Thiết kế Ứng dụng Điều khiển thiết bị qua bluetooth trên Điện thoại android

'Nhận thấy tiềm năng phát triển của điều khiển không dây, đặc biệt là việc sử dụng SmartPhone để điều khiển thiết bị, nhóm em quyết định thực hiện đề tài: “Thiết kế ứng dụng điều khiển

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG DAI HOC SU’ PHAM KY THUAT

THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH

HGMUIIE

ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

THIET KE UNG DUNG DIEU KHIEN THIET BI QUA BLUETOOTH TREN DIEN THOAI ANDROID

GVHD: THS NGUYEN VAN HIEP SVTH: DINH QUANG HIEP

VÕ TÁN PHƯỚC

SkKLOO53OS^2

TP Hồ Chí Minh, tháng 7/2014

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HO CHi MINH

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP

ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP

NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐÈ TÀI:

THIET KE UNG DUNG DIEU KHIEN

THIET BI QUA BLUETOOTH TREN

DIEN THOAI ANDROID

GVHD: ThS Nguyén Van Hiép

SVTH: Đinh Quang Hiệp - 10101038

Võ Tấn Phước - 10101099 Lớp: 101012A, Hệ chính quy

"THƯ VIÊN TRƯỜNG DESPKT

PHANI

GIOI THIEU

TRUONG DH SU PHAM KỸ THUẬT CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM

TP HỎ CHÍ MINH _ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

Tp HCM, ngày 15 tháng 06 năm 2014 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: ˆ Đỉnh Quang Hiệp MSSV: 10101038

Chuyén nganh: Kỹ thuật Điện - Điện tử Mãngành 01

Hệ đảo tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1

I TEN DE TAI: THIET KE UNG DUNG DIEU KHIỂN THIẾT BỊ

QUA BLUETOOTH TREN BIEN THOAI ANDROID

II, NHIỆM VỤ

I Xây dựng ứng dụng iêu

2 Điện thoại Android kết nói bộ điều khiển qua kết nối Bluetooth

3, Thiết kế bộ điều khiển nhận lệnh điều khiển từ điện thoại và điều khiển các thiết bị công suất (6 ngõ ra 220VAC, công suất mỗi ngõ ra 600W)

4 Ứng dụng điều khiến có thẻ chạy trên nhiều điện thoại Android khác nhau,

bộ điều khiển thiết kế thành sản phẩm hoàn chỉnh

II NGAY GIAO NHIEM VU: 26/02/2014

IV NGAY HOAN THANH NHIEM VU: 15/06/2014

V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DAN: ThS Nguyễn Văn Hiệp

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP

TRUONG DAI HOC SPKT TPHCM

Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 06 năm 2014

LICH TRÌNH THỰC HIỆN DO AN TÓT NGHIỆP

Họ tên sinh viên 1: Đinh Quang Hiệp

“Tên đề tài: THIET KE UNG DUNG ĐIÊU KHIỂN THIẾT BỊ

QUA BLUETOOTH TREN DIEN THOAI ANDROID

2 Ai = Xác nhận Tuan/ngay | Nội dung GVHD

| Tuan 1-2 Tim hiểu dé tài được giao

| 02/03 - 15/03 | m khảo các đồ án của khóa trước

luằn3-4 | - X định các đối tượng cân nghiên cứu

16/03 29/03 | s Hệ điều bành Android và cách lập trình

| ứng dụng Android

| ® Công nghệ Bluetooth

| Giao tiép Module Bluetooth với vi điều

khiển, Module Bluetooth với điện thoại

Tuân 5 - 9 -_ Lập trình ứng dụng điêu khiên

30/03— 03/05 | - Lập trình vi điều khiển giao tiếp với

Module Bluetooth và điều khiển thiết bị Tuân 10 - M6 phong code vi diéu khién trén Proteus,

04/05 — 10/05 giao tiếp điện thoại với mạch trên Proteus

- _ Chỉnh sửa code để khắc phục các lỗi

Tuan 11 - Thi công bộ điều khiến gồm: mạch điều

11/05 ~ 17/05 khiển và mạch công suất

Tuần 12-13 | - Thực hiện kết nỗi điện thoại với bộ điều

18/05 — 31/05 khiên và thử nghiệm điều khiển thiết

- Hiệu chỉnh các thông số linh kiện trên

mạch điện và code đề khắc phục lỗi

- Đóng gói mạch điện vào hộp để hoàn chỉnh sản phẩm

Tuần 14—15 | - Viết báo cáo

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHÁN BIỆN

'Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014

GV PHẢN BIỆN

iv

LỜI MỞ ĐẦU

Thời gian gần đây, khoa học kỹ thuật đang có những bước phát triển mạnh mẽ,

đặc biệt trong lĩnh vực điện tử và công nghệ thông tin Các chip xử lý được tích hợp ngày cảng nhiều bóng bán dẫn nhưng kích thước lại nhỏ hơn trước và tiêu thụ điện

năng thấp hơn Sự phát triển đó đã hỗ trợ rất nhiều cho con người, ngày cảng nhiều

các hệ thống vả thiết bị thông minh được tạo ra để phục vụ cuộc sống Sản phẳm

thông minh gần gũi với con người nhất đó là điện thoại thông minh (SmartPhone),

với SmartPhone bạn có thể giải trí, làm việc, cập nhật mọi thông tin cần thiết Nhờ

vào sự phát triển của lĩnh vực điện từ mà SmartPhone ngày càng được tích hợp nhiều chức năng trong khi đó giá thành ngày cảng rẻ Một sản phẩm khác cũng, rất gần gũi

và phố biến đó là nhà thông minh (SmartHome), với SmartHome bạn có thể kiểm

soát ngôi nhà bắt cứ đâu, các thiết bị trong nhả được điều khiển không dây làm tăng

thêm tính thâm mỹ Hiện nay, một xu hướng mới được hình thành và ứng dụng rộng

rãi là sử dụng SmartPhone điều khiển SmartHome, Từ SmartPhone có thể quan sát

ngôi nhà, điều khiển các thiết bị và cài đặt các chế độ hoạt động cho ngôi nhà

'Nhận thấy tiềm năng phát triển của điều khiển không dây, đặc biệt là việc sử dụng

SmartPhone để điều khiển thiết bị, nhóm em quyết định thực hiện đề tài: “Thiết kế

ứng dụng điều khiển thiết bị qua Bluetooth trên điện thoại Android” Đây là cơ

hội để nhóm nghiên cứu kết nối không dây Bluetooth, đồng thời tìm hiểu hệ điều hành Android (hệ điều hành phổ biến nhất trong thé giới SmartPhone hiện nay) Từ

đó có thể tạo ra một sản phẩm điều khiển thiết bị bằng SmartPhone véi nhiéu tính

năng ứng dụng công nghệ truyền không dây Bluetooth

Mặc dù nhóm thực hiện đã rất cố gắng hoàn thành đề tài nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong quý Thầy/Cô và các bạn sinh viên đóng góp ý kiến để nhóm thực hiện có thể hoàn thiện đề tài và tạo ra những sản phẩm tốt hơn Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về email: dinhquangbiep(@)gmail.com

Xin chân thành cảm ơn!

