3. Nội dung các phần thuyết minh:
5.2. Xây dựng phần mềm điều khiển trên máy tính
YÊU CẦU GIAO DIỆN PHẦN MỀM TRÊN MÁY TÍNH:
- Giao diện được trình bày đẹp mắt - Dễ dàng cho việc sử dụng
- Ngôn ngữ giao diện phần mềm có thể phù hợp cho nhiều đối tượng. - Hiển thị đầy đủ các thông tin của các thiết bị
Từ những yêu cầu trên nhóm làm đề tài đã chọn ngôn ngữ lập trình phù hợp là VB.net (Visual Basic. net). Với những tính năng của VB.net, nó có thể đáp ứng những yêu cầu trên một cách dễ dàng và tốt nhất.
YÊU CẦU CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM XÂY DỰNG
- Phần mềm xây dựng phải đáp ứng tốt với yêu cầu.
- Phần mềm xây dựng phải bắt tay tốt với phần cứng và hoạt động ổn định.
Giải thích: Bộ phần mềm lập trình Visual Basic 2008 có tích hợp các Timer phục vụ ngắt cho nhiều công việc. Khi ta cài đặt giá trị thời gian thì khi đến đúng khoảng thời gian này thì Timer sẽ nhảy đến chương trình cần thực thi.
Đối với Ngắt Timer1: Thời gian cài đặt cho việc thực thi này là mỗi một giây sẽ quay lại thực hiện 1 lần. Thực hiện mở cổng cho viêc kết nối với điện thoại để kiểm tra được tin nhắn yêu cầu đến hay chưa thì cần truyền lệnh đọc tin nhắn cho cổng Com của điện thoại, lúc đó điện thoại sẽ trả lời với phần mềm rằng tin nhắn có hay không một cách tự động. Nếu một tin nhắn được gửi đến thì phần mềm sẽ kiểm tra đúng số điện thoại cài đặt hay không. Nếu số điện thoại không đúng thì phần mềm sẽ không thực hiện. Ngược lại phần mềm sẽ gửi yêu cầu đến cho Pic để tắt mở các thiết bị. Trong khi đó muốn kiểm tra trạng thái của thiết bị thì cần nhắn một tin yêu cầu “Status”.
Đối với Ngắt Timer3: Thời gian ngắt này được đặt cứ mỗi 5s thì quay lại thực thi. Thực hiện mở cổng Com RS232. Sau đó ta cần khởi tạo cho việc vẽ biểu đồ bằng phân mềm Graphic Server.Net, phần mềm này hỗ trợ việc vẽ biểu đồ trên nền .Net. Ta cần khởi tạo mảng để chứa dữ liệu cần vẽ, mặc định ở đây là nhiệt độ, mảng này chứa 6 phần tử nhiệt độ tương ứng với mức thời gian 10s→60s. Sau đó thực hiện việc nhận nhiệt độ cần vẽ và gán vào 6 phần tử này.
LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH CON ĐỌC NHIỆT ĐỘ
Giải thích:
Khi được mở cổng thì tương ứng với thời gian Timer1. Nhiệt độ được nhận vào thông qua cổng nhận RS232. Phẩn mềm sẽ nhận nhiệt độ sau dó sẽ hiển thị trên Form của phần mềm. Nếu phần mềm nhận được nhiệt độ quá cao so với bình thường thì lúc này nó sẽ gửi tín nhắn để báo cho các cơ quan thẩm quyền và chủ nhân và thực hiện việc cắt các thiết bị trong nhà để đảm bảo cho an toàn hệ thống điện.
LƯU ĐỒ CÀI ĐẶT LỊCH LÀM VIỆC (SCHEDULE TASKS) Lưu đồ lúc load Form:
Giải thích:
Mục đích chính của lưu đồ này là khi ta đặt lịch làm việc vào 1 list box thì khi tắt Form này đi sau đó bật lại trong list box sẽ hiện lại những gì mình đã đặt trước đó. Công việc đấy được thực hiện bằng việc lưu nội dung đã đặt vào 1 file Text. Sau đó khi load Form thì thực hiện việc đọc lại file Text để lấy lại nội dung đã cài đặt và đưa vào list box.
Lưu đồ thực hiện nút bấm:
Giải thích:
+ Nút Add có chức năng thêm sự kiện vào một list box để tiện việc theo dõi. + Nút Clear để xóa nội dung trong list box để cài đặt lại các sự kiện.
+ Nút Confirm có nhiệm vụ đưa các sự kiện vào hoạt động và lưu các sự kiện vào một file Text để lưu trữ các sự kiện khi tắt Form.
