THIẾT KẾ XE MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG THIẾT BỊ DI ĐỘNG CHẠY HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID THÔNG QUA CHUẨN BLUETOOTH

3 chương: Chương 1: Trình bày khái quát về kiến trúc vi điều khiển STM32F407VG, giới thiệu về KIT STM32F4Discovery và chuẩn giao tiếp không dây Bluetooth, đồng thời khảo sát các công trình đã đăng tải liên quan đến đề tài luận văn, nêu những vấn đề còn tồn tại, chỉ ra những vấn đề mà đề tài luận văn quan tâm. Chương 2: Đề cập tới việc thiết kế xe mô hình và phát triển các phần mềm điều khiển, truyền nhận dữ liệu trên KIT và trên thiết bị di động chạy hệ điều hành Android. Chương 3: Trình bày các kết quả chạy thử nghiệm và đánh giá các kết quả đạt được.

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng hướng dẫn TS.Phạm Văn Hà, nội dung tham khảo trích dẫn rõ ràng, kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Nếu sai xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Tác giả Phạm Hữu Điệp LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân trọng cảm ơn Trung tâm sau đại học, Khoa điện tử Trường đại học công nghiệp Hà Nội, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ cho suốt trình học tập nghiên cứu Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc TS Phạm Văn Hà, người hướng dẫn khoa học cho Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, bạn đồng nghiệp đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp đỡ tận tình để luận văn hoàn thành Tác giả Phạm Hữu Điệp MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I Tác giả .I LỜI CẢM ƠN II Tác giả II MỤC LỤC .III DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ VII DANH MỤC BẢNG BIỂU XI DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT .XV MỞ ĐẦU I CHƯƠNG - TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN STM32F407VG VÀ KIT STM32F4DISCOVERY .1 1.1.1 Tổng quan vi điều khiển STM32F407VG 1.1.2 Tổng quan KIT phát triển STM32F4Discovery Hình 1.1.KIT STM32F4 Discovery Hình 1.2 STM32F4DISCOVERY Extension Board 1.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRUYỀN KHÔNG DÂY BLUETOOTH 1.2.1 Giới thiệu Bluetooth .5 Hình 1.3 Các tầng giao thức Bluetooth 1.2.1.Tìm hiểu Bluetooth API hệ điều hành Android Hình 1.4 Kiến trúc bậc cao J2ME CDLC/MIDP Bluetooth Hình 1.5 Hộp thoại yêu cầu mở Bluetooth 13 Hình 1.6 Hộp thoại xác nhận ghép nối thiết bị 16 1.3.TÌM HIỂU API HỖ TRỢ LẬP TRÌNH CHO CẢM BIẾN GIA TỐC 21 1.3.1.Tổng quan cảm biến Android 21 Hình 1.7.Hệ thống tọa độ thể giá trị liệu từ cảm biến điện thoại 22 1.3.2.Cảm biến sử dụng đề tài 22 1.4.TỔNG QUAN MODULE BLUETOOTH HC-05 23 1.4.1.Cấu tạo, nguyên lý hoạt động số thông số kỹ thuật HC-05 23 Hình 1.9 Sơ đồ chân HC-05 24 Bảng 1.1 Các chân kết nối Bluetooth HC-05 25 1.4.2.Bộ truyền nhận nối tiếp USART .27 Hình 1.31.Tín hiệu tương đương UART RS232 28 Hình 1.42 Truyền bit theo phương pháp song song nối tiếp 28 1.5.MODULE ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ L298 32 1.5.1.Cấu tạo nguyên lý hoạt động Module L298 32 Hình 1.5.Module L298V1 32 Hình 1.6.Nguyên lý hoạt động mạch cầu H .32 Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý 33 CHƯƠNG 2- THIẾT KẾ XE MÔ HÌNH, XÂY DỰNG ỨNG DỤNG CHO VI