Đề tài: Điều khiển và giám sát thiết bị điện trong nhà bằng điện thoại Android qua sóng Bluetooth và Modul Sim900A kết hợp với mạng Ethernet. Đây là mô hình cực kỳ hay, khi ở trong nhà có thể dùng smartphone điều khiển và giám sát trạng thái thiết bị qua sóng bluetooth, hoặc qua mạng lan thông qua một giao diện web( vì có nhiều chế độ điều khiển, có thể bằng tay hay điều khiển qua smartphone nên khi điều khiển bằng tay thì trạng thái thiết bị vẫn được cập nhật), hoặc điều khiển thiết bị thông qua tin nhắn thông qua sóng điện thoại. Ngoài ra thiết bị còn có thể giám sát nhiệt độ, khí gas, phát hiện trộm và cảnh báo báo động thông qua loa và tin nhắn từ xa ( hệ thống này có thể chỉ bật hoặc tắt thông qua thiết bị điều khiển như đã nói ở trên để phòng trừ báo trộm nhầm)
Trang 1ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài:
ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG NHÀ BẰNG ĐIỆN THOẠI ANDROID QUA SÓNG BLUETOOTH VÀ MODUL SIM900A KẾT HỢP VỚI MẠNG ETHERNET
Sinh viên thực hiện : Lê Việt
Trang 2NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên : Lê Việt
Lớp : 11D3
Khoa : Điện
Ngành : Kỹ thuật Điện (Tự động hóa)
Đề tài: Điều khiển và giám sát thiết bị điện trong nhà bằng điện thoại Android qua
sóng Bluetooth và Modul Sim900A kết hợp với mạng Ethernet.
Nội dung:
- Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH
- Chương 2: CÁC THIẾT BỊ DÙNG TRONG ĐỀ TÀI
- Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
- Chương 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH
Giáo viên hướng dẫn: GVC Nguyễn Mạnh Hà
Giáo viên duyệt : T.S Nguyễn Quốc Định
Ngày giao đề tài : 31/1/2016
Ngày nộp đề tài : 23/5/2016
Trang 3TS Trương Thị Bích Thanh
Ngày … tháng … năm 2016 Ngày… tháng … năm 2016
Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện
(ký và ghi rõ họ tên) (ký và ghi rõ họ tên)
GVC Nguyễn Mạnh Hà Đoàn Vương Quốc
Lê Việt
Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2016
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG BẢO VỆ (ký và ghi rõ họ tên)
Trang 4Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng em đã cố gắng rất nhiều song do thời gian thực hiện đề tài có hạn và một số hạn chế trong việc tìm hiểu tài liệu liên quan nên chắc chắn không thể tránh khỏi thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến chân thành của quý Thầy Cô và bạn bè để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Mạnh Hà Thầy đã trực
tiếp hướng dẫn, theo sát, chỉ bảo chúng em từng bước, kịp thời một cách nhiệt tình từ khi bắt đầu đồ án cho tới khi hoàn thành đồ án
Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô trong Khoa Điện trường Đại học Bách Khoa đã truyền thụ kiến thức trong suốt thời gian học tập ở trường
Đà Nẵng, tháng 23 tháng 05 năm 2016 Người thực hiện
Lê Việt
Trang 5hiện và được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống từ những khách sạn hay resortsang trọng cho đến những ngôi nhà hiện đại đều được lắp đặt hệ thống điềukhiển thông minh Theo xu hướng phát triển đó, em quyết định lựa chọn thực
hiện nghiên cứu đề tài: “Điều khiển và giám sát thiết bị điện trong nhà bằng điện thoại Android qua sóng Bluetooth và Modul Sim900A kết hợp với mạng Ethernet”.
Ngoài việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp với những công việc trên đâythì nó còn có ý nghĩa sâu sắc đối với sinh viên thực hiện Một lần nữa sinhviên được thực hành những kiến thức học được từ ghế nhà trường sẽ giúp hìnhthành những sản phẩm công nghiệp, được sử dụng, cầm tay lắp những cảmbiến mà từ trước chỉ nằm trên trang giấy Trong quá trình tiến hành không thểkhông gặp những khó khăn vấp phải, do đó kích thích sinh viên tư duy để tìm raphương án tối ưu và trao đổi thảo luận với thầy cô, bạn bè
Tuy nhiên do hạn chế về kinh nghiệm thực tế và thời gian thực hiện nênviệc giải quyết đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót Do đó rất mong
sự chỉ bảo thêm của quý thầy cô cũng như những đóng góp của các bạn sinhviên
Trang 6
LỜI MỞ ĐẦU
MỤC LỤC
LIỆT KÊ BẢNG
DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH 1
1.1 DẪN NHẬP 1
1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1
1.1.2 Hướng giải quyết vấn đề 2
1.1.3 Giới hạn đề tài 3
1.1.4 Nội dung đề tài 3
1.1.5 Ý nghĩa thực tiễn 3
1.2 CƠ SỞ LÝ LUẬN 4
