báo cáo thực hiện tiểu luận môn học hệ thống nhúng điện tử

Việc nghiên cứu sâu về hệ thống nhúng giúp hiểurõ về nguyên lý hoạt động, kiến trúc và các công nghệ liên quan, từ đó áp dụng vào cáclĩnh vực như thiết bị di động, xe hơi thông minh, thi

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO THỰC HIỆN TIỂU LUẬN MÔN HỌC

HỆ THỐNG NHÚNG / ĐIỆN TỬ

Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Minh Ngọc Nhóm sinh viên thực hiện

1 Phạm Thanh Hiền MSSV :21126901

2 Nguyễn Trường Hiếu MSSV:21110161

3 Chúc Hoài Nam MSSV:21123781

4 Trần Lưu Ngọc Thạch MSSV:21131741 Lớp: DHIOT17C

TPHCM, tháng 4 năm 2024

THÔNG TIN CHUNG

MỤC LỤC

THÔNG TIN CHUNG 1

MỤC LỤC 2

PHẦN 1: TỔNG QUAN VÀ ĐẶT VẤN ĐỀ 3

1.1 Vai trò và ý nghĩa của việc làm tiểu luận 3

1.2 Tình hình nghiên cứu hệ thống nhúng cho các ứng dụng hiện nay 3

1.3 Phương pháp nghiên cứu 3

1.4 Tên đề tài 3

PHẦN 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÚNG 4

2.1 Đặc tả sản phẩm 4

2.2 Đăc tả kĩ thuật 4

2.3 Đặc tả phần cứng 4

2.4 Đặc tả phần mềm 7

PHẦN 3: ĐỐI CHỨNG, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT 12

3.1 Đánh giá hệ thống 12

TÀI LIỆU THAM KHẢO 14

PHẦN 1: TỔNG QUAN VÀ ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Vai trò và ý nghĩa của việc làm tiểu luận

Việc làm tiểu luận về hệ thống nhúng có vai trò và ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực công nghệ thông tin và điện tử Việc nghiên cứu sâu về hệ thống nhúng giúp hiểu

rõ về nguyên lý hoạt động, kiến trúc và các công nghệ liên quan, từ đó áp dụng vào các lĩnh vực như thiết bị di động, xe hơi thông minh, thiết bị y tế và nhiều ứng dụng khác Ngoài ra, việc làm tiểu luận còn phát triển kỹ năng nghiên cứu, phân tích và đóng góp kiến thức mới vào lĩnh vực này Từ việc viết và trình bày tiểu luận, bạn cũng có cơ hội rèn kỹ năng viết và trình bày chuyên nghiệp

1.2 Tình hình nghiên cứu hệ thống nhúng cho các ứng dụng hiện nay

Hiện nay, nghiên cứu về hệ thống nhúng cho các ứng dụng đang trở nên ngày càng quan trọng và tạo ra nhiều tiềm năng Một trong những lĩnh vực được chú trọng là Internet of Things (IoT), nơi mà các hệ thống nhúng được sử dụng để kết nối và điều khiển các thiết bị thông qua mạng Nghiên cứu trong lĩnh vực này tập trung vào việc phát triển hệ thống nhúng nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng và có khả năng tương tác linh hoạt với môi trường xung quanh Ngoài ra, các lĩnh vực như xe tự lái, trí tuệ nhân tạo,

y tế thông minh và nhà thông minh cũng đang nhận được sự quan tâm nghiên cứu sâu

về hệ thống nhúng để cung cấp các giải pháp tiên tiến và đáng tin cậy

1.3 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu hệ thống nhúng xoay quanh vi điều khiển PIC16F887 (16F887) bao gồm việc tìm hiểu về vi điều khiển, xác định yêu cầu và mục tiêu nghiên cứu, thiết kế và triển khai hệ thống nhúng sử dụng vi điều khiển 16F887, thực hiện thử nghiệm và đánh giá hiệu năng của hệ thống Qua các bước này, phương pháp này giúp nghiên cứu và phát triển ứng dụng hệ thống nhúng dựa trên vi điều khiển 16F887 một cách hiệu quả và có tính ứng dụng cao

