Thiết kế hệ thống kiểm soát trạng thái môi trường dựa trên công nghệ mạng di động

MỤC LỤC Mục lục Danh mục hình vẽ .4 Danh mục từ kí hiệu, viết tắt .5 LỜI MỞ ĐẦU PHẦN MỞ ĐẦU: Lý chọn đề tài Ý nghĩa khoa học đề tài Ý tƣởng thiết kế Đóng góp đề tài Tóm tắt nội dung Phƣơng pháp nghiên cứu PHẦN NỘI DUNG LUẬN VĂN 10 CHƢƠNG GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG 10 1.1Ứng dụng hệ thống 15 1.2 Cấu trúc hệ thống 16 1.3 Nguyên tắc hoạt động hệ thống 18 1.4 Chức hệ thống 19 CHƢƠNG KHỐI XỬ LÝ DỮ LIỆU 20 2.1 Vi điều khiển AVR 20 2.1.1 Giới thiệu chung 20 2.1.2 Kiến trúc vi điều khiển AVR 24 2.1.3 Các tệp ghi 26 2.1.4 Khối số học LOGIC 27 2.1.5 Bộ nhớ vào 27 2.1.6 Thanh ghi trạng thái 28 2.1.7 Vi điều khiển ATmega 28 2.2 LCD 31 2.2.1 Giới thiệu 31 2.2.2 Các ghi 34 2.2.3 Cờ báo bận BF 35 2.2.4 Bộ đếm địa AC 35 2.2.5 Vùng RAM hiển thị DDRAM 36 2.2.6 Vùng ROM chứa kí tự CGROM 36 2.3 Nguồn (Power) 38 CHƢƠNG KHỐI ĐO ĐẠC VÀ LẤY DỮ LIỆU 40 3.1 Cơ sở lý thuyết cảm biến nhiệt độ 40 3.2 Cảm biến nhiệt DS18B20 43 3.2.1 Giới thiệu cảm biến nhiệt DS18B20 43 3.2.2 Một sô tính cảm biến nhiệt DS18B20 44 3.2.3 Khối giao tiếp RS232 45 CHƢƠNG 4: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG GSM 51 4.1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG GSM 51 4.1.1 Hệ thống GSM 51 4.1.2 Tốc độ kết nối chuẩn GSM 52 4.1.3 Mạng GSM 52 4.2 TỔNG QUAN VỀ TIN NHẮN SMS 57 4.2.1 Giới thiệu SMS 57 4.2.2 Cấu trúc tin nhắn SMS 59 4.2.3 Tin nhắn SMS chuỗi/tin nhắn SMS dài 60 4.2.4 SMS Center 60 4.2.5 Nhắn tin SMS quốc tế 61 4.3 MODULE SIM900A 62 4.3.1 Giới thiệu Module Sim900A 62 4.3.2 Giới thiệu tập lệnh AT Command 62 4.3.3 Giải thuật cho tập lệnh AT Command 64 4.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG 76 4.4.1 Thủ tục phát tin TXD 76 4.4.2 Thủ tục nhận tin TXD 76 CHƢƠNG 5: HỆ THỐNG KIỂM SỐT TRẠNG THÁI MƠI TRƢỜNG DỰA TRÊN MẠNG GSM 78 5.1 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỤ THỂ 78 5.2 PHƢƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 78 5.2.1 Phần mềm mô mạch Proteous 78 5.2.2 Phần mềm vẽ mạch Altium 79 5.2.3 Phần mềm viết code AVR Studio 79 5.2.4 Phần mềm viết chƣơng trình Visual Studio C# 2010 Express 79 5.2.5 Phần mềm nạp code IC Prog 80 5.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 80 5.3.1 Xây dựng phƣơng án kết nối mạng GSM 80 5.3.2 Thiết kế phần cứng 81 5.3.3 Các kết đo đạc thử nghiệm 90 KẾT LUẬN VÀ PHÁT TRIỂN 92 Tài liệu tham khảo 95 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống 17 Hình 2.1 Một số loại chip AVR 21 Hình 2.2 Sơ đồ chân chip ATmega16 22 Hình 2.3 Các chân có chức đặc biệt ATmega16 22 Hình 2.4 Kiến trúc chip AVR 24 Hình 2.5 Bảng vector ngắt chip AVR 25 