Nhóm thực hiện đề tài

Định Quang Hiệp - Võ Tấn Phước

LỜI CÁM ƠN

Lai cam on dau tiên chúng em xin gửi tới thầy Nguyễn Văn Hiệp, mặc dù thầy rất

bận trong công việc giảng dạy, nhưng thầy đã đồng ý hướng dẫn đồ án tốt nghiệp

nhóm em Trong quá trình làm đồ án, thầy luôn chỉ bảo, nhắc nhở, động viên để chúng

em vượt qua những khó khăn và hoàn thành đồ án đúng tiến độ Bên cạnh đó, cùng

với những lời nhận xét, góp ý của thầy cũng giúp chúng em có những định hướng

đúng đắn hơn khí thực hiện đề tải

Chúng em cũng xin bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới quý thầy cô trong khoa Điện-

Điện Tử, any thay cô là những người đã dạy dỗ, dìu đất chúng em từ những kiến thức

lòng thời thường xuyên giúp đỡ rất nhiệt tình khi chúng em có khó khăn

trong vấn để nghiên cứu để tài, không những, thế còn tạo điều kiện hết sức thuận lợi

để chúng em có được môi trường, những điểu kiện học tập tốt nhất có thể

Cuối cùng, chúng em không quên gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, người thân

và bạn bè là nguồn động viên to lớn bỗ trợ chúng em về mặt tỉnh thần cũng như vật chất để chúng em có thêm động lực và tự tin để hoàn thành đỗ án này

Nhóm thực hiện đề tài

Đinh Quang Hiệp - Võ TẤn Phước

1.4 Đối tượng nghiên cứu

1.5 Phương pháp nghiên cứu

2.1.1.Khái niệm Bluetooth

2.1.2.Các đặc điểm của công nghệ Bluetooth

2.1.3.Các khái niệm dùng trong công nghệ Bluetooth

2.1.4.Định nghĩa các liên kết vật lý trong Bluetooth

2.1.5.Trạng thái của thiết bị Bluetooth

2.1.6.Các chế độ kết nối

vii

2.1.7.Kỹ thuật trải phổ nhảy tần trong công nghệ Bluetooth 12

2.3.2.Lịch sử của hệ điều hành Android

2.3.3.DELVING với máy ảo DALVIK

2.3.4.Kiển trúc của bệ điều hãnh Android

3.1 Yêu cầu thiết kế

3.2 Thiết kế bộ điều khiển

Code ứng dụng trên điện thoại

Tài liệu tham khảo

Hướng dẫn sử dụng

ix

Hình 2.3: Kỹ thuật trải phổ nhảy tần số

Hình 2.4: Các Packet truyền trên các tần số khác nhau

Hình 2.5: Các Packet truyền trên khe thời gian

Hình 2.6: Cấu trúc gói tin Bluetooth

Hình 2.7: Mô hình Piconet

Hình 2.8: Quá trình truy vấn tạo kết nối

Hình 2.9: Truy vấn tạo kết nói giữa các thiết bị trong thực tế

Hình 2.10: Sơ đồ chân PIC18í4620

Hình 2.11: Sơ đỏ khối IC RealTime DS1307

Hình 2.12: Hình ảnh thực tế Module Bluetooth HC-05

Hình 2.13: Mõ bình phần cứng Module Bluetooth HC-05

Hình 2.14: Sơ đỗ nguyên lý Module Bluetooth HC-05

Hình 2.15: Cấu tric stack hệ thống Android

Hình 2.16: Activity Stack

Hinh 2.17: Chu ky song cia Activity

Hình 3.1: Sơ đỗ khối hệ thống

Hình 3.2: Sơ đồ khói phần cứng

Hình 3.3: Sơ để nguyên lý mạch nguồn

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển trung tâm

Hình 3.5: Trở treo

Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý nút nhắn điều khiên

Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý mạch công suất

Hình 3.8: Cửa số thiết kế giao điện

Hình 3.9: Mục chỉnh sửa thuộc tính các control trên layout 56 Hình 3.10: Cấu trúc Project Bluetooth Control Device 60

=>

Hình 4.5: Kết nối và điều khiển thiết bị

Hình 4.6: Chỉnh sửa thông tin thiết bị

Hình 4.7: Tương tác bộ điều khiển và Điện thoại

Hình 4.8: Tương tác bộ điều khiển và Điện thoại

Hình 4.9: Hoạt động của tải gắn vào bộ điều khi

Hình 4,10: Điều khiển thiết bị bằng giọng nói

Hình 4.11: Cài đặt tính năng sử dụng mật khẩu

Hình 4.12: Giao diện trang đáng nhập

LIET KE BANG

Bang Trang Bang 2.1: Dac tinh ky thuat ca PIC18£4620

Bảng 2.2: Chức năng các chân Module Bluetooth HC-05

Bảng 2.3: Các sự kiện trong một chu kỳ ứng dung

xii

BANG CHU VIET TAT

ISM Industrial, Scientific, Medical

MAC Media Access Control

AMA ‘Active Member Address

PMA Packet Member Address

| cpu | Central Processing Unit

SPI | Serial Peripheral Interface

I2C | Inter-Integrated Circuit

ADC | Analog to Digital Converter

PWM Pulse-width Modulation

USART Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter

MIPS million instructions per second

SCL Serial Clock Input

SDA Serial Data Input/out

SQW/OUT ‘Square waveloutput driver

EDR Enhanced Data Rate

SDK Software development kit

PHAN II

NOI DUNG

CHUONG I: TONG QUAN

CHUONG I: TONG QUAN

en OEE

1.1.Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây công nghệ truyền nhận dữ liệu không dây đang có những bước phát triển mạnh mẽ, góp công lớn trong việc phát triển các hệ thống điều khiển, giẩm sát từ xa, đặc biệt là các hệ thống thông minh Hiện nay, có khá nhiều công nghệ không truyền nhận dữ

liệu không dây như RF, Wifi, Bluetooth, NEC, Trong đó, Bluetooth là một trong những công

nghệ được phát triển từ lâu và luôn được cải tiến để nâng cao tốc độ cũng như khả năng bảo mật

