điều khiển các thiết bị từ xa qua mạng internet

Điều khiển các thiết bị điện từ xa qua mạng
Internet
Phạm Duy Hƣng
Trƣờng Đại học Công nghệ
Luận văn Thạc sĩ ngành: Kỹ thuật điện tử; Mã số: 60 52 70
Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS Trần Quang Vinh
Năm bảo vệ: 2012
Abstract: Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển từ xa thiết bị điện qua mạng
internet. Tìm hiểu cảm biến đo dòng điện sử dụng hiệu ứng Hall. Mô tả vi điều khiển
PIC16F877A. Nghiên cứu khối giao tiếp và truyền dữ liệu E2U (Ethernet to UART).
Các phƣơng pháp đo dòng điện xoay chiều. Tiến hành thực nghiệm: các bƣớc thực
hiện và kết quả.
Keywords: Kỹ thuật điện tử; Thiết bị điện; Cảm biến điện; Mạng INTERNET
Content
PHẦN 1: LÝ THUYẾT
CHƢƠNG 1: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA
THIẾT BỊ ĐIỆN QUA MẠNG INTERNET
1.1.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Dƣới đây là hình 1 trình bày sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển đóng ngắt
thiết bị tòa nhà qua mạng Internet.


Module điều
khiển
TV

Tủ lạnh

Ngƣời dùng

Máy giặt
Căn hộ – Port 1024

Mạng Ethernet

Lò vi sóng

HW

Đèn

Module điều
khiển

Internet

Ngƣời dùng

TV
Tƣờng lửa

Router
IP: 203.113.130.218
Tủ lạnh

Máy giặt
Căn hộ – Port 1026

Lò vi sóng
Ngƣời dùng

HW

Đèn

Module điều
khiển
TV

Tủ lạnh

Máy giặt
Căn hộ – Port 1028

Hình 1.1: Sơ đồ hoạt động của hệ thống điều khiển thiết bị qua mạng Internet
Trong sơ đồ này, các thiết bị trong mỗi căn hộ của tòa nhà nhƣ bóng đèn, máy giặt, tivi, tủ
lạnh, lò vi sóng... sẽ đƣợc kết nối đến các đầu vào/ra của bộ điều khiển. Bộ điều khiển này sau
đó đƣợc kết nối tới bộ định tuyến (Router) của tòa nhà thông qua mạng Ethernet LAN rồi từ
đó kết nối với Internet. Mỗi bộ điều khiển trong tòa nhà đƣợc xác định bởi cặp địa chỉ IP-Port
của router , do đó các máy tính bất kỳ trên mạng Internet có thể kết nối chính xác tới mỗi bộ
điều khiển này. Ngƣời dùng, với phần mềm đƣợc cài trên máy tính, khi kết nối với Internet có
thể truy cập vào hệ thống và tƣơng tác điều khiển các thiết bị một cách dễ dàng. Việc điều
khiển ở đây là hai chiều, trong đó, ngƣời dùng không chỉ đơn thuần gửi lệnh điều khiển đóng
ngắt mà còn có thể giám sát đƣợc thiết bị nhờ thông tin phản hồi từ các thiết bị về trạng thái
làm việc hiện tại . Chi tiết cấu trúc phần cứng và phần mềm của hệ thống sẽ trình bầ y sau đây .
1.2. Nguyên lý làm việc của module điều khiển
Mô đun điều khiển từ xa qua mạng Internet đƣợc trình bày trong hình 1.2 dƣới đây:

2


Khối PaC

Khổi E2U

Ethernet
RJ45
HR911105A

Vi điều khiển
PIC18F67J60-I/PT

Vi điều khiển
PIC16F887A

Tầng công suất

Thiết bị cần
điều khiển

Khối phản hồi

Hì
nh 1.2: Sơ đồ chức năng bộ điều khiển qua mạng Internet
Theo sơ đồ, bộ điều khiển bao gồm 2 khối: khối E2U (Ethernet to UART) giao tiếp với mạng
internet và truyền dữ liệu đầu ra theo chuẩn RS232, và khối PaC
( Process and Control)
thực hiện việc xử lý dữ liệu rồi xuất tín hiệu điều khiển thiết bị qua tầng công suất, khối phản

hồi sử dụng vi xử lý ACS712.
Hệ thống đƣợc mô tả nhƣ sau:
 Module Ethernet làm nhiệm vụ chuyển các ký tự nhận đƣợc từ Ethenet (đúng IP
và Port) ra cổng UART của module và ngƣợc lại.
 PIC 16F887 sẽ nhận các ký tự từ module Ethernet, phân tích các ký tự và đƣa ra
quyết định đóng mở rơ le tƣơng ứng.
 IC ULN2003 làm nhiệm vụ đệm dòng điều khiển rơ le
 Module phản hồi dùng cảm biến ACS712 làm nhiệm vụ nhận biết dòng điện đi
vào thiết bị, đƣa tín hiệu về hệ thống.
1.3. Phân tích tính năng phản hồi của hệ thống
Hệ thống yêu cầu thiết bị phải có phản hồi trạng thái đầu ra về trung tâm bằng cách cảm nhận
dòng điện tiêu thụ tại lối ra.
CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU VÀ TÌM HIỂU CẢM BIẾN ĐO DÒNG ĐIỆN SỬ
DỤNG HIỆU ỨNG HALL
2.1

Lý thuyết về hiệu ứng Hall:

Hiệu ứng Hall là một hiệu ứng vật lý đƣợc thực hiện khi áp dụng một từ trƣờng vuông góc
lên một bản làm bằng kim loại hay chất bán dẫn hay chất dẫn điện nói chung (thanh Hall)
đang có dòng điện chạy qua. Lúc đó ngƣời ta nhận đƣợc hiệu điện thế (hiệu thế Hall) sinh
ra tại hai mặt đối diện của thanh Hall. Tỷ số giữa hiệu thế Hall va dòng điện chạy qua
thanh Hall gọi là điện trở Hall, đặc trƣng cho vật liệu làm nên thanh Hall. Hiệu ứng này
đƣợc khám phá bởi Edwin Herbert Hall vào năm 1879.
2.2

Giới thiệu vi mạch Hall cảm biến dòng ACS712

IC cảm biến dòng tuyến tính dựa vào hiệu ứng Hall, đƣợc tích hợp đầy đủ với chất dẫn
dòng điện trở thấp và độ cách điện 2.1kV RMS.

3


Dạng đóng gói và sơ đồ khối
ACS712 đƣợc đóng gói theo dạng SOIC-8

Hình 2.3: Vi mạch ACS712

Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý mạch cảm biến ACS172
Nhìn sơ đồ trên ta thấy bên trong cảm biến đã đƣợc tích hợp sẵn bộ bù thế offset và các bộ
khuyếch đại tín hiệu. Tụ lọc CF kết hợp với các trở nội tạo thành bộ lọc RC ngay trƣớc bộ
đệm đầu ra giúp giảm suy hao do sụt áp trên bộ lọc. Đồng thời tụ CF cũng xác định bandwidth
của cảm biến.
Đặc điểm:
 Đƣờng tín hiệu analog độ nhiễu thấp.
 Băng thông của thiết bị đƣợc thiết định thông qua chân FILTER mới.
 Thời gian tăng của ngõ ra để đáp ứng với dòng ngõ vào là 5µs.
 Băng thông 80kHz.
 Tổng lỗi ngỏ ra tại TA = 25°C là 1.5%.
 Dạng đóng gói SOIC8 với các chân nhỏ.
 Điện trở dây dẫn trong 1.2mΩ.
 Điện áp cách điện tối thiểu 2.1kV RMS từ chân 1-4 đến chân 5-8.
 Nguồn vận hành đơn 5V.

4


 Độ nhạy ngõ ra từ 66 đến 185mV/A.
 Điện áp ngõ ra tƣơng ứng với dòng DC hoặc AC.