Hình 2.6 Bộ nhớ chip AVR 26 Hình 2.7 Tệp ghi chip AVR 27 Hình 2.8 Thanh ghi trạng thái 28 Hình 2.9 Sơ đồ chân ATmega 8………………………………………………………….29 Hình 2.10 Cấu trúc bên ATmega 8……………………………………………… 31 Hình 2.11 LCD 16x2 32 Hình 2.12 LCD 20x4 32 Hình 2.12 LCD Đồ họa 32 Hình 2.15 Thứ tự chức chân LCD 33 Hình 2.16 Bảng mã hóa 37 Hình 2.17 Nguồn V 38 Hình 2.18 Nguồn 4.1 V 38 Hình 2.19 Nguồn 3.3 V 39 Hình 3.1 Thermocouple 41 Hình 3.2 Nhiệt điện trở (RTD) 41 Hình 3.3 Thermistor 42 Hình 3.4 Cảm biến nhiệt DS18B20 43 Hình 3.5 Cấu trúc cảm biến nhiệt DS18B20 44 Hình 3.6 Kết nối cảm biến nhiệt DS18B20 với nguồn 44 Hình 3.7 Dữ liệu nhiệt độ đƣợc chứa byte 45 Hình 3.8 Nhiệt độ đƣợc biểu dƣới dạng bit 45 Hình 3.9 Sơ đồ chân kết nối cổng com PC 48 Hình 4.1 Mơ hình hệ thống GSM……………………………………………………….53 Hình 4.2 Cấu trúc tổng quan mạng GMS……………………………………………….55 Hình 4.3 Cấu trúc tin nhắn SMS 60 Hình 5.1 Phần mềm proteus 78 Hình 5.1 Phần mềm altium 79 Hình 5.2.Phần mềm Visual C# 2010 Express 79 Hình 5.5 Phần mềm nạp code IC Prog 79 Hình 5.6 Mặt trƣớc, mặt sau anten Sim900A……………………………………80 Hình 5.7 Điện thoại di động có hỗ trợ RS232………………………………………… 81 Hình 5.8 : Khối nguồn………………………………………………………………… 82 Hình 5.9 : Khối vi điều khiển…………………………………………………………….83 Hình 5.10: Khối Sim900…………………………………………………………………85 Hình 5.11: Khối ngoại vi……………………………………………………………… 86 Hình 5.12: Mạch cảm biến nhiệt độ …………………………………………………… 87 Hình 5.13 Mạch kết nối RS232 PC Vi điều khiển 88 Hình 5.14 Sơ đồ thiết kế mạch in nhƣ………………………………………………… 88 Hình 5.15 Các sản phẩm minh họa 89 DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT VIẾT TẮT TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT A/D Analog to Digital conversion Biến đổi tƣơng tự-số ADC Analog to Digital Converte Bộ chuyển đổi tƣơng tự-số CLK CLocK Xung nhịp GND Ground Nối đất GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global System for Mobile Hệ thống truyền thơng di động tồn Communications cầu LCD Liquid Crystal Display Mặt hiển thị tinh thể lỏng LSB Least Significant Bit Bit có trọng số bé MCU Microcontroller Khối vi điều khiển MMS Multimedia Message Service Dịch vụ nhắn tin đa phƣơng tiện MSB Most Significant Bit Bít có trọng số lớn NC No current Khơng dòng NMEA National Marine Electronics Hiệp hội Điện tử học Hàng hải quốc Association gia PDA Personal Digital Assistant Máy trợ lý cá nhân dùng kỹ thuật số RAM Random Access Memory Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên SRAM Static random access memory Bộ nhớ truy nhập ngẫu nhiên tĩnh RISC Reduced Instructions Set Computer Máy tính dùng tập lệnh rút gọn ROM Read Only Memory Bộ nhớ đọc SMS Short Message Service Dịch vụ gửi