Trên thị trường Việt Nam hiện nay chưa có nhiều sản phẩm điều khiển thiết bị không dây, đa số những sản phẩm hiện có đều là nhập khẩu từ nước ngoài với giá thành cao Việc nghiên cứu và thiết kế một bộ sản phẩm điều khiển thiết bị không dây có một ý nghĩa lớn, giúp tăng thêm sự

lựa chọn cho ngườ

sử dụng, sắn phẩm được sản xuất trong nước nên giá thành rẻ và góp phần

phát triển các hệ thống điều khiển thống minh Do đó, nhóm em quyết định thực hiện để tài:

“Thiết kế ứng dụng điều khiển thiết bị qua Bluetooth trên điện thoại Android” Đề tài ứng dụng công nghệ Bluetooth phổ biến trên nhiễu thiết bị, đặc biệt điểm mới của đề tài so với các sản phẩm hiện có lá điều khiển thông qua điện thoại giúp tận dụng những chiếc SmartPhone có

sẵn của người dùng giúp giảm giá thành sản phẩm, ngoài ra với màn hình hiển thị lớn của điện

thoại cho phép hiển thị nhiều thông tin hơn

1.2 Mục tiêu để tài

Thiết kế, thi công sản phẩm gồm: bộ điều khiển thiết bị công suất và ứng dụng Bluetooth

Control Device chay trén điện thoại Bộ sản phẩm có chức năng điều khiển thiết bị điện qua Bluetooth bing img dung Bluetooth Control Device trên điện thoại Android Một số yêu cầu đối với bộ sản phẩm:

~_ Hoạt động ổn định trong thời gian đài trong môi trường thực tế

~ Bộ điều khiển thiết kế gọn nhẹ, thẩm mỹ Dễ dàng sửa chữa và thay thế linh kiện khi gặp

sự cố trong quá trình sử dụng

~ Phần mềm điều khiển trên điện thoại dung lượng nhỏ, giao điện đơn giản, dễ dàng sử

dụng, cho phép tùy chỉnh phù hợp với yêu cầu người sử dụng và các thiết bị thực Hỗ trợ

nhiều dòng điện thoại chạy hệ điều hành Android

~_ Có khả năng mở rộng một cách linh hoạt để tăng số lượng thiết bị điều khiển Việc mở rộng có thể thực hiện một cách đễ dàng bởi người sử dụng mà không cần phải có sự trợ

giúp của nhân viên kỹ thuật

~ _ Tếi ưu hóa các thành phần để giảm tối đa chỉ phí sản xuất

1.3 Giới hạn đề tài

SVTH: ĐINH QUANG HIỆP - VÕ TAN PHƯỚC Trang 2

CHUONG TI: TONG QUAN

————

Hiện nay, trên thị trường có khá nhiều sản phẩm có chức năng điều khiễn thiết bị bằng điện

thoại đi động, tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà mỗi sản phẩm có những đặc điểm và tính

năng riêng biệt, với mục tiêu để ra ban đầu, nhóm em chỉ thiết kế sản phẩm có những tính năng

cơ bản nhất của một sản phẩm điều khiển thiết bị qua điện thoại:

- Bộ điều khiển với 6 ngõ ra cố định, công suất mỗi ngõ ra 600W, điện áp ngõ ra 220VAC

iếp bằng nút nhấn có trên bộ điều khiển

~_ Cho phép thay đổi trạng thái các ngõ ra trực

- C6 dén báo trạng thái nguồn, trạng thái kết nối với điện thoại điều khiển và trạng thái hoạt động của các thiết bị

- Phin mềm điều khiển cập nhật trạng thái thiết bị liên tục, hỗ trợ một số tiện ích Ghi chú

lịch sử tắt mở thiết bị để xem lại và hẹn giờ tắt mở thiết bị

- Chỉ hoạt động trên các điện thoại chạy hệ điều hành Android 3.0 trở lên, không hỗ trợ các

hệ điều hành khác như 1OS, Blackbery OS, Window Phone, Symbian,

~_ Một số tính nắng chưa có bộ sản phẩm:

+ Không hỗ trợ điều khiển qua mang Internet

+ Không hỗ trợ camera giám sát

+ Không hỗ trợ nâng công suất ngõ ra

+ _ Không hỗ trợ tùy chỉnh ngôn ngữ

1.4 Đối tượng nghiên cứu

Sau khi tìm hiểu thông tín về để tài, cùng với những hiểu biết sẵn có và tìm kiếm thông tin từ

những đồ án các khóa trước đã thực hiện, nhóm em xác định các đối tượng cần nghiên cứu là:

~_ Công nghệ Bluetooth: Khái niệm về Bluetooth, cáo đặc điểm của công nghệ Bluetooth, liên kết vật lý trong công nghệ Bluetooth, các chế độ kết nối, cách thức hoạt động

- _ Hệ điều hành Android: Kiến trúc hệ điều hành Android, chu kỳ sống các ứng dụng chạy trên hệ điều hành Android, phần mềm hỗ trợ lập trình Eclipse, ngôn ngữ lập trình Java

- Vi didu khién: Các thông số kỹ thuật nổi bật phù hợp với yêu cầu đề tài, sự hỗ trợ phần

cứng của vi điều khiển để lập trình code điều khiển cho phù hợp

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Do điều kiện về môi trường nghiên cứu, nhóm em không có điều kiện làm việc trong các phòng LAB với nhiều thiết bị hỗ trợ, do đó phương pháp nghiên cứu chủ yếu là:

-_ Tham khảo tài liệu: các đồ án liên quan đến đề tài mà các khóa trước đã thực hiện, tìm

kiếm thông tin trên Internet

SVTH: ĐINH QUANG HIỆP ~ Trang 3

CHUONG I: TONG QUAN

rr

- Phuong phap mô phỏng kết hợp thực nghiệm: sử dụng phần mềm mô phỏng mạch điện

Proteus để kiểm tra mạch phần cứng, sử dụng phần mềm Hercules để giả lập điện thoại

kết nối với Module Bluetooth, kết nối điện thoại với mạch điện mô phỏng trên Proteus

