Thiết kế thiết bị hỗ trợ tương tác với máy chiếu interactive projector

Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: điểm tối đa là 4đNhóm đã thực hiện được việc thiết kế và xây dựng hệ thống hỗ trợ tương tác với máy chiếu có khả năng hoạt

Trang 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: Điện – Điện tử CHUYÊN NGÀNH: Kỹ thuật điện tử

Mã sinh viên: 1711505110107

1711505110112 1711505110109

Trang 2

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: Điện – Điện tử CHUYÊN NGÀNH: Kỹ thuật điện tử

Mã sinh viên: 1711505110107

1711505110112 1711505110109

Lớp: 17KTDT1

Đà Nẵng, … /20.…

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người hướng dẫn)

1 Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Đinh Tiến Đạt

2 Lớp: 17KTDT1 Mã SV: 1711505110107

3 Tên đề tài: Thiết kế thiết bị hỗ trợ tương tác với máy chiếu- interactive projector

4 Người hướng dẫn: Lê Hữu Duy Học hàm/ học vị: ThS

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

Trong thời đại công nghê, công cuộc đổi mới phương pháp dạy học theo hướng

tương tác tích cực đang được tập trung khai thác Vì vậy nhóm đồ án cải tiến hệ

thống máy chiếu hiện tại thông qua thiết kế hệ thống hỗ trợ tương tác với máy

chiếu Đề tài mang tính cấp thiết cao với nhiều tính mới với mục tiêu thực tế (1

điểm)

2 Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)Nhóm đã thực hiện được việc thiết kế và xây dựng hệ thống hỗ trợ tương tác với máy chiếu có khả năng hoạt động và phản hồi tương đối tốt trên các điều kiện khác nhau,

có khả năng sử dụng và kết nôi dễ dàng ( 3,8 điểm)

3 Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa là 2đ)

- Hình thức trình bày và bố cục của đồ án tốt nghiệp rất rõ ràng, tuân theo các

quy định của đồ án

- Các chương và nội dung của từng chương trình bày một cách logic (2 điểm)

4 Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

- Kết quả đề tài mang tính ứng dụng cao, và mang tính ứng dụng cao (1 điểm)

5 Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:

- Danh mục tài liệu tham khảo còn chưa đầy đủ và đúng định dạng

1 Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm tối đa

2đ) - Chăm chỉ

- Có khả năng tìm hiểu, phân tích giải quyết vấn đề tốt

IV Đánh giá:Tốt

1 Điểm đánh giá: 9,8/10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)

2 Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo vệ

Đà Nẵng, ngày 1 tháng 1 năm 2022

Người hướng dẫn

Trang 4

1 Họ và tên sinh viên: Dương Đình Hiếu

2 Lớp: 17KTDT1 Mã SV: 1711505110112

3.Tên đề tài: Thiết kế thiết bị hỗ trợ tương tác với máy chiếu- interactive projector

4.Người hướng dẫn: Lê Hữu Duy Học hàm/ học vị: ThS

1.Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

điểm)

2.Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ) Nhóm đã thực hiện được việc thiết kế và xây dựng hệ thống hỗ trợ tương tác với máy chiếu có khả năng hoạt động và phản hồi tương đối tốt trên các điều kiện khác nhau,

3.Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa là 2đ)

4.Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

5.Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:

- Danh mục tài liệu tham khảo còn chưa đầy đủ và đúng định dạng

III Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm tối đa 2đ)

- Chăm chỉ

Trang 5

1 Họ và tên sinh viên: Trần Bình Giảng

2 Lớp: 17KTDT1 Mã SV: 1711505110109

3.Tên đề tài: Thiết kế thiết bị hỗ trợ tương tác với máy chiếu- interactive projector

4.Người hướng dẫn: Lê Hữu Duy Học hàm/ học vị: ThS

1.Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

điểm)

2.Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ) Nhóm đã thực hiện được việc thiết kế và xây dựng hệ thống hỗ trợ tương tác với máy chiếu có khả năng hoạt động và phản hồi tương đối tốt trên các điều kiện khác nhau,

3.Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa là 2đ)

4.Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

5.Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:

- danh mục tài liệu tham khảo còn chưa đầy đủ và đúng định dạng

III Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm tối đa 2đ)

- Chăm chỉ

Lê Hữu Duy

Trang 6

Phụ lục 08-Khoa/Bộ môn có thể xem xét điều chỉnh, bổ sung các tiêu chí đánh giá phù hợp

với đề cương chi tiết học phần ĐATN

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người phản biện)

I Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Đinh Tiến Đạt

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài:

Nội dung thực hiện và sản phẩm của đề tài có tính công nghệ, tính mới

Đề tài thực hiện khá phức tạp với nhiều nội dung vận dụng mà sinh viên chưa

được học trong chương trình chính khoá

2 Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án:

Kết quả thực hiện của đề tài, sinh viên đã vận dụng và kết hợp nhiều kiến thức

để tạo ra sản phẩm mà mục tiêu đề tài đã đề ra

Qua video, cho thấy sản phẩm của đề tài đã vận hành khá tốt

3 Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp:

Bố cục của của thuyết minh còn một số điểm chưa hợp ký Cách xưng hô và

cong lỗi chính tả

Trang 7

4 Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài:

Sản phẩm của đề tài có thể vận dụng trong nghiều môi trường có sự có mặt của các thiết bị đa phương tiện

Báo cáo cần điều chỉnh lại định dạng và những cấu trúc, bố cục của đồ án

- Tính cấp thiết, tính mới (nội dung chính của ĐATN có những

- Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; giá trị ứng dụng thực tiễn;

Trang 8

Phụ lục 08-Khoa/Bộ môn có thể xem xét điều chỉnh, bổ sung các tiêu chí đánh giá phù hợp với đề cương

chi tiết học phần ĐATN

- Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến thức cơ

bản, cơ sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên cứu;

- Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy

trình đáp ứng yêu cầu đặt ra;

1c

- Chất lượng sản phẩm ĐATN về nội dung báo cáo, bản vẽ,

3,0 3,0chương trình, mô hình, hệ thống,…;

- Có kỹ năng sử dụng phần mềm ứng dụng trong vấn đề nghiên

1d

cứu (thể hiện qua kết quả tính toán bằng phần mềm);

1,0 1

- Có kỹ năng sử dụng tài liệu liên quan vấn đề nghiên cứu (thể

hiện qua các tài liệu tham khảo)

2 Kỹ năng trình bày báo cáo đồ án tốt nghiệp 2,0

2a - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích; 1,0 0,75

3 Tổng điểm theo thang 10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân) 9,5

- Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời trong buổi bảo vệ:

Điểm hạn chế lớn nhất khi sử dụng Camera (kể cả hồng ngoại và thông thường) trong đề tài là gì ?

