Báo cáo nghiên cứu khoa học Truyền dữ liệu trên đường tải điện

1 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page of 166 PHẦN MỞ ĐẦU Công nghệ truyền thông tin đường dây điện lực PLC (Power Line Communication) mở hướng phát triển lĩnh vực thông tin Với việc sử dụng đường dây truyền tải điện để truyền liệu, công nghệ PLC cho phép kết hợp dịch vụ truyền tin lượng Trước đây, thành tựu khoa học kỹ thuật từ năm 50 kỷ 20 cho phép sử dụng đường dây điện lực để truyền tín hiệu đo lường, giám sát, điều khiển Cùng với tốc độ phát triển nhanh chóng công nghệ khác lĩnh vực viễn thông công nghệ thông tin, công nghệ PLC cho phép cung cấp dịch vụ truyền tải điện kết hợp với truyền liệu trực tiếp tới người sử dụng Với mong muốn áp dụng công nghệ PLC sống để giải toán thực tế Việt Nam, đề tài nghiên cứu sâu vào việc xử lý vấn đề việc truyền nhận liệu lớp vật lý mạng PLC, từ tận dụng ưu điểm sẵn có tìm nhược điểm cần khắc phục thực truyền thông đường tải điện Sản phẩm “Tán gẫu đường tải điện” – COP (Chat Over Power Line) thành trình nghiên cứu để tài Sản phẩm bao gồm mạch kết nối với đường điện gói phần mềm chạy máy tính cá nhân cho phép máy tính trao đổi đoạn văn cho cách dễ dàng Với phương pháp thiết kế tạo hướng mở, sản phẩm dễ dàng mở rộng thêm chức chuyển thành thiết bị khảo sát số đặc tính đường truyền, thêm lớp quản lý lớp trên, v…v Cuối xin chân thành cảm ơn TS Phạm Văn Bình hướng dẫn nhiệt tình tạo điều kiện để hoàn thành công việc nghiên cứu NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page of 166.KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page of 166 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG PLC 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Các hệ thống truyền thông đường dây điện lực 1.2.1 Hệ thống đo lường, giám sát, điều khiển 1.2.2 Hệ thống truyền thông tin 1.3 Phân loại mạng PLC 1.3.1 Mạng băng hẹp 1.3.2 Mạng băng rộng 1.4 Xu hướng phát triển CHƯƠNG LỚP VẬT LÝ TRONG MẠNG PLC CHƯƠNG MẠCH GHÉP NỐI 11 3.1 Sơ đồ khối tổng quát 11 3.2 Khối xử lý trung tâm 11 3.2.1 Khối nguồn IC điều khiển 13 3.2.2 Khối mạch nạp giao tiếp máy tính 14 3.2.3 Nút bấm đèn báo 15 3.2.4 Khối thời gian thực kết nối .15 3.3 Khối giao tiếp đường dây điện 17 3.3.1 Giao tiếp với vi điều khiển chủ .18 3.3.2 Sơ đồ khối giao tiếp đường dây điện .19 3.3.3 Sơ đồ nguyên lý phần điều chế, giải điều chế phần giao diện phối ghép 20 3.3.4 Sơ đồ nguyên lý phần nguồn 21 3.3.5 Giao diện phối ghép đường điện 22 CHƯƠNG QUẢN LÝ GIAO TIẾP LỚP VẬT LÝ 26 4.1 Mô tả chức 26 4.1.1 Module truyền nhận liệu 26 4.1.2 Module điều khiển 26 NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page of 166.KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page of 166 4.2 Khung liệu giao tiếp hai module .27 4.3 Phân tích thiết kế firmware cho module truyền nhận liệu 28 4.3.1 Lưu đồ thuật toán quản lý liệu chuyển xuống từ giao tiếp RS232 .30 4.3.2 Lưu đồ thuật toán quản lý liệu chuyển lên giao tiếp RS232 30 4.3.3 Lưu đồ thuật toán tác vụ đọc ghi 31 4.3.4 Lưu đồ thuật toán tác vụ ghi ghi 32 4.3.5 Lưu đồ thuật toán tác vụ truyền liệu qua đường tải điện 33 4.3.6 Lưu đồ thuật toán tác vụ nhận liệu từ đường tải điện 34 4.4 Phân tích thiết kế software cho module điều khiển 36 4.4.1 Lưu đồ thuật toán truyền liệu tới RS232 36 4.4.2 Lưu đồ thuật toán nhận liệu từ RS232 37 4.4.3 Giao diện người dùng 38 4.5 Triển khai sản phẩm 39 4.5.1 Triển khai module truyền nhận liệu 39 4.5.2 Triển khai module điều khiển 39 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page of 166.KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page of 166 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG PLC 1.1 Giới thiệu chung Công