1.4 Tên đề tài

Thiết kế hệ thống nhúng quản lý nhiệt độ phòng máy chủ sever

PHẦN 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÚNG

2.1 Đặc tả sản phẩm

a Phân tích các yêu cầu của hệ thống

1 Quản lý nhiệt độ

Yêu cầu cảm biến nhiệt độ có khoảng đo: 0 đến 100 độ C

2 Diện tích quản lý nhiệt độ

3m x 5m

b Chức năng hệ thống

1 Hiển thị nhiệt độ phòng

2 Cảnh báo khi nhiệt độ phòng nóng quá mức cài đặt

2.2 Đăc tả kĩ thuật

 Hệ thống cần giải quyết

 Dữ liệu từ cảm biến nhiệt độ

 Báo động bằng còi và đèn khi nhiệt độ vượt ngưỡng

2.3 Đặc tả phần cứng

Hình 2.1 Sơ đồ khối tổng quát

 Mô tả các khối chức năng

 Khối cảm biến nhiệt độ:

Đo và gửi dữ liệu nhiệt độ đến MCU

 Khối MCU:

Nhận dữ liệu từ cảm biến nhiệt độ và quyết định có hoặc không thông báo dựa theo dữ liệu nhiệt độ

 Khối đèn và loa:

Nhận tín hiệu từ MCU để hoạt động

 Khối điều khiển:

Nút nhấn để điều chỉnh

Khối màn hình hiển thị:

Hiển thị nhiệt độ phòng và nhiệt độ ngưỡng

 Xác định các phần tử của hệ

Chức năng: ADC,…

2 Cảm biến nhiệt

độ

LM-35

Đo nhiệt độ từ 0 đến 100 độ C, ADC

3 Bộ điều khiển Nút nhấn

Hình 2.2 Sơ đồ Khối chi tiết

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý

 Nguyên lý hoạt động của hệ thống:

Hệ thống nhúng quản lý nhiệt độ phòng máy chủ server sử dụng PIC16F887 chủ động hóa việc quản lý nhiệt độ phòng, giúp tiết kiệm thời gian và công sức Hệ thống bao gồm cảm biến nhiệt độ LM-35 đo nhiệt độ và gửi tín hiệu đến vi điều khiển PIC16F887, đèn và loa thông báo khi nhiệt độ vượt ngưỡng, màn hình LCD 1602 hiển thị thông tin

2.4 Đặc tả phần mềm

a Lựa chọn phần mềm và ngôn ngữ lập trình

Phần mềm sử dụng:

 Proteus: Mô phỏng

 Pic C Compiler: Lập trình

Ngôn ngữ lập trình:

 Ngôn ngữ C

b Các chức năng

 Đo nhiệt độ

 Thông báo khi nhiệt độ vượt ngưỡng

 Hiển thị màn hình

c Lưu đò giải thuật

Hình 2.4 Lưu đồ giải thuật

d Chương trình cho mô phỏng

e Kết quả mô phỏng

Hình 2.5 Hệ thống chạy và hiển thị nhiệt độ ngưỡng và nhiệt độ phòng trên LCD

Hình 2.6 Nhiệt độ vượt ngưỡng thì đèn và loa sẽ thông báo

PHẦN 3: ĐỐI CHỨNG, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT

3.1 Đánh giá hệ thống

Hệ thống hoạt động ổn định, đúng chức năng

Ưu điểm:

 Ổn định

 Đơn giản, dễ sử dụng

 Tối ưu chi phí

Nhược điểm:

 Mô hình nhỏ

 Chưa có nhiều chức năng

 Chỉ hoạt đọng được trong phạm vi nhỏ

Hướng phát triển:

Hệ thống quản lý nhiệt độ phòng máy chủ server có thể tập trung vào việc tích hợp trí tuệ nhân tạo và học máy để dự đoán và điều chỉnh nhiệt độ một cách tự động Sử dụng các thuật toán và mô hình trí tuệ nhân tạo, hệ thống có khả năng học hỏi và điều chỉnh dựa trên dữ liệu thu thập từ các cảm biến nhiệt độ và yếu tố khác, tạo ra môi trường ổn định và tiết kiệm năng lượng trong phòng máy chủ Đồng thời, việc kết nối mạng và sử dụng công nghệ IoT cho phép quản lý từ xa và thu thập dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, đưa ra quyết định thông minh và chính xác

TÀI LIỆU THAM KHẢO

https://app.diagrams.net/

https://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/41291d.pdf

https://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=Datasheet

%20lm35&gad_source=1&gclid=CjwKCAjwrIixBhBbEiwACEqDJfP2OPCTgJy3LK P8ceUSFalTaVT3tZLYGJsJ0GPVyBlAT31JCY32MhoCfzMQAvD_BwE