ĐIỀU KHIỂN VÀ THIẾT BỊ DI ĐỘNG ANDROID 34 2.1 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 34 2.1.1 Xe mô hình 34 Hình 2.1 Mô hình giao tiếp xe mô hình thiết bị di động Android .34 Hình 2.2 Sơ đồ khối tổng quát 35 2.1.2 Sơ đồ nguyên lý ghép nối .35 Hình 2.3.Sơ đồ nguyên lý ghép nối xe mô hình 36 2.1.3.Thiết kế mô hình xe 36 Hình 2.4 Mô hình xe 37 2.2 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 37 2.2.1 Phần mềm điều khiển xe mô hình vi điều khiển STM32F407VG 37 Bảng 2.1 Kết nối KIT STM32F4Discovery Module L298 37 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý kết nối KIT, module L298 động 38 Bảng 2 trạng thái xe tương ứng với xung PWM 39 Hình 2.6 Bộ điều xung PWM 40 Hình 2.7 Sóng vuông .41 Hình 2.8 Tạo xung vuông phương pháp so sánh 43 2.2.2 Phần mềm truyền nhận liệu qua cổng Bluetooth cho vi điều khiển STM32F407VG 45 Hình 2.9 Kết nối HC-05 KIT STM32F4Discovery 45 2.2.3 Phần mềm cho thiết bị di động chạy hệ điều hành Android 46 Hình 2.10 Mô hình hoạt động activities ứng dụng 47 Hình 2.11 Các luồng thao tác 52 Hình 2.12.: Các luồng ngoại lệ 53 Hình 2.13 Thông báo ngoại lệ 54 2.3.KẾT LUẬN CHƯƠNG 55 CHƯƠNG - THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 56 3.1 Cài đặt phần mềm KIT thiết bị di động 56 3.1.1 Cài đặt phần mềm nhúng KIT STM32F407VG .56 3.1.2 Cài đặt phần mềm thiết bị di động chạy hệ điều hành Android .56 Hình 3.1 Màn hình chờ trình tải ứng dụng 56 Hình 3.3 Màn hình làm việc với Bluetooth .57 3.2.KẾT QUẢ CHẠY THỬ NGHIỆP PHẦN MỀM .58 3.3.ĐÁNH GIÁ 59 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .61 DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ LỜI CAM ĐOAN I Tác giả .I LỜI CẢM ƠN II Tác giả II MỤC LỤC .III DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ VII DANH MỤC BẢNG BIỂU XI DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT .XV MỞ ĐẦU I CHƯƠNG - TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN STM32F407VG VÀ KIT STM32F4DISCOVERY .1 1.1.1 Tổng quan vi điều khiển STM32F407VG 1.1.2 Tổng quan KIT phát triển STM32F4Discovery Hình 1.1.KIT STM32F4 Discovery Hình 1.2 STM32F4DISCOVERY Extension Board 1.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRUYỀN KHÔNG DÂY BLUETOOTH 1.2.1 Giới thiệu Bluetooth .5 Hình 1.3 Các tầng giao thức Bluetooth 1.2.1.Tìm hiểu Bluetooth API hệ điều hành Android Hình 1.4 Kiến trúc bậc cao J2ME CDLC/MIDP Bluetooth Hình 1.5 Hộp thoại yêu cầu mở Bluetooth 13 Hình 1.6 Hộp thoại xác nhận ghép nối thiết bị 16 1.3.TÌM HIỂU API HỖ TRỢ LẬP TRÌNH CHO CẢM BIẾN GIA TỐC 21 1.3.1.Tổng quan cảm biến Android 21 Hình 1.7.Hệ thống tọa độ thể giá trị liệu từ cảm biến điện thoại 22 1.3.2.Cảm biến sử dụng đề tài 22 1.4.TỔNG QUAN MODULE BLUETOOTH HC-05 23 1.4.1.Cấu tạo, nguyên lý hoạt động số thông số kỹ thuật HC-05 23 Hình 1.9 Sơ đồ chân HC-05 24 Bảng 1.1 Các chân kết nối Bluetooth HC-05 25 1.4.2.Bộ truyền nhận nối tiếp USART .27 Hình 1.31.Tín hiệu tương đương UART RS232 28 Hình 1.42 Truyền bit theo phương pháp song song nối tiếp 28 1.5.MODULE ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ L298 32 1.5.1.Cấu tạo nguyên lý hoạt động Module L298 32 Hình 1.5.Module L298V1 32 Hình 1.6.Nguyên lý hoạt động mạch cầu H .32 Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý 33 CHƯƠNG 2- THIẾT KẾ XE MÔ HÌNH, XÂY DỰNG ỨNG DỤNG CHO VI ĐIỀU KHIỂN VÀ THIẾT BỊ DI ĐỘNG ANDROID 34 2.1 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 34 2.1.1 Xe mô hình 34 Hình 2.1 Mô hình giao tiếp xe mô hình thiết bị di động Android .34 Hình 2.2 Sơ đồ khối tổng quát 35 2.1.2 Sơ đồ nguyên lý ghép nối .35 Hình 2.3.Sơ đồ nguyên lý ghép nối xe mô hình 36 2.1.3.Thiết kế mô hình xe 36 Hình 2.4 Mô hình xe 37 2.2 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 37 2.2.1 Phần mềm điều khiển xe mô hình vi điều khiển STM32F407VG 37 Bảng 2.1 Kết nối KIT STM32F4Discovery Module L298 37 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý kết nối KIT, module L298 động 38 Bảng 2 trạng thái xe tương ứng với xung PWM 39 Hình 2.6 Bộ điều xung PWM 40 Hình 2.7 Sóng vuông .41 Hình 2.8 Tạo xung vuông phương pháp so sánh 43 2.2.2 Phần mềm truyền nhận liệu qua cổng Bluetooth cho vi điều khiển STM32F407VG 45 Hình 2.9 Kết nối HC-05 KIT STM32F4Discovery 45 2.2.3 Phần mềm cho thiết bị di động chạy hệ điều hành Android 46 Hình 2.10 Mô hình hoạt động activities ứng dụng 47 Hình 2.11 Các luồng thao tác 52 Hình 2.12.: Các luồng ngoại lệ 53 Hình 2.13 Thông báo ngoại lệ 54 2.3.KẾT LUẬN CHƯƠNG 55 CHƯƠNG - THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 56 3.1 Cài đặt phần mềm KIT thiết bị di động 56 3.1.1 Cài đặt phần mềm nhúng KIT STM32F407VG .56 3.1.2 Cài đặt phần mềm thiết bị di động chạy hệ điều hành Android .56 Hình 3.1 Màn hình chờ trình tải ứng dụng 56 Hình 3.3 Màn hình làm việc với Bluetooth .57 3.2.KẾT QUẢ CHẠY THỬ NGHIỆP PHẦN MỀM .58 3.3.ĐÁNH GIÁ 59 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .61 49 if (Math.abs(x) > Math.abs(y)) { if (x < 0) { mConnectedThread.write("4"); btnCenter.setBackgroundResource(R.drawable.ic_right); } if (x > 0) { mConnectedThread.write("3"); btnCenter.setBackgroundResource(R.drawable.ic_left); } } else { if (y < 0) { mConnectedThread.write("1"); btnCenter.setBackgroundResource(R.drawable.ic_top); } if (y > 0) { mConnectedThread.write("2"); btnCenter.setBackgroundResource(R.drawable.ic_bot); } } if (x > (-2) && x < (2) && y > (-2) && y < (2)) { mConnectedThread.write("0"); btnCenter.setBackgroundResource(R.drawable.ic_center); } } 50 Bật/tắt đèn pha, tăng giảm tốc độ Với bật/tắt đèn pha, ta gửi tín hiệu sau: - Bật đèn – gửi “8” - Tắt đèn – gửi “9” Và với tăng giảm tốc độ: - Số – gửi “5” - Số – gửi “6” - Số – gửi “7” 2.2.3.2 Chức nhận hiển thị thông số môi trường xe mô hình gửi Cơ chế giải mã lệnh Tương tự mã hóa lệnh điều khiển, tín hiệu gửi mảng Bytes.Sau tín hiệu gửi từ phía xử lý (KIT STM32F4Discovery) gửi đi, phía lại nhận tín hiệu thông qua InputStream.Chi tiết rõ đoạn mã bên Thông số nhiệt độ môi trường phía KIT STM32F4Discovery đảm nhận việc đo lường tính toán Sau đó, thông qua module bluetooth HC-05 để gửi liệu tính toán thiết bị di động Thông số nhiệt độ môi trường hiển thị dạng ProgressBar với mức tối đa 100 (tương ứng 100 độ C) Cụ thể sau: Trong phương thức run() luồng kết nối ConnectedThread, ta đọc tín hiệu gửi từ phía KIT (thông qua HC-05) @Override publicvoid run() { byte[] buffer; // buffer store for the stream int bytes; // bytes returned from read() // Keep listening to the InputStream until an exception occurs while (true) { try { 51 // Read from the InputStream buffer = newbyte[1024]; bytes = mmInStream.read(buffer); // Send the obtained bytes to the UI activity bluetoothIn.obtainMessage(1, bytes, -1, buffer).sendToTarget(); } catch (IOException e) { showToast(e.toString()); Log.e(LOG_INPUTSTREAM, e.toString()); } } } bluetoothIn Handler có vai trò “người trung gian” lấy tín hiệu từ hàm run() để truyền lên hiển thị giao diện: try { bluetoothIn = new Handler() { @Override publicvoid handleMessage(Message msg) { super.handleMessage(msg); if(msg.what == 1){ byte[] readBuf = (byte[]) msg.obj; String string = newString(readBuf); tvTemperature.setText(string); pbTemperature.setProgress(Integer.valueOf(string)); } } }; } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } 52 2.2.3.3 Thiết kế giao diện ứng dụng Giao diện điều khiển thiết kế cho chế độ nút bấm (button mode) cảm biến gia tốc (sensor mode) Ta lựa chọn chế độ qua menu Các luồng thao tác chính: Hình 2.11 Các luồng thao tác Mô tả chi tiết hình giao diện: (1) Loading app screen: hình hiển thị progressbar trước bắt đầu thực chức ứng dụng Màn hình thuộc khối Introduce Application Activity Như ta biết, activity thực việc kiểm tra xem thiết bị có hỗ trợ Bluetooth không Nếu có, hình hiển thị, không rơi vào trường hợp ngoại lệ 53 (2) Introduce app screen: hình thiết kế nhằm mục đích giới thiệu tổng quan ứng dụng mô hình xe Màn hình có sử dụng thư viện để thêm phần bắt mắt cho người sử dụng (3) Bluetooth screen: hình thuộc khối Bluetooth Activity, có chức tìm/quét kết nối thiết bị Trường hợp ngoại lệ xảy người sử dụng chọn kết nối với thiết bị không phạm vi kết nối bị disable bluetooth (4) Controlling screen: hình thiết kế hình để thực chức thuộc khối Controlling Activity Các luồng ngoại lệ: Hình 2.12.: Các luồng ngoại lệ 54 Có ngoại lệ xảy vị trí vàng sơ đồ Đó ngoại lệ xảy khi: - Thiết bị không hỗ trợ Bluetooth - Thiết bị người sử dụng chọn để kết nối disable bluetooth; Sau xảy ngoại lệ, ứng dụng thông báo tới người sử dụng thực tiếp luồng hình Hình 2.13 Thông báo ngoại lệ Thư viện sử dụng Như giới thiệu mô tả hình Introduce app screen, ứng dụng có sử dụng thư viện hỗ trợ nhằm thêm phần bắt mắt giúp người sử dụng có nhìn tổng quan ứng dụng Giới thiệu Thư viện sử dụng ViewFlow.ViewFlow widget Android UI cung cấp ViewGroup cuộn ngang.Thư viện hỗ trợ tạo nhiều khung nhìn để nhà phát triển mô tả ứng dụng khung nhìn đó, custom sử dụng cho mục đích khác Đặc điểm ViewFlow thuộc dạng Library Project Điều đồng nghĩa với việc bạn không cần copy resources vào project bạn sử dụng mà cần sử dụng thành phần (cấu phần) project Lưu ý: Thư viện sử dụng mục nhỏ đề tài nên không chi tiết đến phần cài đặt Bạn đọc tham khảo viết sau để biết cách cài đặt thư viện: http://developer.android.com/tools/projects/projects-eclipse.html#ReferencingLibraryProject Từ khóa: Referencing a library project on Eclipse 55 Yêu cầu cài đặt MinSDKVersion: Trường hợp sử dụng Thư viện sử dụng trường hợp bạn xác số lượng views viewflow bạn Còn trường hợp bạn xác định rõ số lượng view, ViewPager lựa chọn tốt Thường ta hay thấy viewflow sử dụng application với chức giới thiệu, mô