Phần cứng hệ thống

Chương 2 : CƠ SỞ THỰC HIỆN ĐỀ TAI

1.1 Phần cứng hệ thống

1.1.1 Module DWM1000 BU01

BU01 được Ai-Thinker phát triển dựa trên chip DW1000 của DecaWave, tích hợp antenna, tất cả các mạch RF. Module ESP32 UWB dựa trên DW1000 và ESP32 giống như một radar quét liên tục có thể khóa chính xác vào một thiết bị khác, phát hiện vị trí của nó và giao tiếp với nó.

Module có thể sử dụng định vị two-way ranging hoặc TDOA với độ chính xác định vị là 10cm. Tốc độ truyền dữ liệu lên đến 6,8Mbps.

Hình 3.1 Module DWM1000 BU01

-Thông tin thiết bị:

 Tích hợp đơn giản, không cần thiết kế RF

 Sử dụng cơ sở hạ tầng RTLS để mở rộng phạm vi liên lạc

 Tuân theo tiêu chuẩn IEEE 802.15.4-2011 UWB

 Công suất phát có thể lập trình

 Nguồn điện 2,8 V đến 3,6 V

 Điện năng tiêu thụ ở chế độ nghi <1mA

 Hỗ trợ TWR và TDOA

 Hỗ trợ giao diện SPI

 Tốc độ dữ liệu 110 kbps, 850 kbps, 6,8 Mb /giây

Bảng 3.1 Chức năng các chân của DWM1000 BU01

Pin Chức năng

EXTON Kích hoạt thiết bị bên ngoài

WAKEUP Kích hoạt chân để đưa DW1000 ra khỏi trạng thái SLEEP RSTN Reset chân. Kích hoạt đầu ra thấp

IO07 Giá trị mặc định được sử dụng như đồng bộ đầu vào

VCC Nguồn 3.3V

GND GND

IO06 Chân tùy chinh đầu ra hoặc đầu vào (các chân IO5, IO4, IO3, IO2, IO1 cũng có chức năng tương tự)

CSN Chân SPI chọn chip. Cho phép hoạt động input MOSI Chân SPI dữ liệu đầu vào

MISO Chân SPI dữ liệu đầu ra

CLK Chân SPI tạo xung clock

IRQ Chân ngắt tín hiệu yêu cầu đầu ra từ DWM1000 tới bộ xử lý máy chủ

1.1.2 ESP32

ESP32-WROOM-32 là module MCU mạnh mẽ và đa dụng được sử dụng rộng rãi trong các thiết kế mạch PCB Wifi Bluetooth và BLE. Sản phẩm được ứng dụng phổ biến trong các đề tài liên quan đến IoT hiện nay. Chung có thể ứng dụng trong các mạng Sensor tiết kiệm điện năng đến những ứng dụng yêu cầu độ phức tạp hơn rất nhiều, như giải mã đoạn MP3 đến mã hóa các loại âm thanh,…

Hình 3.2 Sơ đồ chân ESP32

Thông tin các chân:

 Có 18 kênh – bộ chuyển đổi ADC – Analog-to-Digital

 3xSPI, 3xUART, 2xI2C,

 16 kênh đầu ra PWM,

 2 Bộ chuyển đổi DAC- Digital-to-Analog

 2 x I2S, 10 GPIO cảm biến điện dung.

 Các tính năng của ADC và DAC sẽ được gán trực tiếp vào các chân cố định. Tuy nhiên, người dùng có thể lựa chọn các chân như SPI, PWM, UART, I2C, v.v. Chung ta có thể dễ dàng làm điều này bằng việc khai báo chân trong code. Việc này được phép thực hiện nhờ tính năng ghép kênh của chip ESP32.

- Wi-Fi

 802.11 b/g/n/e/i (Wi-Fi 2,4 GHz).

 Station mode (Wi-Fi client hay STA). ESP32 có khả năng kết nối đến các điểm truy cập.

 Trở thành 1 điểm truy cập (Access Point mode hay Soft-AP). Luc thành ESP trở thành trung tâm kết nối liên kết thông tin. Các Station kết nối với Access-Point chính là ESP32 tạo nên

 AP-STA mode ESP32 có thể đồng thời là điểm truy cập và có thể truy cập đến địa chi khác

- Bluetooth

 Bluetooth: BLE và v4.2 BR/EDR

 Việc hỗ trợ cả bluetooth khiến tăng tính tương tác cho ESP32. Chung có thể kết nối với các thiết bị như là chuột, bàn phím, hay các thiết bị thông minh như điện thoại, laptop khi mà không có Wi-Fi. Bạn có thể lựa chọn tùy biến chức năng này là BLE hay Bluetooth Classic. Tùy theo các yêu cầu về tốc độ và năng lượng mà project cần thiết.

1.1.3 Kết nối phần cứng

- Sơ đồ kết nối các chân của DWM1000 BU01 với ESP32

Hình 3.3 Sơ đồ kết nối chân DWM1000 BU01 với ESP32

Hình 3.4 Hàn các chân của chip vào board mạch

- Tiếp theo, cắm dây đấu nối với esp32 theo sơ đồ chân 3.3

Hình 3.5 Cắm dây kết nối DWM1000 BU01 với ESP32