Những vấn đề đã giải quyết và nghiên cứu được
Sau quá trình thực hiện luận văn, tôi đã tìm hiểu và giải quyết được những vấn đề là:
- Tìm hiểu cấu trúc phần cứng cũng như lập trình kiểm soát một vi điều khiển có tốc độ cao. Từ đó, xây dựng thành công hệ thống đo dòng điện xoay chiều với độ chính xác nhỏ hơn 12% trong thời gian dài.
- Tìm hiểu các phương pháp đo dòng điện xoay chiều. Sử dụng được các IC đo các thông số dòng điện chuyên dụng như ADE7753, ACS712. Đo được giá trị dòng điện xoay chiều trong khoảng thời gian dài.
- Tìm hiểu và lập trình giao tiếp với modem GSM/GPRS SIM900 sử dụng tập lệnh AT. Lập trình truyền nhận dữ liệu đo lường về máy chủ bằng SMS.
- Từ các kiến thức đã nghiên cứu, hệ thống đo dòng điện đã được tôi xây dựng bao gồm phần cứng và phần mềm quản lý với những tính năng sau:
Về phần cứng:
+ Thiết bị cho phép nguồn nuôi có điện áp vào dải rộng, lên tới 60 V. + Có các linh kiện bảo vệ thiết bị khi người dùng cắm ngược nguồn. + Phần cứng có hỗ trợ đầy đủ các chức năng hiển thị và lưu trữ.
+ Nhờ việc tích hợp các giao thức truyền thông công nghiệp, thiết bị dễ dàng ghép nối vào các mạng điều khiển công nghiệp.
+ Hỗ trợ các cổng gỡ rối, thuận tiện cho các kỹ sư phát triển sửa chữa, nâng cấp firmware.
+ Phần cứng linh hoạt, có khả năng mở rộng thêm chức năng để phù hợp với từng ứng dụng cụ thể.
+ Hỗ trợ hạ tầng mạng viễn thông tiên tiến với việc điều khiển thành công quá trình truyền nhận dữ liệu thông qua mạng GSM. Nhờ đó, thiết bị có thể dễ dàng được triển khai trên diện rộng theo vùng phủ sóng của mạng GSM.
Về phần mềm:
+ Phần mềm đơn giản, trực quan, thân thiện với người dùng. Nó được thể hiện qua việc bố trí các nút bấm chức năng, hiển thị đồ thị giá trị dòng theo thời gian cũng như cửa sổ bắt sự kiện.
+ Phần mềm cũng hỗ trợ đặt thông số cho các thiết bị từ xa bằng việc gửi lệnh qua cửa sổ lệnh.
Những vấn đề còn tồn tại của đề tài và hướng giải quyết.
Giảm thiểu sai số phép đo.
Nguyên nhân sai số xuất phát từ hai yêu tố chính:
- Cảm biến đo dòng cũng gây ra sai số, đặc biệt là với các dòng diện có giá trị nhỏ.
Cách khắc phục:
Sử dụng nhiều đầu đo và lấy giá trị trung bình của các đầu đo. Trên mỗi đầu đo, phần mềm sẽ được tích hợp thêm phần lọc nhiễu ADC bằng cách lấy nhiều mẫu và chia trung bình, sử dụng bộ lọc thông thấp bậc ba với một nghìn mẫu đầu vào.
Bảo mật dữ liệu và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.
Nguyên nhân:
- Mạng GSM không ổn định. Làm mất gói tin trong quá trình kết nối - Dữ liệu được gửi đi dưới dạng văn bản.
Cách khắc phục:
- Tích hợp thêm cơ chế sửa lỗi và báo nhận với từng bản tin. 1 bản tin có thể được gửi nhiều lần.
- Mã hóa bản tin trước khi gửi bằng thuật toán đảo mã ký tự, bù ký tự. - Chèn thêm thông tin về tính CRC, checksum v. v…
Hướng phát triển của đề tài.
Đề tài đã xây dựng được những nền tảng ban đầu của việc giám sát và truyền dữ liệu về các thông số của điện năng thông qua mạng di động. Trong tương lai, để áp dụng vào thực tế, thiết bị cần tối ưu hóa phần cứng, giảm thiểu sai số đo lường, loại bỏ các khối chức năng không cần thiết để hạ giá thành sản phẩm. Đồng thời sản phẩm cũng phải hỗ trợ các hạ tầng mạng tiên tiến như GPRS/3G, đảm bảo tốc độ nhanh và giảm thiểu việc mất dữ liệu, chi phí rẻ hơn.
Giải pháp này sau khi được hoàn thiện sẽ có khả năng thay thế các giải pháp ghi số liệu điện năng truyền thống. Đồng thời nó cũng xây dựng được cơ sở dữ liệu lớn phục vụ cho việc phát triển các dịch vụ giá trị gia tăng khác.
Phần mềm quản lý phải được viết lại dưới dạng ứng dụng web hoặc hỗ trợ hoạt động trên các nền tảng di động như Android, Window Mobile… để số đông người dùng có thể dễ dàng tiếp cận và sử dụng. Ngoài ra, phần mềm cũng sẽ được tích hợp thêm các tính năng mới như dự đoán về công suất tiêu thụ, đưa ra các giải pháp tiết kiệm điện cho từng khách hàng dựa trên cơ sở dữ liệu về thói quen sử dụng của khách hàng đó. Với Việt Nam, khi tổng sản lượng điện của các nhà máy chưa thể đáp ứng được nhu cầu của người dân thì hệ thống này khi được đưa vào sử dụng với số lượng người dùng lớn sẽ góp phần giảm thiểu chi phi nhập khẩu hàng tỷ kWh từ nước ngoài như hiện nay, giúp tiết kiệm nguồn ngân sách quốc gia.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Nguyễn Kim Giao (2004), Kỹ Thuật Số, NXB ĐHQG.
2. Đào Nam Thái (2009), Điều khiển và giám sát cơ cấu chấp hành từ xa qua mạng di động, Khoá luận tốt nghiệp, Trường Đại học Công Nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, tr. 24-34. Website: 3. http://www.alldatasheets.com 4. http://www.developershome.com/SMS 5. http://www.microchip.com 6. http://www.picvietnam.com 7. http://wm.sim.com/