nghệ truyền thông PLC sử dụng mạng lưới đường dây cung cấp điện cho mục đích truyền tải thông tin nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư Để truyền thông tin qua phương tiện truyền dẫn đường dây dẫn điện, cần phải có thiết bị đầu cuối PLC modem, modem có chức biến đổi tín hiệu từ thiết bị viễn thông truyền thống máy tính, điện thoại sang định dạng phù hợp để truyền qua đường dây dẫn điện Hiện nay, công nghệ PLC sử dụng cho ứng dụng thương mại nhà hệ thống giám sát, cảnh báo, tự động hoá Các ứng dụng truyền tin dựa PLC nhiều tiềm cần tiếp tục khai phá Hình Sơ đồ triển khai PLC nhà NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page of 166.KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page of 166 1.2 Các hệ thống truyền thông đường dây điện lực 1.2.1 Hệ thống đo lường, giám sát, điều khiển Khởi đầu công nghệ truyền thông tin đường dây điện lực hệ thông hỗ trợ đọc công tơ điện Sau hệ thống phát triển bổ xung thêm chức giám sát, cảnh báo điều khiển Hình Các thành phần hệ thống đo lường, giám sát, điều khiển đường dây điện lực Hệ thống bao gồm khối chức sau:  MFN (Multi Function Node) : nút đa chức đặt hộ dân, nút tích hợp hay tách biệt với công tơ điện Ví dụ: MFN đọc số liệu công tơ điện ghi vào nhớ gửi đến CCN  CCN (Concentrator & Communication Node): nút tập trung truyền thông (thường đặt trạm con) quản lý MFN vùng, ví dụ tập hợp số liệu công tơ điện  OMS (Operation & Management System): hệ thống khai thác quản lý, quản lý nhóm CCN Các số liệu công tơ điện CCN tập hợp ghi vào OMS để lưu giữ phân tích NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page of 166.KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page of 166 Từ chức ban đầu tự động đọc số công tơ, ghi lại chuyển số liệu trung tâm, chức giám sát hoạt động, cảnh báo điều khiển phát triển 1.2.2 Hệ thống truyền thông tin Mạng đường dây điện hạ sử dụng hệ thống truyền thông Mạng gồm nhiều kênh, kênh đường truyền vật lý nối trạm hộ dân, có đặc tính chất lượng kênh truyền khác thay đổi theo thời gian Tín hiệu truyền sóng điện xoay chiều 50 Hz sau trích connector kết nối vào đường dây Hình Mô hình hệ thống truyền thông tin số đường dây điện lực 1.3 Phân loại mạng PLC 1.3.1 Mạng băng hẹp PLC băng hẹp hoạt động băng tần theo quy định CENELEC (9 – 140 kHz) PLC băng hẹp ứng dụng lĩnh vực liên quan đến quản lý điện (Bảo vệ khoảng cách, truyền liệu đo đếm công tơ, quản lý công suât…) tự động hoá gia dụng (Điều khiển thiết bị điện đèn chiếu sáng, điều hoà, cửa …, giám sát an ninh cảnh báo khói, đột nhập…) Khoảng cách tối đa hai modem NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page of 166.KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page of 166 PLC khoảng 1km với ứng dụng gia dụng 100km với quản lý điện (sử dụng máy thu phát công suất cao từ 10-80W) Hình Ứng dụng PLC băng hẹp PLC băng hẹp sử dụng kỹ thuật điều chế ASK, BPSK, FSK OFDM Tuy nhiên, kỹ thuật điều chế khoá dịch biên FSK sử dụng phổ biến 1.3.2 Mạng băng rộng PLC băng rộng có khả truyền liệu lên đến 2Mbps sử dụng lưới điện trung hạ (outdoor), 12Mbps sử dụng lưới điện nhà Một số nhà sản xuất phát triển thiết bị có khả truyền liệu lên đến 40Mbps Do vậy, ứng dụng PLC băng rộng cung cấp giải pháp truy nhập kết nối mạng LAN nhà, kết nối trạm thu phát vô tuyến với mạng đường trục Trái với PLC băng hẹp, chưa có tiêu chuẩn chung cụ thể cho PLC băng rộng NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page of 166.KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page of 166 1.4 Xu hướng phát triển Công nghệ PLC tạo thêm khả để mạng lưới đường dây điện trở thành thành phần sở hạ tầng thông tin, với công nghệ khác thông tin quang, truyền hình