1.2.1 Tình hình ứng dụng nhà thông minh trên thế giới 4
1.2.2 Tình hình nhà thông minh trong nước 6
1.2.3 Đối tượng nghiên cứu 8
1.2.4 Tiến trình và phương án thực hiện 8
1.3 MỘT VÀI NÉT VỀ NGÔI NHÀ THÔNG MINH 9
1.3.1 Nhà thông minh là gì? 9
1.3.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật của ngôi nhà thông minh 11
CHƯƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ DÙNG TRONG ĐỀ TÀI 13
2.1 ARDUINO UNO R3 13
2.1.1 Giới thiệu chung về arduino 13
2.1.2 Giới thiệu về boad arduino uno 14
2.1.3 Vi điều khiển Atmega328 16
2.2 MODULE SIM 900A 18
2.2.1 Giới thiệu module SIM900A 18
2.2.2 Tổng quan về Sim900A 18
Trang 72.2.5 Các tập lệnh AT test Module sim900A 21
2.3 MODULE ETHERNET 23
2.3.1 Giới thiệu về chuẩn Ethernet 23
2.3.2 Giới thiệu module Ethernet dung chip Wiznet W5100 23
2.4 MÀN HÌNH LCD16X02 24
2.5 BÀN PHÍM MA TRẬN 4X4 25
2.6 CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG PIR 26
2.6.1 Khái niệm về cảm biến chuyển động pir 26
2.6.1 Nguyên lý làm việc 27
2.7 CẢM BIẾN KHÍ GAS MQ2 28
2.8 CẢM BIẾN ÁNH SÁNG QUANG TRỞ 29
2.9 KHỐI RELAY 29
2.10 MODUL CẢM BIẾN MƯA 31
2.11 MỘT SỐ LINH KIỆN KHÁC 32
2.11.1 IC LM35 32
2.11.2 Khối Modul chuyển đổi I2C cho LCD1602 33
2.11.3 Động cơ Servo SG90 33
2.11.4 Loa 34
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 35
3.1 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA ĐỀ TÀI 35
3.2 CHỨC NĂNG CÁC KHỐI 36
3.2.1 Khối xử lý trung tâm 36
3.2.2 Khối giao tiếp SMS và Modul Sim900A 36
3.2.3 Khối hiển thị LCD1602 37
3.2.4 Khối Relay 37
3.2.5 Khối nguồn 38
3.2.6 Khối Bluetooth 38
Trang 83.3.1 Phần mềm lập trình android MIT App Inventor 40
3.3.2 Phần mềm Arduino IDE 1.5.4 42
3.3.3 Giao diện HMI qua websever 44
3.4 THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 45
3.4.1 Xây dựng chương trình xử lý 45
3.4.2 Thuật toán tổng quát của chương trình 47
3.4.3 Thuật toán điều khiển chính trên điện thoại Android qua sóng Bluetooth48 3.4.4 Lưu đồ chương trình điều khiển quạt và cảnh báo nhiệt độ 50
3.4.5 Thuật toán tổng quát trên Modul Slave1 51
3.4.6 Thuật toán gửi tin nhắn SMS điều khiển thiết bi 52
3.4.7 Thuật toán xử lý SMS từ master gửi về và khi có báo động 53
3.4.8 Thuật toán tổng quát trên Modul slave2 54
3.4.9 Chương trình điều khiển cửa chính bằng password 55
3.5 MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA NGÔI NHÀ 56
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH 58
4.1 TỔNG KẾT ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN 58
4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO 61
PHỤ LỤC
Trang 9Hình 1.2: Biệt thự Cape Cod ở Cotuit, Massachusetts 5
Hình 1.3: Biệt thự tháp Clock ở Brooklyn, New York 5
Hình 1.4: Biệt thự Tuxedo Park ở Atlanta, Georgia 6
Hình 1.5: Nhà thông minh Bkav SmartHome tại khu đô thị PMH TP Hồ Chí Minh 7
Hình 1.6: Trung tâm hành chính Đà Nẵng 7
Hình 2.1: Những thành viên khởi xướng Arduino 13
Hình 2.2 Board Arduino Uno 14
Hình 2.3: Module Sim 900A 18
Hình 2.4: Sơ đồ chân của Sim900A 20
Hình 2.6: Ảnh thực tế module Ethernet dung chip Wiznet W5100 23
Hình 2.7: Sơ đồ kết nối module Ethernet với MCU 24
Hình 2.8: Màn hình LCD 16x02 24
Hình 2.9: Sơ đồ chân và hình ảnh thực tế của bàn phím ma trận 4x4 25
Hình 2.10: Đầu dò PIR D203B và lăng kính Fresne 26
Hình 2.11: Sơ đồ hoạt động của cảm biến PIR 26
Hình 2.12: Cảm biến khí gas MQ2 và sơ đồ chân 27
Hình 2.13: Cảm biến ánh sáng quang trở 28
Hình 2.14: Khối relay 29
Hình 2.15: Hình ảnh thực tế của cảm biến mưa 30
Hình 2.16: Cảm biến nhiệt độ LM 35 31
Hình 2.17: Module Chuyển Đổi I2C cho LCD1602 chuyển Đổi I2 32
Trang 10Hình 2.19: Cách kết nối động cơ SG90 32
Hình 2.20: Loa .33
Hình 2.21: Modul ổn áp LM 2596 Hình 3.1: Sơ đồ khối của đề tài 34
Hình 3.2: Khối xử lý trung tâm 35
Hình 3.2: Khối Modul Sim900A 36
Hình 3.3: Giao tiếp giữa Modul Sim900A và Modul Slave1 36
Hình 3.4: LCD I2C Adaptor 36
Hình 3.5: Mạch thực tế khối Relay Output 37
Hình 3.6: Nguồn Adapter 12V 2A 37
Hình 3.7: Giao tiếp giữa Module Bluetooth và Module Master 38
Hình 3.8: Khối Module Ethernet và TP-LINK720N 39
Hình 3.9: Giới thiệu về MIT App Inventor 40
Hình 3.10 : Phần mềm lập trình MIT App Inventor 41
Hình 3.11: Giao diện HMI trên điện thoại Android 41
Hình 3.12: Phần mềm ARDUINO IDE 1.5.4 42
Hình 3.13: Giao diện HMI qua websever 43
