tiếp MCU

Kiểm tra khảnăng truyền dữ liệu:

- Điều kiện phòng thí nghiệm theo công bố trong datasheet là 0.0059% Trong thực tế kiểm tra test thử tại phòng nghiên cứu của em là rất nhỏchưa đến 0.1%

- Điều kiện ngoài trời theo công bố trong datasheet là 0.23% (với khoảng cách

Hình 3.6 Kết quả thử nghiệm ngoài trời lần 1

Trong các thử nghiệm kiểm tra sóng ngoài trời tại khu phố, tỷ lệ các yếu tố cản trở và gây nhiễu sóng dao động từ 13% đến 46%, tùy thuộc vào các điều kiện thử nghiệm cụ thể được trình bày trong Hình 3.6.

Trong thử nghiệm kiểm tra ngoài trời lần 2 tại Quốc lộ 5, tỷ lệ thành công đạt từ 0~3% với mạng lưới gồm 18 router và 1 coordinator, mỗi router cách nhau 65m và được treo cao không có vật cản Độ dài câu lệnh được giảm xuống một nửa, và kết quả được ghi lại bởi vi điều khiển, xuất ra file txt qua giao tiếp thẻ nhớ.

SD card theo chuẩn SPI cho phép vi điều khiển ghi nhận kết quả truyền nhận, với 1 biểu thị thành công và 0 cho thất bại Kết quả thử nghiệm lần 2 chứng minh tính khả quan của việc sử dụng module DRF1609H.

- Tiếp tục thử nghiệm đánh giá module DRF1609H với điều kiện 94 router 1 coordinator và ghi lại kết quả

Để nâng cao độ tin cậy của module DRF1609H, cần thực hiện các thử nghiệm đánh giá ở mức cao Việc thiết kế phần mềm cũng cần đáp ứng thêm các yêu cầu mới nhằm đảm bảo tính ổn định và hiệu suất tối ưu.

19 giảm độ dài câu lệnh, tạo độ trễ giữa các lần truyền nhận, tạo thuật toán truyền lặp khi không nhận được phản hồi từ thiết bị slave.

Thi ế t k ế ph ầ n m ề m cho b ộ Nema điề u khi ển đèn đườ ng Led công su ấ t

- Nguồn Meanwell 150W có khảnăng dimming 0-10V

Bộ Nema, hay thiết bị slave điều khiển đèn, sử dụng vi điều khiển để thực hiện chức năng đóng ngắt relay, cho phép bật tắt đèn hiệu quả Đồng thời, nó cũng điều chỉnh độ sáng thông qua việc băm xung PWM qua opamp khuếch đại, tạo ra mức áp dimming phù hợp cho các ứng dụng chiếu sáng.

Bộ Nema được sử dụng từ hãng Shuncom, tuy nhiên, giải pháp của hãng này không đáp ứng được yêu cầu của bài toán Do đó, tôi đã khai thác phần cứng bộ điều khiển Nema để phát triển các thiết bị slave điều khiển đèn trong hệ thống của mình Sau khi đo đạc mạch PCB, tôi đã sử dụng phần mềm tương ứng để lập trình lại chip điều khiển MKL17Z64VFM4.

Hình 3.7 Thuật toán điều khiển cho bộ Nema

Sử dụng trình biên dịch MCUXpresso IDE để lập trình cho chip MKL17Z64VFM4:

- Trình biên dịch MCUXpresso IDE có khảnăng cấu hình chân phần cứng cho chip MKL17Z64VFM4

- Nó cũng có khảnăng biên dịch và debug code cho chip MKL17Z64VFM4

Kết quả cho thấy tôi đã thành công trong việc lập trình lại và sử dụng 400 bộ Nema để lắp đặt vào hệ thống chiếu sáng theo sơ đồ thuật toán hình 3.7.

Thi ế t k ế t ủ điề u khi ể n chi ế u sáng

Thiết kếsơ đồ bố trí thiết bị trong tủ theo hình 3.8

Hình 3.8 Sơ đồ bố trí bên trong tủ điều khiển chiếu sáng

1 Cầu đấu cấp điện vào

2 Thiết bị bảo vệ quá áp

5 Bộ nguồn 24VDC cho các thiết bị trong tủ

6 TI – cảm biến đo dòng điện

7 Bộđiều khiển đèn chiếu sáng

10 Switch chuyển chếđộ làm việc

11 Timer cài đặt thời gian làm việc của hệ thống

13 Công tắc đèn chiếu sáng và ổ cắm 220VAC

14 Contactor đóng cắt điện ra tải

15 Đèn chiếu sáng trong tủ

16 MCB đóng cắt điện ra từng lộ tải

17 Cầu đấu điện ra tải

- Nguồn điện sử dụng: 3 pha 4 dây; 0.4kVAC; 50/60Hz

- Công suất danh định: 20 kVA

- Công suất tối đa (trong điều kiện ngắn hạn): 135% công suất danh định, tương đương 26 kVA.

- Số lộra điều khiển độc lập: 3 lộ

- Điều khiển và giám sát từ xa qua mạng thông tin di động, ứng dụng công nghệ: 4G/GSM/GPRS

- Tựđộng cảnh báo sự cố hệ thống tới người vận hành

- Điều khiển đèn chiếu sáng qua mạng không dây

- Điều khiển công suất sáng từng nhóm đèn / từng đèn

- Lập trình điều chỉnh ánh sáng đèn tựđộng (DIMMING) tới 8 bước

- Tích hợp hệ thống đo kiểm tra tình trạng làm việc của hệ thống đèn chiếu sáng

- Tích hợp hệ thống đo nguồn điện đầu vào, công suất phụ tải, điện năng tiêu thụ của phụ tải

- Trang bị Acqui dự phòng tối thiểu 50Ah, đảm bảo ghép nối truyền thông ngay cả khi mất nguồn điện đầu vào

- Vật liệu làm vỏ tủ: Thép dày 2mm, sơn tĩnh điện

- Cấp bảo vệcách điện: Class I

- Độ chịu va đập: IK08

- Bảo vệ chống quá áp đầu vào, chống quá tải đầu ra, chống chạm đất pha đầu ra

- Bảo vệ chống sét lan truyền: 20 kV/20kA

- Cấp độ bảo vệ chống bụi và nước xâm nhập: IP55

- Nhiệt độ làm việc: -40 ~+55ºC.

Thi ế t k ế ph ầ n c ứ ng b ộ điề u khi ể n trung tâm

3.4.1 Giới thiệu về vi điều khiển ARM

ARM (Advanced RISC Machine) là kiến trúc vi xử lý 32 bit kiểu RISC phổ biến trong thiết kế nhúng, nổi bật với khả năng tiết kiệm năng lượng Các bộ CPU ARM được ưa chuộng trong sản phẩm điện tử di động, nơi việc giảm thiểu tiêu tán công suất là một yếu tố thiết kế quan trọng hàng đầu.

Hiện nay, hơn 75% CPU nhúng 32-bit thuộc họ ARM, cho thấy ARM là cấu trúc 32-bit phổ biến nhất trên toàn cầu.

IC cung cấp hơn 240 dòng vi điều khiển dựa trên lõi ARM, cho thấy sự phổ biến của CPU ARM trong các sản phẩm thương mại điện tử, từ thiết bị cầm tay đến nhiều ứng dụng khác.

PDA, điện thoại di động, máy đa phương tiện, máy trò chơi cầm tay và máy tính cầm tay, cùng với các thiết bị ngoại vi máy tính như ổ đĩa cứng và bộ định tuyến để bàn, đều mang lại nhiều ưu điểm vượt trội Những thiết bị này không chỉ giúp người dùng dễ dàng truy cập thông tin mà còn hỗ trợ trong việc giải trí và làm việc hiệu quả hơn.

Cấu trúc mở được áp dụng giúp tối ưu hóa quy trình xử lý thuật toán, bảo vệ CPU khỏi tình trạng quá tải, đồng thời tiết kiệm bộ nhớ và năng lượng.

- Giá thành ngày càng rẻ

- Khảnăng hỗ trợ của hãng sản xuất, nhiều công cụ phát triển

- Bên cạnh lập trình bằng ASM, cấu trúc ARM được thiết kếtương thích C.

- Nguồn tài nguyên về source code, tài liệu, application note…rất lớn trên internet

Tập đoàn ST Microelectronics đã giới thiệu dòng vi điều khiển STM32, sử dụng lõi ARM Cortex-M3 thế hệ mới do ARM thiết kế, mang lại sự cải tiến vượt trội so với lõi ARM7 truyền thống.

Dòng ARM Cortex™-M đại diện cho thế hệ vi xử lý mới, thiết lập tiêu chuẩn cao về hiệu suất và chi phí cho các thiết bị tiêu thụ năng lượng thấp, đồng thời đáp ứng các yêu cầu thời gian thực khắt khe.

3.4.2 Sử dụng Kit phát triển test các ngoại vi trước khi thiết kế

Kit phát triển STM32F407VET6 ARM Cortex-M4 là lựa chọn phổ biến cho việc giảng dạy vi điều khiển ARM tại nhiều trường đại học Với thiết kế ra chân đầy đủ và các ngoại vi cơ bản như USB, MicroSD, Flash, Pin RTC, cùng cổng nạp Jtag tích hợp, kit này mang lại sự tiện lợi cho người dùng Đặc biệt, giá thành phải chăng của nó làm cho kit trở thành sự lựa chọn lý tưởng cho những ai mới bắt đầu khám phá dòng vi điều khiển mạnh mẽ STM32F4.

- Vi điều khiển chính: STM32F407VET6 ARM Cortex-M4

- Nguồn sử dụng: 5VDC từ cổng Mini USB hoặc chân GPIO

- Thiết kếra chân GPIO đầy đủ

- Tích hợp khe thẻ nhớ MicroSD

- Tích hợp bộ nhớ Flash

- Tích hợp khe pin RTC

- Tích hợp cổng nập chuẩn Jtag

- Tích hợp khe cắm mạch RF NRF24L01+

3.4.3 Sử dụng phần mềm STM32CubeMX để hỗ trợ khởi tạo phần cứng, ngoại vi, xung nhịp cho vi điều khiển STM32

Sử dụng phần mềm STM32CubeMX để khởi tạo phần cứng và các ngoại vi mà không gây xung đột kết nối là rất quan trọng Bạn có thể tham khảo thiết kế chuẩn trên kit phát triển để xây dựng các phần cơ bản, đảm bảo chip hoạt động hiệu quả nhất.

