(Đồ án hcmute) giám sát và điều khiển thiết bị sử dụng kit mydaq

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ SỬ DỤNG KIT MYDAQ GVHD: ThS.NGUYỄN NGÔ LÂM SVTH: ĐẶNG XUÂN VƯƠNG MSSV: 11119206 SVTH: BÙI QUỐC TÍN MSSV: 10119129 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ SỬ DỤNG KIT MYDAQ SVTH : ĐẶNG XUÂN VƯƠNG MSSV: 11119206 BÙI QUỐC TÍN MSSV: 10119129 Khóa : 2011 – 2015 Ngành : Công nghệ kỹ thuật máy tính GVHD: ThS.NGUYỄN NGƠ LÂM Tp Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2016 an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên : Đặng Xuân Vương Ngành MSSV: 11119206 Bùi Quốc Tín MSSV: 10119129 : Cơng nghệ kỹ thuật máy tính Lớp : 11119CL2 Tên đề tài: GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ SỬ DỤNG KIT MYDAQ Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Ngô Lâm NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: i an Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên : Đặng Xuân Vương Bùi Quốc Tín Ngành : Cơng nghệ kỹ thuật máy tính MSSV: 11119206 MSSV: 10119129 Lớp : 11119CL2 Tên đề tài: GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ SỬ DỤNG KIT MYDAQ Họ tên giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: iii an Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) iv an LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập, quan tâm giúp đỡ tận tình quý thầy (cô), ban giám hiệu nhà trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh người thực đề tài xin gửi lời cảm ơn chân thành tới quý thầy cô ban giám hiệu, quý thầy cô khoa Điện - Điện tử, khoa Chất Lượng Cao đặc biệt thầy cô môn Điện Tử Viễn thông, thầy cố vấn lớp dậy bảo tận tình giúp đỡ người thực đề tài suốt trình học tập trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Đặc Biệt nhóm sinh viên thực đề tài xin phép chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy hướng dẫn đồ án ThS.Nguyễn Ngô Lâm định hướng trao đổi kinh nghiệm quý báu để nhóm thực đề tài hoàn thành nội dung đề tài cách hoàn chỉnh nhất, tạo điều kiện thuận lợi từ sở vật chất nghiên cứu góp ý quý báu cho nhóm để nhóm thực đề tài thực hồn thành tốt đề tài Nhóm thực đề tài xin trân trọng cảm ơn thầy(cô) trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh nói chung thầy(cơ) khoa Điện – Điện Tử nói riêng tận tình truyền đạt kiến thức tảng để từ nhóm thực đề tài Cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn sinh viên lớp trao đổi, góp ý tạo điều kiện thuận lợi mặt vật chất tinh thần để nhóm sinh viên thực đề tài hồn thành cách tốt đẹp Mặc dù có nhiều cố gắng nỗ lực thực hiện, kiến thức khả thân nhiều hạn chế nên trình thực đề tài khơng thể tránh khỏi sai phạm, thiếu sót… Rất mong nhận góp ý, dẫn từ hội đồng bảo vệ, quý thầy cô bạn sinh viên Nhóm thực đề tài Đặng Xuân Vương Bùi Quốc Tín vi an TĨM TẮT Trong thời kì cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước ln phát triển không ngừng, khoa học kĩ thuật nước ta cần phải bắt kịp xu hướng chung giới không muốn bị tụt hậu Các thiết bị công nghệ điện tử đổi phát triểnhiện đa số kit lập trình ngơn ngữ truyền thống “kí tự” C, Python… kể tên số kit sử dụng ngôn ngữ truyền thống Arduino, Raspberry Pi, Xbee… Và sau thảo luận, nhóm thực đề tài định thực nghiên cứu kit myDAQ hãng Nation Instruments, kit chưa có nhiều đề tài thực nghiên cứu kit Đề tài mà nhóm định thực là: “Ứng dụng LabVIEW kit myDAQ vào mô giám sát điều khiển thiết bị”.Tuy đề tài theo dõi điều khiển thiết bị mới, nhiều nhóm đề tài thực hiện, với kit myDAQ nhóm thực đề tài hy vọng tiên phong việc sử dụng kit myDAQ để thực đề tài Một điểm đề tài lập trình phần mềm LabVIEW, khơng phải lập trình ngơn ngữ truyền thống mà lập trình ngơn ngữ “hình ảnh”, có tính tư duy, trừu tượng Đề tài nhóm thực đề tài dựa hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Ngơ Lâm, hỗ trợ thiết bị nhà trường, cơng ty Nation Instruments, qua tìm hiểu mạng, thông tin datasheet số linh kiện điện tử song kiến thức có hạn, kinh nghiệm cịn hạn chế nên trình thực đề tài cịn nhiều thiếu sót Nhóm thực đề tài mong nhận góp ý hội đồng bảo vệ, thầy cơ, bạn sinh viên