Thiết kế mạch thật từ mạch mô phỏng, chạy thử sau đó điều chỉnh các thông số cho phù

hợp với điều kiện thực tế

1.6 Ý nghĩa thực tiễn

'Khi mà lĩnh vực điện tử đang có sự phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là sự ra đời của SmartPhone

với số lượng tăng theo cấp số nhân, việc nghiên cứu hệ điều hành Android và phương pháp lập

trình di động có ý nghĩa rất lớn đặc biệt đối với sinh viên ngành Điện - Điện tử Từ đó có thể

thiết kế ra sản phẩm là sự kết hợp giữa SmartPhone với các mạch điện tử cơ bản tạo thành một

hệ thống thông mình Sản phẩm sau khí hoản thành của đồ án này cũng chính là sự kết hợp giữa SmartPhone với các mạch điện tử cơ bản có tính ứng dụng cao, đặc biệt trong việc phát triển các

hệ thông điều khiến không dây, mở ra một hướng đi khác cho phát triển các hệ thống điều khiển

thông minh Một số ứng dụng trong thực tế của bộ sản phẩm:

~_ Điều khiển các thiết bị điện gắn nhiều nơi trong nhà mà không cần di chuyển đến chỗ gắn công tắc, hoặc khi về nhà vào buôi tối bạn có thể bật đèn trong nhà trước khi vào

~ Tăng tính thắm mỹ đối với các ngôi nhà thông minh, không cần đặt các công tắc điều khiển khắp nhà, gây nguy hiểm khí nhà có trẻ em

- Bao vé an toàn cho người sử dụng, có thể điều khiển các thiết bị điện công suất lớn từ xa

~_ Các hệ thống trang trại chăn nuôi và các vườn ươm hoa, cây giống: giúp bật đèn từ xa cho những khu vực thiếu ánh sáng, bật quạt thông gió cho khu vực có nhiệt độ cao hơn so

với quy định +3 giảm thiểu số công tắc điều khiển, điều khiển linh hoạt chỉ bật những

thiết bị cần sử dụng

1.7 Nội dung của đề tài:

Phần còn lại của đồ án có nội dung như sau:

-_ Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương hai trình bày khái quát công nghệ Bluethooth (Khái niệm, đặc điểm, chế độ kết

nối, kỹ thuật truyền dữ liệu và cách thức hoạt động), các thông số và ý nghĩa của các linh

_ kiện chính sử dụng cho thiết kế bộ điều khiển (Vi điều khiển PIC18F4620, IC Real-Time DS1307, Module Bluetooth HC-05), kiến thức cơ bản về hệ điều hành Android hỗ trợ cho lập

trình phần mềm điều khiển trên điện thoại ở chương sau

~_ Chương 3: Thiết kế hệ thống

————

SVTH: ĐINH QUANG HIỆP - VÕ TÁN PHƯỚC Trang 4

CHƯƠNG I: TONG QUAN

Chương ba trình bày sơ đồ khối của bộ điều khiển, đưa ra các phương án thực hiện và lựa chọn phương án tối wu nhất dé thực hiện Chương này cũng trình bày các yêu câu cẦn có

đối với phần mầm điều khiển trên điện thoại từ đó làm cơ sở để lập trình cho điện thoại

Ngoài ra còn trình bày phần yêu cầu đối với phần mầm điều khiển của Vi điều khiển và lưu

đồ hoạt động của chương trình

-_ Chương 4; Kết quả

Chương bắn này sẽ trình bày các kết quả đạt được sau thời gian thực hiện đỀ tài gôm có hình ảnh về sản phẩm (bộ điều khiển và ứng dụng trên điện thoai), các kết quả điều khiển của sản phẩm

- Chương 5: Kết luận ~ Hướng phát triển

Chương năm trình bày các kết luận sau khi hoàn thành sản phẩm, các hướng phát triển

của để tài đỀ có thể ghất triển sản phẩm tốt hơn trong tương lai

SVTH: ĐINH QUANG HIỆP - VÕ TẤN PHƯỚC Trang 5

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYÊT

Chương này nói về những Lý thuyết cơ bản của Công nghệ Bluetooth, các đặc điểm nối bật

của vi điều khiển PIC18/4620, Module Bluetooth HC-05 và tổng quan về hệ điều anh Android

Từ những kiến thức cơ bản của chương này làm tiền đề cho việc thiết kế hệ thông phần cứng ở chương sau và viết ứng dụng điều khiển trên điện thoại Android

2.1 Công nghệ Bluetooh

2.1.1 Khái niệm Bluetooth

Bluetooth là công nghệ không dây cho phép các thiết bị điện, điện từ giao tiếp với nhau trong khoảng cách ngắn, bằng sóng vô tuyến qua băng tần chung ISM (Industrial, Scientific, Medical) trong dãy tầng 2.40- 2.48 GHz Đây là đãy băng tầng không cần đăng ký được dành riêng để dùng cho các thiết bị không dây trong công nghiệp, khoa học, y tế

Bluetooth được thiết kế nhằm mục đích thay thế dây cable giữa máy tính và các thiết bị

truyền thông cá nhân, kết nối vô tuyến giữa các thiết bị điện tử lại với nhau một cách thuận lợi

với giá thánh rẻ

Khi được kích hoạt, Bluetooth có thể tự động định vị những thiết bị khác có chung công

nghệ trong vùng xung quanh và bất đầu kết nối với chúng Nó được định hướng sử dụng cho

việc truyền dữ liệu lẫn tiếng nói

Bluetooth được thiết kế để hoạt động ở mức năng lượng rất thấp Đặc tả đưa ra 3 mức năng

lượng từ ImW tới 100 mW

= Mite năng lượng 1 (100mW): Được thiết kế cho những thiết bị có phạm vi hoạt động

rộng (~100m)

-_ Mức năng lượng 2 (2.5mW): Cho những thiết bị có phạm vi hoạt động thông thường (-10m)

~_ Mức năng lượng 3 (LmW): Cho những thiết bị có phạm vi hoạt động ngắn (~10cm)

2.1.2 Các đặc điểm của công nghệ Bluetooth

ên của công nghệ làm cho giá thành thiết bị Bluetooth ngày

+ Khoảng cách giữa hai thiết bị đầu cuối có thể lên đến 10m ngoài trời, và 5m trong

tòa nhà

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Dễ dàng trong việc phát triển ứng dụng: Bluetooth kết nối một ứng dụng này với một

ứng dụng khác thông qua các chuẩn “Bluetooth profiles”, do đó có thể độc lập về phần cứng cũng như hệ điểu hành sử đụng