Hình 3.14: Sơ đồ tổng quát hệ thống điện tử của mô hình 44
Hình 3.15: Thuật toán tổng quát của chương trình 46
Hình 3.16: Thuật toán điều khiển chính trên điện thoại 48
Android qua sóng Bluetooth 48
Hình 3.17: Lưu đồ giám sát nhiệt độ 49
Hình 3.18: Thuật toán tổng quát trên Modul Slave1 50
Hình 3.19: Thuật toán gửi tin nhắn SMS điều khiển thiết bị 51
Trang 11Hình 3.22: Lưu đồ chương trình điều khiển cửa chính bằng password 54
Hình 3.23: Thiết kế và thi công phần cứng ngôi nhà 55
Hình 3.24 : Mô hình thực tế nhìn từ trên cao xuống 55
Hình 3.25 : Khối xử lý trung tâm của ngôi nhà 56
Trang 12Bảng 1.1: Thông số của Arduino UNO R3 16
Bảng 1.2: Sơ đồ chân LCD 25
Bảng 1.3: Thông số của Modul ổn áp LM2596 DC-DC 33
Bảng 1.4: Bảng icon và chức năng của phần mềm Arduino IDE 42
Bảng 3.1: Bảng chức năng của từng Module 45
Trang 13GSM (Global System for Mobile Communication): Mạng thông tin di độngtoàn cầu
PIR (Passive InfraRed sensor): Cảm biến chuyển động PIR
LCD (Liquid crystal display) : Màn hình tinh thể lỏng
Trang 14CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH
1.1 DẪN NHẬP
1.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu
Ngày nay trên thế giới với sự bùng nổ của các ngành công nghệ thông tin,điện tử đã làm cho đời sống của con người ngày càng hoàn thiện Các thiết bịthông minh đã ngày càng được ứng dụng vào cuộc sống sinh hoạt hằng ngày củamỗi con người Đặc biệt, smartphone đã trở thành một phần quen thuộc trongcuộc sống thường nhật của mỗi cá nhân và nhu cầu ứng dụng các ứng dụng của
smartphone vào đời sống ngày càng thiết thực Đề tài ứng dụng thực Điều khiển
và giám sát thiết bị điện trong nhà bằng điện thoại Android qua sóng Bluetooth và Modul Sim900A kết hợp với mạng Ethernet để nâng cao chất
lượng cuộc sống con người và đáp ứng các nhu cầu ngày càng mạnh mẽ trongthời đại công nghệ số
Với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của khoa học công nghệ, vi điềukhiển AVR và vi điều khiển PIC ngày càng thông dụng và hoàn thiện hơn,nhưng có thể nói sự xuất hiện của Arduino vào năm 2005 tại Italia đã mở ra mộthướng đi mới cho vi điều khiển Sự xuất hiện của Arduino đã hỗ trợ cho conngười rất nhiều trong lập trình và thiết kế, nhất là đối với những người bắt đầutìm tòi về vi điều khiển mà không có quá nhiều kiến thức, hiểu biết sâu sắc vềvật lý và điện tử Phần cứng của thiết bị đã được tích hợp nhiều chức năng cơbản và là mã nguồn mở Chính vì những lý do như vậy nên Arduino hiện đangdần phổ biến và được phát triển ngày càng mạnh mẽ trên toàn thế giới
Đặc biệt trong những thập niên gần đây cùng với sự phát triển của hệthống thông minh, ngành tự động hóa đã phát triển và tạo ra bước ngoặt quantrọng trong lĩnh vực ngôi nhà thông minh phục vụ nhu cầu ngày càng cao củacon người trong đời sống Tại việt nam đã bắt đầu có nhiều công ty chuyên lắpđặt ngôi nhà hoặc hệ thống thông minh trong đó phải kể đến công ty BKAV và
Trang 15CEO Nguyễn Tử Quảng đã ấp ử dự án ngôi nhà thông minh điều khiển bằngđiện thoại trên nền tảng Android từ nắm 2011 đến nay và hiện nay đang thi côngcho rất nhiều dự án trên cả nước.
Hãy nghĩ về những việc chúng ta phải làm mỗi ngày ở nhà như: Bật tắtbóng đèn, Tivi, hệ thống báo động, báo cháy, bật điều hòa, bật quạt, tưới nước
tự động cho vườn cây,
Ngoài ra ngôi nhà của chúng ta còn có thể giám sát được bằng Smartphone vàgửi SMS về cho chủ nhà biết khi có người lạ đột nhập
Xuất phát từ những thực tiễn nói trên, chúng em quyết định thực hiện đề tài
cho đồ án tốt nghiệp của mình: “Điều khiển và giám sát thiết bị điện trong nhà bằng điện thoại Android qua sóng Bluetooth và Modul Sim900A kết hợp với mạng Ethernet”.
1.1.2 Hướng giải quyết vấn đề
Có nhiều hướng giải quyết thiết kế bộ xử lý trung tâm để điều khiển ngôinhà gồm có:
Trang 161.1.3 Giới hạn đề tài
Trong phạm vi cho phép nhóm chỉ thi công ngôi nhà thông minh trên môhình Trong thời gian thực hiện đề tài là có hạn, với lượng kiến thức đượctruyền đạt trong suốt khóa học và khả năng có hạn, nhóm thực hiện đề tài chỉgiải quyết những vấn đề sau:
Thiết kế hệ thống báo cháy, báo trộm, rò rỉ khí Gas qua SMS
Giám sát thiết bị điện , nhiệt độ ,khí Gas trên Smartphone
Điều khiển thiết bị điện trong nhà, bật tắt an ninh qua hệ thống cảm biến hoặcSmartphone kết hợp cùng SMS
1.1.4 Nội dung đề tài
