Tại cỏc trạm ta cài đặt một thiết bị “ Thu thập dữ liệu cảnh bỏo và điều khiển thiết bị” thường xuyờn thu thập cỏc thụng tin cần giỏm sỏt tại một trạm và gửi về trung tõm. Đồng thời nhận lệnh từ trung tõm điều khiển cỏc thiết bị tương ứng. Quỏ trỡnh thu thập là online 2 chiều.
Hệ thống cú cỏc server xử lý cập nhật, lưu trữ trạng thỏi của cỏc trạm. Khi thiết bị “ Thu thập dữ liệu cảnh bỏo và điều khiển thiết bị” một trạm hoạt động nú sẽ tự kết nối với server của hệ thống và bắt đầu nhận tớn hiệu điều khiển từ trung tõm. Đồng thời gửi định kỳ thu thập trạng thỏi của trạm để gửi lờn trung tõm phục vụ cho mục đớch thống kờ. Khi cú sự cố nú sẽ thụng bỏo lờn trung tõm bằng cỏc phương tiện khỏc nhau sẽ được mụ tả bờn dưới.
Cỏc trạng thỏi của cỏc trạm định kỳ gửi lờn server và thụng tin cỏc trạng thỏi này sẽ được lưu trữ trờn server.
Vỡ một lý do nào đú một thiết bị “ Thu thập dữ liệu cảnh bỏo và điều khiển thiết bị” bị mất kết nối với trung tõm (như hệ thống mạng bị lỗi,…). Nú sẽ tự phục hồi khi mạng được khắc phục.
- Cỏc trạm vệ tinh nối đến trạm trung tõm thụng qua cỏc đường E1, Ethernet hoặc ADSL, mạng LAN, Truyền thụng khụng dõy (GPRS, SMS)
- Cỏc trạm vệ tinh gửi cỏc thụng tin về mụi trường, điện ỏp, cảnh bỏo của từng trạm về trung tõm
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hỡnh 2.2. Mụ hỡnh hệ thống điều khiển giỏm sỏt qua mạng IP
- Cỏc thụng tin gửi về đều được nhận dạng chớnh xỏc thuộc trung tõm nào, từ thiết bị nào. Cỏc lệnh điều khiển từ trung tõm tới cỏc trạm cũng được nhận dạng chớnh xỏc tới trạm nào, thiết bị nào.
MẠNG IP
`
SAM-PLC
- Cỏc cảm biến, đầu đo chớnh xỏc
- Cỏc thiết bị: ATS, mỏy nổ, đốn chiếu sỏng,...
SAM-PLC
- Cỏc cảm biến, đầu đo chớnh xỏc
- Cỏc thiết bị: ATS, mỏy nổ, đốn chiếu sỏng,...
TRUNG TÂM GIÁM SÁT
MÁY
GIÁM SÁT SERVER
TRẠM VỆ TINH - 01 TRẠM VỆ TINH - 02
2.3. CHỨC NĂNG VÀ MỤC TIấU CỦA HỆ THỐNG GIÁM SÁT 2.3.1. Thu thập dữ liệu
- Điện ỏp nguồn điện lưới 220VAC/ 3 pha (hoặc một pha) và điện ỏp nguồn mỏy phỏt điện 220VAC.
- Nhiệt độ phũng đài trạm tại từng thời điểm - Trạng thỏi ON/OFF của thiết bị sensor bỏo khúi. - Trạng thỏi ON/OFF của thiết bị sensor bỏo chỏy. - Thời gian sử dụng mỏy nổ.
- Phỏt hiện nguồn điện đang sử dụng là mỏy nổ hay điện lưới đõy là một trong nhứng điểm tương đối đặc trưng giỳp nhà quản lý chủ động phỏt hiện gian dối trong việc quản lý sử dụng nguồn điện.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Cú thể được phỏt triển, mở rộng: + Điện ỏp nguồn ACCU.
ο Điện ỏp của từng tổ ο Điện ỏp của từng acquy ο Dũng điện của từng tổ
+ Độ ẩm phũng đài trạm tại từng thời điểm
+ Trạng thỏi ON/OFF của đốn LED cảnh bỏo tớn hiệu thu phỏt RX/TX của thiết bị thu phỏt truyền dẫn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Trạng thỏi ON/OFF của thiết bị Camera IP. + Trạng thỏi ON/OFF của thiết bị sensor khúa từ.
