Đang tải... (xem toàn văn)
BÁO CÁO HỆ THỐNG NHÚNG VÀ THIẾT KẾ GIAO TIẾP NHÚNG Đề tài: Điều khiển thang máy cao ốc 1.1 Giới thiệu chung Hệ thống nhúng (Embedded Systems) là sự kết hợp của phần cứng và phần mềm máy tính, và có thể bổ sung phần cơ khí hoặc một số bộ phận khác, được thiết kế để thực hiện một chức năng cụ thể. Điều này trái ngược hoàn toàn với máy tính cá nhân như Laptop, Computer, … Nó cũng bao gồm phần cứng, phần mềm các thành phần cơ khí. Tuy nhiên, máy tính cá nhân không được thiết kế để thực hiện một chức năng cụ thể. Đúng hơn là nó thực hiện nhiều công việc khác nhau, hay ta có thể sử dụng thuật ngữ máy tính đa năng để phân biệt mới máy tính hệ nhúng. Thông thường, một hệ thống nhúng là một thành phần trong một số hệ thống lớn hơn. Như bài toán ta đang triển khai Điều kiển thang máy cao ốc, một hệ thống nhúng điều khiển giảm tốc, chiều hướng lên xuống thang máy, đóng mở cửa thang,… Trong vài trường hợp, các hệ thống nhúng này được kết nối bởi một số mạng truyền thông1.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO HỆ THỐNG NHÚNG VÀ THIẾT KẾ GIAO TIẾP NHÚNG Đề tài: Điều khiển thang máy cao ốc Nhóm sinh viên thực hiện: Tên sinh viên MSSV Nguyễn Viết Phong 20186316 Dương Văn Biên 20172426 Nguyễn Văn Chiến 20172431 Đỗ Vũ Thanh Hiền 20182494 Lại Văn Đức 20172475 Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Văn Tiến Mã lớp Hà Nội – 12/2021 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH i No table of figures entries found .i DANH MỤC BẢNG ii No table of figures entries found .ii LỜI NÓI ĐẦU iii CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG (INTRODUCTION) 1.1 Giới thiệu chung .1 1.2 Hệ thống thời gian thực (Real-time operating system) 1.3 Hệ thống điều khiển thang máy cao ốc CHƯƠNG ĐẶC TẢ THÔNG SỐ KĨ THUẬT (SYSTEM SPECIFICATION) .3 2.1 Sơ đồ khối CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG (SYSTEM DESIGN) .4 3.1 Thiết kế phần cứng 3.2 Thiết kế phần mềm CHƯƠNG KIỂM THỬ (VERIFICATION) .5 4.1 Kế hoạch kiểm thử 4.2 Kết đánh giá CHƯƠNG KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Hệ thống nhúng thiết kế giao tiếp nhúng DANH MỤC HÌNH ẢNH No table of figures entries found i Hệ thống nhúng thiết kế giao tiếp nhúng DANH MỤC BẢNG No table of figures entries found ii Hệ thống nhúng thiết kế giao tiếp nhúng LỜI NÓI ĐẦU Thời gian gần đây, Hệ thống nhúng – Thời gian thực quan tâm nhiều Việt Nam, giới hệ thống phát triển mạnh mẽ xu hướng thịnh hành nước Cơng nghiệp lợi ích to lớn, thiết thực mà mang lại Chương trình học môn Hệ thống nhúng thiết kế giao tiếp nhúng phần quan trọng giúp hiểu rõ quy trình thiết kế, đánh giá hệ thống nhúng Trong báo cáo này, chúng em triển khai Hệ thống nhúng cho Điều khiển thang máy cao ốc Thiết kế triển khai ngôn ngữ mô tả phần cứng System Verilog ngôn ngữ C, mô kiểm thử phần mềm Vivado Cho kết hoạt động với u cầu tốn Chúng em trình bày cụ thể chúng em làm thơng qua chương sau: Chương 1: Giới thiệu chung (Introduction) Chương 2: Đặc tả hệ thống (System Specification) Chương 3: Thiết kế hệ thống (System Design) Chương 3: Kiểm thử (Testing) Chương 4: Kết luận Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn tận tâm hướng dẫn em q trình thực đồ án hồn báo cáo ! iii Hệ thống nhúng thiết kế giao tiếp nhúng CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG (INTRODUCTION) Chương giới thiệu khái quát kiến thức hệ thống nhúng toán Hệ thống Điều khiển thang máy cao ốc 1.1 Giới thiệu chung Hệ thống nhúng (Embedded Systems) kết hợp phần cứng phần mềm máy tính, bổ sung phần khí số phận khác, thiết kế để thực chức cụ thể Điều trái ngược hoàn toàn với máy tính cá nhân Laptop, Computer, … Nó bao gồm