An toàn và bảo mật: được tích hợp với sự xác nhận và mã hóa

Tính tương thích cao, được nhiễu nhà sản xuất phần cứng cũng như phần mềm hỗ trợ

Sử dụng “iiequency hopping” giúp giảm va chạm sóng tối đa

Có khả nắng bảo mật từ 8->128bit

3.1.2.2.Khuyết điểm

Do sử dụng mô bình adhoc => không thể thiết lập các ứng dụng thời gian thực

Khoảng cách kết nói còn ngắn so với các công nghệ mạng không dây khác

Số thiết bị active, pack cùng lúc trong một piconect còn hạn chế

'Tốc độ truyền của Bluetooth không cao

Bị nhiễu bởi một số thiết bị sử dụng sóng radio khác

1à tắt cả các thiết bị còn lại trong piconet, một thiết bị không là Master thì phải là Slave Tối

đa 7 Slave dang Active và 255 Slave dang Parked (Inactive) trong 1 Piconet Có 3 dang Slave

trong một Piconet:

~ Active: Slave hoạt động, có khả năng trao đổi thông tin voi Master và các Slave Active

khác trong Piconet Các thiết bị ở trạng thái này được phân biệt thông qua 1 địa chỉ

MAC (Media Access Control) hay AMA (Active Member Address ) - đó là con số

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

gồm 3 bit Nên trong 1 Piconet có tối đa 8 thiết bị ở trang thái nảy (1 cho Master và 7

cho Slave)

= Standby: Standby 14 mét dang inactive, thiét bj trong trạng thái này không trao đổi dữ

liệu, sóng radio không có tác động lên, công suất giàm đến tối thiểu để tiết kiệm năng

lượng, thiết bị không có khả năng dò được bất cứ mã truy cập nào Có thể coi là

những thiết bị trong nằm ngoài vùng kiểm soát của Master

- Parked: 1A mt dang inactive, chi 1 thiết bị trong 1 Piconet thường xuyên được đồng

bộ với Piconet, nhưng không có 1 địa chỉ MAC Chúng như ở trạng thái "ngủ" và sẽ

được Master gọi đậy bảng tín hiệu "beacon" (tín hiệu báo hiệu) Các thiết bị ở trạng

thai Packed duoc đánh địa chỉ thông qua địa chi PMA (Packed Member Address) Đây là con số 8 bits để phân biệt các packed Slave với nhau và có tối đa

245 thất bị ở trạng thái này trong | Piconet

2.4.3.3.Piconet

Picotnet là tập hợp các thiết bị được kết nối thông qua kỹ thuật Bluetooth theo mô

hình Ad-Hoc (đây là kiểu mạng được thiết lập cho nhu cầu truyền dữ liệu hiện hành và tức thời, tốc độ nhanh và kết nói sẽ tự động huỷ sau khi truyền xong) Trong 1 Piconet thì chỉ có 1 thiết bị

là Master Đây thường là thiết bị đầu tiên tạo kết nối, nó có vai trò quyết định số kênh truyền thông và thực hiện đồng bộ giữa các thành phần trong Piconet, các thiết bị còn lại là Slave Đó là các thiết bị gửi yêu cầu đến Master

Lam ý rằng, 2 Slave muốn thực hiện liên lạc phải thông qua Master bởi chúng không bao giờ

kết nối trực tiếp được với nhau, Master sẽ đồng bộ các Slave về thời gian và tần số Trong 1 Piconet có tối đa 7 Slave đang hoạt động tại 1 thời điểm

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYÊT

- Là 2 hay nhiễu Piconet độc lập và không đổng bộ, các Piconet này kết hợp lại truyền

thông với nhau

- Tưuý:

+ Một thiết bị có thể vừa là Master của Piconet này, vừa là Slave của Piconet khác

+ Vai trò của 1 thiết bị trong Piconet là không cố định, có nghĩa là nó có thể thay đổi

từ Master thành Slave và ngược lại, từ Slave thành Master Ví dụ nếu Master

không đủ khả năng cung cấp tài nguyên phục vụ cho Piconet của mình thì nó sẽ

chuyển quyền cho 1 Slave khác giàu tài nguyên hơn, mạnh hơn, bởi vi trong 1 piconet thi Clock và kiểu Hopping đã được đồng bộ nhau sẵn

Hình 2.2: Một Scatternet gồm 2 Piconet

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYÊT

——————————-_ ~

2.1.4 Định nghĩa các liên kết vật lý trong Bluetooth

Asynchronous connectionless (ACL): được thiết lập cho việc truyền dữ liệu, những gói dữ

liệu cơ bản (primarily packet data) Là một kết n6i point-to- multipoint giữa Master và tắt cả

các Slave tham gia trong piconet Chỉ tồn tại duy nhất một kết nối ACL Chúng hỗ trợ những, kết nối chuyển mạch gói (packet-switched connection) đối xứng và không đối xứng Những gói tin đa khe dùng ACL link và có thể đạt tới khả năng truyền tối đa 723 kbps ở một hướng

và 57,6 kbps ở hướng khác Master điều khiển độ rộng băng tầng của ACL link và sẽ quyết

định xem trong một piconet một sÌave có thể dùng băng tầng rộng bao nhiêu Những gói tin

broadcast trayén bing ACL link, tir master đến tất cả các slave Hầu hết các gói tin ACL đều

có thể truyền lại

Synchronous connection-oriented (SCO): hd trợ kết nối đối xứng, chuyển mạch (circuit- switched), point-to-point giữa một Master và một Slave trong 1 piconet Kết nối SCO chủ yếu

ding 48 wuyén đữ liệu tiếng nói Hai khe thời gian liên tiếp đã được chỉ định trước sẽ được

dành riêng cho SCO link Dữ liệu truyền theo SCO link có tốc độ 64kbps Master có thể hỗ

trợ tối đa 3 kết nối SCO đồng thời SCO packet không chứa CRC (Cyclic Redundancy Check) và không bao giờ truyền lại Liên kết SCO được thiết lập chỉ sau khi 1 liên kết ACL

đầu tiên được thiết lập

2.1.5 Trạng thái của thiết bị Bluetooth

Có 4 trạng thái chính của 1 thiét bj Bluetooth trong 1 piconet:

- Inquiring device (inquiry mode): thiết bị đang phát tín hiệu tìm thiết bị Bluetooth khác

- Inquiry scanning device (inquiry scan mode): thiết bị nhận tín hiệu inguiry của thiết bị đang thực hiện inquiring và trả lời