 Điện áp offset (lệch) ngõ ra cực kỳ ổn định.
 Sự trễ từ gần bằng zero.
 Ngõ ra tỉ lệ trực tiếp với ngõ vào từ nguồn cung cấp.
Mô tả về IC:
ACS712 Allegro cung cấp giải pháp kinh tế và chính xác cho việc cảm ứng dòng AC
hoặc DC trong các hệ thống công nghiệp, thƣơng mại và liên lạc. Dạng đóng gói của thiết bị
cho phép ngƣời sử dụng dễ dàng lắp đặt. Ứng dụng tiêu biểu bao gồm điều khiển động cơ,
quản lý và phát hiện tải, nguồn cung cấp chế độ switch, và bảo vệ lổi quá dòng. Thiết bị này
không sử dụng cho các ứng dụng trong ô tô.
Thiết bị bao gồm mạch điện Hall tuyến tính, độ lệch thấp và chính xác với đƣờng dây dẫn
đồng đƣợc đặt gần bề mặt của lớp vỏ. Dòng điện đƣợc cung cấp đi qua phần dây đồng sẽ tạo
ra một trƣờng điện từ mà IC sẽ chuyển đổi thành điện áp tƣơng ứng. Thiết bị đƣợc tối ƣu hóa
một cách chính xác thông qua các tín hiệu từ rất gần đến bộ biến đổi Hall.
Một điện áp tƣơng ứng (proportional), chính xác đƣợc cung cấp bởi IC Hall BiCMOS độ
lệch thấp, bộ tạo xung đƣợc ổn định mà đã đƣợc lập trình chính xác sau khi đóng gói.
Ngõ ra của thiết bị có 1 cạnh (sƣờn) dƣơng (> VIOUT(Q)) khi tăng dòng điện đi qua phần
dây đồng thứ cấp (từ chân 1 và 2, đến chân 3 và 4), là phần đƣợc dùng để lấy mẫu dòng điện.
Điện trở trong của phần dẫn điện này là 1.2mΩ, tiêu thụ nguồn thấp. Bề dày của dây đồng cho
phép thiết bị có thể chịu đƣợc đến 5 lần điều kiện quá dòng. Các đầu của phần dẫn điện đƣợc
cách điện với các đầu tín hiệu (chân 5 đến chân 8). Điều này cho phép ACS712 đƣợc dùng
trong các ứng dụng đƣợc yêu cầu cách điện mà không dung opto cách điện hoặc các kỹ thuật
cách điện đắt tiền khác.
ACS712 đƣợc cung cấp trong dạng đóng gói SOIC8 dáng bề mặt nhỏ. Các khung chân
của thiết bị đƣợc mạ với 100% thiếc mà nó phù hợp với tiêu chuẩn RoSH. Thiếc bị này đƣợc
hiệu chuẩn đầy đủ tại nhà máy trƣớc khi xuất xƣởng.
CHƢƠNG 3: VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A

Vi điều khiển PIC16F877A đƣợc sử dụng trong luận văn đóng vai trò là IC điều khiển
toàn bộ thiết bị. Các tài liệu chi tiết về vi điều khiển này đƣợc nhà sản xuất cung cấp đầy đủ
trên trang chủ của hãng [5].

Đặc điểm cơ bản của họ vi điều khiển PIC16F877A
Dòng PIC16F877A có rất nhiều chức năng mạnh, nhƣng trong giới hạn của đề tài, tôi
chỉ tập trung tìm hiểu về:
- Đặc điểm tổng quát.
- Sơ đồ khối, sơ đồ chân, chức năng của các chân.
- Các đặc điểm nổi bật của các cổng vào ra.
- Cách tổ chức bộ nhớ, giới thiệu các thanh ghi hay dùng trong quá trình lập trình.
- Bộ chuyển đổi tín hiệu tƣơng tự sang số.
- Các giao tiếp truyền thông SPI, UART.