để nâng cao chất lượng đồ án vii an ABSTRACT During the technology is always progressive, scientific and technological background of our country also needs to catch up with the trend of the world pass them The circuit, electronic devices innovates, develops, now majority kit are programming language is the "characters" like C, C ++, could name some kit uses language TV That system is Arduino, Nexys And after discussion, to implement the project team has decided to carry out research on its myDAQ kit Nation Instruments, this is quite new kit and not have many topics to conduct research on kit The theme that the team decided to is: "Using LabVIEW and the model kit myDAQ monitoring and control equipment." Still riding theme is not so new, many groups have been the subject of implementation, but with myDAQ kit is pretty new and in the new location of the subject that is programmed with the LabVIEW software, not the programmer their traditional language programming language that "image", taking their thinking, more abstract Group to implement the project hopes to be a pioneer in using myDAQ kit to perform the subject This topic is heading to implement the project based on the dedicated guidance of Nguyen Ngo Lam, as well as the support of the school's facilities, corporate Nation Instruments, through searching the internet, information datasheet some electronic components, but due to limited knowledge, limited experience in the process to implement the project was flawed Group to implement the project hopes to receive input from the defense committee, the teachers in order to improve the quality of projects viii an MỤC LỤC PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN vi TÓM TẮT vii ABSTRACT viii MỤC LỤC ix DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT xii DANH MỤC CÁC BẢNG xiii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu 1.1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu nước 1.1.2 Giới thiệu tình hình nghiên cứu nước 1.1.3 Ứng dụng 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.6 Phương pháp nghiên cứu 1.7 Bố cục đồ án CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Kit Nation Instruments myDAQ chuẩn USB 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Ưu điểm 2.1.3 Thông số kỹ thuật 2.2 Phần mềm LabVIEW 12 2.2.1 Giới thiệu 12 2.2.2 ứng dụng LabVIEW 12 2.2.3 Môi trường phá triển LabVIEW 13 2.2.4 Các tín hiệu đo với LabVIEW 14 ix an Hình 1: Mơ hình theo dõi điều khiển thiết bị Client1 Hình 2: Mơ hình theo dõi điều khiển thiết bị Client2 66 an 4.1.2 Phần mềm Nhóm tìm hiểu phần mềm LabVIEW, cách thức lập trình, giao tiếp cách thức giao tiếp với kit myDAQ, qua lập trình điều khiển hệ thống với yêu cầu đặt Ngồi ra, nhóm cịn tìm hiểu ứng dụng cách thức truyền gói tin mạng LAN 4.1.3 Kết thực nghiệm Sau hoàn thành phần cứng lẫn phần mềm cho xe, nhóm tiến hành cho hệ thống chạy thực tế để kiểm tra lỗi, kết quả: 4.1.4 Chế độ tay Hệ thống điều khiển chế độ tay điều khiển tốc độ quạt cường sáng cửa bóng đèn, chế độ điều khiển tay đèn không bị chớp tắt quạt quay ổn định 4.1.5 Chế độ tự động Hệ thống điều khiểncường độ ánh sáng chế độ tự động nhanh xác so với thay đổi cường độ sáng từ cảm biến 4.1.6 Phân tích kết Qua chạy thực tế chế độ, nhóm đạt số kết sau: Tốc độ quạt, cường độ sáng bóng đèn thay đổi nhanh điều khiển tay, nhiên chay chế độ tự dộng bóng đèn chớp liên tục cường độ sáng thấp Do sử dụng kết nối wifi để điều khiển nên hạn chế tầm điều khiển hệ thống Ở chế độ tự động hệ thống hoạt động chưa thực hiệu thời gian đáp ứng để điều khiển quạt chậm Để rõ cách điều khiển thiết bị cầm tay, vui lòng xem thêm phụ lục “Hướng dẫn sử dụng” CHƯƠNG KẾT LUẬN HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG 5.1 Kết luận 67 an  Hoàn thành yêu cầu đề tài đặt  Lập trình phần mềm LabVIEW giao tiếp với kit myDAQ  Thiết kế giao diện cho người dùng  Thu thập liệu nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, truyền nhận liệu điều khiển thiết bị thông qua mang LAN wifi 5.2 Đánh giá Trong thực tế, ứng dụng mơ hình theo dõi điều khiển thiết bị