+ Trạng thỏi ON/OFF của thiết bị sensor dũ nước ngập. + Đo mức xăng mỏy nổ
+ Đo được cụng xuất tiờu thụ của lưới điện
+ Xỏc định được cụng xuất cực đại mạng điện đú mà nú cú thể cung cấp cho tải
Ghi chỳ: những thụng tin trờn sẽ được chuyền về trung tõm giỏm sỏt theo thời gian định kỳ được cài đặt.
2.3.2. Cảnh bỏo
2.3.2.1. Sự cố cảnh bỏo
- Bỏo khúi - Bỏo chỏy
- Bỏo quỏ nhiệt cho phộp
- Cú thể được phỏt triển, mở rộng: + Bỏo đột nhập
+ Bỏo ngập nước
+ Bỏo quỏ độ ẩm cho phộp
+ Điện ỏp nằm ngoài giải cho phộp + Hệ thống nguồn ACCU cú sự cố ο Một tổ acquy cú vấn đề.
ο Một acquy nào đú cú vấn đề.
2.3.2.2. Phương tiện cảnh bỏo
- Cảnh bỏo lờn hệ thống quản lý trung tõm - Cảnh bỏo qua tin nhắn tới nhõn viờn kỹ thuật
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Cảnh bỏo qua email tới bộ phận kỹ thuật.
Ghi chỳ: Khi cú sự cố hệ thống cảnh bỏo tức tời về hệ thống quỏn lý trung tõm theo cỏc phương tiện cảnh bỏo trờn.
2.3.3. Điều khiển
2.3.3.1. Chế độ tự động
- Để điều khiển mỏy ĐHKK và quạt thụng giú hoạt động theo nhiệt độ, độ ẩp của mụi trường nhà trạm theo chế độ cài đặt được lập trỡnh theo yờu cầu của người sử dụng.
2.3.3.2. Chế độ manual
- Điều khiển đúng ngắt điều hoà - Cỏc quạt thụng giú
- Điều khiển một số thiết bị khỏc (cú thể điều khiển lờn hàng trăm thiết bị)
Ghi chỳ: Hệ thống điều khiển tức thời bằng phần mềm trờn trung tõm.
2.3.4. Cấu hỡnh cỏc tham số hệ thống
Cho phộp nhà khai thỏc hệ thống cấu hỡnh cỏc tham số ngưỡng: Nhiệt độ, độ ẩm, AC, DC, thời gian chạy mỏy phỏt liờn tục, …
Cấu hỡnh cỏc hỡnh thức cảnh bỏo đối với một sự kiện cảnh bỏo.
Cú nhiều hỡnh thức cấu hỡnh hệ thống: thụng qua tin nhắn, thụng qua chương trỡnh giỏm sỏt, mạng LAN, Internet, E1. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.3.4.1. Truyền qua đường E1
- Ưu điểm:
+ Nhanh, ổn định
+ Đường E1sẵn cú cho tất cả cỏc trạm - Nhược điểm:
+ Lóng phớ rất lớn tài nguyờn đường truyền
2.3.4.2. Truyền thụng khụng dõy (GPRS, SMS)
- Ưu điểm: + Dễ lắp đặt
+ Tự khụi phục khi gặp vấn đề về đường truyền.
+ Phự hợp với tất cỏc trạm (khụng phụ thuộc outdoor hay indoor) + Khụng phải cấp địa chỉ IP tĩnh hay động.
+ Kết nối thu thập và điều khiển online 2 chiều. + Chi phớ vận hành thấp
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Đún đầu cụng nghệ 3G cho camera IP (Cụng nghệ 3G đó và đang được triển khai)
- Nhược điểm:
+ Khả năng điều khiển giỏm sỏt hạn chế, khụng trực quan.