Làm rõ hơn vị điểm đặt của camera như khuyến cáo ở kết luận (tốt nhất là dưới 2m góc chiếu là từ 30º đến 45º so với màn chiếu)?

- Đề nghị: ☒ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo vệ

Trang 9

Người phản biện

Phan Ngọc Kỳ

Trang 10

1 Họ và tên sinh viên: Dương Đình Hiếu

2.Lớp: 17KTDT1Mã SV: 1711505110112

3 Tên đề tài: THIẾT KẾ THIẾT BỊ HỖ TRỢ TƯƠNG TÁC VỚI MÁY

CHIẾU-INTERACTIVE PROJECTOR

4 Người phản biện: Phan Ngọc Kỳ Học hàm/ học vị: Thạc sỹ

Trang 11

Trang 12

Phụ lục 08-Khoa/Bộ môn có thể xem xét điều chỉnh, bổ sung các tiêu chí đánh giá phù hợp với đề cương

chi tiết học phần ĐATN

1c

1d

1,0 1

Điểm hạn chế lớn nhất khi sử dụng Camera (kể cả hồng ngoại và thông thường) trong đề tài là gì ?

Làm rõ hơn vị điểm đặt của camera như khuyến cáo ở kết luận (tốt nhất là dưới 2m góc chiếu là từ 30º đến 45º so với màn chiếu)?

Trang 13

Phan Ngọc Kỳ

Trang 14

1 Họ và tên sinh viên: Trần Bình Giảng

2. Lớp: 17KTDT1 Mã SV:1711505110109

3 Tên đề tài: THIẾT KẾ THIẾT BỊ HỖ TRỢ TƯƠNG TÁC VỚI MÁY

CHIẾU-INTERACTIVE PROJECTOR

4 Người phản biện: Phan Ngọc Kỳ Học hàm/ học vị: Thạc sỹ

Trang 15

Trang 16

1c

1d

1,0 1

Điểm hạn chế lớn nhất khi sử dụng Camera (kể cả hồng ngoại và thông

thường) trong đề tài là gì ?

Làm rõ hơn vị điểm đặt của camera như khuyến cáo ở kết luận (tốt nhất là dưới2m góc chiếu là từ 30º đến 45º so với màn chiếu)?

Trang 17

Phan Ngọc Kỳ

Trang 19

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Lê Hữu Duy

Sinh viên thực hiện: 1 Đinh Tiến Đạt Mã SV: 1711505110107

2 Dương Đình Hiếu Mã SV: 1711505110112

3 Trần Bình Giảng Mã SV: 1711505210109

1 Tên đề tài:

Thiết kế thiết bị hỗ trợ tương tác với máy chiếu – INTERACTIVE PROJECTER.

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

[1] Anh Loan (2019) Lập trình nhúng là gì? Tại sao ngành lập trình nhúng lại hot đến như

[9] Jackauk (2015) Xử lý ảnh theo hình thái, https://openlab.forumvi.com/t5-topic

Trang 20

‒ Hiện nay, máy chiếu có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như: giáo dục, giải trí,…

đó là công cụ quan trọng để truyền đạt nội dung đến người nghe Vì vậy nhằm nâng caotính linh hoạt và sinh động hơn của máy chiếu, máy chiếu tương tác được tạo ra, chophép người dùng tham gia tương tác tích cực với các hình chiếu Thế nhưng các hệ thốngmáy chiếu phổ biến hiện nay chưa được trang bị tính năng tương tác cũng như giá thànhcho 1 hệ thống máy chiếu tướng tác rất cao Vì vậy nhằm đáp ứng các nhu cầu trên chúng

em thiết kế tạo ra 1 thiết bị hỗ trợ tương tác cho các máy chiếu thông thường, vẫn cungcấp đầy đủ tính năng tương tác nhưng với giá thành phù hợp với tính ứng dụng cao

‒ Hệ thống bao gồm các phần sau:

 Máy chiếu-màn chiều, bảng hoặc màn hình: là thiết bị để hiện thị các nội dung cầntrình bày và giao diện người dùng có thể là hệ thống máy chiếu gồm máy và mànchiếu, bảng… hoặc các loại màn hình như LCD…

 Bút hồng ngoại: là công cụ để người dùng tương tác với màn hình hiển thị

 Camera hồng ngoại: ghi lại các chuyển động của bút hồng ngoại

 Bộ xử lý trung tâm: tính toán chuyển đổi tín hiệu chuyển động của bút hồng ngoạithành tín hiệu điều khiển con trỏ máy tính

 Mục tiêu của đề tài, phạm vi đề tài:

Để đạt yêu cầu trên nhóm đặt ra mục tiêu nghiên cứu cụ thể như sau:

‒ Tìm hiểu về nguyên tắc hoạt động của Raspberry Pi Biết cách cài đặt và lập trình choRaspberry Pi

‒ Tìm hiểu về ngôn ngữ lập trình python và lập trình nhúng Raspberry Pi bằng python

‒ Tìm hiểu và lập trình thị giác máy tính với OpenCV

‒ Thiết kế, cấu hình và lắp đặt thiết bị máy chiếu tương tác

‒ Tìm hiểu về ngôn ngữ lập trình điều khiển con trỏ chuột và lập trình winform trên nềntảng C#