tả application 2.3.KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương hoàn thành việc thiết kế phần cứng xây dựng phần mềm cho vi điều khiển STM32F407VG, thực việc xử lý liệu gửi nhận qua cổng Bluetooth; phần mềm điều khiển xe mô hình nhờ điều biến độ rộng xung PWM; phần mềm cho thiết bị di động chạy hệ điều hành Android, cho phép làm việc với cổng Bluetooth thiết bị điều khiển xe mô hình từ xa Xây dựng mô hình giao tiếp lập trình ứng dụng sử dụng lý thuyết kỹ sở nên cập nhật công nghệ chưa đáp ứng hết Nhưng bên cạnh đó, đảm bảo cho việc thực yêu cầu mục tiêu đề tài đặt khả thi cao thời gian ngắn 56 CHƯƠNG - THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ Chương trình bày kết chạy thử nghiệm phần mềm mô hình phần cứng xây dựng đánh giá kết thử nghiệm 3.1 Cài đặt phần mềm KIT thiết bị di động 3.1.1 Cài đặt phần mềm nhúng KIT STM32F407VG B1 Cài phần mềm CooCox IDE B2 Cài Driver ST-link để máy tính nhận diện KIT STM B3 Import GCC ARM trình biên dịch code nhúng cảu ARM B4 Kết nối KIT với máy tính nạp chương trình 3.1.2 Cài đặt phần mềm thiết bị di động chạy hệ điều hành Android Các giao diện phần mềm: Hình 3.1 Màn hình chờ trình tải ứng dụng 57 Giao diện giới thiệu ứng dụng Hình 3.2 Màn hình giới thiệu ứng dụng Giao diện tìm kết nối thiết bị Bluetooth: Hình 3.3 Màn hình làm việc với Bluetooth 58 o Giao diện điều khiển: a b Hình 3.4 Màn hình điều khiển chế độ: a) nút bấm ảo, b) dùng cảm biến nghiêng 3.2.KẾT QUẢ CHẠY THỬ NGHIỆP PHẦN MỀM Các test chạy thử nghiệm:  Trong nhà: • Chạy đường bằng: - Phạm vi: 25m - Độ trễ: >23m xuất độ trễ Tốc độ xe trung bình (cm/s) Số Số Số 20 18 15 • Chạy môi trường có vật cản - Phạm vi: 24m - Độ trễ: >21m xuất độ trễ Tốc độ xe trung bình (cm/s) 59 Số Số Số 20 18 15  Ngoài trời: • Chạy đường bằng: - Phạm vi: 25m - Độ trễ: >23m cảm thấy có độ trễ Tốc độ xe trung bình (cm/s) Số Số Số 21 18 16 • Chạy môi trường có vật cản - Phạm vi: 24m - Độ trễ: >20m cảm thấy có độ trễ Tốc độ xe trung bình (cm/s) Số Số Số 21 18 16 3.3.ĐÁNH GIÁ − Giao diện ứng dụng thiết kế đơn giản, dễ sử dụng − Ứng dụng thực thi chức điều khiển xe mô hình bản: tiến, lùi, rẽ trái, rẽ phái hiển thị thông số môi trường nơi xe tới − Xe mô hình di chuyển phạm vi tới 25m di chuyển điều kiện môi trường nhà, nhà, không vật cản, có vật cản Đây kết khả quan thể cho nghiên cứu xây dựng sau thời gian thực đề tài Cho thấy phương pháp nghiên cứu, thực khả phát triển đề tài liên quan khả thi 60 KẾT LUẬN Sau trình thực đề tài luận văn, tác giả thu kết sau: − Hiểu kiến trúc vi điều khiển STM32F407VG (ARM CortexM4), KIT phát triển STM32F4Discovery kỹ thuật lập trình cho vi điều khiển đó; − Hiểu chuẩn truyền thông không dây Bluetooth ứng dụng thực tế; − Xây dựng thành công xe mô hình với động DC, điều khiển KIT STM32F4Discovery module L298N chế điều khiển xe mô hình di chuyển trái, phải, tiến, lùi; − Xây dựng thành công module Bluetooth cho KIT phát triển STM32F4Discovery; − Phát triển ứng dụng giao tiếp KIT STM32F4Discovery với thiết bị di động chạy hệ điều hành Android thông qua chuẩn Bluetooth cho phép nhận lệnh điều khiển xe từ thiết bị Android gửi liệu thu từ cảm biến gắn xe thiết bị di động Khoảng cách truyền nhận liệu đạt qua thử nghiệm