CHƯƠNG 6
THI CÔNG 6.1. THI CÔNG PHẦN CỨNG
Trong quá trình thi công phần cứng, nhóm thực hiện đề tài đã sử sử phần mềm khá thông dụng trong lĩnh vực thiết kế board mạch điện tử. Đó là phần mềm Orcad. Phần mầm này là phần mềm thiết kế rất mạnh để phục vụ việc thiết kế. Nó đáp ứng tốt các kỹ thuật cần thiết để làm một board mạch điện tử hoàn chỉnh.
Board mạch thi công được vẽ trên hai lớp. Đó là lớp TOP và lớp BOTTOM. Như vậy việc cho phần cứng trở lên dễ dàng, đẹp và đảm bảo tính ổn định của mạch.
Hình 92 Sơđồ chạy dây linh kiện trên lớp BOTTOM
Sau khi board được vẽ bằng phần mềm Orcad, được thi công và kiểm tra thì mạch đã đáp ứng tốt các yêu cầu về mặt thẩm mĩ và kỹ thuật. Mạch có cấu trúc đẹp, sắp xếp linh kiện hợp lí và quan trọng hơn là mạch đã chạy, hoạt động ổn định trong thực tế.
Hình 93 Mạch phần cứng thi công hoàn chỉnh
6.2. GIAO DIỆN PHẦN MỀM TRÊN MÁY TÍNH
Với việc sử dụng phần mềm VB.net, giao diện phần mềm sau khi được xây dựng xong có giao diện đẹp, bắt mắt, dễ xử dụng, đáp ứng được yêu cầu của đề tài.
CHƯƠNG 7
KẾT LUẬN
7.1. TÓM TẮT
Sau hơn sáu tuần thực hiện kể từ lúc nhận đề tài, bằng sự nỗ lực cố gắng của bản thân mỗi cá nhân và sự phân chia, phối hợp công việc hợp lí, chặt chẽ, nhịp nhàng giữa mỗi thành viên của nhóm, bên cạnh đó còn là sự hướng dẫn nhiệt tình, tận tâm của cô Trần Thu Hà, quyển đồ án này đã được hoàn thành đúng thời gian như đã định và đã đạt được yêu cầu đặt ra theo yêu cầu là thiết kế và thi công hệ thống điều khiển thiết bị điện từ xa qua tin nhắn SMS. Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng em đã thu được những kết quả nhất định như sau:
Mạch điện với các module nhỏ trên mạch được thiết kế, thi công hoàn chỉnh và đã được thử nghiệm nhiều lần và đã thoạt động ổn định trong thực tế.
Phần mềm xây dựng cho từng module nhỏ tương ứng cũng như giao diện hiển thị, điều khiển cho toàn hệ thống được xây dựng với giao diện thân thiện, dễ sữ dụng với hai ngôn ngữ tiếng Anh và tiếng Việt, và đã hoạt động tốt.
Trong quyển đồ án này, người thực hiện đã trình bày khá đầy đủ về chức năng, cấu trúc của từng khối module nhỏ trên board mạch điện tích hợp và phần mềm tương ứng. Như vậy, giúp người đọc có thể nắm bắt, hiểu được chức năng của từng module một cách dễ dàng. Bên cạnh đó, nội dung của đề tài được trình bày khá chi tiết rõ ràng bằng cách sử dụng những từ ngữ thông dụng, các hình ảnh đi kèm giúp người đọc dễ hiểu và có thể thực hiện một cách tương tự, đạt hiệu quả trong một thời gian ngắn.
Hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thông qua tin nhắn SMS được thực hiện như trong đề tài là một hệ thống với các chức năng đạt được như sau:
Hệ thống có thể điều khiển được thiết bị điện từ xa thông qua tin nhắn SMS. + Sau khi gửi tin nhắn thì với nội dụng tin nhắn đó, bộ xử lí sẽ thực thi quá trình
xử lí, sau đó là điều khiển thiết bị một cách tự động.
+ Tin nhắn được gửi đi từ người chủ nhà để điều khiển thiết bị điện và người chủ nhà cũng nhận được tin nhắn trả ngược lại với nội dụng tin nhắn là tình trạng hiện tại của các thiết bị cũng như nhiệt độ của ngôi nhà.
+ Hệ thống có khả năng được bảo vệ tốt, nghĩa là người sử dụng phải biết mật khẩu (password) thì mới đăng nhập được vào hệ thống đối với sử dụng tin nhắn SMS và đối với cửa ra vào thì cũng phải đăng nhập mật khẩu thông qua keypad mới vào được trong nhà.
+ Hệ thống có khả năng tự hoạt động nếu như người sử dụng có cài đặt lịch làm việc cho hệ thống.
