Đang tải... (xem toàn văn)
THỰC HIỆN LỆNH ĐIỀU KHIỂN VÀ TRAO ĐỔI THÔNG TIN BẰNG TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY Trang 2 --- NINH VIẾT NGỌCĐề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỌN MENU TỰ ĐỘNG.. THỰC HIỆN LỆNH ĐIỀU KHIỂN VÀ TRAO ĐỔI
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NINH VIẾT NGỌC NINH VIẾT NGỌC ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỌN MENU TỰ ĐỘNG THỰC HIỆN LỆNH ĐIỀU KHIỂN VÀ TRAO ĐỔI THÔNG TIN BẰNG TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY Chuyên ngành: LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA 2010-2012 Hà Nội – Năm 2012 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131807731000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NINH VIẾT NGỌC Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỌN MENU TỰ ĐỘNG THỰC HIỆN LỆNH ĐIỀU KHIỂN VÀ TRAO ĐỔI THÔNG TIN BẰNG TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY Chuyên ngành: LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ẫ YẾN GS-TS: PHẠM THỊ NGỌC Hà Nội – Năm 2012 Thiết kế hệ thống chọn menu tự động Thực lệnh điều khiển trao đổi thông tin truyền thông không dây 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn công trình nghiên cứu riêng tơi, tập hợp từ nhiều nguồn tài liệu liên hệ thực tế viết ra, không chép luận văn trước Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2012 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Ninh Viết Ngọc Khoá: Cao học 2010 -2012 HVTH: NINH VIẾT NGỌC – LỚP ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA 2010B Thiết kế hệ thống chọn menu tự động Thực lệnh điều khiển trao đổi thông tin truyền thông không dây 2012 MỤC LỤC Trang Danh mục hình vẽ Danh mục bảng LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ, YÊU CẦU THIẾT KẾ HỆ THỐNG 1.1 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ 1.1.1 Các tính chính: 1.1.2 Lợi ích việc sử dụng hệ thống: 1.2 MÔ TẢ HỆ THỐNG CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG 11 2.1 VI ĐIỀU KHIỂN AVR ATMEGA16 11 2.1.1 Đặc điểm chung 11 2.1.2 Nguyên lý làm việc 13 2.2 MÀN HÌNH HIỂN THỊ LCD TG240128A-04 21 2.2.1 Đặc điểm chung 21 2.2.2 Sơ đồ khối 21 2.2.3 Chức chân điều khiển 22 2.3 CHUẨN TRUYỀN THÔNG ZigBee/IEEE 802.15.4 23 2.3.1 Đặc điểm 25 2.3.2 Thành phần Mạng ZigBee/ IEEE 802.15.4 LR-WPAN 25 2.3.3 Tầng vật lý ZigBee/IEEE 802.15.4 29 CHƯƠNG 3: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 46 3.1 CÁC KHỐI MẠCH CHI TIẾT CỦA MỘT THIẾT BỊ 50 HVTH: NINH VIẾT NGỌC – LỚP ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA 2010B Thiết kế hệ thống chọn menu tự động Thực lệnh điều khiển trao đổi thông tin truyền thông không dây 2012 3.1.1 Khối nguồn 50 3.1.2 Khối RS485 50 3.1.3 Khối phím bấm 53 3.1.4 Khối hiển thị 54 3.1.5 Khối vi điều khiển 55 3.2 MẠCH NGUYÊN LÝ 57 3.3 SƠ ĐỒ MẠCH IN 58 3.4 MẠCH LẮP RÁP 3D 59 3.5 MƠ HÌNH 59 3.6 THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG 61 3.6.1 Cơ sở liệu thử nghiệm 61 3.6.2 Kết thử nghiệm hệ thống 64 3.7 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG THIẾT BỊ 64 3.8 ĐIỀU KHIỂN VÀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG 64 3.8.1 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 64 3.8.2 SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN 70 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 80 4.1 KẾT QUẢ THU ĐƯỢC 80 4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 HVTH: NINH VIẾT NGỌC – LỚP ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA 2010B Thiết kế hệ thống chọn menu tự động Thực lệnh điều khiển trao đổi thông tin truyền thông khơng dây 2012 Danh mục hình vẽ Hình 1-1: Sơ đồ khối hệ thống Hình 2-1: Sơ đồ chân ATmega16 14 Hình 2-2: Sơ đồ khối USART 17 Hình 2-3: Sơ đồ khối cách phát tốc độ Baud 18 Hình 2-4: Sơ đồ biến đổi A/D 20 Hình 2-5: Đặc điểm LCD TG240128A-04 21 Hình 2-6: Sơ đồ khối LCD TG240128A-04 22 Hình 2-7: Cấu trúc liên kết mạng 26 Hình 2-8: Cấu trúc mạng hình (Star) 27 Hình 2-9: Cấu trúc mạng lưới (Mesh) 27 Hình 2-10: Cấu trúc mạng hình 28 Hình 2.11: Mơ hình giao thức ZigBee 29 Hình 2.12: dịch vụ liệu PHY dịch vụ quản lý PHY 30 