3.4.4 Sử dụng Altium thiết kế phần cứng

Sử dụng kiến thức về điện tử tương tự và điện tử công suất, thiết kế mạch nguyên lý cho bộ điều khiển chiếu sáng theo yêu cầu đã phân tích bằng phần mềm Altium.

Khối nguồn (Hình 3.9) bao gồm hai khối chuyển đổi điện áp: từ DC9-36V xuống DC5V và từ DC5V xuống DC3.3V Thiết kế của khối nguồn được thực hiện dựa trên nguyên lý được nêu trong datasheet của các chip nguồn được sử dụng.

+ Diode D1 đểđảm bảo nguồn vào đúng chiều

+ Các tụC2 C3 C4 C5 C23 C29 để lọc nguồn đảm bảo điện áp phẳng giúp các linh kiện hoạt động tốt nhất có thể

+ Hai điện trở R3 R4 có tác dụng phản hồi điện áp ra đảm bảo chip LM2596adj xuất ra điện áp cốđịnh 5V

+ Điện trởR118 và đèn led D33 báo có nguồn 5V, điện trởR37 và đèn led D2 báo có nguồn 3.3V

Hình 3.9 Nguyên lí khối nguồn bộ điều khiển

Khối giao tiếp UART cung cấp tất cả các chân giao tiếp UART qua các header, phục vụ cho việc giao tiếp và mở rộng chức năng của bộ điều khiển Hệ thống bao gồm một bộ UART chuẩn giao tiếp RS232 và một bộ UART chuẩn giao tiếp RS485.

Khối giao tiếp SPI được thiết kế để sử dụng với thẻ nhớ ngoài, bao gồm một chuẩn giao tiếp SPI thứ hai kết hợp với ba khối đo điện năng sử dụng chip ADE7753 theo thông số kỹ thuật từ nhà sản xuất.

Hình 3.10 Nguyên lí giao tiếp thẻ nhớ

Hình 3.11 Nguyên lí giao tiếp ADE7753

Hình 3.12 Nguyên lí giao tiếp ADE7753 trong datasheet[9]

- Khối giao tiếp I2C: Sử dụng chuẩn giao tiếp I2C với chip thời gian thực DS1307

- Khối nhận biết tín hiệu điện áp 220V: thiết kế 4 khối nhận biết có tín hiệu 220V sử dụng cách ly quang

- Khối phân tích ADC: Sử dụng một chân ADC đểđo điện áp acqui trong tủ

Khối chân I/O được trang bị các đèn LED hiển thị trạng thái hoạt động và bao gồm 4 khối relay cách ly, cho phép đóng ngắt điện 220V Ngoài ra, toàn bộ các chân chưa sử dụng được đưa ra jump để dự phòng cho các trường hợp cần bổ sung tài nguyên trong tương lai.

Kết quả: hoàn thành bộđiều khiển gồm 3 mạch PCB

- Mạch led hiển thị và nút nhấn như Hình 3.13

Hình 3.13 Bàn phím và led báo trạng thái

- Mạch điều khiển sử dụng chip stm32f407vet6 gồm: mạch nguồn 9-36VDC sang 5V và 5V sang 3.3V, kết nối thẻ nhớ chuẩn SPI, kết nối DS1307 chuẩn I2C,

6 cổng uart( trong đó 1 cổng chuẩn RS232, 1 cổng chuẩn RS485), toàn bộ chân I/O được đưa ra jump và header để kết nối mở rộng( Hình 3.14)

Hình 3.14 Mạch điều khiển trung tâm

- Mạch mở rộng ngoại vi điều khiển relay, đo điện áp, dòng điện và nhận tín hiệu 220V( Hình 3.15)

Hình 3.15 Mạch mở rộng ngoại vi cách ly

3.4.5 Chọn màn hình giao tiếp với người dùng

Màn hình HMI 4.3 inch cảm ứng điện trở UART Nextion được thiết kế nhằm hỗ trợ người dùng trong việc tạo ra các giao diện điều khiển và hiển thị (GUI) một cách dễ dàng và trực quan.

Hình 3.16 Màn hình HMI Nextion

- Màn hình HMI 4.3 inch cảm ứng điện trở

- Giao tiếp UART mức TTL (3 – 5VDC)

- Có phần mềm thiết kế giao diện đi kèm.

- Có bộ nhớlưu trữ và xử lý hình ảnh

- Giao tiếp UART, với chỉ 2 dây tín hiệu (TX, RX) rất dễ dàng giao tiếp và điều khiển

- Phần phểm thiết kế giao diện trên máy tính Nextion Editor trực quan và dễ sử dụng, giao tiếp với màn hình qua giao tiếp UART

THIẾ T K Ế PH Ầ N M Ề M

Thi ế t k ế ph ầ n m ề m cho chip stm32f4vet6 b ộ điề u khi ể n trung tâm

4.1.1 Nguyên lý tổ chức lập trình

Hình 4.1 Nguyên lí tổ chức code

Tổ chức mã nguồn bằng cách sử dụng các file thư viện c và h giúp phục vụ cho các mục tiêu chức năng riêng biệt Khi cần sử dụng các hàm, chỉ cần include file h, điều này cũng giúp dễ dàng chuyển đổi khi nghiên cứu các dự án khác Nên phân chia các thư viện có chức năng tương tự vào một folder để quản lý và tìm kiếm dễ dàng hơn.

