BÁO cáo bài tập lớn môn học LINUX hệ NHÚNG THEO CHUẨN kỹ NĂNG ITSS đề tài electric power supply control system

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC: LINUX HỆ NHÚNG THEO CHUẨN KỸ NĂNG ITSS Đề tài: Electric Power Supply Control System Giảng viên hướng dẫn: ThS Bành Thị Quỳnh Mai Nhóm sinh viên thực hiện: Lê Tùng Dương 20160834 Phạm Thị Chiến 20165807 Trương Anh Tú 20164489 Hà Nội, tháng 7/2020 Mục lục LỜI NĨI ĐẦU U CẦU BÀI TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ Theo dõi điều khiển lượng điện cung cấp: Cung cấp điện năng: Ghi lại lịch sử cung cấp điện năng: 5 6 Phân tích thiết kế Thiết kế ngồi 1.1 Các thiết bị điện kết nối 1.2 Hệ thống quản lý điện cung cấp Thiết kế 2.1 eleEquip 2.2 powerSupply 2.3 connectMng 2.4 elePowerCtrl 2.5 powerSupplyInfoAccess 7 7 8 9 10 KIỂM THỬ       1 Chạy chương trình Kết 11 11 11 ĐÁNH GIÁ Công việc thực Hạn chế 13 13 13 | Page BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system I LỜI NÓI ĐẦU Trong thời kỳ Cách mạng Công nghiệp 4.0 nay, IoT công nghệ đầy tiềm hứa hẹn Trong bối cảnh đó, việc kỹ sư, sinh viên CNTT trang bị cho kiến thức hệ nhúng cần thiết Bằng kiến thức phát triển hệ thống nhúng, ta có nhiều ứng dụng thực tiễn có ích, cải thiện đời sống người Một ứng dụng thực tiễn ứng dụng vào thiết kế hệ thống quản lý cung cấp điện cho thiết bị điện Hệ thống sử dụng nhà thông minh, nhà máy, xưởng v.v Đây đề tài mà chúng em chọn Chúng em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn, giúp đỡ thực đề tài ThS Bành Thị Quỳnh Mai – Giảng viên Viện Công nghệ Thông tin Truyền thông, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system | Page BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system II YÊU CẦU BÀI TOÁN Xây dựng hệ thống cung cấp điện cho thiết bị điện “Electric Supply Control System” Hệ thống có chức cung cấp, điều phối điện hợp lý cho thiết bị điện, đảm bảo tải cho hệ thống, đồng thời ghi lại lịch sử tiêu thụ điện, thời gian, trạng thái thiết bị hệ thống Các thiết bị điện phải có trạng thái: NORMAL, SAVING, OFF tương ứng với chế độ tiêu thụ điện bình thường, tiết kiệm tắt Các thiết bị yêu cầu cung cấp điện, thay đổi chế độ chạy Hệ thống cần có hạn mức tiêu thụ điện Khi tải, cần có khả điều phối, thay đổi chế độ tiêu thụ điện thiết bị BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system | Page BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system III THIẾT KẾ SƠ BỘ Hệ thống quản lý lượng điện cung cấp chức chính: - Theo dõi điều khiển lượng điện cung cấp - Cung cấp điện cho thiết bị điện - Lưu lại lịch sử tiêu thụ Theo dõi điều khiển lượng điện cung cấp: - Giải phóng giới hạn cung cấp điện / giải phóng điều khiển: + Hệ thống điện giới hạn việc cung cấp điện cho thiết bị đến số lượng cung cấp chế độ tiết kiệm lượng ngăn chặn việc cung cấp mức (Hạn chế hệ thống điện bạn sử dụng nhiều thiết bị.) + Khi việc cung cấp giải cách thay đổi chế độ cắt thiết bị, hệ thống điện giải phóng giới hạn điện - Dừng / khởi động lại việc cung cấp điện: BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system | Page BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system + Hệ thống nguồn điện bị giới hạn điện năng, bạn ngăn tải thời gian cố định (mười giây), hệ thống điện dừng tất nguồn điện cách vận hành thiết bị an toàn + Sau đó, cung cấp mức giải cách cắt thiết bị kết nối, hệ thống điện khởi động lại cung cấp điện Cung cấp điện năng: - Hệ thống điện cung cấp lượng điện theo chế độ sử dụng thiết bị cho thiết bị kết nối - Trong chương trình, coi nguồn cung cấp lượng để truyền chuỗi ký tự đến bảng điều khiển thiết bị - Hệ thống lượng điện truyền chuỗi ký tự đến bảng điều khiển thiết bị khoảng thời gian không đổi (một giây) - Hệ thống điện tương tự cảnh báo ngưỡng theo thời gian thông báo trạng thái nhận lỗi, v.v Ghi lại lịch sử cung cấp điện năng: - Lịch sử hệ thống: Trạng thái hệ thống: + Số lượng điện cung cấp + Thời gian thu thập nhật ký - Lịch sử thiết bị: Tên thiết bị: + Số lượng điện cung cấp + Điện cung cấp ban đầu + Điện cung cấp cuối BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system | Page BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system IV PHÂN TÍCH THIẾT KẾ Thiết kế Hệ thống chia làm phần: - Các thiết bị điện kết nối - Hệ thống quản lý điện cung cấp 1.1 Các thiết bị điện kết nối - Mỗi thiết bị kết nối tới hệ thống chủ yêu cầu cung cấp điện - chế độ: + Chế độ tắt (OFF) 0W + Chế độ bình thường (NORMAL) Ví dụ: 1000W + Chế độ tiết kiệm điện (SAVING) Ví dụ: 200W Các thiết bị yêu cầu chế độ chạy, hệ thống theo yêu cầu trạng thái hệ thống mà đáp ứng - Mô thiết bị tiến trình chạy console máy tính Thiết bị kết nối với hệ thống quản lý qua giao thức mạng TCP/IP Địa socket client hệ điều hành tự phân 1.2 Hệ thống quản lý điện cung cấp - Hệ thống tiếp nhận yêu cầu từ thiết bị kết nối Số kết nối tối đa thời điểm 10 - Hạn mức điện tối đa 5000W Vượt ngưỡng hệ thống tải tự động điều chỉnh mức tiêu thụ thiết bị điện Mức điện cảnh báo 4500W Khi điện cung cấp vượt mức thông báo (4500W), hệ thống thống báo cho thiết bị BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system | Page BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system Thiết kế Đây sơ đồ thành phần hệ thống 2.1 eleEquip - eleEquip tiến trình thiết bị, sử dụng nhiều thiết bị điện khác với tiến trình tạo eleEquip đóng vai trị client gửi u cầu cung cấp điện tới server hệ thống cung cấp điện - Chức cụ thể: + eleEquip kết nối với địa socket 127.0.0.1: 3000 socket tiến trình connectMng qua kết nối TCP + eleEquip hiển thị lượng điện cung cấp (bằng chuỗi ký tự) trạng thái từ powerSupply bảng điều khiển 2.2 powerSupply - powerSupply tiến trình connectMng, tạo cho nỗi connection tới eleEquip Chức powerSupply nhận yêu cầu TCP tới thiết bị, gửi message thơng qua message queue tới tiến trình elePowerCtrl - Chức cụ thể: + Gửi yêu cầu tới powerSupplyInfoAccess để đọc ghi thông tin BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system | Page BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system + Gửi yêu cầu kết nối ngắt thiết bị cho elePowerCtrl + Trả kết elePowerCtrl cho thiết bị client + Khi ngắt kết nối TCP, powerSupply chấm dứt tiến trình 2.3 connectMng - Tạo chấm dứt tiến trình (powerSupply) dựa vào kết nối hay ngắt từ eleEquip - Chức cụ thể: + Tạo chương trình eleEquip kết nối + Khi eleEquip ngắt, xóa chương trình + Để thực kết nốt ngắt kết nối tiến trinh eleEquip, connectMng thực enqueue dequeue 2.4 elePowerCtrl - Trung tâm xử lý phân phối điện - Nhận yêu cầu từ powerSupply, gửi yêu cầu powerSupplyInfoAccess cập nhật lại thông tin hệ thống thiết bị - Kiểm tra lượng điện cung cấp, đảm bảo không vượt ngưỡng - Chức cụ thể: + Sau thực xử lý tương ứng với kết nối / cắt thiết bị, elePowerCtrl gửi phản hồi cho powerSupply + Cập nhật thông tin hệ thống thông tin thiết bị + Kiểm soát giới hạn nguồn điện / ngắt nguồn điện 2.5 powerSupplyInfoAccess - Đọc ghi thông tin cung cấp điện dựa nhu cầu truy cập thơng tin cung cấp điện tiến trình khác - Chức cụ thể: + Nhận yêu cầu đọc/ghi từ tiến trình elePowerCtrl vào tài nguyên sysInfo hay deviceInfo + Gửi yêu cầu tới tiến trình logWrite để ghi log hệ thống, log thiết bị BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system | Page BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system 10 V KIỂM THỬ       1 Chạy chương trình - Chạy makefile - Chạy tiến trình hệ thống: logWrite, powerSupplyInfoAccess, ectMng, elecPowerCtrl - Chạy tiến trình thiết bị: eleEquip Kết - Tiến trình thiết bị eleEquip: - File log: BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system 10 | Page BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system 11 VI ĐÁNH GIÁ Công việc thực - Nắm rõ yêu cầu, đặc tả hệ thống nhúng - Thiết kế sơ hệ thống dựa theo thiết kế cung cấp - Tìm hiểu, vận dụng kiến thức lập trình C phát triển hệ thống nhúng Hạn chế - Chỉ có ý nghĩa mô phỏng, chưa thể áp dụng vào hệ thống nhúng thực BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system 11 | Page BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system BAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.systemBAO.cao.bai.tap.lon.mon.hoc.LINUX.he.NHUNG.THEO.CHUAN.ky.NANG.ITSS.de.tai.electric.power.supply.control.system