Trang 21

LỜI NÓI ĐẦU

Thời gian vừa qua đã tạo cơ hội cho chúng em tổng hợp và hệ thống hóa lại nhữngkiến thức đã học, đồng thời kết hợp với thực tế để nâng cao kiến thức chuyên môn.Qua quá trình nghiên cứu đề tài, chúng em đã được mở rộng tầm nhìn và tiếp thu rấtnhiều kiến thức thực tế Từ đó chúng em nhận thấy, việc tham gia nghiên cứu và thựchành thực tế là vô cùng quan trọng nó giúp sinh viên xây dựng nền tảng lý thuyết đượchọc ở trường vững chắc hơn, đồng thời tiếp thu được thêm nhiều kiến thức mới Trongquá trình thực hiện đồ án, chúng em đã gặp phải rất nhiều khó khăn nhưng với sự giúp

đỡ tận tình của thầy Lê Hữu Duy đã giúp em có thể hoàn thành tốt đồ án này cũng nhưviết lên bài báo cáo đồ án tốt nghiệp

Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trong Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Đà Nẵngnói chung và các thầy cô trong khoa Điện - Điện tử nói riêng đã tận tình giảng dạy,truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý báu và tạo điều kiện giúp đỡ trong suốtquá trình học tập trong những năm học vừa qua, giúp chúng em có được cơ sở lýthuyết vững vàng để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này

Tuy nhiên do thời gian có hạn cộng với kiến thức còn hạn chế nên bài báo đồ án tốtnghiệp của chúng em không sao tránh khỏi có những thiếu sót Vì thế em rất mongnhận được sự đóng góp ý kiến, chỉ bảo thêm từ phía thầy cô cũng như các bạn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Trang 22

CAM ĐOAN

Chúng em xin cam đoan đề tài: “Thiết kế thiết bị hỗ trợ tương tác với máy chiếu Interactive Projector” là một công trình nghiên cứu độc lập dưới sự hướng dẫn củagiáo viên hướng dẫn: ThS Lê Hữu Duy Ngoài ra không có bất cứ sự sao chép củangười khác Đề tài, nội dung báo cáo tốt nghiệp là sản phẩm mà nhóm chúng em đã nỗlực nghiên cứu trong thời gian qua Các số liệu, kết quả trình bày trong báo cáo là hoàntoàn trung thực, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm, kỷ luật của bộ môn và nhà trường

-đề ra nếu như có vấn -đề xảy ra

Đà Nẵng, ngày… tháng… năm 202 Sinh viên thực hiện 1

Trang 23

MỤC LỤC

Nhận xét của người hướng dẫn

Nhận xét của người phản biện

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

Lời nói đầu iLời cam đoan iiMục lục iiiDanh sách các bảng, hình vẽ viDanh sách các ký hiệu, chữ viết tắt ix

Trang

Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI VÀ HỆ THỐNG MÁY CHIẾU TƯƠNG TÁC 2 1.1 Đặt vấn đề 2 1.2 Mục tiêu 3 1.3 Phương pháp nghiên cứu 4 1.4 Nội dung đề tài 4 1.5 Khái quát về hệ thống máy chiếu tương tác 5

1.5.1 Giới thiệu chung 51.5.2 Thành phần cấu tạo và nguyên lý hoạt động 6

1.6 Khảo sát sản phẩm trên thị trường và xây dựng đề tài: 7

1.6.1 Máy chiếu tương tác VIEWSONIC PS750W: 71.6.2 Xây dựng đề tài: 9

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 2.1 Khái quát về hệ thống nhúng và lập trình nhúng 10

2.1.1 Khái quát hệ thống nhúng và lập trình nhúng 102.1.2 Giới thiệu về máy tính nhúng Raspberry Pi 132.1.3 Cài đặt hệ điều hành cho Raspberry Pi: 14

2.2 Ngôn ngữ lập trình Python 18

2.2.1 Giới thiệu ngôn ngữ Python 192.2.2 Đặc điểm của Python 19

Trang 24

2.3 Khái quát về lập trình Winform bằng C Sharp 19

2.3.1 Giới thiệu về ngôn ngữ lập trình C Sharp 192.3.2 Khái quát về lập trình Winform 202.3.3 Lập trình điều khiển chuột bằng Win API trên C# 22

2.4 Khái quát về xử lý hình ảnh - thị giác máy tính 25

2.4.1 Khái quát về xử lý hình ảnh - thị giác máy tính 252.4.2 Giới thiệu về thư viện OpenCV 27

2.5 Một số thuật toán xử lý hình ảnh 30

2.5.1 Nhị phân hóa hình ảnh 302.5.2 Xử lý hình thái học (Morphology) 322.5.3 Image Moments 362.5.4 Thuật toán homography 38

Chương 3: XÂY DỰNG - THIẾT KẾ PHẦN MỀM VÀ PHẦN CỨNG 41 3.1 Sơ đồ khối hệ thống và nguyên lý hoạt động 41

3.1.1 Sơ đồ khối hệ thống 413.1.2 Nguyên lý hoạt động 41

3.2 Phân tích chức năng – hoạt động của các khối chức năng 42

3.2.1 Khối nhị phân hóa 423.2.2 Sơ đồ khối Tracking đối tượng 433.2.3 Sơ đồ khối đồng nhất tọa độ 453.2.4 Khối điều khiển con trỏ chuột 493.2.5 Trình điều khiển bộ xử lý trung tâm 52

3.3 Thiết kế phần cứng 53

3.3.1 Bộ xử lý trung tâm 533.3.2 Camera hồng ngoại và bút hồng ngoại 543.3.3 Hệ thống máy chiếu 563.3.4 Máy tính 573.3.5 Module bluetooth 57

Chương 4: ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT KẾT QUẢ 59 4.1 Đánh giá và nhận xét kết quả 60

4.1.1 Trường hợp 1 60

Trang 25

4.1.2 Trường hợp 2 614.1.3 Trường hợp 3 624.1.4 Trường hợp 4 63

4.2 Đánh giá và nhận xét chung 64

4.2.1 Điều kiện hoạt động 644.2.2 Kết quả đạt được 644.2.3 Những mặt hạn chế và giải pháp 65

KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

Trang 26

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

BẢNG 2 1: MỘT SỐ FILE DLL THƯỜNG ĐƯỢC SỬ DỤNG 23

BẢNG 2 2: CÁC CỜ CHỈ ĐỊNH TRẠNG THÁI CỦA CHUỘT 24Y

BẢNG 3 1: SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG MÁY CHIẾU TƯƠNG TÁC 41