tin nhắn ngắn RX Receive Đầu nhận SCL Serial Clock Xung đồng nối tiếp SDA Serial Data Dữ liệu nối tiếp SIM Subscriber Identification Module Mô đun nhận dạng thuê bao SPI Serial Peripheral Interface Giao diện Ngoại vi Nối tiếp TX Transmit Đầu truyền UART Universal Asynchronous Receiver and Bộ thu phát vạn không đồng Transmitter USB Universal Serial Bus Truyền liệu cổng USB LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại nay, bảo vệ phát triển môi trƣờng vấn đề vô cấp thiết, đƣợc quan tâm hàng đầu nhiều quốc gia giới nhƣ nƣớc ta nhằm đối phó với tình trạng mơi trƣờng sống trái đất ngày xuống cấp, ảnh hƣởng lớn đến sống hàng ngày Để ngƣời trái đất tồn phát triển cách bền vững, mơi trƣờng sống ngƣời cần phải đƣợc bảo vệ Nếu chất lƣợng môi trƣờng sống bị giảm sút ngƣời bị ảnh hƣởng chất lƣợng môi trƣờng sống giảm đến mức độ nguy hiểm dẫn đến hiểm hoạ khơng thể lƣờng đƣợc Vì thế, việc bảo vệ môi trƣờng sống vấn đề quan trọng cấp thiết nhân loại trình sống phát triển Để bảo vệ phát triển mơi trƣờng sống việc giám sát đánh giá tham số môi trƣờng vấn đề vô quan trọng Môi trƣờng sống bao gồm nhiều yếu tố nhƣ đất, nƣớc, khơng khí, áp suất, ánh sáng… Đã có có nhiều hệ thống đo đạc đƣợc xây dựng để giám sát, đo đạc đánh giá tham số môi trƣờng Trong các hệ thống đo đạc, phổ biến đƣợc ứng dụng nhiều đo đạc tham số liên quan đến thời tiết, cụ thể nhƣ đo nhiệt độ, đo độ ẩm, đo tốc độ gió, đo điểm đọng sƣơng… Trong tham số nhiệt độ tham số quan trọng, loại cảm biến đo nhiệt độ thƣờng có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, có độ xác cao giá thành thấp so với loại cảm biến đo độ ẩm hay cảm biến đo tốc độ gió Ngồi ra, cuốc sống đại, thông tin liên lạc vấn đề đƣợc quan tâm đƣợc trọng phát triển Các ứng dụng kỹ thuật thông tin liên lạc vào kinh tế, sản xuất ngày nhiều Trong thời gian gần đây, dƣới phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật, mạng điện thoại di động không ngừng lớn mạnh phổ biến hầu hết quốc gia giới đặc biệt mạng di động GSM Mạng GSM có ƣu điểm bật nhƣ chất lƣợng tốt, giá thành rẻ, kết nối tốt… mạng GSM ngày giữ vị trí quan trọng đƣợc sử dụng nhiều sống Mạng GSM có nhiều tiện ích nhƣ kết nối thiết bị di động, hỗ trợ gửi tin nhắn, truy cập Internet qua dịch vụ GPRS… Việc ứng dụng mạng GSM vào hệ thống đo đạc, điều khiển vấn đề đƣợc quan tâm đƣợc phát triển nhiều nơi Dựa nhận xét này, em tìm hiểu thiết bị GSM cảm biến đo nhiệt độ xây dựng đề tài: “Thiết kế hệ thống kiểm sốt trạng thái mơi trƣờng dựa công nghệ mạng di động.” Trong đề tài này, tham số nhiệt độ đại diện cho tham số khác mơi trƣờng (tốc độ gió, khơng khí, nƣớc, điểm đọng sƣơng…) Hệ thống ứng dụng nhiều thực tế nhƣ giám sát