lên đến 25m − Phát triển phần mềm cho thiết bị di động chạy hệ điều hành Android cho phép sử dụng thiết bị module điều khiển xe từ xa chế độ nút bấm ảo chế độ sử dụng cảm biến nghiêng, đồng thời tiếp nhận thông tin từ xe gửi hiển thị lên hình Với kết trên, đề tài đạt mục tiêu yêu cầu đề ban đầu Hướng phát triển đề tài: Để tăng cường khả áp dụng đề tài, tác giả dự kiến phát triển thêm module cảm biến khác camera, cảm biến khói, nồng độ khí… đồng thời tối ưu hóa mạch đại hóa khung xe để sản phẩm sử dụng trọng thực tế, trở thành robot trợ giúp cứu hộ, thám thính 60 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] André N Klingsheim (2004) J2ME Bluetooth Programming [Online] Available: http://www.ub.uib.no/ [2] Albert Huang and Larry Rudolph (2005) Bluetooth for Programmers [Online] Available: http://people.csail.mit.edu/ [3] C Bala Kumar, Paul J Kline, Timothy J Thompson, Bluetooth Application Programming with the Java APIs, 1st Edition, Morgan Kaufmann, 2003 [4] Rich Hyndman, Scout Sinclair Brody, Matthew Xie (2013) Best Practices for Bluetooth Development [Online] Available: http://commondatastorage.googleapis.com/ [5] Trevor Martin (2009) The Insider’s Guide To The STM32 [Online] Available: http://www.hitex.com/ [6] http://www.st.com/stm32f4-discovery, truy nhập cuối ngày 24/04/2015 [7] http://developer.android.com/, truy nhập cuối ngày 24/04/2015 [8] http://machtudong.vn/, truy nhập cuối ngày 24/04/2015 61 62 BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Độc lập - Tự - Hạnh phúc BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SĨ Tên đề tài luận văn: Thiết kế xe mô hình điều khiển từ xa thiết bị di động chạy hệ điều hành Android thông qua chuẩn Bluetooth Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử Mã chuyên ngành: 60520203 Họ tên học viên: Phạm Hữu Điệp Họ tên người hướng dẫn: Phạm Văn Hà Học hàm, học vị: Tiến Sỹ Nơi công tác: Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Số điện thoại liên hệ: 0948036600 NỘI DUNG NHẬN XÉT: Tổng quan chung Phát triển hệ thống nhúng hướng quan trọng kỹ thuật điện tử công nghệ thông tin giai đoạn Đề tài luận văn học viên Phạm Hữu Điệp có tính cấp thiết thời kết hợp công nghệ đại điều khiển thiết bị vi điều khiển ARM 32-bit, truyền thông không dây, điện thoại thông minh… phục vụ cho mục tiêu đề thiết kế xe mô hình với động DC điều khiển điện thoại thông minh chạy hệ điều hành Android thông qua chuẩn truyền thông không dây Bluetooth Kết nghiên cứu cho phép mở rộng để ứng dụng dò tìm hỗ trợ cứu hộ, đo đạc thông số môi trường nơi chật hẹp, nguy hiểm cống ngầm, hầm mỏ… cải tiến để sử dụng công nghiệp đồ chơi Ưu điểm, nhược điểm luận văn nội dung, hình thức Về nội dung, luận văn hoàn thành toàn yêu cầu đặt ban đầu, bao gồm: tìm hiểu kiến trúc vi điều khiển STM32F407VG, KIT phát triển STM32F4Discovery kỹ thuật lập trình cho vi điều khiển đó; tìm hiểu chuẩn truyền thông không dây Bluetooth; thiết kế xe mô hình với động DC điều khiển KIT STM32F4Discovery module L298N; xây dựng module Bluetooth cho KIT phát triển STM32F4Discovery; xây dựng ứng dụng giao tiếp 62 63 KIT STM32F4Discovery với thiết bị di động chạy hệ điều hành Android thông qua chuẩn Bluetooth cho phép nhận lệnh