BẢNG 3 2: SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN KHỐI NHỊ PHÂN HÓA 42

BẢNG 3 3: SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN KHỐI TRACKING ĐỐI TƯỢNG 44

BẢNG 3 4: SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN ĐÁNH DẤU PHẠM VI MÀN CHIẾU 46

BẢNG 3 5: SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN ĐỒNG NHẤT TỌA ĐỘ VÀ XUẤT TỌA ĐỘ ẢNH ĐÃ ĐỒNG NHẤT 47

BẢNG 3 6: SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN KHỐI ĐIỀU KHIỂN CON TRỎ CHUỘT 49

BẢNG 3 7: SƠ ĐỒ TIỀN XỬ LÝ DỮ LIỆU TỪ CỔNG SERIAL 50

BẢNG 3 8: SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG THAO TÁC NHẤN CHUỘT 5

HÌNH 1 1: PHÂN LOẠI MÁY CHIẾU TƯƠNG TÁC - BẢNG TƯƠNG TÁC 5

HÌNH 1 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG MÁY CHIẾU TƯƠNG TÁC - BẢNG TƯƠNG TÁC 6

HÌNH 1 3: MÁY CHIẾU VIEWSONIC PS750W 7

HÌNH 1 4: MỘT SỐ TÍNH NĂNG CỦA VIEWSONIC PS750W 8Y

HÌNH 2 1: MỘT HỆ THỐNG NHÚNG TRÊN THẺ TRÌNH CẮM CÓ BỘ XỬ LÝ, BỘ NHỚ,

NGUỒN ĐIỆN VÀ GIAO DIỆN BÊN NGOÀI 10

HÌNH 2 2: ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG NHÚNG 12

HÌNH 2 3: PHIÊN BẢN RASPBERRY PI 2 MODEL B+ 14

HÌNH 2 4: GIAO DIỆN PHẦN MỀM RASPBERRY PI IMAGE 17

HÌNH 2 5: GIAO DIỆN LỰA CHỌN HỆ ĐIỀU HÀNH 17

HÌNH 2 6: GIAO DIỆN CHỌN THẺ SD 18

HÌNH 2 7: GIAO DIỆN KHỞI ĐỘNG CỦA RASPBERRY PI OS 18

HÌNH 2 8: LOGO PYTHON 18

HÌNH 2 9: LOGO C SHARP 20

HÌNH 2 10: GIAO DIỆN LÀM VIỆC CỦA VISUAL STUDIO 21

HÌNH 2 11: ỨNG DỤNG PHÁT HIỆN VẬT THỂ CỦA THỊ GIÁC MÁY TÍNH 27

HÌNH 2 12: LOGO CỦA OPENCV 28

HÌNH 2 13: CÁC HỆ MÀU TRONG XỬ LÝ ẢNH 30

HÌNH 2 14: NHỊ PHÂN HÓA ĐỂ PHÁT HIỆN TẤM THẺ MÀU CAM 32

HÌNH 2 15: MỘT SỐ PHẦN TỬ CẤU TRÚC THƯỜNG GẶP CÓ ĐIỂM GỐC Ở TRUNG TÂM .33

HÌNH 2 16: QUÁ TRÌNH QUÉT 1 MA TRẬN PHẦN TỬ CẤU TRÚC 3X3 ĐỂ THỰC HIỆN QUÁ TRÌNH GIÃN NỞ 34

HÌNH 2 17: KẾT QUẢ SAU KHI KẾT THÚC QUÁ TRÌNH GIÃN NỞ 34

HÌNH 2 18: QUÁ TRÌNH QUÉT 1 MA TRẬN PHẦN TỬ CẤU TRÚC 3X3 ĐỂ THỰC HIỆN QUÁ TRÌNH XÓI MÒN 35

HÌNH 2 19: KẾT QUẢ SAU KHI KẾT THÚC QUÁ TRÌNH XÓI MÒN 35

HÌNH 2 20: TÂM CỦA MỘT SỐ HÌNH DẠNG 37

Trang 27

HÌNH 2 21: VÍ DỤ MỘT MA TRẬN ĐIỂM ẢNH 4X4 37

HÌNH 2 22: MINH HỌA PHÉP BIẾN ĐỔI HOMOGRAPHY 38

HÌNH 2 23: CÁC CẶP ĐIỂM TƯƠNG ỨNG TRÊN 2 MẶT PHẲNG NGUỒN VÀ ĐÍCH 39Hình 2 24: Ví dụ thực tế của thuật toán biến đổi homography 3

HÌNH 3 1: GIAO DIỆN CỦA PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN 52

HÌNH 3 2: CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG MÁY CHIẾU TƯƠNG TÁC 53

HÌNH 4 1: BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM VÀ BÚT HỒNG NGOẠI 59

HÌNH 4 2: CHẠY THỬ NGHIỆM SẢN PHẨM 59

HÌNH 4 3: CÁC CHỈ SỐ PHÂN NGƯỠNG Ở TRƯỜNG HỢP 1 60

HÌNH 4 4: ẢNH GỐC VÀ ẢNH NHỊ PHÂN THU ĐƯỢC Ở TRƯỜNG HỢP 1 61

Trang 28

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

WXGA: Wide Extended Graphics Array

WPF: Windows Presentation Foundation

GUI: Graphic User Interface

OpenCV: Open Source Computer Vision

Trang 29

Thiết kế thiết bị hỗ trợ tương tác với máy chiếu - Interactive Projector

MỞ ĐẦU

Hiện nay, máy chiếu có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như: giáo dục, giải trí,

… đó là công cụ quan trọng để truyền đạt nội dung đến người nghe Vì vậy nhằm nângcao tính linh hoạt và sinh động hơn của máy chiếu, máy chiếu tương tác được tạo ra,cho phép người dùng tham gia tương tác tích cực với các hình chiếu Tại Việt Nammáy chiếu cũng có vai trò rất quan trọng, tuy nhiên máy chiếu tương tác chưa đượcphổ biến nhưng các hệ thống máy cũ lại rất nhiều Chính vì vậy nhắm tận dụng lợi ích

từ các hệ thống máy chiếu cũ và nâng cao trải nghiệm sử dụng chúng em chọn đề tài

