Thiết kế và thi công mô hình hệ thống kiểm soát thiết bị tiêu thị điện trong phòng

TÓM TẮT Trong xu phát triển nay, với bùng nổ ngành công nghệ thông tin, điện tử, tự động hóa, IoT (Internet of Things) … Đã làm cho đời sống người ngày hoàn thiện Các thiết bị tự động điều khiển, điện thoại thông minh hay cảm biến giám sát ngày xâm lấn vào đời sống chí ứng dụng nhiều vào việc kinh doanh sản xuất, sống sinh hoạt hàng ngày người Do điện thoại thơng minh giám sát từ xa hỗ trợ cho cơng việc quản lí số ngành dịch vụ chẳng hạn khách sạn trở thành thực Là sinh viên khoa Điện - Điện tử trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, kiến thức học mong muốn thiết kế mơ hình hệ thống giám sát khách vào phịng thơng qua việc sử dụng điện đáp ứng nhu cầu quản lí đại người dùng Chúng tơi định chọn “THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG KIỂM SỐT THIẾT BỊ TIÊU THỤ ĐIỆN TRONG PHÒNG” làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp chúng tơi BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I TÓM TẮT II MỤC LỤC III DANH MỤC HÌNH VII DANH MỤC BẢNG ix CÁC TỪ VIẾT TẮT .X CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.6 BỐ CỤC QUYỂN BÁO CÁO CHƯƠNG 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TỔNG QUAN VỀ IOT 2.1.1 Khái niệm[1] 2.1.2 Đặc tính bản[2] 2.1.3 Cấu phần hệ thống IoT[3] 2.1.4 Ứng dụng 2.1.5 Lợi ích mang lại thách thức 2.2 GIỚI THIỆU VỀ LORA[4] 2.2.1 Khái niệm Lora 2.2.2 Nguyên lý hoạt động LoRa 2.2.3 LoraWan 2.2.4 Kiến trúc hệ thống LoraWAN 11 2.2.5 Làm để kết nối LoraWAN? 12 2.2.6 Các quy định LoRa 12 2.3 2.3.1 TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY BẰNG WIFI[5] 14 Khái niệm 14 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH iii 2.3.2 Nguyên lý hoạt động 15 2.3.3 Một số chuẩn kết nối WiFi phổ biến 15 2.4 CHUẨN GIAO TIẾP UART 16 2.4.1 Giới thiệu[6] 16 2.4.2 Sơ đồ UART[7] 16 2.4.3 Các thông số truyền nhận UART:[7] 17 2.4.4 Các ứng dụng UART[8] 18 2.4.5 Ưu điểm nhược điểm UART[8] 18 2.5 Module wifi ESP8266 v1 18 2.5.1 Giới thiệu[9] 18 2.5.2 Đặc điểm[9] 19 2.5.3 Tập lệnh AT ESP8266 (Attention Command)[10] 20 2.6 VI ĐIỀU KHIỂN PIC 21 2.6.1 Giới thiệu vi xử lí vi điều khiển[11] 21 2.6.2 PIC 18F4550[11] 22 2.6.3 PIC 16F886[12] 24 2.6.4 Ngôn ngữ lập trình Vi điều khiển[13] 27 2.7 Mạch thu phát RF UART Lora E32-TTL-500 28 2.7.1 Sóng RF 28 2.7.2 Mạch thu phát RF UART LORA E32-TTL-500[14] 28 2.8 Cảm biến dòng CT103U 5A/2.5mA 31 2.8.1 Cảm biến dòng[15] 31 2.8.2 Cảm biến dòng điện CT103U 5A/2.5mA 33 2.9 LCD 20x4 LCD 16x2 33 2.9.1 Khái niệm 33 2.9.2 Thông số kỹ thuật 34 2.10 Hệ Thống server 35 2.10.1 Thingspeak[16] 35 2.10.2 Tạo Server Thingspeak[17] 35 2.11 ANDROID APP 38 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH iv 2.11.1 Ngơn Ngữ Lập Trình JAVA 38 2.11.2 Ngơn Ngữ Lập Trình XML 39 2.12 MẠCH NGUỒN HẠ ÁP LM2576 40 2.12.1 Giới thiệu 40 2.12.2 IC LM 2576 40 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ 41 3.1 GIỚI THIỆU 41 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 41 3.2.1 Yêu cầu hệ thống 41 3.2.2 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 42 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG 51 4.1 GIỚI THIỆU 51 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 51 4.2.1 Thi công bo mạch 51 4.2.2 Lắp ráp kiểm tra 55 4.3 THI CƠNG MƠ HÌNH 55 4.3.1 4.4 Thi cơng mơ hình 55 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 57 4.4.1 Lưu đồ hoạt động 57 4.4.