phần cứng, phần mềm thành phần khí Tuy nhiên, máy tính cá nhân khơng thiết kế để thực chức cụ thể Đúng thực nhiều cơng việc khác nhau, hay ta sử dụng thuật ngữ máy tính đa để phân biệt máy tính hệ nhúng Thơng thường, hệ thống nhúng thành phần số hệ thống lớn Như toán ta triển khai Điều kiển thang máy cao ốc, hệ thống nhúng điều khiển giảm tốc, chiều hướng lên xuống thang máy, đóng mở cửa thang,… Trong vài trường hợp, hệ thống nhúng kết nối số mạng truyền thông[1] 1.2 Hệ thống thời gian thực (Real-time operating system) Trong cá toán điều khiển hay bắt gặp thuật ngữ “Thời gian thưc” Thời gian thực thời gian phản ánh cách trung thực, xác thời gian hay yêu cầu hệ thống phải trùng với thời gian thực tế Hệ thống thời gian thực hiểu hoạt động hệ thống phải thỏa mãn tính tiền định Tính tiền định hành vi hệ thống phải thực hiên khung thời gian cho trước hoàn toàn xác định, khung thời gian định đặc điểm yêu cầu hệ thống Thực tế cho thấy hầu hết hệ thống nhúng hệ thống thời gian thực ngược lại hệ thống thời gian thực hệ thống nhúng Hệ thống nhúng thiết kế giao tiếp nhúng 1.3 Hệ thống điều khiển thang máy cao ốc Thang máy thiết bị vận tải để chở người hàng hóa theo phương thẳng đứng Nó loại hình máy nâng chuyển sử dụng rộng rãi ngành sản xuất kinh tế khai thác hầm mỏ, ngày xây dựng, luyện kim, nơi thang máy sử dụng để vận chuyển hàng hóa, sản phẩm, đưa cơng nhân tới nơi có độ cao làm việc khác nhau,… Nó thay sức lực người mang lại suất cao Trong sinh hoạt dân dụng, thang máy sử dụng rộng rãi tòa nhà cao tầng, quan, khách sạn, trung cư, … Hệ thống thang máy bao gồm: Cabin Door Processor controller Monitor Button Motor Sensor Hệ thống nhận thông tin người dùng từ Button từ ngồi hành lang cabin, thông tin từ sensor đưa qua Processcor controller để đưa tín hiệu điều khiển Monitor hiển thị chiều lên xuống, tầng mà cabin đó, Motor nhận tín hiệu điều khiển cabin lên xuống nhanh hay chậm, Door nhận tín hiệu đóng hay mở cửa thang máy Các thông số kĩ thuật mô tả qua bảng sau: Item Parameter Number of Persons 15 Rate capacity (kg) 1150 Rate speed (m/sec) 1.75 Dimensions of the well 2200mm x 2000mm Hệ thống nhúng thiết kế giao tiếp nhúng Cabin Dimensions 1800mm x 1400mm Wide door 1000mm x 2100mm Power Supply phase: 220V Processor Xilinx Zynq-7000 SoC ZC702 Power of Processor 1.8 – 1.9 W Frequency of Processor 20 MHz Fire alarm sensor 2412/24E Number of control ladders Number of floors N Yêu cầu công nghệ: Dễ điều khiển An toàn tuyệt đối cho người thiết bị Xử lí tình phát sinh chuẩn xác Tiết kiệm điện Dễ dàng nâng cấp chỉnh sửa, bảo trì Đảm bảo tính thời gian thực Hệ thống nhúng thiết kế giao tiếp nhúng CHƯƠNG MƠ HÌNH HĨA HỆ THỐNG Chương mơ tả tổng quan hệ thống thang máy mà nhóm thực 2.1 UML UML (Unified Modeling Language) ngôn ngữ sử dụng để mô tả đặc điểm hệ thống Dựa vào tiêu kĩ thuật đề cập chương 1, nhóm thực thiết kế hệ thống thang máy sử dụng UML 2.1.1 Use case Diagram Tất phần hệ thống tương tác với người tác nhân tự động sử dụng hệ thống cho số mục đích người tác nhân mong đợi hệ thống hoạt động theo cách dự đoán Trong UML, use case diagram sử dụng để mơ hình hóa hành vi hệ thống phần hệ thống Dựa theo yêu cầu kĩ thuật nêu trước đó, use case diagram hệ thống thang máy thể hình Tác nhân hệ thống thang máy hành khách hay người sử dụng thang máy, vai trò người tương tác với hệ thống Người sử dụng tương tác với hệ thống thang máy cách chọn tầng di chuyển, báo cháy, chọn chiều di chuyển Người sử dụng đưa định có vào hay rời thang máy hay không dựa vào chiều di chuyển thang máy vị trí cabin Do đó, biểu đồ use case cho thấy tác nhân có mối quan hệ với trường hợp hệ thống: Open/Close the Door, Move