Tạo 2 thư viện global lưu các biến toàn cục và hàm toàn cục( những hàm và biến được sử dụng nhiều, áp dụng trong toàn bộ project)

Tạo thư viện khai báo biến và quản lí biến theo dạng struct như Hình 4.2:

+ Lưu các biến toàn cục quản lí các vòng lặp toàn cục( các vòng lặp được chạy trong hàm main): Flag10ms, Flag100ms, Flag300ms,…

+ Lưu các cấu trúc biến của các ngoại vi được sử dụng trong project: HMIVariablesStruct, RTCVariablesStruct, ModuleSimVariablesStruct,…

- Tạo struct biến ngoại vi quản lí các biến toàn cục sử dụng bởi ngoại vi tương ứng

Việc tạo và thiết lập biến toàn cục mang lại nhiều lợi ích, giúp việc khai báo và tìm kiếm biến trở nên dễ dàng và tập trung hơn Các biến toàn cục chỉ cần được khai báo với từ khóa extern một lần, cho phép sử dụng chúng trong tất cả các file được #include.

Hình 4.2 Tạo struct toàn cục lưu các biến và struct biến

Tạo thư viện khai báo hàm toàn cục đểlưu các hàm chuyển đổi số, chuyển đổi ký tự, các hàm đếm số, đếm ký tự,…

Cấu hình xung nhịp chip với tần số ngắt chính xác 1ms cho hàm SysTick_Handler(void) (Hình 4.3) giúp quản lý các biến toàn cục trong vòng lặp Việc sử dụng các xung nhịp chính xác này quyết định tốc độ xử lý các chức năng trong dự án.

Hình 4.3 Chức năng quan trọng của ngắt SysTick

- Trong hàm main tạo các vòng lặp chính hoạt động dựa vào các biến toàn cục được tăng trong hàm SysTick Ví dụ vòng lặp 300ms như Hình 4.4

Hình 4.4 Ví dụ vòng lặp 300ms trong main

Nguyên lý tổ chức mã trong dự án bao gồm việc sắp xếp các vòng lặp xử lý với thời gian xử lý khác nhau nhằm thực hiện các chức năng đa dạng với mức độ ưu tiên khác nhau Ưu tiên cao nhất được dành cho việc xử lý tín hiệu truyền thông, vì tần suất kiểm tra và xử lý là rất cao và cần nhanh chóng.

Hình 4.5 Nguyên lí vòng lặp while()

Việc tổ chức như hình 4.5 giúp giảm thiểu các hàm delay không cần thiết Trong quá trình làm việc, vi điều khiển sẽ kiểm tra và xử lý các tín hiệu truyền thông hoặc các hàm trong các vòng lặp với thời gian kiểm tra ngắn hơn, thay vì sử dụng delay.

Gồm các thư viện xử lý hệ thống a) Thư viện HardwareManager.c

Gồm các hàm phân tích xử lý hiển thị nguyên nhân chip reset, clock hệ thống b) Thư viện InitSystem.c

- Hàm khởi tạo xung nhịp hệ thống 1ms ngắt SysTick 1 lần

- Hàm khởi tạo các biến toàn cục, khởi tạo các chuỗi, đọc dữ liệu từ bộ nhớ flash

- Hàm chứa các hàm khởi tạo các ngoại vi của chip c) Thư viện Interrupt.c

Gồm các hàm ngắt xử lý ngắt của chip d) Thư viện WatchDog.c

Gồm hàm khởi tạo và hàm reset WatchDog while(1)

Thực hiện các vòng lặp chức năng: 10ms, 100ms, 300ms,

Thực hiện các hàm kiểm tra và xử lý tín hiệu truyền thông

Chức năng khai báo tất cả các biến toàn cục f) Thư viện SystemFunction.c

Gồm tất cả các hàm toàn cục được sử dụng nhiều

Gồm các thư viện xử lý chân điều khiển gpio của vi điều khiển a) Thư viện Led.c

Gồm hàm khởi tạo chân điều khiển led và hàm điều khiển led b) Thư viện GPIO.c

Gồm các hàm khởi tạo và điều khiển các chân gpio của vi điều khiển

Gồm thư viện LightControl_UART.c chứa các vòng lặp điều khiển hệ thống đèn: vòng lặp điều khiển 5000ms như Hình 4.7, vòng lặp điều khiển 100ms như

Hình 4.8 và vòng lặp điều khiển 300ms như Hình 4.13

Thay vì thiết kế một chương trình con có cấu trúc thông thường như bên trái

Hình 4.6 thì em chia nhỏ một chương trình con lớn thành các chương trình nhỏ theo cấu trúc như bên phải Hình 4.6

Hình 4.6 Chương trình con thông thường

Việc thiết kế một chương trình con như trên sẽ có một sốưu nhược điểm như sau

+ Giúp ta loại bỏ các hàm delay không cần thiết

Thay vì chờ đợi các tín hiệu từ các slave bộ điều khiển, người dùng có thể kiểm tra và thực hiện các chương trình con khác, từ đó tăng tốc độ xử lý và nâng cao khả năng đa nhiệm cho bộ xử lý.