Hình 2-13: Băng tần hệ thống Zigbee 31 Hình 2-14: Sơ đồ điều chế 32 Hình 2-15: Lưu đồ thuật tốn 37 Hình 2-16: Liên lạc mạng khơng hỗ trợ beacon 39 Hình 2-17: Liên lạc mạng có hỗ trợ beacon 39 Hình 2-18: Kết nối mạng hỗ trợ beacon 40 Hình 2-19: Kết nối mạng khơng hỗ trợ phát beacon 41 Hình 2-20: Khung tin mã hóa tầng MAC 43 Hình 2-21: Khung tin mã hóa tầng mạng 44 HVTH: NINH VIẾT NGỌC – LỚP ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA 2010B Thiết kế hệ thống chọn menu tự động Thực lệnh điều khiển trao đổi thông tin truyền thông không dây 2012 Hình 3-1: Sơ đồ khối Master-Slave 47 Hình 3-2: Sơ đồ khối thiết bị lựa chọn 48 Hình 3-3: Sơ đồ giao tiếp vi điều khiển máy tính 49 Hình 3-4: Khối nguồn 50 Hình 3-5: Khối RS485 51 Hình 3-6: Khối phím bấm 53 Hình 3-7: Khối hiển thị 55 Hình 3-8: Khối vi điều khiển 56 Hình 3-9: Sơ đồ mạch nguyên lý 57 Hình 3-10: Sơ đồ mạch in 58 Hình 3-11: Mạch lắp ráp 3D 59 Hình 3-12: Mạch 3D phím bấm 59 Hình 3-13: Hệ thống hoàn chỉnh 60 Hình 3-14: Giao diện Altium Designer 66 Hình 3-15: Sơ đồ thuật toán cho Master 71 Hình 3-16: Sơ đồ thuật toán cho Slave 75 Hình 3-17: Sơ đồ thuật tốn ngắt cho Master – Slave 78 HVTH: NINH VIẾT NGỌC – LỚP ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA 2010B Thiết kế hệ thống chọn menu tự động Thực lệnh điều khiển trao đổi thông tin truyền thông không dây 2012 Danh mục bảng Bảng 2-1: Chức chân LCD TG240128A-04 23 Bảng 2-2: Băng tần tốc độ liệu 30 Bảng 2-3: Kênh truyền tần số 31 Bảng 2.4: Sơ đồ biến đổi Symbol to chip 33 Bảng 2-5: Định dạng khung PPDU 35 Bảng 2-6: Định dạng khung MAC 42 Bảng 3-1: Chức đường điều khiển 52 Bảng 3-2: Chức truyền 52 Bảng 3-3: Chức nhận 53 Bảng 3-4: Hướng dẫn sử dụng thiết bị 64 HVTH: NINH VIẾT NGỌC – LỚP ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA 2010B Thiết kế hệ thống chọn menu tự động Thực lệnh điều khiển trao đổi thông tin truyền thông không dây 2012 LỜI MỞ ĐẦU Các hệ thống tự động ngày có nhiều ứng dụng sống đại Đặc biệt sống dân dụng hàng ngày với nhiều ứng dụng hữu ích làm thay đổi sống người giới Một số ứng dụng đưa vào thực tế hữu ích như: bãi giữ xe thơng minh, thay gửi xe bạn phải dừng lại có người ghi, bấm số bạn cần tới gần quẹt thẻ được, nhân viên giữ xe lưu trữ biết thông tin vào cách dễ dàng; máy chấm cơng, cơng ty quản lý làm nhân viên cách xác việc quẹt thẻ lần vào công ty; cửa tự động, tự động mở cửa có người tới gần đóng lại khơng có người cách dễ dàng;… Xuất phát từ ý tưởng ứng dụng tự động hóa hàng ngày em muốn trình bày hệ thống chọn menu tự động quán ăn, nhà hàng, khách hàng tới quán ăn hay nhà hàng cẩn ngồi vào bàn chọn ăn, hình bàn, sau vài phút có người mang đồ ăn ra, khách hàng xem menu, gọi món, xem giá tiền, gọi phục vụ cách nhanh chóng mà khơng cần phải đứng dậy xem trước hóa đơn tính tiền bàn mình, nhà hàng dễ dàng quản lý tình trạng bàn, ăn, doanh thu cách dễ dàng Để hiểu rõ em xin trình bày luận văn: “Thiết kế hệ thống chọn menu tự động Thực lệnh điều khiển trao đổi thông tin truyền thông không dây” Nội dung luận văn bao gồm chương sau: CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ, YÊU CẦU THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG CHƯƠNG 3: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN HVTH: NINH VIẾT NGỌC – LỚP ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA 2010B Thiết kế hệ thống chọn menu tự động Thực lệnh điều khiển trao đổi thông tin truyền thông không dây 2012 Do thời gian cho đồ án khơng nhiều trình độ thân có hạn nên đồ án tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận nhiều góp ý thầy bạn bè để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn tới cô giáo hướng dẫn: GS.TS Phạm Thị Ngọc Yến, người tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án Nhân cho phép em gửi lời cảm ơn đến thầy cô môn Kỹ thuật đo & Tin học công nghiệp – Viện Điện, trung tâm MICA, trường đại học Bách Khoa Hà Nội, cảm ơn bạn bè người thân gia đình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Ngày tháng 09 năm 2012 Học viên Ninh Viết Ngọc HVTH: NINH VIẾT NGỌC – LỚP ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA 2010B