1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Hệ thống tự động giám sát mực nước qua mạng gsm

87 19 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • LỜI CAM ĐOAN

  • MỤC LỤC

  • DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

  • DANH SÁCH CÁC BẢNG

  • DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

  • CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN HỆ THỐNG

    • 1.1 Ứng dụng của hệ thống.

    • 1.2. Cấu trúc hệ thống.

    • 1.3 Nguyên tắc hoạt động của hệ thống.

    • 1.4 Chức năng của hệ thống.

  • CHƯƠNG 2- KHỐI XỬ LÝ DỮ LIỆU

    • 2.1 Vi điều khiển PSoC

      • 2.1.1 Giới thiệu chung.

      • 2.1.2 Đặc tính kỹ thuật của CY8C29466

      • 2.1.3 Kiến trúc vi điều khiển PSoC.

        • 2.1.3.1 Khối vi xử lý CPU.

        • 2.1.3.2 Các thanh ghi của CPU

      • 2.1.4 Ngắt và bộ điều khiển ngắt.

        • 2.1.4.1 Cấu trúc điều khiển ngắt.

        • 2.1.4.2 Các thanh ghi ngắt.

      • 2.1.5 Các cổng vào ra đa chức năng

      • 2.1.6 Các bộ truyền thông trên PsoC.

      • 2.1.7 Lập trình cho Psoc.

    • 2.2 Màn hình hiển thị LCD.

      • 2.2.1. Giới thiệu LCD

      • 2.2.2 Chức năng các chân của LCD.

      • 2.2.3 Các thanh ghi của LCD

      • 2.2.4 Cờ báo bận BF.

      • 2.2.5 Bộ đếm địa chỉ AC.

      • 2.2.6 Vùng RAM hiển thị DDRAM.

      • 2.2.7 Vùng ROM chứa ký tự CGROM.

      • 2.2.8 Vùng RAM chứa kí tự đồ họa CGRAM.

    • 2.3 Bàn phím Keypad.

  • CHƯƠNG 3- ĐO ĐẠC VÀ LẤY DỮ LIỆU

    • 3.1 Vi điều khiển AVR

      • 3.1.1 Giới thiệu chung.

      • 3.1.2 Kiến trúc của vi điều khiển AVR.

      • 3.1.3 Khối số học và logic (ALU).

      • 3.1.4 Thanh ghi trạng thái.

      • 3.1.5 Ứng dụng chuyển đổi A/D trên chíp AVR.

    • 3.2 Áp suất và cảm biến đo áp suất chất lỏng.

      • 3.2.1 Áp suất.

      • 3.2.2 Nguyên lý đo áp suất.

      • 3.2.3 Cảm biến áp suất.

        • 3.2.3.1 Cấu tạo cảm biến áp suất

        • 3.2.3.2 Các loại cảm biến áp suất.

        • 3.2.3.3 Cảm biến áp suất Huba 511.

        • 3.2.3.4 Các thông số kỹ thuật của cảm biến áp suất 511

        • 3.2.3.5 Đấu nối cảm biến áp suất Huba 511.

      • 3.2.3.6 Kết nối cảm biến áp suất với AVR.

  • CHƯƠNG 4- MODULE GSM

    • 4.1 Giới thiệu Module Q24

    • 4.2 Các giao tiếp trên Module GSM Q24.

    • 4.3 Giao tiếp với bàn phím (keypad matrix)

    • 4.4 Giao tiếp với SIM

    • 4.6 Kết nối với anten

    • 4.7 Tập lệnh AT cho GSM Module

      • 4.7.1 Cú pháp lệnh AT

      • 4.7.2 Các câu lênh AT cơ bản.

  • CHƯƠNG 5-MODULE THU PHÁT KHÔNG DÂY HM-TR

    • 5.1 Giới thiệu module thu phát không dây HM-TR.

    • 5.2 Đặc tính kỹ thuật.

    • 5.3 Ứng dụng của module HM-TR

    • 5.4 Giao tiếp với mudule HM-TR.

    • 5.5 Các chế độ làm việc của module HM-TR.

  • CHƯƠNG 6 - KẾT LUẬN

    • 6.1 Kết luận.