+ Khiến cho bộ xử lý không bị ràng buộc phải thực hiện hết chương trình con phức tạp này mới được xửlý chương trình con khác

Nó cải thiện hiệu suất của các chương trình con xử lý ngắt, đảm bảo rằng khi xảy ra ngắt, chỉ cần thiết lập cờ báo và chương trình chính sẽ nhanh chóng thực hiện nhiệm vụ xử lý ngắt.

+ Khó quản lí tuần tự, đòi hỏi việc quản lí các switch case một cách cẩn thận

+ Thời gian delay sấp xỉ gần đúng chứ không tuyệt đối chính xác do thời gian thực hiện các vòng lặp ở trong vòng lặp while

Hình 4.7 Lưu đồ thuật toán 5000ms điều khiển hệ thống đèn

- Lưu đồ xử lý bắt đầu điều khiển toàn hệ thống Hình 4.9

Hình 4.9 B ắt đầu điều khiển toàn hệ thống

- Lưu đồ xử lý kết thúc điều khiển toàn hệ thống Hình 4.10 Trường hợp ControlMode==ControlSystemAgainEnd tương tự

Hình 4.10 Kết thúc điều khiển toàn hệ thống

Lưu đồ xử lý bắt đầu bằng việc bật một nhóm đèn và kết thúc cũng bằng việc bật một nhóm đèn, như được minh họa trong Hình 4.11 Quá trình này sẽ lặp lại cho đến khi điều kiện ControlMode==TurnOnAgainEnd được thỏa mãn, tương tự như cách kết thúc quá trình bật một nhóm đèn.

Hình 4.11 Bắt đầu và kết thúc điều khiển bật một nhóm đèn

Hình 4.12 Lưu đồ xử lý bắt đầu và kết thúc yêu cầu đèn báo cáo trạng thái

Lưu đồ xử lý yêu cầu đèn báo cáo trạng thái bắt đầu và kết thúc, với quy trình lặp lại yêu cầu khi ControlMode==RequireReportAgainEnd Sau mỗi lần lặp, số lần yêu cầu tăng lên 1, và khi vượt quá 2, hệ thống sẽ ngưng và gửi lệnh kết thúc, đồng thời thông báo số đèn lỗi timeout không phản hồi lên server Quá trình này tự động kiểm tra hệ thống mỗi 10 phút để đảm bảo hoạt động bình thường Thư viện LightControl_UART.c không chỉ chứa thuật toán điều khiển đèn mà còn các hàm khai báo uart, truyền tín hiệu và xử lý chuỗi tín hiệu nhận về Bộ điều khiển thực hiện các chức năng điều khiển đèn theo lịch đã được cài đặt, trong đó lịch này là một thời gian biểu thể hiện các chức năng on/off/dimming tại các thời điểm trong ngày Mỗi lịch điều khiển được cấu thành từ các mode, mỗi mode bao gồm thời gian và chức năng, vi điều khiển sẽ kiểm tra và thực hiện chức năng tương ứng với thời gian.

Thuật toán điều khiển hệ thống đèn theo lịch gồm có hai thành phần

- Phần thứ nhất: là một chương trình con được thực hiện 1 giây 1 lần xử lý kiểm tra thời gian thực và thực hiện chức năng như Hình 4.14

Hình 4.14 Lưu đồ thuật toán phần thứ nhất của thuật toán điều khiển hệ thống đèn theo lịch

Hình 4.15 Lưu đồ thuật toán phần thứ hai của thuật toán điều khiển hệ thống đèn theo lịch

Sơ đồ khối chương trình con trong Hình 4.15 mô tả quy trình kiểm tra hệ thống khi bộ điều khiển gặp sự cố và cần reset Sau khi reset, bộ điều khiển sẽ kiểm tra các cờ nhớ thời gian để xác định xem chức năng điều khiển đã hoàn tất hay chưa Nếu chưa, hệ thống sẽ thực hiện lại quá trình điều khiển hoặc thực hiện chức năng theo lịch trình nếu nằm trong khung giờ quy định Nếu quá trình điều khiển đã hoàn tất, bộ điều khiển sẽ tìm kiếm chế độ phù hợp để quyết định xem có cần thực hiện chế độ mới hay không.