điều khiển xe từ thiết bị Android; xây dựng phần mềm cho thiết bị di động chạy hệ điều hành Android cho phép sử dụng thiết bị module điều khiển xe từ xa Bố cục luận văn rõ ràng, logic, bao gồm chương Chương trình bày khái quát vi điều khiển STM32F407VG KIT phát triển STM32F4Discovery; tìm hiểu công nghệ không dây Bluetooth; tìm hiểu API hỗ trợ lập trình cho thiết bị điện thoại thông minh sử dụng đề tài, bao gồm module Bluetooth cảm biến gia tốc Chương thứ hai đề cập tới việc thiết kế xe mô hình phát triển phần mềm điều khiển, truyền nhận liệu KIT thiết bị di động chạy hệ điều hành Android Chương cuối đề cập tới kết chạy thử nghiệm đánh giá kết đạt Hình thức trình bày luận văn thỏa mãn yêu cầu Các tài liệu tham khảo có nguồn gốc rõ ràng trích dẫn hợp lý Nhược điểm luận văn chưa xây dựng mạch tích hợp riêng mà phải sử dụng KIT có sẵn nên chưa tối ưu linh kiện thiết kế Do thời gian hạn chế nên tác giả chưa kịp đưa vào luận văn cảm biến có tính ứng dụng cao Thái độ, trách nhiệm tác giả trình thực luận văn Nhìn chung tác giả chủ động, tích cực sưu tầm nghiên cứu tài liệu, thực yêu cầu giáo viên hướng dẫn đề để hoàn thành luận văn tiến độ Trong suốt trình làm luận văn, học viên chấp hành tốt quy định Nhà trường Trung tâm Sau đại học Nội dung luận văn so với đề cương phê duyệt Nội dung luận văn bám sát với đề cương phê duyệt Kết luận Về luận văn đáp ứng yêu cầu chất lượng luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Tôi đồng ý để tác giả Phạm Hữu Điệp bảo vệ luận văn trước Hội đồng chấm luận văn Thạc sĩ Hà Nội, Ngày 10 tháng 12 năm 2015 Người nhận xét TS Phạm Văn Hà 63 [...]... VI ĐIỀU KHIỂN VÀ THIẾT BỊ DI ĐỘNG ANDROID 34 2.1 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 34 2.1.1 Xe mô hình 34 Hình 2.1 Mô hình giao tiếp giữa xe mô hình và thiết bị di động Android .34 Hình 2.2 Sơ đồ khối tổng quát 35 2.1.2 Sơ đồ nguyên lý ghép nối .35 Hình 2.3.Sơ đồ nguyên lý ghép nối trên xe mô hình 36 2.1.3 .Thiết kế mô hình xe 36 Hình 2.4 Mô hình. .. điều khiển STM32F407VG, KIT STM32F4Discovery và các kỹ thuật lập trình cho vi điều khiển đó - Tìm hiểu về chuẩn truyền thông Bluetooth - Thiết kế xe mô hình với 2 động cơ DC - Xây dựng module Bluetooth cho KIT phát triển STM32F4Discovery - Xây dựng ứng dụng giao tiếp giữa KIT STM32F4Discovery với thiết bị di động chạy hệ điều hành Android thông qua chuẩn Bluetooth Ứng dụng cho phép nhận lệnh điều khiển. .. điều khiển xe từ thiết bị Android - Xây dựng phần mềm cho thiết bị di động chạy hệ điều hành Android cho phép sử dụng thiết bị đó như một module điều khiển từ xa Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu làm chủ KIT STM32F4Discovery, xây dựng giải pháp kết nối KIT với module serial Bluetooth như HC-05 và module điều khiển động cơ L298N; sử dụng thiết bị di động như máy tính bảng hoặc điện thoại thông minh... các thiết bị Bluetooth khác, truy vấn ra danh sách các thiết bị đã kết nối trước đó, khai thác thông tin các thiết bị qua địa chỉ MAC hay tạo ra một BluetoothServerSocket để lắng nghe các giao tiếp từ các thiết bị khác BluetoothDevice Tượng trưng cho một thiết bị điều khiển từ xa Sử dụng để yêu cầu kết nối với một thiết bị Bluetooth khác thông qua BluetoothSocket hoặc truy