“Thiết kế thiết bị hỗ trợ tương tác với máy chiếu - Interactive Projector”

Mục tiêu của đồ án này là đem lại các tính năng tương tác đến cho các hệ thống máychiếu cũ nhưng phải đảm bảo được giá thành rẻ và tiện lợi Để hoành thành mục tiêunày nhóm đã tập trung nghiên cứu các kiến thức về lập trình nhúng cho Raspberry, cáckiến thức về xử lý hình ảnh, lập trình python, lập trình điều khiển con trỏ chuột bằngC# và các kiến thức liên quan khác

Trong quá trình nghiên cứu nhóm đã sử dụng nhiều phương pháp nghiên cứu khácnhau nhằm đạt hiệu quả cao nhất có thể liệt kê sơ qua:

‒ Phân tích và tổng hợp lý thuyết.

‒ Nghiên cứu sách báo, qua mạng internet.

‒ Xây dựng thuật toán, viết chương trình.

‒ Lắp ráp và chạy thử thiết bị.

Báo cáo đồ án tốt nghiệp “Thiết kế thiết bị hỗ trợ tương tác với máy chiếu - InteractiveProjector” sẽ bao gồm các nội dung sau:

‒ Phần I: Giới thiệu đề tài

‒ Phần II: Tìm hiểu về hệ thống máy chiếu tương tác

‒ Phần III: Cơ sở lý thuyết

‒ Phần IV: Xây dựng – thiết kế phần mềm và phần cứng

‒ Phần V: Đánh giá và nhận xét kết quả

Đinh Tiến Đạt

Trang 30

Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI VÀ HỆ THỐNG MÁY CHIẾU TƯƠNG

TÁC

Chương 1 là khái quát về các vấn đề trong thực tế từ đó nêu ra lí do mà nhóm chọn đề tài, kèm theo đó là mục tiêu và phương pháp nghiên cứu mà nhóm đề ra cho

đề tài này Tổng hợp các kiến thức về hệ thống máy chiếu tương tác hiện này Đặc biệt

là về cấu tạo và nguyên lý để từ đó xây dựng ý tưởng cho đề tài.

1.1 Đặt vấn đề

Có lẽ ít ai ngờ tới, sự ra đời của máy chiếu đã bắt đầu từ thế kỷ 15 bắt nguồn từJohannes de Fontana vào năm 1420 Chiếc máy chiếu đầu tiên này đơn giản đến khôngngờ, khi ông muốn có một hình ảnh nhỏ được chiếu trên một bề mặt với kích thướclớn hơn ông đã vẽ tranh lên màn mỏng đặt trên một khung hình mờ Sau đó ông sửdụng ánh sáng chiếu qua rọi lên một bề mặt nhẵn Dĩ nhiên chất lượng hình ảnh củachiếc máy chiếu đầu tiên này rất nhòe và không được rõ nét Từ ý tưởng và nguyên lýban đầu đó, các nhà nghiên cứu trên thế giới không ngừng nghiên cứu và phát triểnnhững sản phẩm có công dụng tương đương máy chiếu đó là phát một hình ảnh nhỏ ramột màn ảnh lớn Và lịch sử cứ thế kéo dài cho tới ngày nay, máy chiếu đã được sửdụng rộng rãi và đa dạng hơn về công nghệ trình chiếu

Nhờ sự ra đời của máy chiếu mà thuyết trình đã trở thành một xu thế và rất phổbiến trong xã hội Máy chiếu đã trở thành một công cụ quan trọng để truyền đạt nhữngnội dung mà người thuyết trình mong muốn, cũng như các nhu cầu giải trí khác, chính

vì thế nhu cầu sử dụng máy chiếu ngày càng tăng cao Trong giáo dục, máy chiếuđược coi là công cụ hữu hiệu, trợ giảng tuyệt vời cho các giáo viên Nhờ có nó mà họcsinh viên có thể kịp theo dõi nội dung bài giảng, làm các bài tập thuyết trình đượcgiao, giúp tăng khả năng tư duy, sáng tạo Không chỉ có các trường Đại Học hayTHPT sử dụng đến thiết bị máy chiếu mà tại các trường mầm non Bằng cách dùng cáchình ảnh hay video hoạt hình để minh họa, các em sẽ tập trung vào bài giảng hơn, dễdàng tiếp thu kiến thức hơn, đồng thời giúp các em hào hứng với mỗi giờ chiếu vănnghệ hay phim hoạt hình trên lớp Trong giải trí, hình ảnh máy chiếu không còn xa lạ

gì trong các chương trình giải trí, truyền hình trực tiếp, các rạp chiếu phim, rạp chiếubóng,… Không những thế chúng ta còn bắt gặp hình ảnh những chiếc máy chiếu quenthuộc trên vỉa hè nơi những quán trà đá đã có kèm theo dịch vụ hát karaoke Các giađình khá giả có nhu cầu giải trí nhất là vào những dịp quan trọng như ngày lễ kỉ niệm,ngày sinh nhật của các thành viên trong gia đình… họ thường sẽ thuê máy chiếu để

Đinh Tiến Đạt

Trang 31

thoải mái thưởng thức một bộ phim hay chương trình nào đó mà không bị người kháclàm phiền Trong công việc, sử dụng máy chiếu để thuyết trình trong các hội thảo, buổihọp của công ty đã là việc thường ngày Thuyết trình sẽ giúp cho mọi người hiểu đượcngười nói muốn trình bày những gì, giúp các đối tác làm việc với nhau hiệu quả hơn

từ đó đẩy mạnh mối quan hệ trong làm ăn

Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, máy chiếu tương tác đã được tạo

ra nhằm nâng cao khả năng thuyết trình Máy chiếu tương tác cho phép người dùngtương tác trực tiếp với màn hình chiếu, giúp việc thuyết trình trở nên sinh động vàthuận tiện hơn, đem lại nhiều lợi ích về hiệu quả trong công việc và đặc biệt là tronggiáo dục Tuy nhiên, tại Việt Nam máy chiếu tương tác vẫn chưa được biết đến rộngrãi đồng thời giá thành lại cao nên hệ thống máy chiếu thông thường được sử dụng phổbiến hơn