nhiệt độ phịng thí nghiệm, giám sát nhiệt độ nhà kho, phòng bảo quản thực phẩm, phịng bảo quản thuốc, phịng máy… Ngồi ra, hệ thống cịn đƣợc mở rộng cách tích hợp cảm biến, thiết bị khác, hệ thống mở rộng đƣợc phạm vi ứng dụng Hệ thống đƣợc xây dựng dựa công nghệ mạng GSM, ngồi tính đo đạc, hệ thống có số chức giống nhƣ thiết bị mobile thơng thƣờng tức gửi tin nhắn, xem tin nhắn… Để xây dựng đƣợc đề tài này, em nhận đƣợc sử quan tâm, ủng hộ, giúp đỡ nhiều ngƣời Trƣớc hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hƣớng dẫn TS.Nguyễn Tài Hƣng thầy hƣớng dẫn em nhiêt tình, đầy đủ mặt kiến thức, kỹ thuật chuyên môn, dạy học kinh nghiệm quý báu đồng thời cho em nhiều định hƣớng, ý tƣởng, phƣơng pháp tiếp cận thực đề tài Em chân thành cảm ơn anh em, bạn ngƣời khuyến khích, ủng hộ, động viện, giúp đỡ để em thực tốt đề tài PHẦN MỞ ĐẦU: Lý chọn đề tài: Hiện vấn đề kiểm sát bảo vệ môi trƣờng sống quan trọng cần thiết xã hội ngƣời, đƣợc quan tâm nƣớc giới nhƣ nƣớc ta, tình trạng nhiễm môi trƣờng sống báo động.Để bảo đảm sống, lợi ích sức khỏe nhƣ tuổi thọ ngƣời đƣợc nâng cao tồn lâu dài, bền vững xã hội lồi ngƣời vấn đề bảo vệ môi trƣờng vấn đề tối quan trọng nhân loại nhƣ kỷ Chính việc xây dựng hệ thông thu thập giám sát thông số môi trƣờng trở nên cần thiết quan trọng Tuy nhiên thực tế công việc thu thập giám sát thông số môi trƣờng ln gặp nhiều khó khăn điều kiện địa lý thời gian Do việc áp dụng khoa học công nghệ vào công việc thu thập giám sát môi trƣờng đề tài dành đƣợc quan tâm Cùng với phát triển mạnh mẽ cơng nghệ di động khó khăn địa lý tồn việc thu thập liệu môi trƣờng đƣợc gỡ bỏ Sử dụng cơng nghệ di động cho phép ta thu thập thơng số mơi trƣờng sau gửi máy tính giúp ngƣời sử dụng đánh giá phân tích đƣợc thơng số môi trƣờng Từ yêu cầu thực tế nên em chọn đề tài: " Thiết kế hệ thống kiểm sốt trạng thái mơi trƣờng dựa cơng nghệ mạng di động." Ý nghĩa khoa học đề tài Thu thập giám sát thông số môi trƣờng dựa cơng nghê mạng di động có ý nghĩa quan trọng, thiết bị cho phép ngƣời dụng theo dõi đƣợc thơng số mơi trƣờng nhƣng nơi xa liên tục Có thể quản lý việc lấy thông số môi trƣờng máy tính xây dựng biểu đồ khoảng thời gian dài để đƣa đánh thay đổi điều kiện môi trƣờng dù nhỏ Ý tƣởng thiết kế Dùng mạng điện thoại di động nhà cung cấp dịch vụ nhƣ Viettel, Mobi, Vina …để gửi tin nhắn SMS từ thu thập thông số môi trƣờng tời kết nối với máy tính chuyển thơng số mơi trƣờng lên máy tính Đóng góp đề tài Luận văn nghiên cứu vấn đề liên quan đến việc ứng dụng công nghệ mạng di động cho việc giám sát tham số môi trƣờng, giới thiệu thiết bị GSM, thiết bị đo đạc, giao tiếp với thiết bị ngoại vi, thiết bị cảnh báo, tìm hiểu chế