5


3.1. Đặc điểm tổng quát của vi điều khiển PIC16F877A
PIC16F877A là một trong 4 dòng vi điều khiển 8 bít của Microchip ra đời năm 2007
với những đặc điểm điển hình nhƣ sau:
Vùng hoạt động:
- Điện áp nuôi thấp: từ 3,0 đến 5 V.
- Xung nhịp hỗ trợ từ 1 đến 5 MIPS.
- Dải nhiệt độ hoạt động từ -40oC đến 125oC.
Vi điều khiển hiệu suất cao:
- Có kiến trúc Harvard.
- Tập lệnh tối ƣu cho trình biên dịch ngôn ngữ C.
- 8 bítdữ liệu, 24 bít cho lệnh.
- Bộ nhớ chƣơng trình có thể định địa chỉ lên tới bốn triệu từ lệnh.
- Bộ nhớ dữ liệu: 64 kbyte.
- 83 tập lệnh cơ sở, hầu hết xử lý trong một chu kỳ.
- Hai bộ tích lũy 40 bít.
- Hỗ trợ phép nhân chia 8 bít.
Truy cập bộ nhớ trực tiếp:

- Hỗ trợ đến tám kênh.
- 2 Kbyte bộ nhớ đệm.
- Hầu hết các ngoại vi đều hỗ trợ truy nhập bộ nhớ trực tiếp.
Bộ định thời / Bộ so sánh/ Bộ điều chế độ rộng xung
- Có đến năm bộ định thời 8 bít, cho phép ghép hai bộ thành bộ định thời 32 bít.
- Một bộ định thời chạy với thạnh anh ngoài 32,768 kHz.
- Bốn bộ FIFO cho mỗi bộ bắt tín hiệu.
- Bộ so sánh 8 bít.
Bộ điều khiển ngắt:
- Độ trễ năm chu kỳ máy.
- Hỗ trợ 53 nguồn ngắt, ba ngắt ngoài, bẩy mức ƣu tiên lập trình đƣợc.
Cổng vào ra số:
- Cho phép chọn chức năng ngoại vi của từng chân.
- 31 chân cho phép đánh thức vi điều khiển khi phát hiện thay đổi điện áp.
- Các chân lối vào đều hỗ trợ đến 5V.
- Các chân lối ra hỗ trợ ra nguồn 5V ở chế độ cực góp hở.
Flash và SRAM:
- Flash 8 kbyte.
- SRAM: 256 byte.
- Bộ nhớ flash chia thành các phần Boot, Secure, General Security.
Quản lý hệ thống:
- Có nhiều chế độ lấy xung dao động.
- Bộ ổn nguồn 2,5V đƣợc đặt ngay trên vi điều khiển.
Bộ chuyển đổi tƣơng tự sang số:
- 10 bít: Tốc độ 1,1 Msps.
- 12 bít: Tốc độ 500 ksps.

6

- 9 kênh ADC, có thể nhận ADC trong chế độ ngủ.
Bộ chuyển đổi số sang tƣơng tự:
- 8 bít, hai kênh.
- Tốc độ lấy mẫu tối đã 100 ksps.
Công nghệ CMOS:
- Tiêu thụ năng lƣợng thấp, công nghệ Flash tốc độ nhanh.
Các ngoại vi giao tiếp:
- SPI: 8 bit, 8 bít, hộ trợ tất cả các định dạng đồng hồ nối tiếp.
- I2C: Cho phép định địa chỉ 7 bít, 10 bít. Khả năng dò và phân xử xung đột đƣờng
truyền.
- UART: có hai bộ, độ rộng FIFO bốn ký tự.
- CAN: 32 bộ đệm nhận, 16 bộ lọc nhận, ba mặt nạ.
- PMP: Hỗ trợ tám bộ, 8 bítdữ liệu, 8 bítđƣờng địa chỉ.
- CRC: Có 8 byte hàng đợi, 16 bit cho dữ liệu đầu vào.
3.2.

