BÀI tập lớn THIẾT kế hệ NHÚNG TRƯỜNG đại học BÁCH KHOA hà nội VIỆN điện tử VIỄN THÔNG THIẾT kế CHẾ tạo hệ THỐNG GIÁM sát, THU THẬP THÔNG TIN từ XA

LOGO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
THIẾT KẾ HỆ NHÚNG
THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG GIÁM
SÁT, THU THẬP THÔNG TIN TỪ XA
GVHD

TS. Ngô Vũ Đức

SVTH

Nguyễn Duy Thịnh – 20149575 – K56
Lê Quang Minh – 20159503 – K56
Nguyễn Việt Anh – 20121228 – K57


NỘI DUNG TRÌNH BÀY
1. Đặt vấn đề
2. Cơ sở lý thuyết
3. Phân tích, thiết kế mạch phần cứng
4. Thử nghiệm và kết quả
5. Kết luận


1. Đặt vấn đề
SCADA
Là hệ thống xác định, giám sát thu thập

thông tin (môi trường, thiết bị, cảnh báo…)
Các thành phần cơ bản của SCADA
1. Trạm điều khiển giám
sát trung tâm
2. Trạm thu thập dữ liệu
trung gian (RTU và PLC)
3. Hệ thống truyền thông CS
4. Giao diện người máy HMI


1. Đặt vấn đề
Với khả năng ứng dụng lớn trong nhiều lĩnh vực như sản
xuất công nghiệp, môi trường… nên việc xây dựng một hệ
thống giám sát, thu thập thông tin là hết sức cần thiết.
Ở Việt Nam, cơ sở hạ tầng mạng hoàn toàn cho phép thực
hiện các giải pháp công nghệ
Một hệ thống giám sát, thu thập thông tin cỡ nhỏ với các
chức năng đưa ra cảnh báo hay điều khiển thiết bị khác
chắc chắn sẽ rất hữu ích và phù hợp trong môi trường
nghiên cứu và học tập của sinh viên

“Thiết kế chế tạo hệ thống giám sát, thu thập thông
tin từ xa”


Hệ thống giám sát, thu thập thông tin


Các giai đoạn triển khai
Giai đoạn 1

Nghiên cứu các giao thức truyền nhận với module SIM

Giai đoạn 2
Thiết kế, tối ưu phần cứng thu nhận dữ liệu từ cảm biến

Giai đoạn 3
Truyền dữ liệu thu thập được về một server giả lập trước
Giai đoạn 4
Kết hợp với phần mềm Client-Server (nếu có)


2. Cơ sở lý thuyết
Mơ hình Client-Server

 Là một kỹ thuật mới, trong đó:
 Client là một đối tượng cần được phục vụ
 Server là đối tượng phục vụ những yêu cầu
đó do nhiều Client gửi đến
 Khi cần phục vụ, Client sẽ tạo ra kết nối đến Server và gửi
yêu cầu nó cần → sau khi đuợc phục vụ, Client sẽ ngắt kết nối
và trở lại trạng thái bình thường
 Việc ứng dụng mơ hình này sẽ làm giảm chi phí, tăng tốc
độ → rất cần thiết khi truy cập dữ liệu


2. Cơ sở lý thuyết
Giao thức SMS



SMS là một giao thức viễn thông cho phép gửi các thông

điệp

dạng text ngắn (không quá 160 chữ cái)


Định dạng dữ liệu của một tin nhắn bao gồm nội dụng tin

nhắn, thời gian và số điện thoại gửi đến


Chi tiết tin nhắn được mô tả từ các đơn vị giao thức PDU

Cấu trúc của
một tin nhắn


2. Cơ sở lý thuyết
Giao thức TCP/IP



Là một tập hợp các giao thức hoặc cụm giao thức (giao

thức điều khiển truyền TCP và giao thức Internet)


TCP/IP có 4 lớp có thể kể đến: Application, Transport,

Internet và Network Interface

Cấu trúc của TCP/IP
so với mơ hình OSI


2. Cơ sở lý thuyết
Truyền thông USART

 USART là bộ truyền nhận nối tiếp đồng bộ và khơng đồng
bộ


Có 2 cách giao tiếp song song và giao tiếp:

• Hệ thống truyền thơng song song cồng kềnh, kém hiệu
quả
•

Truyền nối tiếp thì hạn

chế về tốc độ và độ chính
xác khi truyền nhận
•

Khung truyền dữ liệu phổ biến

nhất: 1 start bit + 8 bit data +

1 stop bit


3. Phân tích thiết kế mạch phần cứng
Sơ đồ khối mạch phần cứng

Nguồn
cung
cấp

Server


3. Phân tích, thiết kế mạch phần
cứng


Các số thơng số kỹ thuật yêu cầu của phần cứng

Thông số
Điện áp đầu vào
Điện áp nguồn (mạch tương tự)
Điện áp logic (mạch số)
Truyền thông module SIM900
Giao thức truyền thông
Hỗ trợ mạch nạp


3. Phân tích, thiết kế mạch phần cứng
Nguồn cung cấp cho mạch phần cứng

Thông số
Linh kiện
Điện áp đầu vào
Điện áp đầu ra
Dòng


Thông số
IC


Điện áp đầu vào
Điện áp đầu ra
Dòng
Dropout Voltage


3. Phân tích, thiết kế mạch phần cứng
Các thơng số của cảm biến

Thơng số
Sensor
Dải đo
Độ chính xác
Package
Giao thức
Nguồn cung cấp

3. Phân tích, thiết kế mạch phần cứng
Các đặc tính nổi bật của MCU

Thông số
MCU
Dải điện áp
Tần số thạch anh tối đa
Truyền thông
Giao thức


3. Phân tích, thiết kế mạch phần cứng
Các thơng số kỹ thuật của module SIM900

Thông số
Nguồn cung cấp
Giao tiếp
Giao thức hỗ trợ
External antenna
GPRS data downlink / uplink


3. Phân tích, thiết kế mạch phần cứng
Sơ đồ nguyên lý phần cứng hoàn thiện


3. Phân tích, thiết kế mạch phần cứng

Hình ảnh phần cứng thiết kế 3D và thực tế

3. Phân tích, thiết kế mạch phần
cứng


Các số thơng số kỹ thuật đã đạt được của phần cứng

Thông số
Điện áp đầu vào
Điện áp nguồn (mạch tương tự)
Điện áp logic (mạch số)
Truyền thông module SIM900
Giao thức truyền thông
Hỗ trợ mạch nạp


4. Thử nghiệm và kết quả
Phần mềm dùng trong quá trình thử nghiệm


4. Thử nghiệm và kết quả
Cấu hình thơng số cho Server


4. Thử nghiệm và kết quả

Quá trình kết nối, truyền
nhận dữ liệu từ Client của
Server