cáp, vệ tinh, xDSL CHƯƠNG LỚP VẬT LÝ TRONG MẠNG PLC Đường dây điện đời phục vụ cho việc truyền lượng điện không nhằm mục đích truyền thông tin Khi đưa thông tin truyền đó, ta gặp phải nhiều yếu tố gây nhiễu cho tín hiệu Thực tế đường dây điện lực môi trường truyền thông nhạy cảm, đặc tính kênh thay đổi theo thời gian tuỳ thuộc vào tải vị trí, đặc tính cụ thể kênh vấn đề nghiên cứu nhằm đưa giải pháp xử lý hiệu Đường dây truyền tải điện thiết kế để dành cho truyền liệu, có nhiều vấn đề cần khắc phục Công suất nhiễu đường dây điện lực tập hợp tất nhiễu loạn khác thâm nhập vào đường dây vào máy thu Các tải kết nối vào mạng ti vi, máy tính, máy hút bụi… phát nhiễu truyền bá qua đường dây điện, hệ thống truyền thông khác đưa thêm nhiễu vào máy thu Nhiễu đường dây điện quy loại sau:  Nhiễu (Background noise)  Nhiễu xung ( Impulse noise)  Nhiễu băng hẹp (Narrow band noise)  Nhiễu họa âm (Harmonic noise) NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page of 166.KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page of 166 Khi truyền tín hiệu đường dây điện lực, đường dây giống anten lớn nhận nhiễu phát xạ tín hiệu Khi sử dụng cho ứng dụng truyền thông tin, trình phát xạ cần xem xét thận trọng Nhiễu phát xạ từ đường dây nhà hộ dân cư vấn đề cần ý khắc phục đường dây không bọc bảo vệ tốt phát xạ mạnh gây ảnh hưởng đáng kể Một giải pháp khắc phục sử dụng lọc chặn tín hiệu truyền thông Mặt khác hệ thống truyền thông cố gắng để đạt phối hợp trở kháng tốt, mạng đường dây điện lực chưa thích nghi với vấn đề trở kháng đầu vào (hay đầu ra) thay đổi theo thời gian tải vị trí khác nhau, thấp cỡ mW hay cao tới hàng nghìn W, thấp cách đặc biệt trạm Một số trở kháng không phối hợp khác xuất đường dây điện lực (ví dụ hộp cáp không phối hợp trở kháng với cáp), suy giảm tín hiệu lớn SNR tham số quan trọng để đánh giá hiệu hệ thống truyền thông: SNR = công suất thu được/công suất nhiễu SNR cao truyền thông tốt Khi tín hiệu truyền từ máy phát đến máy thu, công suất tín hiệu bị suy hao, suy hao lớn công suất thu nhỏ máy thu không tách Suy hao đường dây điện lực cao (lên tới 100 dB) làm hạn chế khoảng cách truyền dẫn Một giải pháp sử dụng lặp đặt hộp cáp để tăng chiều dài truyền thông Để cải thiện tỷ số SNR, ta sử dụng lọc đặt hộ dân, chi phí cho việc cao NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page of 166.KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 10 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 10 of 166 Đường dây điện lực xem môi trường nhạy cảm với nhiễu suy hao, nhiên tham số tồn vấn đề cần quan tâm hệ thống truyền thông sử dụng Mô hình truyền thông đường dây điện lực với tham số (trở kháng không phối hợp, suy hao, nhiễu) thay đổi theo thời gian trình bày hình Mọi yếu tố gây suy giảm ngoại trừ nhiễu lọc tuyến tính thay đổi theo thời gian với đặc trưng đáp ứng tần số Hình Các yếu tố gây suy giảm kênh đường dây điện lực Hàm truyền đạt nhiễu ước tính thông qua số liệu đo phân tích lý thuyết Một vấn đề phức tạp kênh đường dây điện lực thay đổi theo thời gian yếu tố ảnh hưởng Mức nhiễu suy hao phụ thuộc cục vào tải kết nối, mà chúng lại thay đổi theo thời gian Dẫn tới trạng thái kênh thay đổi theo thời gian, gây khó khăn cho việc thiết kế hệ thống Một giải pháp đưa làm cho hệ thống truyền thông thích nghi với trạng thái thay đổi theo thời gian kênh truyền, nhiên chi phí cho giải pháp cao NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 10 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 27 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 27 of 166 Hình 23 Sơ đồ tổng quát hai khối chức 4.2 Khung liệu giao tiếp hai module Do hai module triển khai hai tảng khác (PC vi