2.3.4.3. Truyền qua mạng LAN
- Ưu điểm:
+ Mạng cú tốc độ cao và ớt lỗi - Nhược điểm:
+ Mạng cú quy mụ nhỏ, thường là bỏn kớnh dưới vài km
2.3.4.4. Truyền qua đường Internet (ADSL)
- Ưu điểm:
+ Dễ lập trỡnh phần mềm server. + Cú sẵn tại tất cả cỏc trạm viễn thụng
+ Giao tiếp 2 chiều bằng cỏch: Quản lý IP động của cỏc trạm thụng qua dịch vụ miễn phớ Dyndns.
- Nhược điểm:
+ Khi mất tớn hiệu phải trực tiếp khởi động lại.
Ghi chỳ: Trong luận văn này ta sử dụng truyền thụng qua đường Internet (ADSL) và cú thể được phỏt triển mở rộng Truyền thụng khụng dõy (GPRS, SMS)
2.3.5. Khả năng quản trị hệ thống
2.3.5.1. Quản trị tập trung tại trung tõm
- Cho phộp nhiều người dựng đăng nhập vào hệ thống quản trị. - Cho phộp phõn quyền theo mức đối với người vận hành/giỏm sỏt. - Phõn quyền theo tớnh năng hệ thống đối với người sử dụng.
- Cho phộp phõn quyền theo khu vực địa lý (quản lý theo Host). - Giỏm sỏt được kết nối từ trung tõm tới cỏc trạm.
2.3.5.2. Lưu trữ và quản lý thụng tin (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Hệ thống cơ sở dữ liệu lưu trữ toàn bộ trạng thỏi hoạt động của trung tõm và hệ thống tại từng trạm.
- Khả năng lưu giữ thụng tin khi mất đường truyền tới trung tõm. - Tỡm kiếm thụng tin.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.3.6. Khả năng lƣu trữ
2.3.6.1. Lưu trữ tại trung tõm
- Tại trung tõm lưu trữ cỏc thụng tin sau trong CSDL cài đặt trờn mỏy tớnh - Cỏc sự kiện cảnh bỏo/xúa cảnh bỏo từ cỏc sensor, đầu dũ, thiết bị.
- Cỏc tớn hiệu điều khiển mà bộ vi xử lý gửi đến thiết bị.
Mỗi sự kiện lưu lại đều kốm theo thời gian và địa điểm xảy ra sự kiện. - Cỏc sự kiện được lưu vào trong CSDL, và tự động xoỏ khỏi CSDL những sự kiện đó lưu quỏ 6 thỏng so với thời điểm hiện tại (cú thể thiết lập lại tham số này).
- Cú thể được phỏt triển, mở rộng: + Cỏc hỡnh ảnh lưu lại từ camera.
+ Cỏc lượt truy cập vào/ra của nhõn viờn qua hệ thống quản lý vào/ra bằng thẻ từ.
2.3.6.2. Lưu trữ tại trạm khi mất đường truyền
- Hệ thống lưu trữ cỏc sự kiện tại trạm khi mất kết nối với trung tậm - Cỏc sự kiện cảnh bỏo/xúa cảnh bỏo từ cỏc sensor, đầu dũ, thiết bị.
- Số lượng lưu trữ sự kiện là 1024. Khi đường truyền được khụi phục thỡ cỏc sự kiện này được gửi lờn trung tõm.
2.3.7. Khả năng bảo mật
- Bảo mật theo tiờu chuẩn của Internet. - Tỡm kiếm, thống kờ, bỏo cỏo.
- Hệ thống hỗ trợ cỏc cụng cụ tỡm kiếm, thống kờ và in ấn sự kiện, hỡnh ảnh, cỏc lượt truy cập vào/ra trạm theo nhiều lựa chọn.
+ Theo trạm. + Theo thời gian.
+ Theo nội dung sự kiện.
2.3.8. Quản trị hệ thống và phõn quyền ngƣời sử dụng
- Hệ thống quản lý trung tõm cho phộp thờm mới người sử dụng, số lượng khụng hạn chế.
- Hệ thống cho phộp admin cú quyền cao nhất trong hệ thống. - Hệ thống cho phộp phõn quyền cụ thể từng người sử dụng.