Chương 1: Tổng quan về đề tài
Chương này trình bày về kế hoạch và ý tưởng thưc hiện
Chương 2 : Các thiết bị dùng trong đề tài
Chương này tổng quan về các thiết bị dùng trong đề tài
Chương 3: Thiết kế hệ thống
Chương này nói về sơ đồ khối của mạch và chức năng của các khối
Vẽ lưu đồ thuật toán chương trình điều khiển
Chương 4: Kết quả
kết luận và hướng phát triển
Chương này chúng em đã đưa lên một số hình ảnh thực tế của ngôi nhà, nêulên những ưu khuyết điểm của đề tài, khẳng định những đóng góp của đề tàivào thực tiễn Đồng thời cũng đưa ra các đề nghị định hướng phát triển cho đềtài
1.1.5 Ý nghĩa thực tiễn
Trang 17đồng thời có thể giám sát trực tiếp qua mạng internet khi ở xa, giúp người
nghiên cứu có cái nhìn trực quan hơn với những kiến thức đã tiếp nhận, từ
đó nâng cao thêm hiệu quả nghiên cứu Mạch điều khiển thiết bị - báo động từ
xa qua điện thoại được thiết kế từ vi điều khiển cùng với một số IC khác nên giá thành tương đối thấp, giúp tiết kiệm được chi phí Hệ thống có thể được ứng dụng tại nhà riêng, cơ quan xí nghiệp trường học và đặc biệt tại những nơi nguy hiểm…giúp chúng ta có thể điều khiển các thiết bị theo ý muốn, đồng thời mạch còn có chức năng báo động từ xa qua điện thoại giúp người điều khiển kiểm soát được thiết bị và đề phòng cháy, trộm xảy ra
1.2 CƠ SỞ LÝ LUẬN
1.2.1 Tình hình ứng dụng nhà thông minh trên thế giới
Hiện nay trên thế giới, việc sử dụng điện thoại Smartphone điều khiển qua
Bluetooth hay việc sử dụng tin nhắn SMS điều khiển thiết bị từ xa không cònmới mẻ nữa vì đề tài này đã được nghiên cứu và đã áp dụng vào thực tế trongcuộc sống Người dùng chỉ cần một điện thoại Smartphone (bất cứ đâu) cũng cóthể điều khiển và giám sát các ứng dụng không chỉ trong nhà mà còn trong bất
cứ các lĩnh vực công nghiêp hay nông nghiêp khác
Ở nhiều nước phát triển, hạ tầng hiện đại, nhà thông minh đã được thịnhhành từ lâu và người ta không coi nó là thứ xa xỉ, mà là những cái cần thiết, rấtđời thường khiến cuộc sống tiện nghi hơn
Hiện tại trên thế giới có rất nhiều hãng cung cấp nhà thông minh trong đónổi bật nhất là các hãng Home Automation Inc (HAI- Nay là Leviton security &Automation), ELK, Vantage, Control4
Dưới đây là một số nhà thông minh nổi tiếng thế giới:
Trang 18Hình 1.1: Biệt thự Oceanfront ở California
N m Pacific Ocean cách kho ng 60 d m v phía đông nam c a Los Angeles ảng 60 dặm về phía đông nam của Los Angeles ặm về phía đông nam của Los Angeles ề phía đông nam của Los Angeles ủa Los Angeles
và 10 d m v phía đông c a đ o Catalina, ngôi bi t th ki u Tuscan (Italy) có h ặm về phía đông nam của Los Angeles ề phía đông nam của Los Angeles ủa Los Angeles ảng 60 dặm về phía đông nam của Los Angeles ệt thự kiểu Tuscan (Italy) có hệ ự kiểu Tuscan (Italy) có hệ ểu Tuscan (Italy) có hệ ệt thự kiểu Tuscan (Italy) có hệ
th ng đi u khi n t xa đèn , rèm, nghe/nhìn và nhi u thi t b khác ề phía đông nam của Los Angeles ểu Tuscan (Italy) có hệ ừ xa đèn , rèm, nghe/nhìn và nhiều thiết bị khác ề phía đông nam của Los Angeles ết bị khác ị khác.
Hình 1.2: Biệt thự Cape Cod ở Cotuit, MassachusettsCông nghệ của ngôi nhà thông minh rộng 7,6 mẫu (gần 31.000 mét vuông)không chỉ là các hệ thống trong nhà chính gồm 4 phòng ngủ, mà còn cả ánhsáng, nhiệt và các tiện nghi khác trong cả ngôi nhà để hàng 1 phòng ngủ Hệthống công nghệ này điều khiển audio/video, 14 chiếc TV màn hình phẳng và cảnhiệt độ trong hầm rượu vang
Ngôi biệt thự có 4 năm tuổi này cũng có tới 8 phòng tắm, 4 lò sưởi và một bểbơi
Trang 19Hình 1.3: Biệt thự tháp Clock ở Brooklyn, New York Những khung cửa sổ của ngôi nhà này rất đặc biệt, được chạm khắc hình ảnh
4 chiếc đồng hồ khổng lồ, và cả bốn chiếc đồng hồ này vẫn đang hoạt động bìnhthường Ngoài ra, ngôi nhà được trang bị các hệ thống kỹ thuật số với hệ thốngđiều khiển Crestron kiểm soát ánh sáng, nhiệt, điều hoà không khí, nghe/nhìn vàbóng râm
Những tiện nghi khác của ngôi nhà bao gồm 3,5 phòng ngủ, cầu thang máyriêng, trần nhà cao từ 16-50 foot (4,8 mét đến 15 mét) và dịch vụ bảo vệ 24 giờ
Hình 1.4: Biệt thự Tuxedo Park ở Atlanta, Georgia
Trang 20Ngôi biệt thự rộng 2 mẫu (hơn 8.000 mét vuông) này hội tụ đầy đủ mọi loạicông nghệ tiên tiến nhất, từ nhà hát tại gia có giá gần 1 triệu USD đến hệ thốngánh sáng, nhiệt và rất nhiều thứ bạn có thể điều khiển từ xa.