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 66 4.4.3 Phần mềm lập trình cho điện thoại Android 70 4.5 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 75 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng 75 4.5.1 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 79 5.1 GIỚI THIỆU 79 5.2 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 79 5.3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 81 5.3.1 Cấp nguồn kết nối Wifi cho board mạch điều khiển pic 18 81 5.3.2 Kết nối cảm biến vào chân ADC mạch điều khiển pic 16 82 5.3.3 Kết nối Master với Slave 83 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH v Đăng nhập ứng dụng điện thoại thực giám sát trạng 5.3.4 thái phòng 84 5.4 NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ 85 5.4.1 Nhận xét 85 5.4.2 Đánh giá 85 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 PHỤ LỤC 90 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH vi DANH MỤC HÌNH Chương 2: Cơ sở lý thuyết Hình 2.1: Minh họa hệ thống IoT Hình 2: Mơ hình kiến trúc IoT Hình 3: Cấu trúc hệ thống Lora Hình 4: Một Lora Sensors node hãng Advantech 11 Hình 5: Nguyên lý hoạt động WiFi 15 Hình 6: Giao tiếp UART 16 Hình 7: Sơ đồ khối UART 17 Hình 8: Sơ đồ chân ESP8266 V1 20 Hình 9: Sơ đồ khối hệ thống vi xử lý 22 Hình 10: Vi điều khiển PIC 18F4550 23 Hình 11: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC 18F4550 23 Hình 12: Vi điều khiển PIC 16F886 25 Hình 13: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC 16F886 26 Hình 14: Mạch thu phát RF UART LORA E32-TTL-500 29 Hình 15: Sơ đồ mạch giao tiếp RF UART 31 Hình 16: Cấu tạo biến dòng 32 Hình 17: Cảm biến dịng điện CT103U 5A/2.5mA 33 Hình 18: Hình ảnh thực tế LCD 20x4 16x2 34 Hình 19: Trang chủ Thingspeak 36 Hình 20: Giao diện tạo tài khoản Thingspeak 36 Hình 21: Giao diện tạo Channels Thingspeak 37 Hình 22: Giao diện thẻ API Keys 38 Hình 23: IC LM2576 40 Hình 24: Biểu tượng phần mềm CCS 66 Hình 25: Giao diện mơi trường lập trình CCS 67 Chương 3: Tính tốn thiết kế Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống 42 Hình 2: Sơ đồ nguyên lý khối xử lý trung tâm PIC 18f4550 44 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH vii Hình 3: Sơ đồ nguyên lý khối xử lý trung tâm PIC 16f886 44 Hình 4: Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến 46 Hình 5: Dạng sóng trước sau lắp tụ với tải phi tuyến 46 Hình 6:Mạch thu-phát Lora giao tiếp vi điều khiển pic 16 pic 18 47 Hình 7: Module wifi ESP8266 V1 giao tiếp với PIC 18F4550 47 Hình 8: LCD 20x4 LCD 16x2 giao tiếp