Sơ đồ khối, sơ đồ chân, chức năng của các chân

3.3.

Các cổng vào ra

3.4.

Các module giao tiếp

3.5.

Tổ chức bộ nhớ

7


3.6.

Cấu hình dao động của PIC16F877A

CHƢƠNG 4: KHỐI GIAO TIẾP INTERNET VÀ TRUYỀN DỮ LIỆU E2U

Khối E2U đƣợc thiết kế chủ yếu bao gồm đầu nối RJ45 HR911105A [1] của hãng
Hanrun và vi điều khiển PIC16F67J60-I/PT [2] của hãng Microchip.

Hình 4.1: Sơ đồ mạch nguyên lý của khối E2U
CHƢƠNG 5: CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐO DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
5.1 Phân loại các phƣơng pháp đo dòng điện xoay chiều
có 3 phương pháp là:
- Đo trực tiếp: dùng các dụng cụ đo dòng điện nhƣ ampe kế, để đo trực tiếp và đọc kết
quả trên thang chia độ của dụng cụ đo.
- Đo gián tiếp: dùng volt kế đo điện áp rơi trên một điện trở chuẩn mắc trong mạch có
dòng điện chạy qua, thông qua phƣơng pháp tính toán sẽ có đƣợc giá trị dòng điện cần đo.
- Phƣơng pháp so sánh: so sánh dòng điện cần đo với dòng điện mẫu, ở trạng thái cân
bằng của dòng điện cần đo và dòng điện mẫu, sẽ đọc đƣợc kết quả trên mẫu.
Dựa vào các đặc tính của dòng điện thì ta có những loại phương pháp đo dòng sau:

8


- Phƣơng pháp đo thế sụt trên một điện trở shunt. Điện trở này thƣờng có độ chính xác
cao. Điện áp sụt qua điện trở tỷ lệ thuận với dòng điện cần đo.

Điện trở Shunt

Dòng điện cần đo

Hình 5.1: Nguyên tắc đo dòng bằng điện trở Shunt
5.2

Thuật toán đo dòng điện xoay chiều hiệu dụng

Điện áp của cảm biến ra tuyến tính từ 0V đến +5V tƣơng ứng với dòng vào từ -20A đến +20A
(Dòng vào 0A thì thế ra là +2.5V).
Viout =

+ 2.5 (Vol)

 I = 8*Viout – 20 (Ampe)
Đầu ra của cảm biến đƣợc nối vào ADC của vi điều khiển nên điện áp Viout đƣợc tính nhƣ
sau:
Viout = 5*

(Vol)

Trong đó Vref của ADC là +5V, độ phân giải ADC là 10 bit.
Dòng điện hiệu dụng đƣợc tính theo công thức:
IRMS =
Trong đó I(i) là các mẫu của dòng điện xoay chiều. N là số mẫu lấy trong một chu kỳ, N càng
lớn kết quả càng chính xác.

9

Thuật toán đo dòng hiệu dụng cho lƣới điện 50Hz:

i=0

Delay 1ms

I(i) = read ADC

i ++

i = 20
Sai

Đúng

IRMS =

1
N

N
i=0

I²(i)

10


PHẦN II: THỰC NGHIỆM

CHƢƠNG 6: CÁC BƢỚC THỰC HIỆN VÀ KẾT QUẢ
6.1. Thiết kế chế tạo phần cứng hệ thống

Hình 6.1: Sơ đồ mạch của hệ thống
Mô tả hệ thống:



Các lối ra xoay chiểu sẽ đƣợc nối tiếp với cảm biến ACS712. Các cảm biến này
đƣợc cấp bằn nguồn +5VDC và tính hiệu lối ra tỉ lệ tuyến tính với dòng điện qua
cảm biến.



Các đầu ra điện áp của cảm biến đƣợc đọc bởi bộ ADC của vi điều khiển PIC
16F887. Từ đó vi điều khiển biết đƣợc giá trị dòng điện tải (I PEAK và IRMS)



Giá trị dòng điện đo đƣợc sẽ đƣợc so sánh với ngƣỡng để quyết định nội dung
của gói tin phản hồi về trung tâm.