Hầu như mọi căn phòng trong ngôi nhà đều kết nối với hệ thống bảo mật và
âm nhạc, được trang bị cáp CAT5, hệ thống tổng đài điện thoại PBX và truy cậpInternet tốc độ cao Ngoài ra, căn nhà cũng có hệ thống nhiệt/làm mát công nghệcao và các cửa sổ điều chỉnh nhiệt cùng chức năng cách nhiệt hữu dụng
1.2.2 Tình hình nhà thông minh trong nước
Nhìn chung, hiện nay ở Việt Nam có rất nhiều công ty cung cấp giải phápnhà thông minh nhưng ít có doanh nghiệp cung cấp được đồng bộ, tổng thể cácgiải pháp điều khiển thông minh trong tòa nhà theo đúng tiêu chuẩn châu Âu và
Mỹ Đa số các doanh nghiệp Việt Nam hiện nay thiên về cung cấp một số giảipháp nhỏ lẻ như giải pháp về an ninh, an toàn trong các tòa nhà và thường thìmỗi doanh nghiệp có một thế mạnh Các thiết bị đi kèm giải pháp nhà thôngminh cũng được nhập khẩu từ thị trường châu Á nhiều hơn
Điển hình nhà thông minh bậc nhất Việt Nam chính là Trung Tâm hành chính
Đà Nẵng
Hình 1.5: Nhà thông minh Bkav SmartHome tại khu đô thị PMH TP Hồ Chí
Minh
Trang 21Hình 1.6: Trung tâm hành chính Đà Nẵng
Trang 221.2.3 Đối tượng nghiên cứu
Đề tài hướng tới một phương thức điều khiển tự động có sự kết hợp củanhiều lĩnh vực liên quan như: tổng đài điện thoại, điều khiển và lập trình trênApp Android, điều khiển thiết bị qua ethernet… Trong đề tài có 1 board mạchchính là Arduino, board này được thiết kế và thi công từ các linh kiện điện tử
đã có sẵn ngoài thị trường như: điện trở, tụ điện, các IC số, vv… với sự điềukhiển trung tâm là vi điều khiển Board này khi nhận tín hiệu từ cảm biến sẽđiều khiển nhiệm vụ được lập trình từ trước Đối với hệ thống báo cháy thôngqua SMS khi nhận được tín hiệu từ cảm biến, board sẽ điều khiển phát câu
thông báo cháy được ghi sẵn trong câu lệnh, hay thông báo trực tiếp qua còi 1.2.4 Tiến trình và phương án thực hiện
Giai đoạn 1:
Tìm hiểu về các hệ thống báo trộm, báo cháy, đóng mở cửa sử dụng mật
mã, bật tắt thiết bị điện và hiển thị ngôi nhà cục bộ rồi đưa ra mô hình dự kiến
về thiết bị điều khiển và giám sát ngôi nhà thông minh qua mạng điện thoại,điều khiển và giám sát qua điện thoại Android qua sóng Bluetooth hay giám sáttrực tiếp qua Ethernet Sau đó, trình lên giáo viên hướng dẫn duyệt
Giai đoạn 2:
Sau khi đưa ra được mô hình dự kiến, được giáo viên hướng dẫn đồng ý, nhóm tiến hành thực hiện từng phần của mô hình đó là:
1 Thiết kế, thi công mạch điện
2 Viết chương trình và cho chạy thử nghiệm
Giai đoạn 3:
Thử nghiệm lại chương trình và viết báo cáo
Giai đoạn 4:
Kiểm tra lại toàn bộ những gì đã làm được và báo cáo với thầy hướng dẫn
về những kết quả của đề tài
Trang 231.3.1 Nhà thông minh là gì?
Nhà thông minh (tiếng Anh là "Smart Home") hoặc hệ thống nhà thôngminh là một ngôi nhà/ căn hộ được trang bị hệ thống tự động tiên tiến dành chođiều khiển đèn chiếu sáng, nhiệt độ, truyền thông đa phương tiện, an ninh, rèmcửa, cửa và nhiều tính năng khác nhằm mục đích làm cho cuộc sống ngày càngtiện nghi, an toàn và góp phần sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên
Hệ thống cũng có thể điều chỉnh rèm cửa theo yêu cầu, kiểm soát nhiệt độ, hệthống camera giám sát, hệ thống khóa cửa tự động, hệ thống phòng ngừa trộm Trong căn nhà thông minh, đồ dùng trong nhà từ phòng ngủ, phòng khách đèntoilet đều gắn các bộ điều khiển điện tử có thể kết nối với Internet và điện thoại
di động, cho phép chủ nhân điều khiển vật dụng từ xa hoặc lập trình cho thiết bị
ở nhà hoạt động theo lịch Thêm vào đó, các đồ gia dụng có thể hiểu được ngônngữ của nhau và có khả năng tương tác với nhau
Nhiệm vụ của ngôi nhà thông
minh:
Điều khiển đóng mở cửa chính:
Chế độ điều khiển bằng tay: Nhập mật khẩu để đóng ,mở cửa
Chế độ điều khiển từ xa : Điều khiển đóng, mở cửa bằng Smartphone quaBluetooth
Điều khiển qua Ethernet Shield
Điều khiển đóng, mở cửa Gara xe bằng Smartphone qua Bluetooth
Điều khiển đèn phòng vệ sinh:
Chế độ điều khiển tự động : Tự động bật đèn khi trời tối và có người vàophòng, tự động tắt đèn khi người ra khỏi phòng
Chế độ điều khiển từ xa : Điều khiển bật tắt thiết bị bằng Smartphone quaBluetooth, Module Sim900A và qua mạng Ethernet
Điều khiển nâng, hạ giàn che mưa:
Trang 24 Chế độ điều khiển tự động : Khi trời mưa thì hệ thống phơi đồ sẽ tự nânglên và ngược lại sẽ hạ xuống.
Chế độ điều khiển từ xa : Điều khiển nâng hạ giàn che mưa bằngSmartphone qua Bluetooth hoặc qua SMS khi chủ nhà ở một nơi rất xa
Điều khiển đèn phòng ngủ,phòng bếp bằng bằng Smartphone qua Bluetooth
Điều khiển đèn phòng khách bằng Smartphone qua Bluetooth hoặc quaSMS khi người ở một nơi rất xa
Điều khiển quạt phòng khách:
Chế độ tự động: Khi nhiệt độ vượt quá giá trị nhiệt độ đặt trước thì kiểmtra xem có người trong phòng hay không(thông qua cảm biến PIR ởphòng khách) nếu có thì quạt sẽ tự bật,ngược lại quạt tắt
Chế độ điều khiển từ xa: Điều khiển bật tắt quạt bằng Smartphone quaBluetooth
Hệ thống cảnh báo khí Gas : Khi có nồng độ Gas vượt qua giới hạn chophép sẽ thì hệ thống báo động qua loa đồng thời gửi tin nhắn cho chủ nhà
với nội dung :“báo động:nồng độ gas cao” qua SMS.
Hệ thống cảnh báo cháy: Khi nhiệt độ vượt quá giá trị đặt trước thì hệ thống
sẽ báo động qua loa đồng thời gửi tin nhắn cho chủ nhà với nội dung :“báo động:cháy nhà” qua SMS.
Hệ thống an ninh:Hê thống an ninh sẽ được kích hoạt bằng Smartphone quaBluetooth hoặc SMS mà không dùng bất kỳ nút bấm vật lý nào nhằm đảmbảo an ninh Khi hệ thống an ninh được bật nếu có trộm đột nhập sẽ tácđộng đến hệ
thống cảm biến ánh sáng, PIR, khi đó hệ thống sẽ báo động qua loa đồng
thời gửi tin nhắn với nội dung cho chủ nhà với “báo động:có trộm đột nhập” qua sms.