- Paging device (page mode): thiết bị phát tín hiệu yêu cầu kết nói với thiét bj da inquiry

từ trước

- Page scanning device (page scan mode): thiết bị nhận yêu cầu kết nối từ paging device

và trả lời

2.1.6 Các chế độ kết nối

_ Acfve mode: trong chế độ này, thiết bị Bluetooth tham gia vào hoạt động của mạng

'Thiết bị master sé điều phối lưu lượng và đồng bộ hóa cho các thiét bj slave

~ §niff mode: là 1 chế độ tiết kiệm năng lượng của thiết bị đang ở trạng thái active Ở SnifF mode, thiét bj slave lắng nghe tín hiệu từ mạng với tần số giảm hay nói cách khác là giảm

công suất TÂn số này phụ thuộc vào tham số của ứng dụng Đây là chế độ ít tiết kiệm

năng lượng nhất trong 3 chế độ tiết kiệm năng lượng

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

———ễễễễ-——————————

Hold mode: là 1 chế độ tiết kiệm năng lượng của thiết bị đang ở trạng thái active Master

có thể đặt chế độ Hold mode cho slave của mình Các thiết bị có thể trao đổi dữ liệu ngay lập tức ngay khi thoát khỏi chế độ Hold mođe Đây là chế độ tiết kiệm năng lượng trung

bình trong 3 chế độ tiết kiệm năng lượng

Park mode: là chế độ tiết kiệm năng lượng của thiết bị vẫn còn trong mạng nhưng không tham gia vào quá trình trao đổi dữ liệu (inactive) Thiết bị ở chế độ Park mode bỏ địa chỉ MAC, chi lắng nghe tín hiệu đồng bộ hóa và thông điệp broadcast của Master Đây là chế -

độ tiết kiệm năng lượng nhất trong 3 chế độ tiết kiệm năng lượng

2.1.7 Kỹ thuật trải phổ nhảy tần trong công nghệ Bluetooth

m trai phé trong công nghệ không day

Trong truyền thông bằng sóng rađio cỗ điển, người ta chỉ đùng một tần số để truyền dữ

bậu, nhưng khả năng mắt dữ liệu là rất lớn do tẫn số này có thể bị nhiễu, mặt khác tốc độ truyền

sẽ không cao,

Truyền thông trải phổ là kỹ thuật truyền tín hiệu sử dụng nhiều tần số cùng 1 lúc

(DSSS-Direct Sequence Spread Spectrum) hoặc luân phiên (FHSS- Frequency Hopping

Spread Spcctrum) để tăng khả năng chống nhiễu, bảo mật và tốc độ truyền dữ liệu

Trải phổ nhảy tần số là kỹ thuật phân chia giải băng tần thành một tập hợp các kênh

hẹp và thực hiện việc truyển tín hiệu trên các kênh đó bằng việc nhảy tuần tự qua các

kênh theo một thứ tự nào đó

Time

Hình 2.3 Kỹ thuật trải phổ nhảy tần số

2.1.7.2 Kỹ thuật nhây tần số trong công nghệ Bluetooth

Việc truyền đữ liệu trong Bluetooth được thực hiện bằng sử dụng kỹ thuật nhảy tần số

(frequency hopping), co nghia là các packet được truyền trên những tần số khác nhau Giải

———————-

CHUONG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

————————ễ—ễ——==—— =—

băng tần ISM 2.4Ghz được chia thành 79 kênh, với tốc độ nhảy là 1600 lần trong một giây, điều đó có thể tránh được nhiễu tốt và chiều dài của các packct ngắn lại, tăng tốc độ truyền

thông,

Hầu hết các nước dùng 79 bước nhảy, mỗi bước nhảy cách nhau 1MHz, bắt đầu ở 2.402GHz

và kết thúc ở 2.480GHz Ở một vài nước, chẳng hạn như Pháp, Nhật, phạm vi của đãi băng tần

này được giảm đi còn 23 bước nhảy

Hình 2.4: Các Packet truyền trên các tần số khác nhau

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

có nhiều tín hiện truyền, các packet dài chiếm nhiều timeslot dễ bị nhiễu hơn, do đó dễ bị mất

Hình 2.6: cấu trúc gói tin Bluetooth

Xích thước của Access Code và Header là cố định

~_ Access code: Gồm 72 bits, dùng trong việc đồng bộ dữ liệu, định danh, báo hiệu

4 bits tiếp theo cho biết loại packet (một số không dùng đến),

1 bịt điều khiển luồng

1-bit ARQ : cho biết packet là Broadcast không có ACK

1-bit Sequencing : lọc bỏ những packet trùng do truyền lại,

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYÉT

——————————————————

+ 8 bits HEC : kiém tra tính toàn vẹn của header

- PayLoad: phần chứa dữ liệu truyền đi, có thể thay đổi từ 0 tới 2744 biUpacket

Payload cé thé là đữ liệu Voice hoặc data

2.1.8 Cách thức hoạt động của Bluetooth

2.1.8.1 Cơ chế truyền và sửa lỗi

Kỹ thuật Bluetooth thực sự là rất phức tạp Nó dùng kỹ thuật nhảy tần số trong các

timeslot (TS), duge thiết kế để làm việc trong môi trường nhiễu tin sé radio, Bluetooth ding chiến lược nhảy tần để tạo nên sức mạnh liên kết truyền thông và truyền thông thông minh Cứ mỗi lần gửi hay nhận một packet xong, Bluetooth lại nhảy sang một tần số mới, như thế sẽ tránh

được nhiễu từ các tín hiệu khác

So sánh với các hệ thống khác lảm việc trong cùng băng tần, sóng radio của Bluetooth nhảy tần nhanh và ding packet ngắn hơn Vì nhảy nhanh và packet ngắn sẽ làm giảm va chạm

với sóng từ lò vi sóng và các phương tiện gây nhiễu khác trong khí quyền

Có 3 phương pháp được sử dụng trong việc kiểm tra tính đúng đắn của đữ liệu truyền đi:

- Forwad Error Corrrection: thêm 1 số bít kiểm tra vào phần Header hay Payload của

Bluetooth dùng kỹ thuật sửa lỗi tiến FEC (Forward Error Correction) để sửa sai do nhiễu

tự nhiên khi truyền khoảng cách xa FEC cho phép phát hiện lỗi, biết sửa sai và truyền đi

tiếp (khác với kỹ thuật BEC-Backward Error Control chỉ phát hiện, không biết sửa, yêu cầu

truyền lại)