    • 6.2 Hướng phát triển đề tài.

  • TÀI LỆU THAM KHẢO

Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN LÂM TÙNG HỆ THỐNG TỤ ĐỘNG GIÁM SÁT MỰC NƯỚC QUA MẠNG GSM Chuyên ngành : Kỹ thuật Điện tử LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS NGUYỄN VĂN ĐỨC Hà Nội 10 – 2010 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn nội dung Luận văn không chép y nguyên từ luận văn tác giả khác Tôi xin cam đoan tham khảo, trích dẫn luận văn rõ nguồn danh mục Tài liệu tham khảo luận văn Nếu hội đồng phát có điều khơng với tơi cam đoan tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Hà Nội, tháng 10 năm 2010 Học viên TRẦN LÂM TÙNG MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA………………………………………………………………….1 LỜI CAM ĐOAN .2 MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH SÁCH CÁC BẢNG DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN HỆ THỐNG 10 1.1 Ứng dụng hệ thống 10 1.2 Cấu trúc hệ thống 11 1.3 Nguyên tắc hoạt động hệ thống 11 1.4 Chức hệ thống 13 CHƯƠNG 2- KHỐI XỬ LÝ DỮ LIỆU 14 2.1 Vi điều khiển PSoC 14 2.1.1 Giới thiệu chung 14 2.1.2 Đặc tính kỹ thuật CY8C29466 16 2.1.3 Kiến trúc vi điều khiển PSoC .18 2.1.3.1 Khối vi xử lý CPU .20 2.1.3.2 Các ghi CPU 21 2.1.4 Ngắt điều khiển ngắt 24 2.1.4.1 Cấu trúc điều khiển ngắt 25 2.1.4.2 Các ghi ngắt 27 2.1.5 Các cổng vào đa chức 28 2.1.6 Các truyền thông PsoC 29 2.1.7 Lập trình cho Psoc 30 2.2 Màn hình hiển thị LCD .31 2.2.1 Giới thiệu LCD 31 2.2.2 Chức chân LCD 32 2.2.3 Các ghi LCD 33 2.2.4 Cờ báo bận BF 34 2.2.5 Bộ đếm địa AC 34 2.2.6 Vùng RAM hiển thị DDRAM 35 2.2.7 Vùng ROM chứa ký tự CGROM 36 2.2.8 Vùng RAM chứa kí tự đồ họa CGRAM 38 2.3 Bàn phím Keypad 39 CHƯƠNG 3- ĐO ĐẠC VÀ LẤY DỮ LIỆU .41 3.1 Vi điều khiển AVR 41 3.1.1 Giới thiệu chung 41 3.1.2 Kiến trúc vi điều khiển AVR 42 3.1.3 Khối số học logic (ALU) 46 3.1.4 Thanh ghi trạng thái 47 3.1.5 Ứng dụng chuyển đổi A/D chíp AVR 48 3.2 Áp suất cảm biến đo áp suất chất lỏng 55 3.2.1 Áp suất 55 3.2.2 Nguyên lý đo áp suất 56 3.2.3 Cảm biến áp suất 58 3.2.3.1 Cấu tạo cảm biến áp suất 58 3.2.3.2 Các loại cảm biến áp suất 64 3.2.3.3 Cảm biến áp suất Huba 511 66 3.2.3.4 Các thông số kỹ thuật cảm biến áp suất 511 67 3.2.3.5 Đấu nối cảm biến áp suất Huba 511 68 3.2.3.6 Kết nối cảm biến áp suất với AVR 69 CHƯƠNG 4-MODULE GSM .70 4.1 Giới thiệu Module Q24 70 4.2 Các giao tiếp Module GSM Q24 70 4.3 Giao tiếp với bàn phím (keypad matrix) 74 4.4 Giao tiếp với SIM 75 4.6 Kết nối với anten 77 4.7 Tập lệnh AT cho GSM Module 78 4.7.1 Cú pháp lệnh AT 78 4.7.2 Các câu lênh AT 78 CHƯƠNG 5- MODULE THU PHÁT KHÔNG DÂY HM-TR 80 5.1 Giới thiệu module thu phát không dây HM-TR 80 5.2 Đặc tính kỹ thuật 80 5.3 Ứng dụng module HM-TR 81 5.4 Giao tiếp với mudule HM-TR 81 5.5 Các chế độ làm việc module HM-TR 83 CHƯƠNG : KẾT LUẬN 86 6.1 Kết