hoạt động thiết bị, ý tƣởng thiết kế , cách tổ chức, cách xây dựng hệ thống đo đạc Tóm tắt nội dung Luận văn nghiên cứu vấn đề liên quan đến việc ứng dụng công nghệ mạng di động cho việc giám sát tham số môi trƣờng, giới thiệu thiết bị GSM, thiết bị đo đạc, giao tiếp với thiết bị ngoại vi, …tìm hiểu chế hoạt động thiết bị, ý tƣởng thiết kế, thuật giải, cách tổ chức, cách xây dựng hệ thống đo đạc  Chƣơng 1: Giới thiệu hệ thống  Chƣơng 2: Khối xử lý liệu  Chƣơng 3: Khối đo đạc lấy liệu  Chƣơng 4: Giới thiệu hệ thống GSM  Chƣơng 5: Hệ thống kiểm sốt trạng thái mơi trƣờng dựa mạng GSM Phƣơng pháp nghiên cứu Trong đề tài ngƣời thực sử dụng phƣơng pháp nghiên cứu: - Phƣơng pháp tham khảo tài liệu: cách thu thập thơng tin từ sách, tạp chí điện tử truy cập từ mạng internet - Phƣơng pháp quan sát: khảo sát số mạch điện thực tế có thị trƣờng tham khảo thêm số dạng mạch từ mạng Internet - Phƣơng pháp thực nghiệm: từ ý tƣởng kiến thức vốn có kết hợp với hƣớng dẫn giáo viên, ngƣời thực lắp ráp thử nghiệm nhiều dạng mạch khác để từ chọn lọc mạch điện tối ƣu PHẦN NỘI DUNG LUẬN VĂN CHƢƠNG GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG Đề tài lấy ý tƣởng hệ thống nhà thông minh(SmartHome) hay hộ thơng minh ngƣời thực đƣợc tìm hiểu tham khảo qua tài liệu cách thu thập thông tin từ sách, tạp chí điện tử truy cập từ mạng internet Trong phƣơng pháp tham khảo tài liệu,ngƣời thực đƣợc tìm hiểu hệ thống nhà thơng minh(SmartHome) hay hộ thơng minh.Một đề tài có ứng dụng lớn giới nhƣ nƣớc có tính chất kết hợp sản phẩm điện tử gia dụng thành mạng thiết bị,ứng dụng công nghệ thông tin ,điều khiển tự động giám sát Ngôi nhà thông minh kết nối sản phẩm điện tử gia dụng thành mạng thiết bị hoạt động theo kịch khác nhằm tạo mơi trƣờng sống tiện nghi, an tồn tiết kiệm lƣợng Chẳng hạn, có ngƣời bƣớc vào nhà, hệ thống đèn tự bật nhờ thiết bị cảm biến hồng ngoại Đèn chiếu sáng cịn điều chỉnh ánh sáng, màu sắc theo sở thích chủ nhân Khi thiết bị chiếu phim hoạt động, hệ thống đèn tự động giảm độ sáng, rèm cửa tự động khép lại để tạo khơng khí phịng chiếu phim 10 Hình 5.6 Mặt trước, mặt sau anten Sim900A  Phƣơng án : Dùng điện thoại di động có hỗ trợ RS232 (chức USB MODEM) để kết nối tới Vi điều khiển máy tính Việc lập trình cho USB MODEM tƣơng tự nhƣ GSM MODEM nhƣng có hạn chế số loại điện thoại hỗ trợ USB MODEM nhƣng khơng hỗ trợ lệnh AT Hình 5.7 Điện thoại di động có hỗ trợ RS232  Lựa chọn phƣơng án 1: Chọn Modul Sim900A Vì tính chun nghiệp hỗ trợ đầy đủ tính cho lập trình với lệnh AT 5.3.2 Thiết kế phần cứng  Khối nguồn cho Vi điều khiển nguồn cho Module Sim900A - Sơ đồ mạch: 81 Hình 5.8 : Khối nguồn - Tạo điện áp 5VDC ổn định làm nguồn nuôi điều