xử lý) dựa nguyên tắc quản lý liệu lớp mô hình bảy lớp OSI, hai module truyền nhận liệu theo khung có cấu trúc sau HEADER CODE LENGTH DATA Hình 24 Cấu trúc khung liệu trao đổi hai module Bảng Bảng mô tả khung liệu trao đổi hai module STT Tên Độ lớn Mô tả HEADER byte Báo hiệu bắt đầu khung (0xAA) CODE byte Lệnh kèm theo khung LENGTH byte Độ dài liệu kèm theo DATA N bytes Dữ liệu kèm theo có độ dài Bảng Bảng mô tả lệnh sử dụng giao tiếp STT Mã lệnh COM_GET_CRT COM_SET_CRT COM_GET_PLM Vai trò Đọc ghi ST7538/7540 Ghi ghi ST7538/7540 Nhận liệu NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 27 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI Ghi 28 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 28 of 166 COM_SET_PLM Truyền liệu COM_GET_MAXLENGTH Lấy độ dài khung giao tiếp qua tải COM_SET_MAXLENGTH Cấu hình độ dài khung giao tiếp qua tải COM_BROADCAST COM_HEADER Bản tin broad cast IP Báo header Không sử dụng, phiên liệu truyền với độ dài Được sử dụng để tránh lỗi trường hợp mạch reset 4.3 Phân tích thiết kế firmware cho module truyền nhận liệu Firmware cho module điều khiển gồm hai khối là: quản lý liệu thực tác vụ giao tiếp với đường tải điện Hình 25 Sơ đồ khối firmware Module quản lý liệu module quản lý tác vụ truyền nhận liệu chạy song song với chạy theo thời gian thực thông qua ngắt module quản lý tác vụ truyền nhận có ưu tiên cao Do tốc độ vi xử lý nhanh nhiều lần so với tốc độ đường truyền (tối đa 4800 bps) để thuật tiện cho việc tối ưu mở rộng nên việc quản lý truyền nhận firmware ta chia thành nhiều trạng thái khác khác NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 28 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 29 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 29 of 166 Bảng Bảng trạng thái quản lý tác vụ truyền nhận liệu STT 10 11 12 13 14 15 16 17 Tên PLM_STOP PLM_TX_REG PLM_RX_REG PLM_TX_PREAMBLE PLM_TX_HEADER_HIGH PLM_TX_HEADER_LOW PLM_TX_DATA PLM_TX_FEC PLM_TX_POSTAMBLE PLM_RX_PREAMBLE PLM_RX_HEADER_HIGH PLM_RX_HEADER_LOW PLM_RX_DATA PLM_RX_FEC PLM_RX_POSTAMBLE PLM_TX_LENGTH PLM_RX_LENGTH Giá trị 0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 0x0C 0x0D 0x0E 0x10 0x11 Vai trò Vi xử lý giao tiếp với IC ST7538/7540 đồng xung đồng hồ từ IC ST75xx cung cấp Chương trình vi xử lý giao tiếp với IC ST75xx đọc truyền bit Việc khởi động kết thúc tác vụ dựa vào cờ trạng thái để định Trong nội dung trình bày nêu lưu đồ tổng quát, không trình bày toàn thuật toán xử lý với bit Do đặc tính đường truyền thông qua tải điện nhiễu nên việc sử dụng mã sửa lỗi quan trọng, dự án sử dụng mã sửa lỗi byte, byte ghép thêm bít sửa lỗi Đa thức sinh cho mã sửa lỗi là: x6 + x5 + x4 + x3 + Đa thức cho phép phát lỗi sửa lỗi NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 29 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 30 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 30 of 166 4.3.1 Lưu đồ thuật toán quản lý liệu chuyển xuống từ giao tiếp RS232 Hàm RS232 Running cờ báo RS232 Started dùng để kiểm soát việc giao tiếp RS232 có hoạt động tiến trình đọc liệu có diễn hay không 4.3.2 Lưu đồ thuật toán quản lý liệu chuyển lên giao tiếp RS232 NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 30 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 31 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 31 of 166 Khi buffer dùng cho truyền liệu qua RS232 đầy, hệ thống đợi buffer có ngăn chống để đẩy liệu vào 4.3.3 Lưu đồ thuật toán tác vụ đọc ghi NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 31 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 32 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 32 of 166 4.3.4 Lưu đồ thuật toán tác vụ ghi ghi Begin N Command == COM_SET_CRT Y PLM Running ? Y N Initialize flag; Start write register option; Start interrupt function; Send data to TX line; Stop interrupt function; End NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 32 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 33 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 33 of 166 4.3.5 Lưu đồ thuật toán tác vụ truyền liệu qua đường tải điện NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 33 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 34 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 34 of 166 4.3.6 Lưu đồ thuật toán tác vụ nhận liệu từ đường tải điện Nhận tự động theo thời gian thực Begin N PLM_CDPD == Y Start receive data option; Start interrupt function; Get preamable; Get header; Get length; N Length > Stop interrupt function; Add additional info; Send data to PC; Y Get data; Calculate FEC; Get FEC; Compare FEC with calculated FEC; Repair the error; NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 34 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 35 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 35 of 166 Nhận theo yêu cầu từ module điều khiển NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 35 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 36 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 36 of 166 4.4 Phân tích thiết kế software cho module điều khiển Các chức phần mềm máy tính nhân cần có:  Gửi nhận liệu  Đọc ghi ghi Do thiết kế module truyền nhận liệu có khả phát phân biệt kiểu liệu khác nên module điều khiển cần quản lý liệu gửi nhận tới giao tiếp RS232 4.4.1 Lưu đồ thuật toán truyền liệu tới RS232 NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 36 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 37 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 37 of 166 4.4.2 Lưu đồ thuật toán nhận liệu từ RS232 Begin Y Buffer is empty? N Get header; Get code; Get length; Get data from RS232 Display depend on code; Hệ thống tự theo dõi giao tiếp RS232 có liệu, chương trình tự động lấy liệu xử lý lựa chọn phương thức hiển thị tùy theo giá trị lệnh nhận thông qua RS232 NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 37 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 38 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 38 of 166 4.4.3 Giao diện người dùng Hình 26 Giao diện tổng quát cấu trúc menu chương trình Hệ thống cho phép cấu hình giao tiếp ghi, đọc ghi ghi ST75xx, truyền nhận liệu, chức xếp menu thiết kế Cấu trúc menu điều khiển STT Tên File Config Help Mô tả thành phần Connect: mở kết nối đến module truyền nhận Close: ngắt kết nối tắt chương trình RS232 Config: cấu hình thông số cho giao tiếp RS232 PLM Config: đọc ghi ghi IP Config: cấu hình IP cho chương trình About: giới thiệu nhóm tác giả Help: dẫn cách liên hệ với nhóm tác giả NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 38 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 39 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 39 of 166 4.5 Triển khai sản phẩm 4.5.1 Triển khai module truyền nhận liệu  Ngôn ngữ sử dụng: C  Chương trình soạn thỏa biên dịch: CodeVision  Chương trình nạp: PonyProg Cấu trúc dự án STT Thành phần main init spi uart plm task other functions command plm rs232 Vai trò Là chương trình chạy firmware Các hàm khởi tạo Các hàm thực giao tiếp SPI Các hàm thực giao tiếp UART Các thủ tục thực giao tiếp qua tải điện Các hàm xử lý liệu hàm khác Định nghĩa lệnh phục vụ giao tiếp Định nghĩa chân trạng thái phục vụ truyền nhận liệu PLC Định nghĩa chân trạng thái phục vụ giao tiếp RS232 4.5.2 Triển khai module điều khiển  Ngôn ngữ sử dụng: C# 4.0 WPF 