Mặc dù hiện nay tại Việt Nam, máy chiếu tương tác chưa được phổ biến nhưngcác hệ thống máy cũ lại rất nhiều kèm theo đó là nhu cầu sử dụng trong công việc ngàycàng tăng đặc biệt là trong giáo dục Với hệ thống máy chiếu được sản xuất ra hằngngày đi đôi với đó là lượng máy cũ với những lỗi thời bị vứt bỏ đi cũng tăng theo, nếukhông được đem đi tái chế thì điều này ít nhiều sẽ ảnh hưởng đến môi trường tự nhiêncủa chúng ta Vì vậy với những lợi ích máy chiếu tương tác mang lại cùng với nhu cầu

sử dụng máy chiếu tăng cao cộng với việc chúng em muốn tận dụng và nâng cấpnhững chiếc máy chiếu cũ nên chúng em quyết định chọn đề tài “Thiết kế thiết bị hỗtrợ tương tác với máy chiếu - Interactive Projector” Việc tạo ra máy chiếu tương tácgiá rẻ nhằm giúp cho mọi người có thể tiếp cận với máy chiếu đặc biệt là các bạn họcsinh, sinh viên với nhu cầu sử dụng cao nhưng tài chính lại chưa đủ Chúng em mongrằng trong tương lai máy chiếu tương tác sẽ trở nên phổ biến hơn và tạo ra xu thế mớicho việc thuyết trình trong nhiều lĩnh vực trong cuộc sống

1.2 Mục tiêu

Mục tiêu của đề tài là thiết kế và lắp đặt được 1 hệ thống máy chiếu tương tác,thông qua xử lý hình ảnh Hệ thống cần đáp ứng đầy đủ được các chức năng cơ bảncủa một hệ thống máy chiếu tương tác thông dụng hiện nay Nhưng với giá thành phùhợp với tính ứng dụng cao

Để đạt yêu cầu trên nhóm đặt ra mục tiêu nghiên cứu cụ thể như sau:

Đinh Tiến Đạt

Trang 32

‒ Tìm hiểu về nguyên tắc hoạt động của Raspberry Pi Biết cách cài đặt và lậptrình cho Raspberry Pi

‒ Tìm hiểu về ngôn ngữ lập trình python và lập trình nhúng Raspberry Pi bằngpython

‒ Tìm hiểu và lập trình thị giác máy tính với OpenCV

‒ Thiết kế, cấu hình và lắp đặt thiết bị máy chiếu tương tác

‒ Tìm hiểu về ngôn ngữ lập trình điều khiển con trỏ chuột và lập trình winformtrên nền tảng C#

1.3 Phương pháp nghiên cứu

Nhóm khi thực hiện đề tài đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu như sau:

‒ Phân tích và tổng hợp lý thuyết

‒ Sách báo, qua mạng internet

‒ Tham khảo tài liệu

‒ Viết chương trình

‒ Lắp ráp và chạy thử thiết bị

1.4 Nội dung đề tài

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế thiết bị hỗ trợ tương tác với máy chiếu - InteractiveProjector” được trình bày trong 5 chương như sau:

 Chương 1: Giới thiệu đề tài

‒ Tổng quan về đề tài: đặt vấn đề, mục tiêu nghiên cứu, nội dung đề tài

 Chương 2: Tìm hiểu về hệ thống máy chiếu tương tác

‒ Tổng quan về hệ thống máy chiếu tương tác, cấu tạo nguyên lý

‒ Khảo sát một số hệ thống máy chiếu tương tác hiện nay

‒ Trình bày ý tưởng dựa trên 1 số hệ thống máy chiếu tương tác có sẵn

 Chương 3: Cơ sở lý thuyết

‒ Tổng quan về máy tính nhúng, thị giác máy tính, winform…

‒ Trình bày các lý thuyết về xử lý hình ảnh, lập trình python, C Sharp,

điều khiển chuột…

 Chương 4: Xây dựng – Thiết kế phần mềm và phần cứng

‒ Trình bày sơ đồ nguyên lý hoạt động tổng quát của hệ thống

‒ Trình bày và phân tích sơ đồ thuật toán

Đinh Tiến Đạt

Trang 33

‒ Thiết kế và lựa chọn phần cứng

 Chương 5: Đánh giá và nhận xét kết quả

‒ Chạy thử nghiệm trong 1 số môi trường

‒ Phân tích, đánh giá và nhận xét kết quả nhận được

1.5 Khái quát về hệ thống máy chiếu tương tác

1.5.1 Giới thiệu chung

Máy chiếu tương tác – bảng tương tác là một màn hiển thị tương tác lớn được kếtnối với bộ xử lý hoặc máy vi tính mà trên đó người dùng có thể viết, vẽ, xóa và sửdụng các phần mềm máy tính bằng ngón tay, bút trâm (stylus) hoặc bút cảm ứng Nókhông chỉ thực hiện các chức năng của bảng phấn mà còn cho phép thực hiện các ứngdụng của công nghệ thông tin Các thao tác trực tiếp lên màn hình cho phép thực hiệncác chức năng như: viết, vẽ, xóa, đánh dấu…

Dựa vào vị trí nguồn sáng, ta có thể phân loại máy chiếu tương tác – bảng tươngtác thành 2 loại: máy chiếu phía trước (front projector) và máy chiếu phía sau (rearprojector)

Hình 1 1: Phân loại máy chiếu tương tác - bảng tương tác

‒ Máy chiếu phía trước: Thường dùng màn hiển thị thụ động và hình ảnh đượcchiếu từ một projector đặt ở phía trước Bút được dùng là loại cảm ứng hồngngoại hoặc bút camera kỹ thuật số Trong hình trên là loại (a) và (b)