Gồm các thư viện xử lý tín hiệu truyền nhận thông qua cổng uart kết nối với màn hình HMI a) Thư viện HMI_UART.c

Gồm hàm khởi tạo, hàm truyền nhận xử lý tín hiệu uart kết nối với màn hình HMI

Nguyên lí nhận tín hiệu uart từ ngắt như Hình 4.16

Hình 4.16 Nguyên lí xử lý tín hiệu nhận trong ngắt uart

Hình 4.17 Lưu đồ thuật toán xử lý dữ liệu nhận được từ cổng uart HMI

Sau khi dữ liệu được đưa vào bộ đệm, bộ xử lý sẽ chờ trong 70ms để kiểm tra xem có dữ liệu mới không Nếu không có dữ liệu mới trong khoảng thời gian này, bộ xử lý sẽ coi như đã nhận xong dữ liệu trong gói và tiến hành xử lý Hàm xử lý dữ liệu trong bộ đệm được thực hiện một lần mỗi chu kỳ trong vòng lặp while của hàm main, nhằm đảm bảo thời gian kiểm tra và xử lý nhanh nhất có thể sau khi nhận gói dữ liệu Hàm ProcessDataFromHMIUART(void) thực hiện xử lý dữ liệu theo cấu trúc switch, trong đó khung dữ liệu truyền từ HMI đến bộ xử lý sẽ tuân theo cấu trúc Header, Data, Footer.

Header bộ xử lý sẽ xác định chương trình con tương ứng để xử lý phần Data hợp lí b) Thư viện HMI_Display.c

Gồm toàn bộ các hàm chương trình con thực hiện chức năng truyền dữ liệu hiển thị nội dung các page lên màn hình HMI

Bài viết này trình bày các thư viện xử lý tín hiệu truyền nhận qua cổng UART, kết nối với module SIM để giao tiếp 4G đến server Nguyên lý giao tiếp với module SIM được giải thích rõ ràng, giúp người đọc hiểu cách thức hoạt động của hệ thống.

Nguyên lí giao tiếp với module sim được thiết kếtương tựnguyên lí điều khiển hệ thống đèn và được biểu diễn như Hình 4.18

Hình 4.18 Lưu đồ thuật toán giao tiếp với module sim b) Thuật toán giao tiếp kết nối module sim

Phần cứng module SIM được thiết kế tách biệt với bộ xử lý, giúp dễ dàng thay thế khi gặp sự cố Module kết nối với bộ xử lý qua cáp gồm 6 dây tín hiệu, bao gồm dây nguồn 5V, dây nối đất, hai dây tín hiệu UART TX và RX, cùng với dây tín hiệu reset và điều khiển ngắt nguồn Thuật toán giao tiếp với module SIM tương tự như thuật toán điều khiển hệ thống đèn, nhưng phức tạp hơn và yêu cầu xử lý nhiều biến Thuật toán này được chia thành ba chương trình con chính: chương trình con xử lý tín hiệu phản hồi từ module SIM, chương trình con xử lý đáp ứng nhanh trong vòng lặp 100ms, và chương trình con thứ hai trong vòng lặp 10000ms.

Trạng thái đăng nhập vào server bước 1 Chờ phản hồi từ moduleSim rồi gửi bản tin

Login lên server Định cấu hình các tham số cho giao thức TCP/IP

Nếu thành công thì chuyển đến bước 5

Nếu thất bại thì chuyển bước 1

Bước 8: Gửi các lệnh khởi tạo lại module Sim sau khi reset module Sim

Hình 4.19 Lưu đồ thuật toán chương trình con trong vòng lặp 100ms

Chờ phản hồi từ module Sim rồi gửi bản tin định kỳ mô tả trạng thái của hệ thống lên server

Trong quá trình giao tiếp, nếu nhận được phản hồi thành công từ server, hệ thống sẽ trở lại trạng thái gửi bản tin định kỳ để mô tả trạng thái hiện tại Ngược lại, nếu phản hồi không thành công, hệ thống sẽ quay lại bước 3 để đăng nhập vào server và thiết lập lại kết nối.

Trạng thái đăng nhập vào server là bước đầu tiên trong quy trình Tiếp theo, gửi lệnh yêu cầu truyền dữ liệu Nếu module Sim không phản hồi sau ba lần gửi lệnh, hãy chuyển sang bước ba.

Bước 1: tăng biến đếm ResetFirmware (Reset module bằng chân RST của module Sim)

Nếu quá 3 thì chuyển bước 2

Nếu chưa thì chuyển bước 3

Bước 2: tăng biến đếm ResetPower(Reset module bằng cách bật tắt chip nguồn module)

Nếu chưa thì chuyển bước 6

Bước 3: Đóng đường truyền Socket

Nếu thành công thì chuyển bước 4

Bước 5: Mở lại đường truyền Socket

Nếu thành công thì quay lại bước 0

Hình 4.20 Lưu đồ thuật toán chương trình con trong vòng lặp 10000ms c) Thư viện ModuleSim_UART.c

Thi ế t k ế giao di ệ n và ph ầ n m ề m cho màn hình HMI

Sử dụng phần mềm Adobe XD để thiết kế giao diện màn hình, kết hợp với Nextion Editor để phát triển phần mềm cho màn hình HMI Bước đầu tiên là tạo giao diện khởi tạo, giúp người dùng dễ dàng tương tác và điều hướng.

Giao diện ban đầu hiển thị logo của công ty Ledtek, nơi đã hỗ trợ em trong việc nghiên cứu thiết kế mô hình Toàn bộ thiết kế trong luận văn đều do em thực hiện Khi thiết bị khởi tạo các chuỗi và đọc dữ liệu từ bộ nhớ, đồng thời chờ module SIM khởi động và kết nối đến server, màn hình HMI sẽ hiển thị giao diện chờ và tiến trình Sau khi hoàn tất các thao tác khởi tạo, màn hình HMI sẽ chuyển sang giao diện tiếp theo.