với vi điều khiển 48 Hình 9: Mạch hạ áp 12VDC - 5V 49 Hình 10: Sơ đồ nguyên lý mạch gửi 50 Hình 11: Sơ đồ nguyên lý mạch nhận 50 Chương 4: Thi công hệ thống Hình 1: Sơ đồ mạch in mạch gửi (mặt - dưới) 51 Hình 2: Sơ đồ mạch in mạch nhận (mặt - dưới) 52 Hình 3: Mạch nhận (mặt - dưới) 53 Hình 4: Mạch gửi (mặt - dưới) 54 Hình 5: Mạch nhận hàn linh kiện (mặt - dưới) 54 Hình 6: Mạch gửi hàn linh kiện (mặt - dưới) 54 Hình 7: Mơ hình thực tế (mặt trước - sau) 56 Hình 8: Lưu đồ chương trình khối điều khiển trung tâm pic 18 57 Hình 9: Lưu đồ chương trình khởi tạo hệ thống 58 Hình 10:Lưu đồ chương trình nhận liệu từ phịng 59 Hình 11:Lưu đồ chương trình gửi liệu qua esp 60 Hình 12: Lưu đồ chương trình khối điều khiển pic 16 tầng 61 Hình 13: Lưu đồ chương trình khối điều khiển pic 16 tầng 62 Hình 14: Lưu đồ chương trình khối điều khiển pic 16 tầng 63 Hình 15: Lưu đồ chương trình khối điều khiển pic 16 tầng 64 Hình 16: Lưu đồ hoạt động chương trình App Android 65 Hình 17: Giao diện hình đầu Android Studio 71 Hình 18: Một project bình thường Android Studio 71 Hình 19: Lưu đồ quy trình thao tác, lắp đặt cho người sử dụng 76 Hình 20: Màn hình kết nối tới wifi 77 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH viii Hình 21: Màn hình chờ lệnh hoạt động 77 Hình 22: Màn hình kết hiển thị trạng thái 78 Chương 5: Kết quả_nhận xét_đánh giá Hình 1: Màn hình thơng báo kết nối wifi thất bại 81 Hình 2: Màn hình lúc hệ thống kết nối server 82 Hình 3: Kết nối cảm biến với mạch điều khiển pic 16 tầng 82 Hình 4: Giá trị dịng điện đo từ cảm biến đồng hồ ampe kìm 83 Hình 5: Kết nối tín hiệu mạch điều khiển pic 16 mạch điều khiển pic 18 84 Hình 6: Màn hình giám sát trạng thái điện thoại 84 DANH MỤC BẢNG Chương 2: Cơ sở lý thuyết Bảng 1: Các tập lệnh AT 21 Bảng 2: Thông số kỹ thuật PIC 18F4550 23 Bảng 3: Thông số kỹ thuật PIC 16F886 25 Bảng 4: Thông số RF UART LORA E32-TTL-500 29 Bảng 5: Các chế độ làm hoạt động RF UART LORA E32-TTL-500 30 Bảng 6: Các chân LCD 34 Chương 3: Tính tốn thiết kế Bảng 3.1:Tính tốn dịng điện sử dụng mạch điều khiển pic 16 48 Bảng 3.2: Tính tốn dịng điện sử dụng mạch điều khiển pic 18 49 Chương 4: Thi công hệ thống Bảng 4.1: Danh sách linh kiện mạch gửi 51 Bảng 4.2: Danh sách linh kiện mạch nhận 52 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ix CÁC TỪ VIẾT TẮT A-MSDU Aggregation – MAC Service Data Units A-MPDU Aggregation – MAC Protocol Data Unit AES Advanced Encryption Standard AP Access point APP Application APSD Automatic Power Save Delivery ARP Address Resolution Protocol ASCII American Standard Code for Information Interchange AWS Amazon Web Services CPU Central Processing Unit DC Direct Current DCE Data Communication Equipment DTE Data Terminal Equipment EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory EUSART Enhanced Universal Asynchronous Receiver Transceiver FTP File Transfer Protocol GPIO General - purpose input/output GPS Global Positioning System GSM Global System for Mobile Communications HTML