khiển, tạo nguồn nuôi Module Sim900A - Nguyên lý hoạt động: Điện áp 9-12VDC từ Adapter qua nút nhấn On/Off chia làm nhánh: Nhánh qua IC LM2576-5 cho điện áp 5VDC đƣợc lọc ổn định nhờ tụ C3,C4 đƣợc đƣa vào điều khiển Nhánh qua IC LM2576 (out: 1,23 - 35V, 3A, ổn định tự bảo vệ dòng), qua diode xung, cuộn dây tụ để lọc ổn định Biến trở điều chỉnh điện áp đầu ra, điện áp dùng riêng cho Module Sim900D Có cách lấy nguồn cho Module Sim900A: + Cách 1: Lấy nguồn từ Adapter, không kết nối Pin Lithion tới mạch + Cách 2: Lấy nguồn từ Pin Lithion 3,7V 82  Khối điều khiển trung tâm (Sử dụng ATmega 8) - Sơ đồ mạch : Hình 5.9 : Khối vi điều khiển - Chức năng: Đây khối điều khiển trung tâm Khối chịu trách nhiệm nhận liệu xuất liệu điều khiển - Nguyên lý hoạt động: Khi cấp nguồn điện 5VDC vào vi điều khiển điện áp chân Reset 5VDC tức trạng thái “1”, đồng thời dòng điện đƣợc đƣa vào đầu IN/OUT Khi nguồn điện ổn định trạng thái chân vi điều khiển đƣợc xác định tạo xung hệ thống (thạch anh) hoạt động, cung cấp xung hệ thống cho vi điều khiển hoạt động.(Dao động nội at8 dùng 8Mhz) 83 Atmega chíp đƣợc nạp chƣơng trình điều khiển, phụ thuộc vào chƣơng trình điều khiển mà trạng thái chân Vi điều khiển thay đổi theo để nhận hay xuất tín hiệu Các chân nạp để kết nối với máy tính nạp chƣơng trình cho Vi điều khiển Khối tạo xung gồm thạch anh hai tụ pi lắp nhƣ tạo dao động hệ thống cho Vi điều khiển Khối nút nhấn reset quan trọng ta nhấn nút chân reset ATmega trạng thái “0“ lúc trỏ chƣơng trình chip đƣợc reset vị trí ban đầu  Khối Sim900A - Sơ đồ mạch: - Chức năng: gửi, nhận tin nhắn, nhận gọi gọi điện Truyền nhận liệu qua hai chân Rx Tx - Nguyên lý hoạt động: Nguồn cấp cho Sim900A qua chân VBAT GND hoạt động phải ổn định Sim900A hoạt động tốt dải điện áp từ 3,4V đến 4,5V Khi có thẻ Sim, ta bật nguồn tốn lƣợng để Sim900A dò mạng Các chân DBG_TXD, DBG_RXD, RXD, TXD, DCD, DTR, RTS, RI, CTS chân hỗ trợ giao tiếp nối tiếp Trong ta sử dụng hai chân RXD TXD để giao tiếp với ATmega 32 (qua tập lệnh AT Command) việc truyền nhận liệu Chân Status để báo tình trạng Modul (qua LED) Chân LetLight để báo tình trạng kết nối mạng (qua LED) Chân PWRKey đƣợc nối với nút nhấn (rồi nối xuống mass) để khởi động tắt nguồn Sim Các chân Sim_Data, Sim_CLK, Sim_RST, Sim_VDD đƣợc nối với SimCard để thu phát tín hiệu 84 Các chân DISP_CS, DISP_CLK, DISP_D/C, DISP_DATA để hỗ trợ giao tiếp bên (LCD) Các chân MIC SPK chân vào ra, hỗ trợ giao tiếp Audio Hình 5.10: Khối Sim900 85  Khối phụ kiện (LED báo, Speaker, Jack, Microphone) - Sơ đồ mạch: Hình 5.11: Khối ngoại vi - Chức năng: Tạo Jack cắm nối tới Module báo tình trạng hoạt động Module - Nguyên lý hoạt động: LED Status (LED