sử dụng kit myDAQ tốn kém, người thiết kế thường sử dụng loại kit khác có giá thành rẻ raspberry, arduino… Tuy nhiên với đề tài ứng dụng LabVIEW kit myDAQ vào mơ hình giám sát điều khiển thiết bị nhóm thực đề tài định sử dụng myDAQ lập trình cho kit myDAQ để nghiên cứu tảng cần thiết để từ phát triển thêm ứng dụng phức tạp 5.2.1 Ưu điểm Về kít myDAQ Kit myDAQ cung cấp cho người dùng I/O hiệu cao, cơng nghệ tiên tiến lợi ích suất phần mềm mang lại, hỗ trợ nhiều ngơn ngữ lập trình, khơng ngơn ngữ Visual Studio.NET, C, C++ mà cịn có LabVIEW, ngơn ngữ lập trình “hình ảnh” mà kit khác khơng có I/O hỗ trợ cho tất loại cảm biến, tất các chuẩn giao truyền thông, đầu IO, chuyển đổi ADC tích hợp sẵn kit ưu điểm lớn mạch chạy cho độ xác cao, ổn định, yếu tố mà kit sản xuất để phục vụ cho cơng nghiệp thay kit khác dùng mảng giáo dục Chính ưu điểm mà kít myDAQ thị trường thường có giá thành mắc so với loại kit khác Về phần mềm LabVIEW LabVIEW hỗ trợ tạo giao diện chuyên nghiệp thời gian ngắn, lập trình nhanh dùng lập trình động tác kéo thả thay phải viết dịng lệnh Chương trình dạng sơ đồ trạng thái trực quan giúp dễ phát triển, bảo trì nắm 68 an bắt, hỗ trợ build chương trình chạy nhiều tảng khác iOS, Andoid, Windowphone… Về sản phẩm  Giao diện trực quan, dễ sử dụng máy tính bảng  Do kit myDAQ cơng nghiệp, yêu cầu độ xác cao nên mạch chạy ổn định so với số kit dùng giáo dục nhưRaspberry, Arduino 5.2.2 Hạn chế  Hạn chế vùng phủ sóng wifi kit myDAQ  Các tính cịn hạn chế  Tính thẩm mỹ chưa cao  Dùng nguồn từ cổng USB nên hạn chế dòng điện cấp cho tải  Hệ thống hoạt động thực chưa ổn định 5.3 Hướng phát triển  Ứng dụng hệ thống vào nhà thông minh phát triển thêm camera để thõi toàn hệ thống theo dõi nhà thông minh  Phát triển webserver cho hệ thống PHỤ LỤC Phụ lục A: Code chương trình Hình A 1: Server mở kết nối Server với Client 69 an Hình A 2: Server truyền chế độ cài đặt nhiệt độ đến Client1 Hình A 3: Server truyền chế Setup cường độ ánh sáng xuống Client1 70 an Hình A 4: Sever cập nhập vật cản từ Client1 Hình A 5: Server truyền chế độ cài đặt xuống Client1 71 an Hình A 6: Server truyền chế độ setup cường độ dịng điện xuống Client1 Hình A 7: Server mở port chờ kết nối từ Client2 72 an Hình A 8:Server truyền chế độ cài đặt nhiệt độ xuống Client2 Hình A 9: Server truyền chế độ cài đặt cập nhập độ ẩm từ Client2 73 an Hình A 10: Client1 kết nối đến Server Hình A 11: Client1 tính tốn nhiệt độ, điều khiển thiết bị cập nhập nhiệt độ lên server 74 an Hình A 12: Client1 tính tốn cường độ sángvà cập nhập cường độ sáng lên server 75 an Hình A 13: Client1thu thập mức logic từ cảm biến cập nhập trạng thái lên Server Hình A 14: Client1 tính tốn nồng độ gas cập nhập nồng độ gas lên Server 76 an Hình A 15: Client1 tính tốn cường độ dịng điện tải cập nhập giá trị dịngđiện lên Server Hình A 16: Client2 kết nối đến Server 77 an Hình A 17: Client2 tính tốn nhiệt độ gửi Server Hình A 18: Client2 tính tốn độ ẩm gửi Server Hình A 19: Client2 điều khiển tốc độ động gửi tín hiệu mơ lên Server 78 an TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] TS Nguyễn Bá Hải (2011), “Giáo trình Lập trình LabVIEW” Tiếng Anh [2] Ed Doering, “NI myDAQ Project Essentials Guide” [3] NI, “User Guide And Specifications NI myDAQ 1900” Website [4] http://ni.com [5] http://vnexpress.net [6] http://www.dientuvietnam.net/ [7] http://codientu.org/ [8] http://www.slideshare.net/ [9] http://machtudong.vn/ [10] http://www.huongnghiepviet.com/ 79 an S an K L 0 ... với việc sử dụng cảm biến sensor để giám sát thiết bị dựa vào thiết bị giám sát để điều khiển thiết bị theo mục đích người sử dụng an 1.1.3 Ứng dụng Ứng dụng việc theo dõi thiết bị vào ngơi nhà... myDAQ vào mô giám sát điều khiển thiết bị? ??.Tuy đề tài theo dõi điều khiển thiết bị khơng phải q mới, nhiều nhóm đề tài thực hiện, với kit myDAQ nhóm thực đề tài hy vọng tiên phong việc sử dụng kit. .. hình mạng LAN, thực giao tiếp thiết bị máy tính qua mạng Wifi Giám sát thiết bị điều khiển thiết bị, điều khiển tốc độ động nhanh chậm việc sử dụng phương pháp điều chế xung PWM  Rèn luyện kĩ