HyperText Markup Language HTTP HyperText Transfer Protocol ICMP Internet Control Message Protocol IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers IP Internet Protocol I/O Input/Output BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH x IoT Internet of Things ISM Industrial Scientific Medical I2C Inter-Integrated Communication JS JavaScript LAN Local area network LCD Liquid crystal display LNA Low-noise amplifier LPWAN Low-Power Wide Area Network LSB Least Significant Bit MCU Multipoint Control Unit MNO Mobile Network Operator MIMO Muliple Input, Multiple Output MRI Magnetic Resonance Imaging MSB Most Significant Bit M2M Machine-to-Machine OSI Open Systems Interconnection PCB Printed Circuit Board PIC Peripheral Interface Controller PLL Phase Locked Loop POP3 Post Office Protocol PWM Pulse Width Modulation RF Radio Frequency RISC Reduced Instructions Set Computer SDIO Secure Digital Input Output SLA Service level Agreement SMS Short Message Service SMTP Simple Mail Transfer Protocol SNMP Simple Network Management Protocol SoC System on Chip BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH xi Chương 5: Kết quả_nhận xét_đánh giá Trong q trình thi cơng cho tầng gửi liệu độc lập slave nhóm gặp phải vấn đề liệu có phịng gửi vịng giây Để không bị liệu truyền tải liệu đến Slave nhóm lập trình cho tầng hoạt động cách tuần tự, tầng quét xong gửi liệu cho tầng Kết liệu không bị thất lạc bên nhận Hình 4: Giá trị dịng điện đo từ cảm biến đồng hồ ampe kìm Đo dịng điện sử dụng biến dòng CT103U với giá thành rẻ nhiều so với cảm biến dòng khác ACS712 Nhóm tiến hành thiết kế mạch đo dịng điện giá trị dòng điện đo với sai số từ 0.03 - 0.08 so với giá trị đồng hồ ampe kìm đo 5.3.3 Kết nối Master với Slave Khi ADC vi điều khiển pic 16 đo giá trị dòng điện so sánh với giá trị đặt trước để đưa trang thái phịng Có trạng thái thay đổi gửi tín hiệu mạch điều khiển pic 18 sau gửi trạng thái lên server Q trình gửi liệu khoảng giây Trong trình thử nghiệm hệ thống khơng bị liệu BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 83 Chương 5: Kết quả_nhận xét_đánh giá Hình 5: Kết nối tín hiệu mạch điều khiển pic 16 pic 18 5.3.4 Đăng nhập ứng dụng điện thoại thực giám sát trạng thái phịng Hình 6: Màn hình giám sát trạng thái điện thoại BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 84 Chương 5: Kết quả_nhận xét_đánh giá Khi truy cập thành công vào ứng dụng hình giám sát trạng thái 16 phịng Tại đây, người sử dụng giám sát có hoạt động tiêu thụ điện phịng hay khơng Nếu trạng thái màu xanh có thiết bị tiêu thụ điện phịng, màu đỏ khơng có thiêt bị tiêu thụ điện phịng Có nút nhấn cập nhật trạng thái Khi nhấn nút ứng dụng truy cập vào sở liệu Internet đọc hiển thị hình giao diện người dùng Thời gian khoảng 1.5 giây 5.4 NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ 5.4.1 Nhận xét Sau thời gian 15 tuần nghiên cứu thực đề tài, mạch đáp ứng yêu cầu thiết kế ban đầu Dưới số nhận xét: Ưu điểm: - Thao tác giám sát điều khiển