Giao diện phần mềm xây dựng điều khiển và hiển thị trạng thái thiết bị của hệ thống được xây dựng với giao diện thân thiện, chi tiết, đẹp mắt, dễ dàng cho người sử dụng với cả hai ngôn ngữ tiếng Anh và tiếng Việt. Người dùng chỉ cần có những kiến thức cơ bản về hệ thống là có thể sử dụng được phần mềm này.
Hệ thống có chức năng cảnh báo sự cố
+ Khối module cảm biến nhiệt độ được thiết kế, lập trình kết hợp với trung tâm xử lí có khả năng gửi thông tin dữ liệu nhiệt độ tới trung tâm xử lí. Ngoài ra còn có khả năng gửi tin nhắn ngược lại cho chủ nhà và tự động thi hành các thao tác được lập trình sẵn khi có hỏa hoạn sảy ra.
Hệ thống có giao diện phần mềm hiển thị các thông tin dữ liệu tương tự (analog).
+ Hiển thị nhiệt độ trên giao diện phần mềm, được xây dựng dạng biểu đồ theo thời gian giúp người chủ nhà có thể đưa ra các điều chỉnh thích hợp cho ngôi nhà.
Để thực hiện được các chức năng nêu trên, nhóm thực hiện đã tìm hiểu, nghiên cứu các vấn đề có liên quan tới đề tài như : họ PIC 16F877A, phương pháp đo nhiệt độ, phương pháp chuyển đổ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, các ngôn ngữ lập trình tương ứng như PICBASIC PRO, bộ lệnh AT Command dành cho điện thoại, VB.net và các vấn đề khác liên quan tới đề tài.
Nội dung chính của đề tài bao gồm những phần chính sau: Phần kiến thức:
Trình bày cách thức giao tiếp và truyền dữ liệu.
Cách ứng dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị.
Các kỹ thuật kết nối thiết bị với thiết bị điều khiển trung tâm, với máy tính. Phần thiết kế thi công:
Xây dựng sơ đồ khối cho toàn hệ thống.
Thiết kế hệ thống phần cứng phù hợp với yêu cầu của đề tài.
Xây dựng lưu đồ giải thuật.
Xây dựng phần mềm tương ứng.
Thi công, lắp ráp, hàn mạch và kiểm tra.
Cuối cùng, theo nhận định chủ quan của nhóm thực hiện đồ án thì quyển đồ án này đã được hoàn thành đúng thời gian cho phép và đã trình bày khá đầy đủ các mảng kiến thức liên quan, các vấn đề liên qua tới đề tài. Song do những điều kiện khách quan, đề tài này chỉ thực hiện một phần nhỏ đối với việc điều khiển cho một ngôi nhà
hoàn chỉnh. Đó là đo và hiển thị nhiệt độ, khả năng báo cháy, điều khiển hai thiết bị công suất.
7.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI:
Do thời gian thực hiện đề tài có hạn và lượng kiến thức cá nhân mỗi thành viên của nhóm là nhất định nên đề tài thực hiện xong chỉ đáp ứng được một phần nhỏ của một hệ thống hoàn chỉnh. Vì vậy, để đề tài này thêm phong phú hơn, mang nhiều tính thực tế hơn nữa, có khả năng ứng dụng cao hơn thì đề tài cần đưa thêm vào những yêu cầu như sau:
Ngoài việc giám sát trên máy tính, ta cũng có thể điều khiển Camera để chụp hình rồi sau đó gửi tin nhắn đa phương tiện đến điện thoại. Lúc này ta cần kết nối 1 Modem GSM thay thế cho việc kết nối điện thoại trong đề tài vì những ưu điểm của nó.
Ngoài việc điều khiển các thiết bị trong nhà và thiết bị dân dụng, ta còn có thể sử dụng tin nhắn SMS để truy cập vào cơ sở dữ liệu SQL của WinCC và điều khiển các máy móc công nghiệp thông qua phần mềm này. Lúc này ta cần xây dựng giao diện phần mềm kết nối với SQL của WinCC và lập trình cho WinCC lấy cơ sở dữ liệu đó để thực hiện các yêu cầu.
Sử dụng thêm nhiều loại cảm biến khác kết hợp với cảm biến nhiệt độ, chẳng hạn như cảm biến độ ẩm không khí,… và tất cả các thông số này nên được hiển thị trên cùng một giao diện phần mềm. Như thế người dùng có thể hình dung ra được toàn bộ không gian trong ngồi nhà.
Mở rộng điều khiển được nhiều hơn nữa các thiết bị trong nhà.
Phần cứng cho mỗi module cần được tách rời nhằm dễ dàng cho việc chỉnh sửa, thay đổi.
Đề tài không những chỉ áp dụng cho với các tòa nhà mà nên được mở rộng áp
dụng đối với điều khiển các thiết bị sử dụng nơi công cộng.