vấn thông tin về thiết bị. .. quyết định chọn đề tài “THIẾT KẾ XE MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG THIẾT BỊ DI ĐỘNG CHẠY HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID THÔNG QUA CHUẨN BLUETOOTH Đây là một đề tài hấp dẫn, cập nhật công nghệ, có tính ứng dụng cao và phù hợp với nội dung đào tạo Thạc sĩ ngành Kỹ thuật điện tử tại Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội mà trong đó môn học Hệ thống nhúng đóng một vai trò quan trọng TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Khoảng... tài Tìm hiểu kiến trúc và các kỹ thuật lập trình cho vi điều khiển STM32F407VG, thiết kế xe mô hình với 2 động cơ DC, phát triển ứng dụng cho KIT STM32F407VG thu nhận tín hiệu điều khiển truyền qua Bluetooth và thực hiện việc điều khiển động cơ theo các lệnh nhận được, xây dựng ứng dụng trên thiết bị Android cho phép điều khiển xe mô hình từ xa Nội dung nghiên cứu Để đạt được mục tiêu của đề tài cần... tạo kết nối tới thiết bị được chọn (một trong các thiết bị bluetooth đích) Một khi kết nối đã được tạo lần đầu tiên, yêu cầu kết nối sẽ được hiển thị tới người sử dụng Khi đã kết nối (do người dùng đồng ý kết nối ), các thông tin về thiết bị được kết nối (tên thiết bị, class, địa chỉ MAC) sẽ được lưu lại và có thể lấy được thông qua Bluetooth APIs Bằng cách sử dụng địa chỉ MAC như một thiết bị điều khiển. .. Sóng vuông .41 Hình 2.8 Tạo xung vuông bằng phương pháp so sánh 43 2.2.2 Phần mềm truyền nhận dữ liệu qua cổng Bluetooth cho vi điều khiển STM32F407VG 45 Hình 2.9 Kết nối HC-05 và KIT STM32F4Discovery 45 2.2.3 Phần mềm cho thiết bị di động chạy hệ điều hành Android 46 Hình 2.10 Mô hình hoạt động của các activities trong ứng dụng 47 Hình 2.11 Các luồng thao... việc sau: • • • • • • Quét các thiết bị Bluetooth xung quanh Lấy về danh sách các thiết bị bluetooth đã ghép nối Thiết lập các kênh RFCOMM Kết nối với các thiết bị khác thông qua dịch vụ discovery Truyền/nhận dữ liệu với các thiết bị khác Quản lý nhiều kết nối Bluetooth Profiles Thiết bị Bluetooth không thể tương tác trừ khi chúng phù hợp với một profile cụ thể Profile Bluetooth được định hướng để đảm... đã đăng tải liên quan đến đề tài luận văn, nêu những vấn đề còn tồn tại, chỉ ra những vấn đề mà đề tài luận văn quan tâm Chương 2: Đề cập tới việc thiết kế xe mô hình và phát triển các phần mềm điều khiển, truyền nhận dữ liệu trên KIT và trên thiết bị di động chạy hệ điều hành Android Chương 3: Trình bày các kết quả chạy thử nghiệm và đánh giá các kết quả đạt được 1 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN Chương này ... Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG) tổ chức gồm công ty hàng đầu lĩnh vực viễn thông, máy tính công nghiệp mạng cố gắng phát triển công nghệ cung cấp rộng rãi thị trường Đặc điểm • Tiêu... Nhu cầu nhân lực phát triển hệ thống nhúng ngày cao, không nước có công nghiệp điện tử - tin học phát triển mà nước chuyên gia công phần mềm nước ta Chính lý mà em định chọn đề tài “THIẾT KẾ XE... CHUẨN BLUETOOTH” Đây đề tài hấp dẫn, cập nhật công nghệ, có tính ứng dụng cao phù hợp với nội dung đào tạo Thạc sĩ ngành Kỹ thuật điện tử Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội mà môn học Hệ thống nhúng