đơn giản, dễ sử dụng - Đo lường thơng số dịng điện xác - Hiển thị thông số trực tiếp bo mạch giúp cho việc kiểm tra, phát hiên lỗi sửa chữa dễ dàng - Khoảng cách truyền Lora xa, 1.5 km mơi trường có vật cản km môi trường không vật cản - Ứng dụng giám sát điện thoại rõ ràng, dễ thao tác Khuyết điểm: - Để giám sát thiết bị điện từ xa cần phải có mạng Internet, tốc độ đáp ứng hệ thống chưa cao phải phụ thuộc nhiều vào mạng Internet server - Chưa thể đồng với liệu đặt phòng khách sạn để cảnh báo app 5.4.2 Đánh giá Sau trình vận hành thử hệ thống, nhóm có đánh giá sau đây: Hệ thống hoạt động mục tiêu đề ban đầu ổn định Mô hình có tính thẩm mỹ, an tồn dễ sử dụng Tuy nhiên thời gian đáp ứng chưa nhanh với nhu cầu người sử dùng để giám sát từ xa BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 85 Chương 5: Kết quả_nhận xét_đánh giá thiết bị phịng có hoạt động khơng, việc kiểm sát bất chợt, rãnh nên hệ thống đáp ứng với nhu cầu người dùng Đặc biệt hệ thống sử dụng khơng phải trả phí định kỳ cho việc lưu liệu Internet Thời gian kể từ ADC đọc liệu gửi thành công lên server khoảng giây BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 86 Chương 6: Kết luận hướng phát triển Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN KẾT LUẬN 6.1 Sau khoảng thời 15 tuần nghiên cứu tìm hiểu, nhóm hồn thành đồ án thi cơng mơ hình theo u cầu đặt ban đầu Trong q trình thực hiện, nhóm thu kết định - Sản phẩm đạt yêu cầu giám sát dòng điện đo được, trạng thái phịng thơng qua hình hiển thị Internet - Khả truyền không dây giữ nodes qua Lora với bán kính Km - Khả giao tiếp vi điều khiển PIC module esp8266 gửi liệu khoảng 2,8 giây - Sản phẩm đạt yêu cầu giám sát bao gồm:  Giám sát qua app Android: trạng thái tất phòng  Giám sát bo mạch từ LCD hiển thị HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.2 - Kết nối với server có tốc độ cập nhật nhanh mua server - Có khả đồng với liệu đặt phòng khách sạn - Thêm chức xem lại thời gian chuyển đổi trạng thái phịng - Thêm camera giám sát ngơi nhà thơng qua web android - Tính tốn thơng số để lắp đặt cho thiết bị thực tế khách sạn BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 87 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Văn Ca Trương Quang Phúc, “Cơ sở ứng dụng Internet of Things”, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM, 2017 [2] Phạm Minh Tuấn, Ebook “Internet Of Things (IoT): cho người bắt đầu” [3] http://khoahocphattrien.vn/cong-nghe/4-cau-phan-cua-internet-ofthings.htm, “4 cấu phần internet of things” Truy cập ngày 05/05/2020 [4] https://smartfactoryvn.com/technology/internet-of-things/tim-hieu-ve-congnghe-lora-va-cach-hoat-dong/, “Lora ? Ứng dụng Lora LoraWAN ?” Truy cập ngày 05/05/2020 [5] https://internetvnpt.com.vn/wifi-la-gi/, “Wifi gì? Nguyên lý hoạt động wifi sao?” Truy cập ngày 05/05/2020 [6] https://mualinhkien.vn/lap-trinh-pic-bai-9-giao-tiep-uart-voi-may-tinh,“[ Lập Trình Pic] Bài 9: Giao tiếp UART với máy tính” Truy cập ngày 05/05/2020 [7] https://cmcdistribution.com.vn/kien-thuc-cnc/giao-tiep-uart-la-gi-ung-dungcua-uart-trong-cuoc-song, “Giao tiếp UART gì? Ứng dụng UART sống” Truy cập ngày 05/05/2020 [8] https://advancecad.edu.vn/khai-niem-co-ban-ve-truyen-thong-uart-so-dokhoi-ung-dung/, “Khái niệm truyền thông UART, sơ đồ khối, ứng dụng” Truy cập ngày 05/05/2020 [9] https://vidieukhien.xyz/2014/10/30/esp8266-wifi-module-hien-thi-thongtin-thoi-tiet-len-lcd-esp8266-weather-display/, “ESP8266 wifi moduleHiển thị thông tin thời tiết lên LCD (ESP8266 weather display)” Truy cập ngày 05/05/2020 [10] http://arduino.vn/bai-viet/1219-tap-lenh-voi-esp8266, “Tập lệnh AT với ESP8266” Truy cập ngày 05/05/2020 [11] Nguyễn Đình Phú, “Giáo trình vi xử lý – Vi điều khiển pic”, NXB Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, 2016 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 88 Tài liệu tham khảo [12] https://www.microchip.com/wwwproducts/en/PIC16F886#additionalfeatures, “PIC16F886” Truy cập ngày 05/05/2020 [13] http://itprotraining.vn/vi/lap-trinh-c-1, “Lập trình C” Truy cập ngày 06/05/2020 [14] https://vietnamese.alibaba.com/product-detail/e32-ttl-500-lora-sx1278sx1276-433mhz-low-cost-rf-transceiver-module-60465228455.html, “E32TTL-500 LoRa SX1278/SX1276 433 MHz ” Truy cập ngày 06/06/2020 [15] https://thietbitudong.com.vn/bo-bien-dong-la-gi/, “Bộ Biến Dịng Là Gì” Truy cập ngày 06/05/2020 [16] https://thingspeak.com/pages/commercial_learn_more?EnvironmentalMoni toring, “ThingSpeak for IoT” Truy cập ngày 06/05/2020 [17] https://epcb.vn/blogs/news/esp8266-thingspeakserver-gui-du-lieu-lenthingspeakserver-su-dung-esp8266, “[ESP8266 HTTP Client] Gửi Dữ Liệu Lên ThingSpeak Server Sử Dụng ESP8266” Truy cập ngày 06/05/2020 [18] https://freetuts.net/java-la-gi-gioi-thieu-ngon-ngu-java-1023, “JAVA giới thiệu ngơn ngữ JAVA” Truy cập ngày 06/05/2020 [19] https://www.codehub.vn/XML-Co-Ban/Gioi-Thieu, “XML bản” Truy cập ngày 06/05/2020.4 [20] https://sites.google.com/site/dongvidieukhienpic/trinh-bien-dich-ccs, “Trình biên dịch CCS” Truy cập ngày 06/05/2020 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 89 Phụ lục PHỤ LỤC Một số tập lệnh AT Bảng 1: Các lệnh AT chung Kiểm tra lệnh, trả "OK" AT AT Khởi động lại module AT+RST AT+RST Truy vấn phiên Firmware AT+GMR AT+GMR Bảng 2: Các lệnh AT cấu hình Module Wifi AT+CWMODE Cài đặt chế độ = = Station 2= Access Point = Both Truy vấn chế độ cài đặt AT+CWMODE Truy vấn chế độ cài đặt =? AT+CWMODE? AT+CWMODE? AT+CIPMUX = Cài đặt số lượng kênh kết nối AT+CWMODE=1 AT+CWMODE=? 0=1 kênh kết nối 1= Nhiều kênh kết nối = transparent = Data AT+CIPMUX=1 AT+CIPMODE Cài đặt chế độ AT+CIPMODE=1 liệu = Truy vấn chế độ AT+CIPMODE? AT+CIPMODE? liệu cài đặt Bảng 3: Các lệnh AT Module Wifi cầu hình Station/ client Kêt nối với AT+CWJAP =, mạng wifi AT+CWJAP? AT+CWLAP AT+CWQAP AT+CIFSR ssid "SSID" AT+CWJAP = pass "MLAB", "1235678" "password" Truy vấn mạng wifi kết nối Truy vấn mạng wifi kết nối Đóng kết nối wifi với Access Point Xem địa IP module BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH AT+CWJAP? AT+CWLAP AT+ CWQAP AT+CIFSR 90 Phụ lục Bảng 4: Các lệnh AT với Module Wifi cấu hình Access Point ssid "SSID" pass "password" chan "channel" AT+CWSAP Cài đặt enc "Encryption" =, thông số cho (0 = Open 1=WEP , Access Point 2= WPA_PSK , enc> 3= WPA2_PSK 4=WPA_WPA2_PSK) Xem cài đặt AT+CWSAP? Access Point Danh sách AT+CWLIF station kết nối AT+CWSAP="MLAB", "12345678",5,3 AT + CWSAP? AT + CWLIF Phân loại sóng RF dựa tần số Bảng 5: Phân loại tần số Tần số Bước sóng Tên gọi Viết tắt Công dụng 30 – 300 Hz 10^4 km 10^3 km Tần số ELF thấp Chứa tần số điện mạng xoay chiều, tín hiệu đo lường từ xa tần thấp 300 – 3000 Hz 10^3 km100 km Tần số VF thoại Chứa tần số kênh thoại tiêu chuẩn – 30 kHz 100 km 10 km Tần số VLF thấp Chứa phần dải nghe tiếng nói Dùng cho hệ thống an ninh, quân sự, chuyên dụng, thông tin nước (tàu ngầm) 30 – 300 kHz 10 km - km Tần số LF thấp Dùng cho dẫn đường hàng hải hàng không 300 kHz MHz km - 100 m Tần số MF trung bình Dùng cho phát thương mại sóng trung (535 – 1605 kHz) Cũng dùng cho dẫn đường hàng hải hàng không 3- 100 m - 10 m Tần số HF Dùng thông tin vô tuyến BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 91 Phụ lục 30 MHz cao chiều với mục đích thơng tin cự ly xa xuyên lục địa, liên lạc hàng hải, hàng không, nghiệp dư, phát quảng bá 30 300 MHz 10 m - m Tần số VHF Dùng cho vô tuyến di động, thông cao tin hàng hải hàng không, phát FM thương mại (88 đến 108 MHz), truyền hình thương mại (kênh đến 12 tần số từ 54 216 MHz) 300 MHz - GHz m - 10 cm Tần số UHF Dùng cho kênh truyền hình cực thương mại từ kênh 14 đến kênh 83, cao dịch vụ thông tin di động mặt đất, di động tế bào, số hệ thống radar dẫn đường, hệ thống vi ba vệ tinh 3– 30 GHz 10 cm - cm Tần số SHF siêu cao Chủ yếu dùng cho vi ba thông tin vệ tinh 30 – 300 GHz cm - 1mm Tần số EHF cao Ít sử dụng thơng tin vô tuyến Module Lora a Chế độ hoạt động module Lora Module cấu hình truyền nhận liệu hai chế độ: - Fixed mode: Module giao tiếp với module khác khác tầnsố phát với module truyền cần biết địa tần số có hai module truyền nhận với - Broadcast mode: Chế độ trái ngược hoàn toàn với fixed mode, module truyền tất module cấu hình chế độ broadcast mode có tần số phát nhận đượ liệu BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 92 Phụ lục b Phần mềm cấu hình cho Module LORA E32-TTL-500 nhà sản xuất Sau đưa Module Mode (Sleep) ta kết nối Module với USB TTL bật phần mềm lên Nếu kết nối thành cơng ta thấy giao diện giống hình phía trên: Click chọn “GetParam” để đọc thông số cấu hình Module Chọn thơng số cần cấu hình như: Address, Channel, tốc độ baudrate, parity,… sau click vào tùy chọn “SetParam” để lưu cấu hình cài đặt vào nhớ Epprom Hình Giao diện phần mềm cấu hình cho Module LORA Code chương trình a Mạch điều khiển pic 18f4550 void clear_mem_lora(void) { for (int16 mem_loop = 0; mem_loop < 10; mem_loop++) { if (lora_buff[mem_loop] == '\0') break; else lora_buff[mem_loop] = '\0'; } } BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 93 Phụ lục VOID UART_ISR() { clear_mem_lora(); C = GETC(); IF(C=='Z') EN=0; IF(C=='A') { EN=1; I=0; } IF(EN==1&&C!='A') { lora_buff[I]= C ; I++; } } void clear_mem(void) { for (int16 mem_loop = 0; mem_loop < 100; mem_loop++) { if (wifi_buff[mem_loop] == '\0') break; else wifi_buff[mem_loop] = '\0'; } n = 0; } void send_data1N(int id) //, char *data { // AT+CIPSEND= , //truyen du lieu toi server int1 OK = False; char *write = ">"; char *send_ok="SEND OK"; for (int loop = 0; loop < 5; loop++) { clear_mem(); fprintf(WIFI_ESP, AT_SEND); fprintf(WIFI_ESP, "=%u", id); fprintf(WIFI_ESP, ",%lu",46); // fprintf(WIFI_ESP, CRLF); for (int mem_loop = 0; mem_loop < 150; mem_loop++) { wifi_buff[n] = timed_getc(); n++; if (n > 150) n = 0; if (timeout_error) break; } char *pch = strstr(wifi_buff, write); BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 94 Phụ lục IF(pch) { OK = TRUE; printf(LCD_PUTC, "\fSEND >\nPHONG1 = ON"); printf(LCD_PUTC, " ***STATUS***"); clear_mem(); fprintf(WIFI_ESP, PHONG1N); fprintf(WIFI_ESP, CRLF); for (int mem_loop = 0; mem_loop < 150; mem_loop++) { wifi_buff[n] = timed_getc(); n++; if (n > 150) n = 0; if (timeout_error) break; } char *sent = strstr(wifi_buff, send_ok); IF(sent) { OK = TRUE; printf(LCD_PUTC, "\fSEND OK\nPHONG1 = ON"); printf(LCD_PUTC, " ***STATUS***"); break; } } else { OK = FALSE; printf(LCD_PUTC, "\fSEND FAIL!\nloop=%u", loop); printf(LCD_PUTC, " ***STATUS***"); } delay_ms(100); } } void join_AP(unsigned char *ssid, unsigned char *password) //Thuc hien mot lan vi khoi dong lai se tu ket noi { //AT+CWJAP="ssid","password" //cai dat ket noi voi 1wifi nha int1 OK = False; char *oks = "OK"; for (int loop = 0; loop < 3; loop++) { timeout_error_count = 0; printf(LCD_PUTC, "\fCn to:%s\nLan %u", ssid, loop); clear_mem(); fprintf(WIFI_ESP, AT_JOIN_AP); fprintf(WIFI_ESP, "=\"%s\"", ssid); fprintf(WIFI_ESP, ",\"%s\"", password); fprintf(WIFI_ESP, CRLF); Long LONG timeout; timeout = 0; WHILE(!kbhit(WIFI_ESP) && (++timeout < 3000000)) //30 second BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 95 Phụ lục { delay_us(10); if (timeout % 3000 == 0) { timeout_error_count++; lcd_gotoxy(10, 2); int pos = timeout_error_count % 4; if (pos == 0) printf(LCD_PUTC, " "); if (pos == 1) printf(LCD_PUTC, " "); if (pos == 2) printf(LCD_PUTC, " "); if (pos == 3) printf(LCD_PUTC, " "); } } for (int mem_loop = 0; mem_loop < 150; mem_loop++) { wifi_buff[n] = timed_getc(); n++; if (n > 150) n = 0; if (timeout_error) break; } char *pch = strstr(wifi_buff, oks); IF(pch) { OK = TRUE; printf(LCD_PUTC, "\fCnt To:%s\nLoop=%u", ssid, loop); break; } ELSE { printf(LCD_PUTC, "\fCn To:%s\nError!", ssid); } delay_ms(100); } } b Mạch điều khiển pic 16f886 VOID SEND_DATA_1N() { PUTC('A'); PUTC('0' ); PUTC('1' ); PUTC('1'); PUTC('Z'); BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 96 Phụ lục DELAY_MS(100); } void current1_READ(void) { set_adc_channel(0); for(i=0; i