Giám sát trạng thái tất cả thiết bị điện trong nhà,hệ thống an ninh,chế độđiều khiển
Trang 251.3.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật của ngôi nhà thông minh
1.3.2.1 Hệ thống an ninh
- Được xây dựng với thiết bị an ninh không dây
- Thiết lập các chế độ an ninh khác nhau cho ngôi nhà
- Báo cáo tình trạng an ninh của ngôi nhà đến người sử dụng
- Phối hợp với hệ thống chiếu sang để điều khiển chiếu sáng Hệ thống an ninh
sử dụng các loại cảm biến không dây: Cảm biến phát hiện mở cửa như cảm biếnphát hiện chuyển động Pir, cảm biến sánh sáng Bộ điều khiển trung tâm cungcấp kết nối với đường dây điện thoại và sóng di động GSM
Người dùng thiết lập chế độ an ninh và kiểm tra trạng thái của từng khu vực
từ Internet, Smartphone, màn hình cảm ứng
1.3.2.2 Chỉ tiêu về ánh sáng
Đảm bảo ánh sáng theo yêu cầu của người sử dụng như chất lượng ánh sáng
và tiết kiệm điện, ánh sáng tại mỗi nơi đều như nhau
Ánh sáng có thể được tắt mở thông qua hệ thống tự động diều khiển hoặc điềukhiển từ xa Ngoài ra thiết bị ánh sáng cần được kết nối với một số thiết bị trongnhà như thiết bị báo trộm, báo cháy,
Thông báo trạng thái bật tắt của từng thiết bị chiếu sáng, điều khiển tới từngthiết bị bằng giao diện điều khiển của hệ thống
1.3.2.3 Chỉ tiêu an toàn
Đảm bảo việc phát hiện và cảnh báo khi có người lạ xâm nhập, hỏa hoạn
như phát loa báo động, bật đèn, tự động liên hệ với công an,tự động đóng kíncác cửa ra vào
1.2.3.4 Chỉ tiêu về nhiệt độ
Nhiệt độ trong nhà cũng có thể thay đổi được tùy theo sở thích của mỗingười thông qua hệ thống điều khiển từ xa Phải có thiết bị cảnh báo và phòngchống khi nhiệt độ quá cao, như thiết bị báo cháy , còi báo động
Trang 261.2.3.5 Hệ thống kiểm soát vào ra
Khi gia chủ đi vắng, việc kiểm soát các hệ thống vào ra trong ngôi nhà làrất quan trọng, giúp đề phòng trộm v.v… Ngôi nhà thông minh cung cấp hệ
thống kiểm soát vào ra cho phép chủ nhà quản lý và cấp quyền “đăng nhập”
cho các thành viên trong gia đình và người thân Hệ thống cửa ra vào ở cácphòng sẽ được lắp đặt khóa phím nhằm nhận dạng người trong nhà hoặc
khách để cấp quyền “đăng nhập”
1.2.3.6 Hệ thống cảm biến và báo động, báo cháy
Hệ thống các cảm biến là thành phần quan trọng trong bất kì hệ thống nàocủa ngôi nhà, các cảm biến có nhiệm vụ gửi các thông số đo được về cho bộ
xử lý trung tâm để có giải pháp phù hợp với từng gói dữ liệu và xử lý từngtình huống tương ứng Các cảm biến cơ bản như cảm biến nhiệt độ, cảm biếnGas, cảm biến hồng ngoại…
Trang 27CHƯƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ DÙNG TRONG ĐỀ TÀI
để điều khiển nhiều đối tượng khác nhau Nó có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ
từ lấy tín hiệu từ cảm biến đến điều khiển đèn, động cơ, và nhiều đối tượngkhác Ngoài ra mạch còn có khả năng liên kết với nhiều Module khác nhaunhư Module đọc thẻ từ, Ethernet shield, sim900A,….để tăng khả ứng dụng củamạch
Phần cứng bao gồm một board mạch nguồn mở được thiết kế trên nền tảng vi
xử lý AVR Atmel
8bit, hoặc ARM, Atmel 32-bit,… Hiện phần cứng của Arduino có tất cả 6phiên bản, Tuy nhiên phiên bản thường được sử dụng nhiều nhất là ArduinoUno và Arduino Mega Arduino Uno được sử dụng rất rộng rãi trên thế giới
Trang 28Hình 2.1: Những thành viên khởi xướng Arduino
2.1.1.2 Tại sao lại chọn Arduino?
Hiện tại ở Việt Nam và trên thế giới cũng có nhiều bo mạch vi điềukhiển khác nhau Tuy nhiên Arduino có một số ưu điểm mà khiến nó trở nênnổi tiếng và hiện đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới Những ưu điểm đólà: rẻ, tương thích được với nhiều hệ điều hành, chương trình lập trình đơngiản, rõ ràng, dễ sử dụng, sử dụng mã nguồn mở và có thể kết hợp vớinhiều module khác nhau
2.1.2 Giới thiệu về boad arduino uno
Arduino Uno là 1 bo mạch thiết kế với bộ xử lý trung tâm là vi điểu khiển
AVR Atmega328 Cấu tạo chính của Arduino Uno bao gồm các phần sau:
Trang 29Hình 2.2 Board Arduino Uno.
Cổng USB: đây là loại cổng giao tiếp để ta upload code từ PC lên vi điều
khiển Đồng thời nó cũng là giao tiếp serial để truyền dữ liệu giữa vi điều khiển
và máy tính
Jack nguồn: để chạy Arduino thỉ có thể lấy nguồn từ cổng USB ở trên,
nhưng không phải lúc nào cũng có thể cắm với máy tính được Lúc đó ta cần một nguồn từ 9V đến 12V Có 14 chân vào/ra số đánh số thứ tự từ 0 đến 13,ngoài ra có một chân nối đất (GND) và một chân điện áp tham chiếu (AREF)
Vi điều khiển AVR: đây là bộ xử lí trung tâm của toàn bo mạch Với mỗi
mẫu Arduino khác nhau thì con chip là khác nhau Ở con Arduino Uno này thì
sử dụng ATMega328
Các thông số chi tiết của Arduino Uno: Vi xử lý: Atmega328 Điện áp hoạt
động: 5V Điện áp đầu vào: 7-12V Điện áp đầu vào (Giới hạn): 6-20V Chân vào/
ra (I/O) số: 14 ( 6 chân có thể cho đầu ra PWM) Chân vào tương tự: 6 Dòngđiện trong mỗi chân I/O: 40mA Dòng điện chân nguồn 3.3V: 50mA Bộ nhớtrong: 32 KB (ATmega328) SRAM: 2 KB (ATmega328) EEPROM: 1 KB(ATmega328) Xung nhịp: 16MHz
Trang 30Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8,ATmega168, ATmega328 Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản nhưđiều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm mộttrạm đo nhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD,… hay những ứng dụngkhác mà bạn đã được xem ở đây.