luận 86 6.2 Hướng phát triển đề tài 86 TÀI LỆU THAM KHẢO .87 DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ADC Analog to Digital Converter ALU Arithmetic Logic Unit ASCII American Standard Code for Information Interchange CLK CLock CMOS Complementary Metal-Oxide-Semiconductor EN Enable FDMA Frequency Division Multiple Access FSK Frequency-shift keying GND Ground GPS Global Positioning System GSM Global System for Mobile Communications LCD Liquid Crystal Display LSB Least Significant Bit MCU Microcontroller MMS Multimedia Message Service MSB : Most Significant Bit NC No current NMEA National Marine Electronics Association PC Personal Computer PDA Personal Digital Assistant PWM Pulse-width modulation RAM Random Access Memory RISC Reduced Instructions Set Computer ROM Read-only memory RX Receive SMS Short Message Service SCL Serial Clock SDA Serial Data SPI Serial Peripheral Interface SRAM Static random access memory TX Transmit UART Universal Asynchronous Receiver and Transmitter UART The Universal Asynchronous Receiver/Transmitter USB Universal Serial Bus DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2-1 Các ghi CPU………………………………………………………19 Bảng 2-2 Thanh ghi đếm chương trình…………………………….………… 21 Bảng 2-3 Thanh ghi trỏ stack……………………………………………….…22 Bảng 2-4 Thanh ghi chứa………………………………………………………… 22 Bảng 2-5 Thanh ghi số…………………………………………………………22 Bảng 2-6 Thanh ghi cờ…………………………………………………………… 23 Bảng 2-7 Bảng vector ngắt CY8C29466…………… ………………………… 24 Bảng 2-8 Chức chân LCD……………………………………………….32 Bảng 2-9 Chức chân RS/RW theo mục đích sử dụng……………………… 34 Bảng 3-1 Chọn điện áp tham chiếu……………………………………………… 50 Bảng 3-2 Chọn chế độ chuyển đổi………………………………………… 52 Bảng 3-3 Chọn chế độ xung nhịp cho ADC………………………………………54 Bảng 3-4 Kích nguồn ADC chế độ Auto Trigger……………………………55 Bảng 3-5 Đơn vị đo áp suất hệ số chuyển đổi chúng…………………… 56 Bảng 4-1 Các chân giao tiếp SPI Q24…………………………………………71 Bảng 4-2 Các chân giao tiếp I2C Q24…………………………………………72 Bảng 4-3 Các chân giao tiếp UART Q24…………………………………… 73 Bảng 4-4 Các chân giao tiếp với bàn phím ……………………………………… 74 Bảng 4-5 Các chân giao tiếp với SIM Q24……………………………………75 Bảng 5-1 Chức chân giao tiếp HM-TR…………………………… 83 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống………………………………………………… 11 Hình 2.1 Khối xử lý liệu ………………………………………………………14 Hình 2.2 Chíp PSoC CY8C29466…………………………………………………16 Hình 2.3 Sơ đồ khối cấu trúc PSoC CY8C29466……………………………….…20 Hình 2.4 Sơ đồ khối cấu trúc điều khiển ngắt………………………… …….