Đinh Tiến Đạt

Trang 34

‒ Máy chiếu phía sau: có nguồn sáng chiếu từ phía sau của màn hình Màn hìnhthuộc loại tinh thể lỏng (LCD) hoặc plasma có tính năng màn cảm ứng Bútđược dùng là loại bút thụ động Trong hình trên là loại (c)

1.5.2 Thành phần cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Một hệ thống máy chiếu tương tác – bảng tương tác bao gồm 3 phần chính:

‒ Bút: là công cụ dùng để viết, vẽ, đánh dấu, xóa và điều khiển phần mềm máytính bằng các tương tác trên giao diện đồ họa người dùng Bút có thể là ngóntay, bút trâm, bút cảm ứng,… Có thể phân làm hai loại: bút thụ động là loạikhông có nguồn cấp điện và chỉ tương tác cơ học như ngón tay, bút trâm(stylus); bút tích cực là loại bút cần có nguồn cấp điện, như bút cảm ứng điện

từ, bút hồng ngoại

‒ Bảng hay màn hình: là thiết bị để hiển thị các nội dung cần trình bày và giaodiện người dùng Bảng có thể là màn hiển thị thụ động (màn vải, vách tường,bảng thông thường,… có màu nền thích hợp để chiếu hình ảnh lên đó) hoặc làmàn hiển thị tích cực (như màn hình LCD, màn hình cảm ứng)

‒ Bộ xử lý: có thể lắp đặt thành một hệ thống với màn hình hoặc là một máy tính

cá nhân (PC) được kết nối với projector và/hoặc bảng

Nguyên lý hoạt động của hệ thống có thể trình bày ngắn gọn như sau: Bút đượcdùng để xác định vị trí tương tác của một hoặc nhiều điểm trên bảng bằng thao tác củangười dùng, các dữ liệu vị trí này được sẽ được bộ xử lý ghi lại và chuyển đổi thànhtọa độ số Phần mềm trên máy tính sẽ sử dụng các điểm tọa độ như kiểu dữ liệu con trỏchuột để thực hiện các chức năng của máy chiếu tương tác – bảng tương tác

Hình 1 2: Nguyên lý hoạt động của hệ thống máy chiếu tương tác - bảng tương tác

Phần mềm máy tính sử dụng các điểm tọa độ như kiểu dữ liệu con trỏ chuột

Trang 35

1.6 Khảo sát sản phẩm trên thị trường và xây dựng đề tài:

1.6.1 Máy chiếu tương tác VIEWSONIC PS750W:

ViewSonic PS750W là máy chiếu được thiết kế như một giải pháp tổng thể phục

vụ cho việc trình chiếu giáo dục, lớp học Đây là một máy chiếu siêu ngắn với cường

độ sáng 3300 Lumens, độ phân giải cao và độ tương phản tốt

Hình 1 3: Máy chiếu ViewSonic PS750W

a Mô tả:

Máy chiếu tương tác thông minh VIEWSONIC PS750W với độ phân giảiWXGA (Wide Extended Graphics Array), máy chiếu rất phù hợp cho công việc giảngdạy Công nghệ rèm laser mới với độ phát hiện lên đến 180 độ có thể quét vùng tiếpxúc rộng hơn và có thể dễ dàng điều chỉnh qua một chùm sáng Với màn rèm laser,một máy ảnh nhúng và bộ dụng cụ gắn tường, giáo viên có thể biến bức tường thànhmột tấm vải tương tác cho sinh viên

Các ống kính chiếu siêu ngắn hỗ trợ trình chiếu lên màn hình với hình ảnh kíchthước lớn mà không có hiệu ứng đổ bóng Chỉ cần đặt máy cách màn hình vài cm đã

có thể cung cấp một cái nhìn lớn về hình ảnh và bề mặt xem rộng mà nội dung có thểchia sẻ lên màn hình Máy chiếu còn có thể cung cấp sự linh hoạt của tính năng cài đặtdọc cho phép tạo ra các giải pháp bảng tương tác mà sinh viên và giáo viên có thể sửdụng trên cùng một bề mặt

Thương hiệu ViewSonic đã tích hợp trong máy chiếu này các giải pháp trìnhchiếu bao gồm phần mềm vBoard cho phép viết, tô sáng, chỉnh sửa và chuyển đổi tàiliệu trên màn hình theo thời gian thực Với cảm ứng 10 điểm, nhiều người có thể sửdụng cả ngón tay, bút hoặc cả hai đều được Công nghệ SuperColorTM độc quyền củaViewSonic được tích hợp trong dòng máy để đảm bảo người dùng có thể thưởng thức

Đinh Tiến Đạt

Trang 36

được những nội dung có màu sắc trung thực và chính xác hơn trong cả hai môi trườngsáng, tối mà không làm giảm chất lượng hình ảnh Máy chiếu được trang bị công nghệSonicExpert khiến trải nghiệm âm thanh tốt hơn với bộ khuếch tán mạnh hơn, âmthanh sống động hơn Hiệu suất âm thanh SonicMode sử dụng chip DSP để tinh chỉnh

và cung cấp 3 chế độ khác nhau bao gồm tiêu chuẩn, lời nói và giải trí Các chế độ nói

và giải trí được tinh chỉnh để cung cấp chất lượng hình ảnh âm thanh tối ưu cho bàithuyết trình và nội dung video, làm cho nó đặc biệt hữu ích trong lớp học

Máy chiếu tương tác VIEWSONIC PS750W còn cung cấp các tùy chọn kết nốibao gồm: HDMI, HDMI/MHL, VGA kép, VGA, LAN, video, composite và RJ45 chophép liên kết với các thiết bị thông minh khác như máy tính bàn, laptop, đầu androidtivi box,… để lấy dữ liệu Máy chiếu cũng cấp khả năng giám sát và điều khiển từ xacũng như khả năng nhận, thông báo trạng thái thiết bị cũng như hệ thống điều khiểnđiện tử

Hình 1 4: Một số tính năng của VIEWSONIC PS750W

Đinh Tiến Đạt

Trang 37

‒ Hệ thống máy chiếu được sử dụng là tất cả các loại máy chiếu thế hệ cũ

Tổng kết lại, nhận thấy được những lợi ích từ máy chiếu tương tác, cũng như muốn tận dụng lại các hệ thống máy chiếu cũ và nâng cấp chúng nhóm đã chọn đề tài

“kế thiết bị hỗ trợ tương tác với máy chiếu - Interactive Projector” Bài báo cáo này

sẽ là tổng hợp các nghiên cứu và phân tích của nhóm về xử lý hình ảnh bằng python

và điều khiển con trỏ chuột, lâp trình Raspberry Pi, C# Từ những kiến thức về hệ thống máy chiếu tương tác mà nhóm tìm hiểu được Nhóm đã nghiên cứu và phân tích

để xây dựng nên các ý tưởng về nguyên lý và cấu tạo cho thiết bị hỗ trợ máy chiếu tương tác Cuối cùng là kết quả và đánh giá của nhóm về sản phẩm.