đỏ) để báo tình trạng Modul, dò mạng LED nháy liên tục, dò xong nháy chậm LED LetLight (LED xanh) để báo tình trạng kết nối mạng Khi chƣa có mạng LED tắt, Khi có mạng LED sáng 86 Speaker để báo có gọi đến Với Sim900D khơng hỗ trợ chân Buzzer nên ta nối với chân Vi điều khiển để báo  Khối cảm biến Mạch cảm biến Hình 5.12: Mạch cảm biến nhiệt độ Sensor Mạch đo nhiệt độ sử dụng sensor LM35 TI Đầu sensor giá trị điện áp với tỷ lệ: 10mV/10C Mạch vào Mạch vào đƣa mức điện áp đầu sensor điện áp tiêu chuẩn trƣớc đƣa vào ADC ADC (Analog digital converter) Bộ ADC chuyển đổi điện áp từ tƣơng tự (liên tục) sang số (rời rạc) để xử lý xử lý đƣợc Bộ ADC đƣợc tích hợp sẵn vi điều khiển Atmega16 mà luận văn lựa chọn sử dụng 87  Khối giao tiếp máy tính Hình 5.13 Mạch kết nối RS232 PC Vi điều khiển Hình 5.14 Sơ đồ thiết kế mạch in nhƣ sau: 88 Hình 5.15 Các sản phẩm minh họa Khối xử lý trung tâm giao tiếp với PC Khối đo đạc lấy liệu 89 5.3.3 Các kết đo đạc thử nghiệm +Lần đo thứ nhất: Ở lần đo khối đo đạc lấy liệu (Có cảm biến nhiệt độ) đo nhiệt độ mơi trƣờng thời điểm 25oC Kết đƣợc update( cập nhật) Khối xử lý trung tâm giao tiếp với PC Khối đo đạc lấy liệu Khối xử lý trung tâm giao tiếp với PC +Lần đo thứ hai: Nhiệt độ thời điểm khối đo đạc lấy liệu (Có cảm biến nhiệt độ) đo nhiệt độ môi trƣờng 33oC Kết đƣợc update( cập nhật) Khối xử lý trung tâm giao tiếp với PC 90 Khối đo đạc lấy liệu Khối xử lý trung tâm giao tiếp với PC +Giao diện kết nối PC hiển thị: 91 + Dữ liệu lƣu trữ PC file log theo ngày, tuần, tháng năm.Dùng làm sở để trích xuất vẽ đồ thị, bảng biểu KẾT LUẬN VÀ PHÁT TRIỂN  Kết luận Thông qua việc nghiên cứu đề tài ứng dụng công nghệ mạng di động cho việc giám sát tham số môi trƣờng tạo điều kiện để em tìm hiểu vi điều khiển, thiết bị GSM, cảm biến đo đạc… đồng thời mở cho em nhiều ý tƣởng để em tiếp tục nghiên cứu phát triển đề tài khác có liên quan đến giám sát, đo đạc, thiết bị cảnh báo, thiết bị lƣu trữ công nghệ mạng di động Hệ thống giám sát tham số môi trƣờng sử dụng công nghệ mạng di động phần mở rộng đƣợc phạm vi điều khiển, phạm vi cảnh báo Tại một nơi giám sát, điều khiển quản lý, theo dõi nhiều nơi khác Hệ thống đƣợc thiết kế để lắp ráp, tích hợp thiết bị, tính giúp hệ thống phát triển dễ dàng Tuy nhiên việc kết nối nhƣ điều khiển thiết bị GSM không dễ, đa số module GSM thiết kế nhỏ gọn, khó khăn việc kiểm tra, đo đạc gỡ lỗi 92  Hƣớng phát triển đề tài Hệ thống giám sát tham số môi trƣờng sử dụng công nghệ mạng di động hệ thống có tính ứng dụng cao có nhiều tính ƣu việt Với chức điều khiển, cảnh báo từ xa nên hệ thống thơng báo tình hình cách xác tới ngƣời dùng Hệ thống có kích thƣớc nhỏ gọn, dễ lắp đặt, dễ vận