……25 Hình 2.5 Giao diện PSoC Designer 5.0……………………………… 31 Hình 2.6 LCD 40x4……………………………………………………………… 31 Hình 2.7 Sơ đồ chân LCD………………………………………………………….32 Hình 2.8 Giản đồ xung cập nhật AC…… ……………………………………… 35 Hình 2.9 Mối liên hệ địa DDRAM điểm hiển thị LCD ………… 35 Hình 2.10 Mối liên hệ địa ROM liệu tạo mẫu ký tự (5x8)……… 36 Hình 2.11 Mối liên hệ địa ROM liệu tạo mẫu ký tự (5x10)……… 37 Hình 2.12 Bảng mã ký tự (ROM code A00)……………………………………….38 Hình 2.13 Mối liên hệ địa CGRAM, mã kí tự…………………….39 Hình 2.14 Bàn phím Keypad……………………………………………………….40 Hình 3.1 Vi điều khiển AVR Atmega8……………………………………………42 Hình 3.2 Tổ chức nhớ AVR……………………………………………… 43 Hình 3.3 Cấu trúc bên AVR …………………………………………….46 Hình 3.4 Thanh ghi trạng thái…………………………………………………… 47 Hình 3.5 Tạo nguồn AVCC từ ngồn VCC ……………………………………… 49 Hình 3.6 Thanh ghi ADMUX…………………………………………………… 50 Hình 3.7 Thanh ghi ADSAR……………………………………………………….53 Hình 3.8 Thanh ghi ADC………………………………………………………… 54 Hình 3.9 Thanh ghi SFIOR……………………………………………………… 55 Hình 3.10 Đo áp suất động ống pilot ……………………………………… 58 Hình 3.11 Đo áp suất động màng……………………………………….… 58 Hình 3.12 Phần tử biến dạng kiểu hình trụ……………………………………… 59 Hình 3.13 Lị xo ống……………………………………………………………….60 Hình 3.14 Cấu tạo Xiphơng……………………………………………………61 Hình 3.15 Màng đo áp suất……………………………………………………… 62 Hình 3.16 Sơ đồ cấu tạo màng dẻo có tâm cứng………………………………… 63 Hình 3.17 Cấu tạo cảm biến áp suất……………………………………………… 65 Hình 3.18 Cấu tạo cảm biến áp suất Huba 511…………………………………….67 Hình 3.19 Lắp đặt cảm biến áp suất……………………………………………… 68 Hình 3.20 Sơ đồ chân cảm biến áp suất……………………………………….69 Hình 3.21 Sơ đồ cấp nguồn cho cảm biến…………………………………………69 Hình 3.22 Ghép nối cảm biến với chip AVR………………………………………69 Hình 4.1 Module GSM Q24……………………………………………………….70 HÌnh 4.2 Sơ đồ kết nối Q24 với chip slave qua SPI……………………………….71 Hình 4.3 Sơ đồ kết nối Q24 với thiết bị qua I2C………………………………… 72 Hình 4.4 Sơ đồ kết nối Q24 qua chuẩn UART…………………………………….73 Hình 4.5 Sơ đồ kết nối với keypad Q24……………………………………….74 Hình 4.6 Ma trận kết nối Q24 với Keypad…………………………………………75 Hình 4.7 Sơ đồ kết nối Q24 với SIM………………………………………………76 Hình 4.8 Kết nối với Anten……………………………………………………… 77 Hình 5.1 Module HM-TR………………………………………………………….80 Hình 5.2 Module HM-TR/RS232 HM-TR/TTL……………………………… 82 Hình 5.3 Sơ đồ chân HM-TR………………………………………………….82 Hình 5.4 Sơ đồ kết nối chế độ cấu hình với HM-TR/RS232…………………….83 Hình 5.5 Sơ đồ kết nối chế độ cấu hình với HM-TR/TTL………………………83 Hình 5.6 Chương trình cài đặt cho HM-TR……………………………………… 84 Hình 5.7 Sơ đồ kết nối HM-TR chế độ thu/phát…………………………………84 CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN HỆ THỐNG 1.1 Ứng dụng hệ thống “Hệ thống tự động giám sát mực nước qua mạng GSM” ứng dụng cho trạm đo khí tượng thủy văn trung tâm quản lý đê điều Với tính đạt được, hệ thống giúp người quản lý giám sát mức nước cách tự động mà không cần phải trực tiếp đo đạc thủ công Hệ thống cung cấp số liệu cho người quản lý cách nhanh chóng thời điểm, điều kiện thời tiết Điều giúp người quản lý đưa định cách nhanh chóng, tránh tổn thất chậm trễ liệu Với loại hình cảnh báo đa dạng, hệ thống tự động giám sát thông số đưa cảnh báo tức thời Người quản lý giám sát hệ thống từ xa thông qua mạng GSM Hệ thống thiết kế với không người mà nhiều người theo dõi thơng số đo đạc với yếu tố bảo mật cao Ngồi tính đo mức nước phục vụ cho trung tâm khí tượng thủy văn, hệ thống hồn tồn cịn lắp đặt kho xăng, trạm bơm phục vụ nông nghiệp, trạm thủy điện 10 Asynchronous serial Reveiver and Transmitter, nghĩa truyền nhận nối tiếp khơng đồng Trên module có cổng UART phục vụ mục đích Điều linh hoạt cho người thiết kế cho hệ thống sau Hình 4.4 Sơ đồ kết nối Q24 qua chuẩn UART [http://www.unitronic.de/fileadmin/daten/Produkte/Wavecom/Q24NG_Manual_16_ 05_07_PTS_004_Januar07.pdf] Bảng 4-3: Các chân giao tiếp UART Q24 Chân Tên Vào/ra Chức 30 RTS I Yêu cầu gửi 32 RX O Nhận liệu 34 DTR I Sẵn sang liệu 36 DST O Dự liệu sẵn sàng gửi 37 CTS O Cho phép gửi liệu 39 TX I Phát liệu 51 DCD O Tìm kiếm liệu 54 RI O Chng báo Tùy vào ứng dụng, số chân liên kết không cần thiết phải dùng tới Ví dụ: ứng dụng yêu cầu tín hiệu audio, chân RXD1 TXD1 đủ Để tránh tiêu thụ thêm nguồn trục trặc wireless CPU, wireless CPU chế độ OFF chế độ ALARM, không kết nối điện áp tới chân UART Nếu ứng dụng cần truyền liệu, bắt buộc phải sử dụng chân RTS1 CTS1 73 (để tránh lỗi liệu) DSR1, DCD1 RI để khơng kết nối khơng sử dụng, số ứng dụng, modern, yêu cầu chân 4.3 Giao tiếp với bàn phím (keypad matrix) Hình 4.5 Sơ đồ kết nối với keypad Q24 [http://www.unitronic.de/fileadmin/daten/Produkte/Wavecom/Q24NG_Manual_16_ 05_07_PTS_004_Januar07.pdf] Có tổng cộng 25 phím giao tiếp Q24 (5 hàng, cột) Dưới bảng cột, hàng Bảng 4-4: Các chân giao tiếp với bàn phím Chức Chân Tên 13 ROW0 Quét hàng 15 ROW1 Quét hàng 17 ROW2 Quét hàng 19 ROW3 Quét hàng 21 ROW4 Quét hàng 23 COL0 Quét cột 25 COL1 Quét cột 27 COL2 Quét cột 29 COL3 Quét cột 31 COL4 Quét cột 74 Việc quét phím thực tự động Q24, khơng cần thêm phần tử bên ngồi điện trở hay tụ điện Hình 4.6 Ma trận kết nối Q24 với Keypad [http://www.unitronic.de/fileadmin/daten/Produkte/Wavecom/Q24NG_Manual_16_ 05_07_PTS_004_Januar07.pdf] 4.4 Giao tiếp với SIM Để module hoạt động mạng GSM Q24 cần kết nối với SIM card Bảng 4-5: Các chân kết nối với SIM Q24 Chân Tên Chức SIM_CLK Tạo xung clock SIM_RST Khởi động lại SIM_DATA Cổng vào SIM_VCC Nguồn Vcc 50 SIM_PRES Nhận dạng SIM 75 Khi không sử dụng, SIM_PRES phải cấp điện áp 2V8 thông qua điện trở kéo lên Khi sử dụng, sườn lên điện áp có nghĩa khe SIM đưa vào, sườn xuống điện áp nghĩa thẻ SIM bị tháo Hình 4.7 - Sơ đồ kết nối Q24 với SIM Một lớp bảo vệ ESD điện dung thấp (nhỏ 10pF) kết nối với chân SIM_CLK chân SIM_DATA để tránh nhiễu sườn lên sườn xuống Lớp bảo vệ ESD bắt buộc để khe giữ SIM hoạt động tốt Chúng phải đặt gần với khe SIM Ngồi ra, cần khe giữ SIM tốt, kết nối chặt chẽ Chống lại kết nối điện với thẻ SIM Track kết nối từ khe giữ SIM đến bảo vệ ESD phải rộng (nhỏ 300uM) 4.5 Giao tiếp audio Module Q24 giao tiếp với loa mic Q24 bao gồm tính loại bỏ tiếng vọng để tăng chất lượng thoại * Đặc tính mic - Độ nhạy từ -40dB đến -50 dB - Trờ kháng khoảng 2Ω - SNR > 50dB - Tần số đáp ứng tương thích với GSM 76 * Đặc tính loa - Loại loa: áp điện 10mW - Trở kháng từ 32 đến 150Ω - Độ nhạy tối thiểu 110dB 4.6 Kết nối với anten Anten adaptor yếu tố quan trọng thiết kế hệ thống đầu cuối GSM Tránh đặt components xung quanh kết nối RF gần với dây RF (giữa module anten) Dây cáp RF phải ngắn Cáp đồng trục khơng đặt gần thiết bị vận hành tần số thấp Hình 4.8 Kết nối với Anten Khi anten kết nối với module Q24 qua cáp đồng trục 50 Ohm, cáp đồng trục phải kết nối tới “Aten pad” “ Ground Pad” Cáp kết nối Anten phải lựa chọn phù hợp để tối thiểu suy hao băng tần sử dụng GSM Để anten kết nối với đất tốt, cáp nối đất phải kết nối tới ground pad 77 4.7 Tập lệnh AT cho GSM Module Để giao tiếp với Q24 cần phải dùng câu lệnh AT để gửi nhận liệu thông qua giao thức truyền nối tiếp Việc thiết lập thông số UART sau: start bit, bit data, top bit, no parity 4.7.1 Cú pháp lệnh AT Câu lệnh AT bắt đầu AT kết thúc với ký tự Lệnh phản hồi câu lệnh AT bắt đầu kết thúc ký tự Nếu cú pháp câu lệnh bị lỗi, phản hồi chuỗi “ERROR” Nếu cú pháp không lỗi truyền sai thông số, phản hồi chuỗi “+CME ERROR: ” Nếu lệnh truyền đúng, phản hồi lại chuỗi “OK” 4.7.2 Các câu lênh AT Chức Năng Cú Pháp AT+CGMI AT+WIMEI? AT+WSHS Phản Hồi Xem nhà sản xuất WAVECOM MODEM module OK Xem số IMEI WIMEI=123456789012345 module OK Kiểm tra trạng thái kết WSHS: nối khe SIM.0: SIM OK holder mở, 1:đóng ATA Trả lời gọi OK ATH Ngắt gọi OK AT+CMGF? Xem định dạng tin CMGF:1 nhắn Có loại: Text OK (1) hay PDU (0) AT+CMGF=1 Thiết lập text mode OK AT+CMGS=”0934550606”< Gửi số đích > Gửi nội dung CMGS: CR> Dai hoc Bach Khoa OK 78 AT+CMGL=”REC Xem tin nhắn chưa CMGL: ,”REC UNREAD” đọc UNREAD”,”0917716468” Bach khoa OK AT+CMGL=”STO Xem tin nhắn lưu OK (khơng có SENT” tin gửi nhớ) AT+CMGD=1,1 Xóa tất tin nhắn đọc OK AT+CMGD=1,2 Xóa tất tin nhắn OK đọc, gửi AT+CMGD=1,3 Xóa tất tin nhắn OK đọc, gửi, chưa gửi AT+CMGD=1,4 Xóa tất tin nhắn 79 OK CHƯƠNG 5-MODULE THU PHÁT KHÔNG DÂY HM-TR 5.1 Giới thiệu module thu phát không dây HM-TR Hình 5.1Module HM-TR [http://www.hoperf.com/upfile/hm-tr.pdf] Series HM-TR phát triển hãng Hope Microelectronics, Trung Quốc thiết kể cho ứng dụng cần truyền liệu không dây Một số đặc điểm bật module tốc độ truyền liệu cao, khoảng cách truyền xa, khả lập trình tần số, cấu hình giao thức UART nguồn tiêu thụ thấp, làm trở thành lựa chọn lý tưởng cho ứng dụng không dây Giao thức kết nối tự điều khiển hoàn toàn dễ hiểu người sử dụng Module nhúng vào thiết kế có sẵn với khả kết nối liệu không dây hiệu cao giá