Hy vọng với những hướng phát triển nêu trên cùng với những ý tưởng khác của các đồng nghiệp, của người đọc- những người đi sau - sẽ phát triển hơn nữa đề tài này, khắc phục những hạn chế, tồn tại của đề tài, làm cho đề tài trở nên phong phú hơn, mang tính ứng dụng cao hơn vào trong thực tế cuộc sống, phục vụ cho những lợi ích của con người trong tương lai.
PHẦN C
I. PHẦN MỀM VB.NET 1. GIỚI THIỆU
Ngôn ngữ BASIC (Beginner's All Purpose Symbolic Instruction Code) đã có từ năm 1964. BASIC rất dễ học và dễ dùng. Trong vòng 15 năm đầu, có rất nhiều chuyên gia tin học và công ty tạo các chương trình thông dịch (Interpreters) và biên dịch (Compilers) cho ngôn ngữ làm BASIC trở nên rất phổ thông. Năm 1975, Microsoft tung ra thị trường sản phẩm đầu tay Microsoft BASIC và tiếp đó Quick BASIC (còn gọi là QBASIC) và đã thành công rực rỡ.
Quick BASIC phát triển trong nền Windows nhưng vẫn khó khăn khi tạo giao diện kiểu Windows. Sau đó nhiều năm, Microsoft bắt đầu tung ra 1 sản phẩm mới cho phép ta kết hợp ngôn ngữ dễ học BASIC và môi trường phát triển lập trình với giao diện bằng hình ảnh (Graphic User Interface - GUI) trong Windows. Đó là Visual Basic Version 1.0.
Sự chào đời của Visual Basic Version 1.0 vào năm 1991 thật sự thay đổi bộ mặt lập trình trong Công Nghệ Tin Học. Trước đó, ta không có 1 giao diện bằng hình ảnh (GUI) với một IDE (Integrated Development Environment) giúp các chuyên gia lập trình tập trung công sức và thì gìờ vào các khó khăn liên hệ đến doanh nghiệp của mình. Mỗi người phải tự thiết kế giao diện qua thư viện có sẵn Windows API (Phương pháp Aplication Programming Interface) trong nền Windows. Điều này tạo ra những trở ngại không cần thiết làm phức tạp việc lập trình.
Visual Basic giúp ta bỏ qua những hệ lụy đó, chuyên gia lập trình có thể tự vẽ cho mình giao diện cần thiết trong ứng dụng ( Phương pháp Aplication) 1 cách dễ dàng và như vậy, tập trung nổ lực giải đáp các vần đề cần giải quyết trong doanh nghiệp hay kỹ thuật.
Ngoài ra, còn nhiều công ty phụ phát triển thêm các khuôn mẫu (modules), công cụ (tools, controls) hay ứng dụng (phương pháp Application) phụ giúp dưới hình thức VBX cộng thêm vào giao diện chính càng lúc càng thêm phong phú.
Khi Visual Basic phiên bản 3.0 được giới thiệu, thế giới lập trình lại thay đổi lần nữa. Kỳ này, ta có thể thiết kế các ứng dụng (aPhương pháplication) liên hệ đến Cơ Sở Dữ Liệu (Database) trực tiếp tác động (interact) đến người dùng qua DAO (Data Access Object). Ứng dụng này thường gọi là ứng dụng tiền diện (front-end phương pháp application) hay trực diện.
Phiên bản 4.0 và 5.0 mở rộng khả năng VB nhắm đến Hệ Điều Hành Windows 95. Phiên bản 6.0 đưa ra 1 phương pháp mới đối với Cơ Sở Dữ Liệu (Database) qua sự kết hợp của ADO (Active Data Object). ADO còn giúp các chuyên gia phát triển mạng nối với Cơ Sở Dữ Liệu (Database) khi dùng Active Server Pages (ASP).Visual Basic.NET (VB.NET) là ngôn ngữ lập trình khuynh hướng đối tượng (Object Oriented Programming Language) do Microsoft thiết kế lại từ con số không. Visual Basic.NET
(VB.NET) không kế thừa VB6 hay bổ sung, phát triển từ VB6 mà là một ngôn ngữ lập trình hoàn toàn mới trên nền Microsoft 's .NET Framework. Do đó, nó cũng không phải là VB phiên bản 7. Thật sự, đây là ngôn ngữ lập trình mới và rất mạnh, không những lập nền tảng vững chắc theo kiểu mẫu đối tượng như các ngôn ngữ lập trình hùng mạnh khác đã vang danh C++, Java mà còn dễ học, dễ phát triển và còn tạo mọi cơ hội hoàn hảo để giúp ta giải đáp những vấn đề khúc mắc khi lập trình. Hơn nữa, dù