Hình 4.23 Giao diện logo và giao diện chờ khởi tạo ban đầu b) Giao diện màn hình chính

Giao diện màn hình chính cho phép người dùng điều khiển trực tiếp đèn, nhóm đèn hoặc toàn bộ hệ thống đèn, đồng thời hiển thị quá trình điều khiển một cách rõ ràng.

- Thanh progress cho biết quá trình điều khiển đang đạt bao nhiêu phần trăm (0-100%)

- Total: Hiển thị sốlượng đèn người dùng chọn đểđiều khiển

- Success: Hiển thị sốlượng đèn điều khiển thành công mỗi phiên

- Timeout: Hiển thị sốlượng đèn không phản hồi trong quá trình điều khiển

Hình 4.24 Giao diện màn hình chính c) Giao diện hiển thị kết quảđo các thông sốđiện năng

Giao diện hiển thị kết quảđo các thông sốU, I, P, Q, cosφ của 3 pha như Hình 4.25

Hình 4.25 Giao diện hiển thị kết quả đo các thông số điện năng d) Giao diện bàn phím

Giao diện bàn phím cho phép người dùng nhập vào các thông sốcài đặt cần thiết như Hình 4.26

Hình 4.26 Giao diện bàn phím e) Giao diện cài đặt chung

Giao diện cài đặt chung cho phép người dùng thiết lập lại thời gian ngày giờ và hiển thị số đèn thuộc các nhóm từ 1 đến 5 Người dùng có khả năng phân chia hệ thống đèn thành tối đa 5 nhóm, giúp điều khiển độc lập theo các chương trình khác nhau vào từng thời điểm.

Hình 4.27 Giao diện cài đặt chung f) Giao diện cài đặt đèn cho từng group

Hình 4.28 Giao diện cài đặt đèn cho từng group

Giao diện cài đặt đèn cho từng nhóm giúp người dùng nhận diện các đèn thuộc nhóm cần tìm, đồng thời cho phép thêm hoặc bớt đèn theo nhu cầu điều khiển.

Giao diện hệ thống cung cấp một biểu đồ điều khiển dimming trực quan, cho phép người dùng dễ dàng theo dõi và điều chỉnh các tham số đã cài đặt cho nhóm đèn tương ứng với ngày được chọn Người dùng có thể xem trạng thái của tất cả các đèn trong hệ thống, với cường độ sáng được biểu diễn dưới dạng đồ thị từ 0-100%.

Hình 4.29 Giao diện hệ thống h) Giao diện cài đặt mode

Giao diện cài đặt mode cho phép người dùng nhập và thiết lập các tham số liên quan đến lập lịch điều khiển tự động hệ thống đèn chiếu sáng Giao diện này hiển thị danh sách tất cả các mode đã được cài đặt cùng với các tham số trong từng mode Người dùng có khả năng thay đổi thời gian giờ, phút để thực hiện mode, chọn ngày trong tuần để thực hiện mode đó, và điều chỉnh chức năng điều khiển cho nhóm đèn như bật/tắt hoặc điều chỉnh độ sáng.

Hình 4.30 Giao diện cài đặt lịch

Thi ế t k ế ph ầ n m ề m application server TCP IP Listen

4.3.1 Cấu hình NAT Port cho máy tính và module wifi để tạo server ảo thiết kế và debug ứng dụng TCP IP Listen a Cấu Hình NAT Port cho module wifi Đảm bảo máy tính kết nối đến module wifi thứ nhất kể từ nguồn kết nối internet hoặc nếu máy tính kết nối đến module wifi thứ n thì tất cả các module wifi từ module wifi thứ2 đến n đều phải được cấu hình sử dụng cổng vào là cổng LAN như ví dụ Hình 4.31

Hình 4.31 Ví dụ cài đặt các module Wifi để cấu hình NAT Port

Khi hoàn tất cài đặt và truy cập trang web https://ping.eu/port-chk/, bạn sẽ thấy địa chỉ IP chung của tất cả các thiết bị trong mạng LAN Để trỏ đến máy tính của mình, bạn cần điều chỉnh chức năng forwarding của module wifi Trước khi thực hiện điều này, bạn cần đăng ký chức năng forwarding Nat port với nhà mạng Sau khi hoàn tất đăng ký, bạn có thể tiến hành các bước tiếp theo.

- Đăng nhập vào Wifi 1 theo địa chỉ 192.168.1.1

- Vào NAT chọn Open Ports

- Cài đặt các thông số

+ Source IP: 192.168.1.112 (như trong ví dụ)

+ Start Port: 2590 (có thể chọn bất kỳ Ởđây em lấy ví dụ là 2590)

Một số module wifi cần cài đặt địa chỉ IP trong phần DMZ để hoạt động hiệu quả Để cấp quyền truy cập theo port trên PC, người dùng cần thực hiện các bước hướng dẫn cụ thể.