- Hệ thống hỗ trợ việc thiết lập cấm hoặc cho phộp điều khiển từ xa đối với một thiết bị.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 3
GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT THỰC HIỆN XÂY DỰNG HỆ THỐNG 3.1. TỔNG QUAN THIẾT KẾ
Trong việc giỏm sỏt từ xa, cú cỏc vấn đề sau được quan tõm: - Giỏm sỏt cảnh bỏo: chỏy nổ, điều hoà tắt, mất điện, ... - Đo đạc chớnh xỏc cỏc thụng số: nhiệt độ, ...
- Điều khiển tự động cỏc thiết bị phụ trợ theo cỏc tổ hợp sự kiện, theo lịch - Điều khiển từ xa.
- Cú thể phỏt triển, mở rộng:
+ Giỏm sỏt camera và ghi lại hỡnh ảnh khi cú sự kiện. + Giỏm sỏt vào ra dựng thẻ.
Như vậy tại mỗi trạm sẽ cú một số phần tử (thiết bị) đặc thự để đảm trỏch được cỏc chức năng núi trờn, đồng thời tất cả đều phải cú khả năng kết nối lờn trung tõm qua IP và tớch hợp chung vào để quản lý trờn cựng một phần mềm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mụ hỡnh thiết kế đƣợc đƣa ra nhƣ hỡnh 3.1 tổng quan dƣới đõy:
Giải thớch cỏc từ viết tắt:
IMS (Intergrated Monitoring System) : Hệ thống giỏm sỏt tớch hợp. VSE (Video Surveilance Entity) : Thiết bị giỏm sỏt hỡnh ảnh.
Hỡnh 3.1. Mụ hỡnh thiết kế tổng quan VSE MCE ACE VS - Server VS - Storage MC - Server MC - Storage AC - Server AC - Storage OEs - Server OEs - Storage OEs EA Files SQL SQL SQL , Files VS - P MC - P AC - P OEs - P Video Surveilance Entity
Monitoring & Control Entity
Access Control Entity
Other Equipments
Ethernet Adapter ( if needed )
Video Surveilance Protocol
Monitoring & Control Protocol Access Control Protocol Other Equipments Protocols IMS - Server
( Intergrated Monitoring Server )
IMS Client ( Web based , java
applet ) IMS-P (IMS-Protocol) GSM modem ( SMS or Call ) Speaker Monitor SMTP Client ( E - mail )
Remote Site to be Monitored Monitoring and Control Center
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
MCE (Monitoring & Control Entity) : Thiết bị giỏm sỏt và điều khiển.
ACE (Access Control Entity) : Thiết bị quản lý vào ra (dựng thẻ, võn tay, ...).
OEs (Other Equipments) : Cỏc thiết bị khỏc cần giỏm sỏt từ xa qua hệ thống IMS.
EA (Ethernet Adapter) : Bộ thớch ứng mạng Ethernet để kết nối thiết bị vào hệ thống IMS (nếu thiết bị chưa cú giao diện Ethernet). VS-P (Video Surveilance Protocol) : Giao thức giỏm sỏt hỡnh ảnh.
MC-P (Monitoring & Control Protocol): Giao thức giỏm sỏt và điều khiển. AC-P (Access Control Protocol) : Giao thức quản lý vào ra.
OEs-P (Other Equipments Protocols) : Cỏc giao thức quản lý thiết bị khỏc (SNMP, Telnet, Serial Console, ...). IMS-P (IMS-Protocol) : Giao thức IMS giữa mỏy trạm quản lý và mỏy chủ.
Theo như hỡnh 3.1, mỗi trạm sẽ cú 3 loại thiết bị chớnh là đầu mối kết nối IP lờn trung tõm:
- MCE: là thiết bị đảm trỏch việc thu thập cỏc thụng tin cảnh bỏo, đo đạc chớnh xỏc, hỗ trợ điều khiển tự động và từ xa cho cỏc thiết bị phụ trợ. Nú kết nối đến tất cả cỏc cảm biến, đầu đo, và cỏc thiết bị phụ trợ.