Đinh Tiến Đạt

Trang 38

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 2 sẽ trình bày cơ sở lý thuyết liên quan đến đề tài Đặc biệt là các nghiên cứu và phân tích các khái niệm, lý thuyết về các thuật toán xử lý hình ảnh và điều khiển con trỏ chuột

Hệ thống này đòi hỏi độ ổn định và tự động hóa cao Do sử dụng các nhiệm vụchuyên biệt và được sản xuất với số lượng lớn nên chúng được thiết kế một cách tối ưunhằm giảm thiểu kích thước cũng như giá thành sản xuất Độ phức tạp là khác nhautheo yêu cầu của công việc mà chúng đảm nhận, hệ thống nhúng có thể rất đơn giảnvới một vi điều khiển hoặc rất phức tạp với nhiều đơn vị, các thiết bị ngoại vi và mạnglưới được nằm gọn trong một lớp vỏ máy lớn

Hình 2 1: Một hệ thống nhúng trên thẻ trình cắm có bộ xử lý, bộ nhớ, nguồn điện và

giao diện bên ngoài

b Đặc điểm của hệ thống nhúng:

Đinh Tiến Đạt

Trang 39

Hệ thống nhúng là một hệ thống máy tính: Hệ thống nhúng thường không phải

là một khối riêng biệt mà là một hệ thống phức tạp nằm trong thiết bị mà nó điềukhiển

Có tài nguyên giới hạn: Các hệ thống nhúng bị giới hạn nhiều hơn về phần cứng

và chức năng phần mềm so với máy tính cá nhân Giới hạn phần cứng có thể bao gồmgiới hạn về khả năng xử lý, tiêu thụ điện năng, bộ nhớ, chức năng phần cứng,… Còngiới hạn phần mềm thường liên quan đến việc hỗ trợ ít ứng dụng, ứng dụng bị thu gọntính năng, không có hệ điều hành hoặc hệ điều hành có nhiều hạn chế Tuy nhiên, ngàynay, những giới hạn này đã được khắc phục đáng kể bằng các hệ thống nhúng đượcthiết kế phức tạp và đầy đủ tính năng hơn Phần mềm của hệ thống nhúng được lưu trữtrên bộ nhớ ROM, Flash và được gọi là Firmware

Chuyên dụng: Các hệ thống nhúng được thiết kế để thực hiện một số nhiệm vụ

chuyên dụng chứ không phải đóng vai trò là các hệ thống máy tính đa chức năng Một

số hệ thống đòi hỏi ràng buộc về tính hoạt động thời gian thực để đảm bảo độ an toàn

và tính ứng dụng; một số hệ thống không đòi hỏi hoặc ràng buộc chặt chẽ, cho phépđơn giản hóa hệ thống phần cứng để giảm thiểu chi phí sản xuất

Tương tác với thế giới thực: Hệ thống nhúng tương tác với thế giới bên ngoài

với nhiều cách:

‒ Cảm nhân môi trường: cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, ánh sang, trọng lượng, , cảmnhân bằng tín hiệu điện (máy dò nhiễu điện từ)

‒ Tác động trở lại môi trường (hú còi báo động khi phát hiện khói trong nhà)

‒ Tốc độ tương tác phải đáp ứng thời gian thực (hệ thống còi báo cháy, hệ thốngchống trộm trong ô tô, )

‒ Giao tiếp với người dùng qua giao diện như máy tính cá nhân

Yêu cầu chất lượng ổn định và độ tin cậy cao: Nhiều loại thiết bị nhúng có

những yêu cầu rất cao về chất lượng, tính ổn định và độ tin cậy Lỗi của hệ thốngnhúng có thể gây ra tai nạn khủng khiếp, lỗi trên hệ thống nhúng có thể không sửađược Vì vậy việc phát triển hệ thống nhúng yêu cầu quy trình kiểm tra – kiểm thử rấtcẩn thận

c Các thành phần cơ bản trong hệ thống nhúng:

Đinh Tiến Đạt

Trang 40

‒ ROM: Chưa chương trình, các dữ liệu được fix hoặc constant data Hiện nay đa

số các hệ thống đều sử dụng EEPROM hoặc FLASH để thay cho ROM bởichúng có khả năng ghi xóa, update chương trình mới

‒ RAM: Lưu chương trình thực thi và các biến tạm

‒ MCU: là bộ xử lý tính toán trung tâm

‒ Ngoài ra còn có các ngoại vi như ADC, DAC, các khối giao tiếp UART, I2C

‒ Ứng dụng quân sự: nhận dạng mục tiêu, hướng dẫn, điều hướng cho máy bay

‒ Ứng dụng trong công nghiệp: Kiểm soát giao thông, Robot, sản xuất, kiểm kê

và quản lý kho, nhà máy điện hóa chất và hạt nhân

‒ Ứng dụng trong y tế: màn hình tim, điều trị, tay chân giả và máy lọc máu, máytạo nhịp tim,…

Đinh Tiến Đạt

Tiêu đề	Thiết Kế Thiết Bị Hỗ Trợ Tương Tác Với Máy Chiếu - Interactive Projector
Tác giả	Đinh Tiến Đạt, Dương Đình Hiếu, Trần Bình Giảng
Người hướng dẫn	ThS. Lê Hữu Duy
Trường học	Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Điện – Điện tử
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	95
Dung lượng	6,95 MB