thành thấp khả tích hợp vào hệ thống dễ dàng 5.2 Đặc tính kỹ thuật Module HM-TR có đặc điểm sau: - Sử dụng điều chế FSK (Frequency Shift Keying), khả chống nhiễu cao - Truyền bán song công 80 - Sử dụng băng tần ISM 315/433/868/915MHz, miễn phí tồn cầu - Khả lập trình tần số, cho phép sử dụng ứng dụng FDMA - Tự động biên dịch liệu từ RF tới giao thức UART, đáng tin cậy dễ sử dụng - Khả cấu hình giao thức UART, với tỉ lệ liệu từ 300~19200bps - Sử dụng chân ENABLE để điều khiển chu trình làm việc, thỏa mãn yêu cầu ứng dụng khác Tiết kiệm lượng - Hiệu sử dụng cao, phạm vi truyền xa >300m với mơi trường vật cản - Chuẩn giao tiếp UART, với mức logic TTL RS232 có sẵn - Thiết kế chắn, chuẩn kết nối SIP khớp gắn ăng ten chuẩn SMA - Không cẩn phải điều chỉnh tần số ứng dụng 5.3 Ứng dụng module HM-TR Với đặc điểm kỹ thuật trên, phạm vi ứng dụng module HM-TR lớn Sau số ứng dụng điển hình: - Điều khiển từ xa, hệ thống đo lường từ xa - Đo đạc không dây - Điều khiển truy cập - Thu thập liệu - Thiết bị gia dụng IT - Các sản phẩm nhà thông minh - Bộ lặp truyền liệu 5.4 Giao tiếp với mudule HM-TR Module HM-TR chia làm loại tương ứng với mức điện áp TTL khác HM-TR/RS232 HM-TR/TTL 81 Hình 5.2 Module HM-TR/RS232 HM-TR/TTL [http://www.hoperf.com/upfile/hm-tr.pdf] Hai loại module có chế hoạt động giống Tuy nhiên, module loại RS232 kết nối trực tiếp vào máy tính, cịn kết nối với vi điều khiển cần có mạch chuyển đổi Trong module loại TTL kết nối trực tiếp với vi điều khiển không cần mạch chuyển đổi Hình 5.3 Sơ đồ chân HM-TR [http://www.hoperf.com/upfile/hm-tr.pdf] 82 Bảng 5-1: Chức chân giao tiếp HM-TR Chân Tên Chức VDD Cấp nguồn DTX Truyền liệu GND Nối đất DRX Nhận liệu CONFIG Khi chân sét lên mức cao, module chế độ cấu hình Khi kết nối với hệ thống đặt mức thấp ENABLE Khi chân sét mức thấp chế độ nghỉ Đặt mức cao cho phép làm việc 5.5 Các chế độ làm việc module HM-TR a Chế độ cấu hình Hình 5.4 Sơ đồ kết nối chế độ cấu hình với HT-TR/RS232 [http://www.hoperf.com/upfile/hm-tr.pdf] Hình 5.5 Sơ đồ kết nối chế độ cấu hình với HT-TR/TTL [http://www.hoperf.com/upfile/hm-tr.pdf] 83 Ở chế độ config, module kết nối với máy tính, hon phần mềm HM-TR SETUP UTILITY để cấu hình thơng số UART Hình 5.6 – Chương trình cài đặt cho HM-TR [http://www.hoperf.com/upfile/hm-tr.pdf] b Chế độ thu/phát Tại chế độ thu/phát, chân ENABLE đặt lên mức cao (báo hiệu trạng thái hoạt động) Chân CONFIG đặt mức thấp Lúc vi điều khiển module giao tiếp với theo giao thức RS232 Hình 5.7 - Sơ đồ kết nối HM-TR chế độ thu/phát [http://www.hoperf.com/upfile/hm-tr.pdf] 84 Có thể kết nối HM-TR/232 tới cổng RS232 PC tương ứng kết nối HM-TR/TLL trực tiếp với cổng UART vi điều khiển Khi cài đặt nguồn, hai đèn trạng thái XANH ĐỎ nháy ba lần để thỉ module sẵn sàng để vận hành cho ứng dụng bạn Nếu chân CONFIG