- Mở Control panel  chọn  chọn

- Tick vào và chọn Next

- Tick và điền 2590 vào phần Specific local ports: như sau rồi chọn Next

- Tick rồi Next cho đến phần đặt tên và chọn Finish

Sau khi hoàn tất cài đặt, bạn có thể sử dụng phần mềm Hercules của HW-group để kiểm tra tính sẵn sàng của cổng port trên máy tính.

Hình 4.32 Sử dụng phần mềm Hercules để kiểm tra đường truyền

Hình 4.32 là giao diện phần mềm Hercules phần TCP Server Phần Port điền

Để kiểm tra địa chỉ IP, bạn cần nhập địa chỉ IP vào phần "IP address" trên trang web [ping.eu](https://ping.eu/port-chk/) sau khi chọn chức năng "Listen".

Nhập 2590 vào ô Port number và nhấn nút xác nhận Nếu trang web trả về thông báo lỗi, quá trình thiết lập chưa thành công; ngược lại, nếu nhận được thông báo thành công, quá trình thiết lập đã hoàn tất.

4.3.2 Sử dụng phần mềm visual studio thiết kế application window form tạo application server a Nguyên lý tổ chức lập trình Ứng dụng TCP IP Listen được tổ chức như Hình 4.33 gồm 4 Form windows: frmCauHinhThietBi, frmDanhSachThietBi, frmMain, frmUpdateFirmware và 7 package: ControlDevices, ConfigDevices, Data, LogData, Messenger, Server, DAO(data access object) là các package chứa các class xử lý dữ liệu

Hình 4.33 Nguyên lý tổ chức lập trình ứng dụng TCP IP Listen (bản phóng to xem ở Phụ lục đính kèm)

Hình 4.34 Giao diện chính của ứng dụng TCP IP Listen

Giao diện chính của ứng dụng TCPIP Listen, như Hình 4.34, được thiết kế đơn giản và trực quan, tập trung vào việc xử lý và thu thập dữ liệu từ thiết bị mà không cần giao diện phức tạp Khi mở ứng dụng, giao diện chính sẽ xuất hiện và kích hoạt sự kiện load, bắt đầu quá trình khởi tạo, mở port và lắng nghe các tín hiệu từ thiết bị Các cài đặt quan trọng liên quan đến địa chỉ port, kết nối cơ sở dữ liệu, thời gian ping và chu kỳ quét dữ liệu được cấu hình trong phần properties của ứng dụng, như thể hiện trong Hình 4.35.

Hình 4.35 Setting các thông số chính của ứng dụng

Khi sự kiện load formMain được kích hoạt, ứng dụng sẽ tải các thông số từ phần cài đặt, kiểm tra kết nối đến cơ sở dữ liệu, kích hoạt timer chính và khởi động server bằng cách gọi hàm Start trong lớp clsProcess thuộc thư mục Server.

Giao diện quản lý thiết bị, như hình 4.36, bao gồm một bảng hiển thị thông tin quan trọng như GSM IMEI, SIM IMEI, tên thiết bị, thời gian đăng nhập, thời gian nhận tin và dữ liệu nhận được sau khi thiết bị kết nối với server Để cập nhật danh sách, người dùng chỉ cần nhấn nút Refresh.

Giao diện quản lý các thiết bị trong FormCauHinhThietBi cho phép kiểm tra các câu lệnh giao tiếp giữa ứng dụng server và thiết bị Giao diện này được thiết kế đặc biệt để phục vụ mục đích kiểm tra, debug và thử nghiệm cho lập trình viên, như minh họa trong Hình 4.37.

Giao diện FormUpdateFirmware (Hình 4.38) cho phép truyền lệnh và dữ liệu phần mềm mới xuống thiết bị, giúp thiết bị tự nạp phần mềm từ xa thông qua ứng dụng TCPIP listen.

Hình 4.38 Giao diện cập nhật phần mềm f Package Entities

Tạo một cơ sở dữ liệu cơ bản trong SQL bao gồm các bảng chính liên quan đến đối tượng như đèn, tủ, người dùng và người quản lý, và phát triển dần theo hình thức mô tả trong Hình 4.39.

Hình 4.39 Cơ sở dữ liệu sql

Trong dự án, thêm một mục Visual C# là ADO.NET Entity Data Model vào phần Data để kết nối với cơ sở dữ liệu SQL Sau khi thực hiện, Visual sẽ tự động tạo một thư mục Entities chứa khối database, cho phép người dùng xem tổng quan các bảng của cơ sở dữ liệu, như thể hiện trong Hình 4.40.

Package 60 chứa tất cả các lớp có phương thức tương tác với cơ sở dữ liệu, bao gồm việc đọc và ghi dữ liệu Trong khi đó, package ConfigDevices chứa lớp clsConfigDevices, với các phương thức xử lý dữ liệu để tạo ra các câu lệnh theo cấu trúc đã được định sẵn, nhằm giao tiếp hiệu quả giữa thiết bị và server, ví dụ như: “@SV0100001…, @SV0200001…”.

KẾ T QU Ả TH Ử NGHI ỆM, ĐÁNH GIÁ VÀ HƯỚ NG PHÁT

Định dạng
Số trang	79
Dung lượng	2,65 MB