- VSE: là thiết bị đảm trỏch việc giỏm sỏt hỡnh ảnh từ xa (mở rộng). - ACE: là thiết bị đảm trỏch việc giỏm sỏt vào ra dựng thẻ (mở rộng). Cỏc thiết bị này đều nối mạng IP về trung tõm để phục vụ đỳng nhu cầu giỏm sỏt và điều khiển. Mỗi thiết bị sẽ trao đổi thụng tin 2 chiều với mỏy chủ IMS tại trung tõm theo đỳng giao thức mà nú hỗ trợ. Phần mềm IMS-server phải cú nhiệm vụ làm việc được với tất cả cỏc phần tử thực thi tại tất cả cỏc trạm xa qua một loạt cỏc giao thức với hiệu quả cao nhất. Trong cấu trỳc của phần mềm IMS-Server, mỗi loại giao thức sẽ được đảm trỏch bởi một modul phần mềm xử lý giao thức riờng. Theo sơ đồ trờn:
- Modul MC-Server dựng để xử lý giao thức MC-P của cỏc thiết bị giỏm sỏt và điều khiển.
- Modul VS-Server dựng để xử lý giao thức VS-P của cỏc thiết bị giỏm sỏt hỡnh ảnh.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Modul AC-Server dựng để xử lý giao thức AC-P của cỏc thiết bị quản lý vào ra dựng thẻ.
- Cỏc modul OEs-Server để xứ lý cỏc giaothức OEs-P của cỏc thiết bị khỏc nếu muốn tớch hợp thờm vào hệ thống IMS.
Vỡ cỏc modul đều được xõy dựng trong một gúi phần mềm IMS duy nhất cho nờn chỳng cú khả năng tương tỏc trao đổi thụng tin với nhau rất dễ dàng để cú thể phỏt triển thờm được một loạt cỏc tiện ớch khỏc cú khả năng liờn kết điều phối hoạt động giữa cỏc thiết bị khỏc nhau một cỏch nhịp nhàng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đối với mỗi loại thiết bị, đều cú một kho dữ liệu (dựng chung hoặc riờng tuỳ theo đặc tớnh kỹ thuật của thiết bị) đặt trờn mỏy chủ để thực hiện việc lưu trữ thụng tin từ thiết bị.
Phần mềm IMS-Server được xõy dựng để hỗ trợ giỏm sỏt từ xa qua WEB, như vậy trỏnh được cụng việc cài đặt phần mềm giỏm sỏt trờn mỏy trạm và rất dễ dàng khi cần nõng cấp hệ thống, đồng thời rất tiện lợi cho việc sử dụng.
- Cỏc mỏy trạm sử dụng để giỏm sỏt chớnh là cỏc WEB Client được xõy dựng trờn Java Applet, làm việc với mỏy chủ qua giao thức IMS-P là giao thức tự định nghĩa.
Ngoài việc hỗ trợ giỏm sỏt cho cỏc mỏy trạm IMS-Client, phần mềm IMS- server cũn cú thể kết nối thờm đến GSM modem để thực hiện gửi tin nhắn SMS hoặc gọi đến người sử dụng khi cú cảnh bỏo từ trạm xa hoặc khi cú người quẹt thẻ ra/vào trạm, ...
Đối với một trạm giỏm sỏt điều khiển từ xa khụng người trực của đơn vị Viễn thụng, đối tượng giỏm sỏt là cỏc nhà trạm thiết bị Viễn thụng Tỉnh/TP nằm rải rỏc trờn mạng, cần phải cú một hệ thống giỏm sỏt và điều khiển cú độ an toàn cao và hoạt động ổn định, vỡ vậy cỏc phần tử thực thi (Entity) ở cỏc trạm cần được chọn lựa cẩn thận khi triển khai hệ thống, trỏnh sử dụng cỏc thiết bị cú độ ổn định thấp.
3.2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CHI TIẾT 3.2.1. Thiết bị giỏm sỏt và điều khiển MCE
Đối với nhà trạm Viễn thụng (khụng người trực), cú rất nhiều thụng tin cần giỏm sỏt từ xa: chỏy nổ, cửa mở, kớnh vỡ, nguồn, ăcquy, điều hoà, mỏy nổ, dũng điện, điện ỏp, ... Và một số thiết bị cần điều khiển từ xa và điều khiển tự động như: điều hoà, mỏy nổ, ATS, mỏy nạp ăcquy, hệ thống đốn chiếu sỏng, ... Trong tương lai, vẫn cũn cú thể phỏt sinh thờm cỏc nhu cầu giỏm sỏt và điều