KẾ GIẢI PHÁP TRUYỀN THÔNG
Với yêu cầu điều khiển từ xa tại trung tâm điều khiển và thu thập dữ liệu hình ảnh thiết bị, các thơng số từ cảm biến đo được gửi về trung tâm điều khiển, tạo môi trường tương tác trực quan giữa nhân viên vận hành tại trung tâm điều khiển. Từ yêu cầu đó ta phải xây dựng được phần mềm giám sát, điều khiển và giải pháp truyền thông để dữ liệu truyền nhận từ các lệnh đặt ở trung tâm điều khiển và dữ liệu gửi về từ robot một cách chính xác, tin cậy, bảo mật tránh lỗ hổng bên ngoài xâm nhập vào hệ thống truyền thơng của trạm.
Để giải quyết được vấn đề đó ta tiến hành lần lượt thực hiện:
- Xây dựng mơ hình điều khiển và thu thập dữ liệu của Robot.
- Xây dựng giải pháp truyền nhận dữ liệu
4.4.1 Xây dựng mơ hình điều khiển và thu thập dữ liệu
Từ yêu cầu về điều khiển robot bằng lệnh đặt và hiển thị hình ảnh gửi về từ camera của robot đến trung tâm điều khiển về tính chính xác, tin cậy, ổn định và bảo mật. Ta xây dựng được mơ hình điều khiển và thu thập dữ liệu của robot như hình 4.9 bên dưới.
Mơ hình gồm 3 phần:
TTĐK PHỊNG ĐK
TRẠM
ROBOT GIÁM SÁT
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Quốc Hùng Hướng dẫn: PGS.TS Lê Tiến Dũng 45 KS. Cao Huy Đỗ
Thiết kế robot tự hành phục vụ công tác giám sát trạm biến áp 110kV không người trực
Hình 4.7 Mơ hình điều khiển và thu thập dữ liệu của Robot Hoạt động của việc truyền nhận dữ liệu diễn ra như sau: Robot Hoạt động của việc truyền nhận dữ liệu diễn ra như sau:
- Khi nhận thao tác di chuyển trên giao diện webserver trên màn hình máy tính hoặc bằng tay cầm điều khiển tại trung tâm điều khiển, thơng qua kênh truyền camera có sẵn từ trung tâm điều khiển đến phòng điều khiển trạm. Tại đây máy tính server đặt tại trạm nhận lệnh điều khiển, xử lý và gửi đến Robot, khi nhận được lệnh điều khiển và nhận dữ liệu từ ngoại vi bo mạch điều khiển STM32 xử lý thơng qua các thuật tốn được thiết lập trước để đưa ra lệnh điều khiển phát xung điều khiển động cơ quay để Robot di chuyển theo đúng hướng người điều khiển mong muốn.
- Dữ liệu hình ảnh thiết bị, các thơng số từ cảm biến đo được từ robot sẽ gửi đến máy tính Robot Control Server được đặt tại trạm biến áp. Dữ liệu sẽ được xử lý và lưu trữ trên máy tính này. Thực hiện xây dựng 01 webserver trên máy tính này để hiển thị dữ liệu, cũng như tích hợp các nút điều khiển trên webserver này. Tại Trung tâm điều khiển thông qua kênh truyền thiết lập sẵn, máy tính giám sát sẽ truy cập vào webserver trên máy tính Robot Control Server để giám sát dữ liệu từ xa.
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Quốc Hùng Hướng dẫn: PGS.TS Lê Tiến Dũng 46 KS. Cao Huy Đỗ
4.4.2 Xây dựng đường truyền dữ liệu, tín hiệu điều khiển
Từ mơ hình điều khiển và thu thập dữ liệu ở hình 4-8 ta tiến hành xây dựng chi tiết các giao thức truyền thông. Đối với việc truyền nhận dữ liệu, mạch điều khiển được thiết kế để có thể kết nối tất cả thiết bị ngoại vi trên Robot, bao gồm cả phần điều khiển nguồn cấp cho Robot.
Việc truyền nhận dữ liệu giữa vi điều khiển STM32 với các thiết bị ngoại vi có trên Robot thơng qua giao tiếp UART dữ liệu đo được từ cảm biến tiệm cận và vị trí đo được bởi module GPS, dữ liệu từ module cảm biến 10DOF (Gia tốc kế, Con quay hồi chuyển, La bàn điện tử, Áp suất) thông qua giao tiếp I2C và dữ liệu yêu cầu từ máy chủ server qua cổng Ethernet kết nối thông qua giao thức TCP/IP để vi điều khiển tính tốn xử lý thơng qua thuật tốn được lập trình để tính tốn phát xung PWM cho driver điều khiển động cơ chạy đến vị trí mong muốn.
Hình 4.8 Giao tiếp giữa vi điều khiển và thiết bị ngoại vi
Tín hiệu hình ảnh từ camera và tín hiệu điều khiển đến board mạch điều khiển STM32 được truyền thông không dây trên mạng Wireless LAN từ Router wifi đặt tại Robot với chế độ WISP (thiết lập mạng không dây bảo mật từ modem của ISP) đến modem wifi được cấu hình cùng lớp mạng VLAN hệ thống Camera giám sát tại trạm. Sinh viên thực hiện: Huỳnh Quốc Hùng Hướng dẫn: PGS.TS Lê Tiến Dũng 47
KS. Cao Huy Đỗ
Thiết kế robot tự hành phục vụ công tác giám sát trạm biến áp 110kV không người trực
Robot được kết nối với trung tâm điều khiển qua kênh truyền có sẵn sử dụng giao thức truyền thơng TCP/IP để điều khiển robot và xem trực tiếp hình ảnh từ dữ liệu Camera gửi về thông qua giao diện webserver trên máy tính Robot Control Server đặt tại trạm biến áp.
4.5 KẾT LUẬN
Trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm các giải pháp định vị dẫn đường hiện có, nhóm đề xuất sử dụng hệ thống định vị tích hợp GPS/INS để định vị dẫn đường cho robot. Đồng thời trong chương này cũng trình bày mơ hình điều khiển và thu thập dữ liệu, thiết kế giải pháp truyền thông của robot.
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Quốc Hùng Hướng dẫn: PGS.TS Lê Tiến Dũng 48 KS. Cao Huy Đỗ
MÔ PHỎNG KIỂM NGHIỆM