Giao thức băng tần cơ sở (Baseband) của Bluetooth là sự kết hợp giữa chuyển mạch và chuyển đổi packet Các khe thời gian có thể được dành riêng cho các packet phục vụ đồng

bộ Thực hiện bước nhảy tần cho mỗi packet được truyền đi Một packet trên danh nghĩa sẽ

chiếm 1 timeslot, nhưng nó có thể mở rộng chiếm đến 3 hay 5 timeslot :

Bluetooth hỗ trợ 1 kênh dữ liệu bất đồng bộ, hay 3 kênh tín hiệu thoại đồng bộ nhau cùng một lúc, hay 1 kênh hỗ trợ cùng lúc dữ liệu bắt đồng bộ và tín hiệu đồng bộ

CHƯƠNG II: CƠ SO LY THUYET

2.1.8.2 Quá trình hình thành Piconet

Hình 2.7: Mô hình piconet

Một Piconet được tạo bằng 4 cách:

~_ Có Master rỗi, Master thực hiện Paging để kết nối với 1 Slave

~_ Một Unit ( Master hay Slave ) lắng nghe tín hiệu (code) mà thiết bị của nó truy cập được

~_ Khi có sự chuyển đổi vai trò giữa Master va Slave

- _ Khi có một Unít chuyễn sang trang thái Active

Để thiết lập một kết nối mới, tiền trinh INQUIRY hay PAGE sé bat đầu

Tiến trình Inquiry cho phép 1 Unit phát hiện các Unit khác trong tẩm hoạt

động cùng với địa chỉ và đồng hồ của chúng

Tiến trình Paging mới thực sự là tạo kết nồi Kết nối chỉ thực hiện giữa những thiết bi mang địa chỉ Bluetooth Unit nào thiết lập kết nối sẽ phải thực biện tiến trình paging và tự động trở thành Master của kết nối

Trong tiến trình paging, có thể áp dụng vài chiến lược paging Có một chiến lược paging bat

buộc tất cả các thiết bị Bluetooth đều phải hỗ trợ, chiến lược dùng khi các Unit gặp trong lần

đầu tiên, và trong trường hợp tiến trình paging theo ngay sau tiến trình inquiry Hai Unit sau khi kết nối nhờ dùng chiến lược bắt buộc này, sau đó có thể chọn chiến lược paging khác,

Sau thủ tục Paging (PAGE), Master thăm đò Slave bằng cách gửi packet POLL thăm dò hay

packet NULL rỗng theo như Slave yêu cầu

Chỉ có Master gửi tín biệu POLL cho Slave, ngược lại không có

Các vai trò của thiết bị trong Piconet là:

- Stand by : Khong làm gì cả

: Tìm thiết bị trong vùng lân cận

© TAN PHUGC Trang 16

= Ingui

SVTH: DINH QUANG HIEP —

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYÉT

Hình2.9: Truy vấn tạo kết nôi giữa các thiết bị trong thực tế

~_ Mô hình truy vấn các thiết bị trong thực tế

Khi thiết bị tạo paging muốn tạo các kết nối ở các tầng trên, nó sẽ gửi yêu cầu kết nối host

theo nghỉ thức LMP (Link Manament Protocol) Khi Unit quản lý host này nhận được thông

điệp, nó thông báo cho host biết về kết nối mới Thiết bị từ xa có thể chấp nhận (gửi thông

điệp chấp nhận theo nghỉ thức LMP) hoặc không chấp nhận kết nối (gửi thông điệp không chấp nhận theo nghỉ thức LMP)

Khi thiết bị không yêu cầu bất kỳ thủ tục thiết lập liên kết từ xa nảo cả, nó sẽ gửi thông

điệp "thiết lập hoàn thành" Thiết bị này vẫn nhận được yêu cầu từ các thiết bị khác Khi

một thiết bị khác đã sẵn sàng tạo liên kết, nó cũng gửi thông điệp "thiết lập hoàn thành" Sau

đó 2 thiết bị có thể trao đổi packettrên kênh logic khác với LMP

Trang 17

CHUONG II: CƠ SỞ LÝ THUYET

CHUONG II: CƠ SỞ LÝ THUYÉT

~ _ Chế độ quản lý năng lượng:

+ Run: CPU on, ngoai vi on

+ Idle: CPU off, ngoai vi on

+ Sleep: CPU off, ngoai vi off

+ Ché d6 Idle tigu thụ dòng nhỏ hơn 2.5uA, chế độ Sleep tiêu thụ dòng nhỏ hơn 100nA

~ _ Cấu trúc bộ dao động linh hoạt:

+ Có 4 chế độ lựa chọn khi sử dụng thạch anh, tằn số lên tới 40MHz

+ Chế độ nhân 4 lần tần số, sử dụng khi gắn thạch anh ngoại hoặc dùng dao động nội + Tin sé dao động nội từ 31kHz +*#8MHz, khi dùng thêm chế độ nhân 4 lần tần số thì đao động nội có khả náng cung cáp tần số từ 31kHz ** 32MHz

Ngoại vị:

+ Dòng vào ra tại các chân IO lớn lên đến 25mA

+ _ Hỗ trợ nhiều chân giao tiếp 3-wire SPI4 chế độ), I2C (Master and Slave modes)

+_ 13 kênh ADC 10bit, có thể lấy 100K mẫu trong l giây

+ Có2 bộ so sánh Analog

+ Hỗ trợ 5 PWM, USART, CCP,

- Tính năng đặc biệt:

CPU hoạt động với tốc độ tối da 1OMIPS

Kiến trúc hỗ trợ tối ưu cho các trình biên dịch ngôn ngữ C

'Bộ nhớ Flash program 64KB có khả năng đọc xóa lên đến 100,000 lần

'Bộ nhớ Eeprom 1024B tuổi thọ lên đến 100 năm và khả năng đọc ghỉ 1,000,000 lần

2.2.2.1 Sơ lược về giao tiếp I2C

Giao thức ưu tiên truyền thông nối tiếp được phát triển bởi Philips Semiconductor và được

gọi là bus I2C Vì nguồn gốc nó được thiết kế là để điều khiển liên thông IC (Inter-Intergrated

Circuit) nên nó được đặt tên là I2C Tất cả các chip có tích hợp và tương thích với I2C đều có

thêm một giao diện tích hợp trên chip để truyền thông trực tiếp với các thiết bị tương tích I2C

khác 'Việc truyền đữ liệu nối tiếp theo hai hướng 8 bit được thực thỉ theo 3 chế độ sau:

-_ Chuẩn (Standard) 100 Kbit/sec

- Nhanh (Fast) 400 Kbif/see

SVTH: ĐINH QUANG HIỆP - VÕ TẤN PHƯỚC Trang 19

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

ee

~ Tốc độ cao (High speed) 3.4 Mbit/sec

Đường bus thực hiện truyền thông nối tiếp J2C gầm hai đường là truyền dữ liệu nối tiếp SDA

và đường truyền nhịp xung đồng hồ nối tiếp SCL Vì cơ chế hoạt động là đồng bộ nên nó cần có

một nhịp xung tín hiệu đồng bộ các thiết bị hỗ trợ I2C đề có một địa chỉ định nghĩa trước, trong

đó số bit địa chỉ là thấp có thể cấu hình Đơn vị hoặc thiết bị khởi tạo quá trình truyền thông là

Master và cũng là đơn vị tạo xung nhịp đồng bộ, điều khiển cho phép kết thúc quá trình truyền

Quá trình truyền thông I2C được bắt đầu bằng tín hiệu START do Master tạo ra Sau đó

Master sẽ truyền đi dữ liệu 7 bịt chứa địa chỉ của đơn vị Slave mà nó muốn truyền thông, theo thứ tự các bit có trọng số lớn nhất MSB sẽ được truyền trước Bit thứ 8 tiếp theo sẽ chứa thông

tin để xác định đơn vị Slave sẽ thực hiện vai trò nhận (0) hay gửi (1) đữ liệu Tiếp theo sẽ là một bịt ACK xác nhận bởi đơn vị nhận đã nhận được byte trước đó hay chưa Khi đơn vị chủ đã trao

đổi xong đữ liệu cần, nó sẽ quan sát bịt xác nhận ACK cuối cùng rồi sau đó sẽ tạo ra một tín hiệu dừng STOP để kết thúc quá trình truyền thông,

Sơ đồ khối của DS1307:

st guugpoese teraazsbee Many ly somour

t3eteurren wares)

|!

Hinh 2.11: So dé khdi IC RealTime DS1307

'Mô tả hoạt động của các chân:

Vcc, GND: cung cấp nguồn một chiều 4.5 — 5.5 VDC

——————ễễễ

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

————————-——

~ _ Vbat: đầu vào pin cho bắt kỳ một chuẩn pin 3V Điện áp pin phải được giữ trong khoảng

từ 2,5 đến 3V để đảm bảo cho sự hoạt động của thiết bị

- SCL (Serial Clock Input): SCL duge sir dung để đồng bộ sự chuyển dữ liệu trên đường đây nối tiếp

-_ SDA (Serial Dats Input/ou0): là châu vào ra cho 2 đường dây nối tiếp Chân SDA thiết kế

theo kiểu cực máng hở, đòi hỏi phải có một điện trở kéo trong khí hoạt động

- SQW/OUT (Square wave/output driver): khi được kích hoạt thi bit SQWE được thiết lập

1, chân SQW/OUT phát đi 1 trong 4 tần số (1 Hz, 4 KHz, 8 KHz, 32 Khz) Chan nay

cũng được thiết kế theo kiểu cực máng hở vì vậy nó cũng cần có một điện trở kéo trong

Chân nảy sẽ hoạt động khi cả Vcc và Vbat được cấp

XI, X2: được nỗi với một thạch anh tẫn số 32,768 kHz La một mạch dao động ngoài, để

hoại động én định thi phải nói thêm 2 tụ 33pF

Sử dụng chuẩn bluetooth 2.0 + EDR(Enhanced Data Rate) 3Mbps

Điều chế thu phát radio ở tần số 2,4Ghz, sử dụng chịp bluecore bluetooth 04 - chip duy nhất

với hệ thống Cmos và AFH thích ứng với tính năng nhảy tần Kích thước 12,7mm x 27mm

2.2.3.1 Đặc điểm kỹ thuật

- _ Tính năng phần cứng

+ Độnhạy-80đBm

+ _ Công suất truyền lên đến +4dBm

+ _ Công suất thấp 1.8V, hoạt động từ 1.8V đến 3.6V

+ Điều khiển PIO

SVTH: ĐINH QUANG HIỆP - VÕ TÁN PHƯỚC Trang 21

CHƯƠNG II: CO SO LY THUYET

SS

+ Giao tiép UART véi téc baud lập trình được

+ Tich hop anten

+ Kết nổi ở biên mạch

- _ Tính năng phần mềm

+ Mặc định tốc độ baud là 38400, databits: 8, Stopbit: 1, Parity: No Hỗ trợ tốc độ baud:

9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400, 460800

+_ Khi có ] xung & P100, thiết bị sẽ bị ngắt kế nói

Trạng thái chỉ thị port PIOI: low- ngắt kết nối, high- đã kết nối

+ PIOI0 và PIOII có thể được lết nối với led đỏ và led xanh riêng Khi master và slave

được kết nối với nhau, led đỏ và led xanh sẽ nháy 1 lần 2s, khi ngắt kết nối chi led xanh nháy 2 lần/s

+ Tự động kết nói với thiết bị cuối cùng khi nguồn được cấp

+ Cho phép kết nói thiết bị mặc định

+ Tự động kết nối với pincode mặc định: "0000"

CHƯƠNG II: CO SO LY THUYET

“——-

PIO0 23 2 Hướng RX EN Lập trình ƯO, điều khiển output cho

LNA nếu được trang bị

PIO! 24 2 Huéng TX EN Lập trình VO, điều khiển LA nếu

1 Cmos input with weak | Reset néu LOW

internal pull-up

UARTRST |4 Cmos output, tri-stable | UART yéu clu khi gừi, hoạt động

with weak internal pull-up | LOW

UART_CTS |3 Cmos input with: weak | UART xóa khi gửi hoạt động LOW

internal pull-down

UARTRX |2 Cmos input with weak | Dữ liệu vào UART

internal pull-down

UART_TX 1 Cmos output, tri-stable | Dit ligu ra UART

a with weak internal pull-up

SPI_MOSI 17 Cmos input with weak | Serial peripheral interface data input

SPI CSB 16 Cmos input with weak | Chip select for serial peripheral

internal pull-up interface, active low

SPLCLK 19 Cmos input with weak | Serial peripheral interface clock

SVTH ĐINH QUANG HIỆP - VÕ TÁN PHƯỚC Trang 23