4.0 (chính thức phát hành ngày 12/04/2010)  Chương trình soạn thảo biên dịch: Visual Studio 2010  Triển khai theo mô hình MVVM (Model - View - ViewModel) Cấu trúc dự án STT Thành phần Communication Core PLC Soft PLC Setup Vai trò Quản lý tác vụ giao tiếp RS232 xử lý liệu Giao diện tác vụ điều khiển theo nút theo thời gian thực Bộ cài cho toàn chương trình NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 39 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 40 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 40 of 166 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN Dự án hoàn thành có thành kế hoạch mong muốn Sản phẩm bao gồm  Hai mạch phối ghép với đường điện  Hai mạch điều khiển giao tiếp với máy tính  Phần mềm “Tán gẫu qua đường tải điện” truyền nhân liệu tốt Sản phẩm chạy tốt môi trường có điện áp tương đối ổn định, có khả tự khắc phục lỗi nhiễu gây ra, cô lập chương trình có nhiễu gây ảnh hưởng làm mạch chạy sai Trong lần thử nghiệp sản phẩm chạy tốt với khoảng cách hai máy đặt cách khoảng 50m (khoảng cách lớn chưa có điều kiện kiểm tra) Trong môi trường có nhiều thiết bị có công suất lớn hoạt động nhà T (trung tâm thực hành – ĐH Bách Khoa Hà Nội) kết thu có nhiều lỗi Việc xây dựng mạng truyền thông PLC dựa hạ tầng điện lực hoàn toàn có khả Việc thực nghiên cứu thiết kế sản phảm theo lớp hợp lý Kết thu sau trình thực tốt đưa nhiều hướng phát triển khác Tuy nhiên trình nghiên cứu nhận số hạn chế cần phải khắc phục Hạ tầng mạng lưới điện Việt Nam kém, nhiễu đường tải lớn đặc biệt khu vực có nhiều thiết bị có công suất lớn hoạt động (đã kiểm thử nhà T) Trong trình nghiên cứu xây dựng sản phẩm chủ yếu sử dụng chuẩn CELENEC (các chuẩn châu Âu), so sánh với điều kiện Việt Nam có khác biệt nhiều nên kết thu chưa thực làm hài lòng Trong thời gian tới tiếp tục nghiên cứu theo hai hướng: NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 40 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 41 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 41 of 166  Thứ nhất, tiếp tục nghiên cứu xây dựng lớp liên kết liệu  Thứ hai, nghiên cứu thêm đặc tính tải điện Việt Nam để cải thiện khả chống nhiễu sản phẩm Cuối cùng, lần xin cảm ơn TS Phạm Văn Bình tận tình hướng dẫn giúp đỡ suốt trình thực đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Quý Minh, Công nghệ truyền thông tin đường dây điện lực, Tạp chí Công nghệ thông tin truyền thông 7/8/2006 [2] http://en.wikipedia.org/wiki/Power_line_communication, truy cập lần cuối 3/5/2010 [3] ST Microelectronics, ST7538/7540 datasheet and application note [4] Muhammad Salman Yousuf, Power Line Commnunication, Department of electrical Engineering, KFUPM [5] PLC G3 Physical Layer Specification, ERDF [6] Mauro Biagi, Enzo Baccarelli, Nicola Cordeschi, Valentina Polli and Tatiana Patriarca, Power-constrained Physical-Layer Goodput and Maximization for PLC links, University of Rome La Sapienza NGUYỄN NGỌC SƠN – PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page 41 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI ... THANH TÙNG Footer Page of 166 .KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page of 166 Khi truyền tín hiệu đường dây điện lực, đường dây giống anten lớn... Page 21 of 166 KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 22 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 22 of 166 3.3.5 Giao diện phối ghép đường điện Giao diện phối ghép đường điện kết hợp... PHẠM VĂN THANH TÙNG Footer Page of 166 .KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 10 TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN ĐƯỜNG TẢI ĐIỆN Header Page 10 of 166 Đường dây điện lực xem môi trường nhạy cảm với nhiễu