chuyển nên lắp đƣợc nhiều nơi nhƣ phòng, nhà kho, phịng máy, phịng ban… Hế thống đƣợc mở rộng chức phạm vi ứng dụng lắp ráp thêm cảm biến đo đạc thiết bị ngoại vi khác Cụ thể, hệ thống tích hợp cảm biến báo khói hệ thống dùng để cảnh báo cháy Thay cảm biến đo nhiệt độ cảm biến khí ga sử dụng để cảnh báo khí ga Tích hợp cảm biến khác nhƣ cảm biến đo xung, đo tốc độ động cơ, đo áp xuất, đo tốc độ gió… ứng dụng để giám sát quản lý tàu biển tích hợp cảm biến đo độ ẩm, đo điểm đọng sƣơng, đo tốc độ gió ứng dụng nơng nghiệp Dƣới phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật, mạng thông tin di động ngày đƣợc mở rộng phát triển (2G, 3G 4G) Bằng cách sử dụng module GSM hỗ trợ công nghệ mạng di động tiến tiến, hệ thống truyền nhiều liệu hơn, giá thành rẻ hơn, tốc độ truyền nhanh an tồn Hệ thống mở rộng phạm vi ứng dụng tích hợp thiết bị truyền nhận liệu khác Tích hợp module truyền nhận liệu qua mạng Internet, liệu đƣợc truyền lên máy tính sau lƣu trữ máy chủ Khi cần xem liệu ngƣời dùng cần truy cập vào máy chủ lấy đƣợc liệu, điều cho phép mở rộng phạm vi giám sát Điều khiển thiết bị qua mạng Internet có nhiều ƣu điểm, khả điều khiển, cảnh báo phong phú, đa dạng đƣợc hỗ trợ nhiều Trên phần trình bày toàn sở lý thuyết nguyên lý thiết kế hệ thống giám sát tham số môi trƣờng Luận văn mô tả chi tiết phƣơng án 93 thiết kế, quy trình thiết kế chi tiết hệ thống bao gồm thiết bị phần mềm Đồng thời, luận văn thiết kế minh hoạ hệ thống đơn giản để minh họa Tuy tác giả có nhiều cố gắng nhƣng kiến thức nhƣ thời gian không cho phép nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong hội đồng đóng góp, chỉnh sửa giúp luận văn đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Atmega8, Atmel Corp, www.atmel.com [2] NMEA Specification, National Marine Electronics Association [3] Vũ Đức Thọ, Tính tốn mạng thơng tin di động số CELLULAR, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội 1999 [4] http://www.wikipedia.org, Truy cập cuối ngày 15/03/2015 [5] Nguyễn Phạm Anh Dũng, Giáo trình thơng tin di động hệ 3, Nhà xuất Bƣu Điện, Hà Nội 2004 95 ... hệ thống kiểm soát trạng thái môi trƣờng dựa công nghệ mạng di động. " Ý nghĩa khoa học đề tài Thu thập giám sát thông số môi trƣờng dựa công nghê mạng di động có ý nghĩa quan trọng, thiết bị... phát triển nhiều nơi Dựa nhận xét này, em tìm hiểu thiết bị GSM cảm biến đo nhiệt độ xây dựng đề tài: ? ?Thiết kế hệ thống kiểm sốt trạng thái mơi trƣờng dựa công nghệ mạng di động. ” Trong đề tài... Ngồi ra, hệ thống cịn đƣợc mở rộng cách tích hợp cảm biến, thiết bị khác, hệ thống mở rộng đƣợc phạm vi ứng dụng Hệ thống đƣợc xây dựng dựa công nghệ mạng GSM, ngồi tính đo đạc, hệ thống có số