Năng lượng:
Arduino UNO được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB
Các chân năng lượng:
GND (Ground): cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino UNO
5V: cấp điện áp 5V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA
3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA
Vin (Voltage Input): để cấp nguồn ngoài cho Arduino UNO, nối cựcdương của nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND
IOREF: điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino UNO có thể đođược ở chân này
RESET: Để reset vi điều khiển, chân RESET được nối với GND qua 1điện trở 10KΩ
Vi điều khiển Atmega328(họ 8bit)
Điện áp hoạt động 5V – DC (chỉ được cấp qua cổng USB)
16 MHz30mA7-12V – DC6-20V – DC
Số chân Digital I/O
Trang 31Bảng 1.1: Thông số của Arduino UNO R3
2.1.3 Vi điều khiển Atmega328
Bộ nhớ:
Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn cung cấp cho người dùng:
32KB bộ nhớ Flash: những đoạn lệnh bạn lập trình sẽ được lưu trữ trong bộnhớ Flash của vi điều khiển
2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): giá trị các biến khai báokhi lập trình sẽ lưu ở đây
1KB cho EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read OnlyMemory): Đọc và ghi dữ liệu trên SRAM
Các cổng vào/ra: Arduino UNO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuấttín hiệu Chúng chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đatrên mỗi chân là 40mA Ở Arduino UNO có 14 chân digital dùng để đọchoặc xuất tín hiệu Chúng chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối
đa trên mỗi chân là 40mA Ở mỗi chân đều có các điện trở pull-up từ được càiđặt ngay trong vi điều khiển ATmega328 (mặc định thì các điện trở này khôngđược kết nối)
Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:
chân Serial: 1 (TX) và 0 (RX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive
– RX) dữ liệu TTL Serial Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thôngqua 2 chân này Hai chân này dùng để kết nối Bluetooth và Modul Sim900A
6 (độ phân giải 10bit)
Trang 32Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép xuất ra xung PWM với độ
phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàmanalogWrite() Ta có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0V đến5V
Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) Ngoài các
chức năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giaothức SPI với các thiết bị khác
LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L) Khi bấm
nút Reset, ta sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu Nó được nối với chân số
13 Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng
Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10
bit (0 → 210-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V Với chân AREF
trên board, ta có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog.Tức là nếu bạn cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chânanalog để đo điện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếpI2C/TWI với các thiết bị khác
2.2 MODULE SIM 900A
2.2.1 Giới thiệu module SIM900A
Một modem GSM là một modem wireless, nó làm việc cùng với mộtmạng wireless GSM Một modem wireless thì cũng hoạt động giống như mộtmodem quay số Điểm khác nhau chính ở đây là modem quay số thì truyền vànhận dữ liệu thông qua một đường dây điện thoại cố định trong khi đó mộtmodem wireless thì việc gửi nhận dữ liệu thông qua sóng
Giống như một điện thoại di động GSM , một modem GSM yêu cầu 1 thẻsim với một mạng wireless để hoạt động Module SIM 900 là một trong nhữngloại modem GSM Nhưng Module SIM 900 được nâng cao hơn có tốc độ truyền
Trang 33tầng GSM 850Mhz, EGSM 900Mhz, DCS 1800 Mhz và PCS 1900Mhz, cótính năng GPRS của Sim 900 và hỗ trợ GPRS theo dang đồ thị mã hóa CS-1,CS-2, CS-3 và CS-4.
2.2.2 Tổng quan về Sim900A
Hình 2.3: Module Sim 900A
- Các thông số kỹ thuật của Sim 900:
+ Nguồn cung cấp khoảng 3,2 – 4,8V
Trang 34• Mức chế độ (ETS 06.20)
• Toàn bộ chế độ (ETS 06.10)
• Toàn bộ chế độ tăng cường (ETS 06.50/ 06.06/ 06.80)
• Loại bỏ tiếng dội
+ Giao tiếp nối tiếp và sự ghép nối:
• Cổng nối tiếp: 7 Cổng nối tiếp( ghép nối)
• Cổng kết nối có thể Sd với CSD Fax, GPRS và gửi lệnh ATCommand tớimudule điều khiển
• Cổng nối tiếp có thể Sd chức năng giao tiếp
• Hỗ trợ tốc độ truyền 1200 BPS tới 115200 BPS
• Cổng hiệu chỉnh lỗi: 2 cổng nối tiếp TXD và RXD
• Cổng hiệu chỉnh lỗi chỉ sử dụng sữa lỗi
+ Quản lý danh sách:
• Hỗ trợ mẫu danh sách: SM, FD, LD, RC,ON, MC
+ Sim Application toolkit:
Trang 35Hình 2.4: Sơ đồ chân của Sim900A
Sơ đồ chân Breakout:
Chân 1: Chân ON/OFF ta cần kích 1 xung có mức tích cực dương vào khoảng 1s, lúc này đèn status sẽ sáng, sau đó chớp nháy với tần suất nhanh báo hiệuSIM900 đang khởi động và tìm mạng Sau 10s sau Led Status nhấp nháy chậmbáo hiệu SIM900 đã hoạt động bình thường
Chân 2: Request to send
Chân 3: Đầu ra dùng để chỉ báo mạng kết nối được hệ thô
Chân 4:Clear to send
Chân 5: Đầu vào pin dự phòng cho module Chân 6:Data carrier detection.Chân 7:Chân vào của bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số
Chân 8: Ring chân ra loa báo hiệu có cuộc gọi đến
Chân 9, 11: Chân loa nghe cuộc thoại
Chân 13,15: Chân MIC
Chân 10: Chân đầu cuối dữ liệu
Chân 12: Chân truyền dữ liệu
Chân 14: Chân nhận dữ liệu
Chân 17,19: Chân nguồn cấp cho sim hoạt động
Chân 18,20: Chân max
Trang 362.2.4 Các chế độ hoạt động của Module sim 900A
GSM/GPRS SLEEP: Module sẽ tự động chuyển sang chế độ SLEEP
nếu DTR được thiết lập mức cao và ở đó không có ngắt phần cứng như ngắtGPIO hoặc dữ liệu trên port nối tiếp Trong trường hợp này, dòng tiêu thụ củamodule sẽ giảm xuống mức thấp nhất.Trong suốt chế độ SLEEP, module vẫn
có thể nhận gói tin nhắn hoặc SMS tự hệ thống
GSM IDLE: Phần mềm tích cực Module kết nối mạng GSM và
module sẵn sàng gửi và nhận
GSM TALK: Kết nối vẫn tiếp tục diễn ra giữa 2 thuê bao, nhưng
không có dữ liệu được gửi hoặc nhận Trong trường hợp này, năng lượng tiêuthụ phụ thuộc vào thiết lập mạng và cấu hình GPRS
GPRS STANDBY: Module sẵn sàng truyền dữ liệu GPRS, nhưng
không có dữ liệu nào được gửi và nhận.Trong trường hợp này, năng lượngtiêu thụ phụ thuộc vào thiết lập mạng và cấu hình GPRS
GPRS DATA: Xảy ra việc truyền dữ liệu GPRS Trong trường hợp
này, năng lượng tiêu thụ liên quan tới việc thiết lập mạng ( mức điều khiểnnguồn), tốc độ uplink/downlink và cấu hình GPRS (sử dụng thiết lập multi-slot)
2.2.5 Các tập lệnh AT test Module sim900A
Các tập lệnh AT là các hướng dẫn được sử dụng để điều khiển mộtmodem Với “AT” là một cách viết gọn của chữ Attention Mỗi dòng lệnh của
nó bắt đầu với “AT” hay “at” Đó là lý do tại sao các lệnh modem được gọi làcác lệnh AT Bên cạnh bộ lệnh AT thông dụng này, các modem GSM/GPRS
và các điện thoại di động còn được hỗ trợ bởi một bộ lệnh AT đặc biệt đối vớicông nghệ GSM
1 Lệnh xóa tin nhắn
AT+CMGD=<index> <cr>
<index>: vị trí ngăn nhớ lưu tin nhắn
Trang 37Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng: +CMS ERROR <err>
<index> : số nguyên, đó là vị trí ngăn nhớ chứa tin nhắn cần đọc
<mode> : 0 dạng dữ liệu PDU
1 dạng dữ liệu kiểu textNếu lệnh thực hiện được thì trả về OK
Nếu lệnh bị lỗi thì trả về dưới dạng: +CMS ERROR: <err>
5 Lệnh gửi tin nhắn SMS:
AT+CMGS
Khi gửi tin nhắn dưới dạng text:
(+CMGF=1):
+CMGS=<da>[,<toda>]<CR> text is entered <ctrl-Z/ESC>
Lệnh được thực hiện thành công thi dữ liệu trả về:
Dạng text : +CMGS: <mr>
OKLệnh bị lỗi : +CMS ERROR: <err>
2.3 MODULE ETHERNET
2.3.1 Giới thiệu về chuẩn Ethernet
Trang 38Ethernet là 1 công nghệ mạng cục bộ (LAN) nhằm chuyển thông tin giữa các máy tính với tốc độ từ 10 đến 100 triệu bít một giây (Mbps) Hiện thời tốc
độ truyển tải Ethenet chủ yếu là 10/100 Mbps
Ethernet đã được phát minh ra tại trung tâm nghiên cứu Xerox Palo Alto vào những năm 1970 bởi tiến sĩ Robert M Metcalfe Nó đã được thiết kế với mục đích phục vụ nghiên cứu trong “ hệ thống công sở trong tương lai” Sau đó
nó được chuẩn hóa và được sử dụng từ năm 1985 tới này theo chuẩn IEEE 802.3
2.3.2 Giới thiệu module Ethernet dung chip Wiznet W5100
Đặc tính kĩ thuật:
+ Nó được dựa trên con chip internet Wiznet W5100
+ Kết nối với mạng thông qua cáp RJ45
+ Điện áp làm việc 5V
+ Ethernet Controller: W5100 với nội 16K đệm
+ Tốc độ kết nối: 10 / 100Mb
+ Kết nối với MCU qua cổng SPI
+ Wiznet W5100 là IC giao tiếp mạng Ethernet ở lớp vật lý tương ứng trong môhình OSI Nó hỗ trợ truyền song công trên kênh truyền có băng thông từ 10-20Mbps Đồng thời nhằm tránh xung đột trên kênh truyền, Wiznet W5100 làm việc trên protocol
CSMA/CD để phát hiện và tối thiểu hóa xung đột Wiznet W5100 được giao tiếp với các thiết bị khác theo chuẩn SPI
Trang 39Hình 2.6: Ảnh thực tế module Ethernet dung chip Wiznet W5100
+ Sơ đồ ghép nối vi điều khiển và Wiznet W5100: Wiznet W5100 kết nối vớiMCU qua chuẩn SPI chế độ 0
Hình 2.7: sơ đồ kết nối module Ethernet với MCU
2.4 MÀN HÌNH LCD16X02
Là loại màn hình tinh thể lỏng với hai hàng hiện thị, mỗi hàng có thể hiện thị
16 ký tự như hình dưới:
Hình 2.8: Màn hình LCD 16x02
Trang 40Ghi( Từ PIC vào LCD) Đọc(Từ LCD vào PIC)
0 1
Từ 1 xuống 0
Vô hiệu hóa LCD LCD hoạt động Bắt đầu ghi/đọc LCD