mức thấp có nguồn, module vào chế độ thơng thường để truyền liệu, CONFIG mức cao module vào chế độ cấu hình để cài đặt tham số Các chân CONFIG, ENABLE chân vào/ra thông thường vi điều khiển 85 CHƯƠNG - KẾT LUẬN 6.1 Kết luận Sau thời gian nghiên cứu, thiết kế “hệ thống tự động giám sát mực nước qua mạng GSM” hoàn thiện Về mặt chức năng, hệ thống phần đạt yêu cầu đặt như: đo mức nước tự động, cảnh báo theo nhiều hình thức, giám sát từ xa thơng qua mạng GSM Với đặc tính giao tiếp không dây, khối đo đạc xử lý liệu tách biệt nên đảm bảo an toàn, độ bền cho hệ thống Ngoài ra, áp dụng vào thực tế, hệ thống giúp tiết kiệm nhân lực, thời gian, hỗ trợ tối đa người quản lý đưa cảnh báo Do hệ thống xây dựng dạng khối kết hợp với nên việc xác định lỗi thay trình vận hành khai thác dễ dàng 6.2 Hướng phát triển đề tài Hệ thống phát triển với đặc tính mở cao, khối hệ thống thể kết hợp với cách đơn giản có khả kết nối cao với bên ngồi Do kết hợp với loại sensor khác để hệ thống hồn thiện kết hợp sensor đo độ ẩm, đo tốc độ gió, đo độ mặn Việc tạo nên hệ thống hoàn chỉnh hơn, phụ giúp việc dự báo thời tiết Mặc dù truy vấn liệu từ mạng di động GSM việc quản lý liệu phân tích liệu hệ chưa thực đầy đủ Để giúp cho người sử dụng có thêm nhiều thơng tin cần thiết sử dụng hệ thống, cần có chương trình để kết nối với hệ thống, đưa đánh giá, phân tích cách chun nghiệp Ngồi việc truyền liệu qua mạng GSM, hệ thống phát triển để truyền theo nhiều giao thức khác mạng Internet, GPRS, công nghệ triển khai Việt Nam 3G Dữ liệu đưa máy chủ người quản lý truy cập vào hệ thống để giám sát thông số đo đạc 86 TÀI LỆU THAM KHẢO Atmega8 Datasheet, Atmel Corp, www.atmel.com PSoC CY8C29x66 Final Datasheet, http://www.alldatasheet.com/datasheet HM-TR Series UHF Wireless Transparent Data Tranceiver, Hope Microelectronics Co.,Ltd Q24 Series Product Technical Specification, January 2007 wavecom@unitronic.de AT Command Interface, http://www.wavecom.com Pressure transmitter / type 511, http://www.hubacontrol.com HD44780U (LCD-II), Hitachi, Ltd Ứng dụng chuyển đổi ADC chip AVR, http://www.hocavr.com PSoC Designer, July 2001, Cypress MicroSystems, Inc 87 ... 1- TỔNG QUAN HỆ THỐNG 1.1 Ứng dụng hệ thống ? ?Hệ thống tự động giám sát mực nước qua mạng GSM? ?? ứng dụng cho trạm đo khí tượng thủy văn trung tâm quản lý đê điều Với tính đạt được, hệ thống giúp... liệu Với loại hình cảnh báo đa dạng, hệ thống tự động giám sát thông số đưa cảnh báo tức thời Người quản lý giám sát hệ thống từ xa thông qua mạng GSM Hệ thống thiết kế với không người mà nhiều... SMS, nhận thiết lập qua bàn phím Truyền nhận liệu qua mạng GSM sử dụng module GSM 1.3 Nguyên tắc hoạt động hệ thống Hệ thống hoạt động tuân theo trình sau đây: - Cấp nguồn cho hệ thống 11 - Khi được

Ngày đăng: 07/12/2021, 23:26

TỪ KHÓA LIÊN QUAN