11




Nếu sử dụng thêm một biến áp hạ thế nối vào 220VAC để vừa cấp nguồn 1 chiều
cho mạch, vừa hỗ trợ đo điện áp của lƣới điện xoay chiều thì ta có thể tính đƣợc
công suất tiêu thụ của tải với độ chính xác nhất định.

Đóng gói thiết bị
Hình ảnh cụ thể của các bo mạch sau khi đƣợc lắp ráp các linh kiện và hộp thiết bị đƣợc trình
bày trong các hình 6.9, 6.10, 6.11, 6.12

Hình 6.9: Mặt trên bo mạch của thiết bị

Hình 6.10: Mặt dưới bo mạch của thiết bị

12


Hình 6.11: Hình chi tiết vị trí 4 cảm biến ACS712
6.2. Thuật toán cho phần mềm điều khiển
6.3. Phần mềm giao diện điều khiển trên máy tính PC
Phần mềm giao diện đƣợc viết bằng ngôn ngữ VB6. Bao gồm một số chức năng cơ bản:
- Nhập địa chỉ IP và PORT của thiết bị cần kết nối.
-

Hiển thị giá trị dòng điện nhận đƣợc từ thiết bị.

-

Có nút bật – tắt bốn thiết bị tƣơng ứng.

13


6.3.1 Giao diện chƣơng trình

Hình 6.13: Giao diện chương trình
6.3.2 Giao diện chƣơng trình khi hoạt động

Hình 6.14: Giao diện khi mở tải là bóng đèn 25W
Kết quả thực nghiệm điều khiển thiết bị điện từ xa qua mạng Internet nhƣ sau:

14


-

Thiết bị đã đáp ứng lệnh điều khiển từ máy tính trong thời gian dƣới 1 giây (thử nghiệm
kết nối từ xa qua mạng Internet của VDC và qua 3G của Mobifone).
Thực hiện phép đo dòng điện tiêu thụ trên thiết bị bằng phần mềm điều khiển cho giá trị
sai số dƣới 4% so với giá trị đo đƣợc trên đồng hồ Multimeter.
PHẦN 3:
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

CHƢƠNG 7: NHỮNG VẤN ĐỀ ĐÃ GIẢI QUYẾT VÀ NGHIÊN CỨU ĐƢỢC QUA
LUẬN VĂN
Sau quá trình thực hiện luận văn, tôi đã tìm hiểu và giải quyết đƣợc những vấn đề là:
- Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển từ xa thiết bị điện qua mạng internet có tính năng
phản hồi trạng thái hoạt động của thiết bị
- Tìm hiểu các phƣơng pháp đo dòng điện xoay chiều. Sử dụng đƣợc IC đo dòng điện chuyên
dụng nhƣ ACS712. Đo đƣợc giá trị dòng điện xoay chiều trong khoảng thời gian dài.
- Tìm hiểu cấu trúc phần cứng cũng nhƣ lập trình kiểm soát một vi điều khiển PIC16F877A.
Từ đó xây dựng thành công hệ thống đo dòng điện xoay chiều với độ tin cậy đạt đƣợc trong
thời gian dài.
- Tìm hiểu và lập trình giao tiếp với mô đun ETHERNET TO UART qua cổng giao tiếp nối
tiếp không đồng bộ UART.

- Từ các kiến thức đã nghiên cứu, hệ thống đo dòng điện đã đƣợc tôi xây dựng bao gồm phần
cứng và phần mềm quản lý với những tính năng sau:
1.1. Về phần cứng:
+ Thiết bị cho phép nguồn nuôi có điện áp vào dải rộng, lên tới 60V.
+ Có các linh kiện bảo vệ thiết bị khi ngƣời dùng cắm ngƣợc nguồn.
+ Nhờ việc hộ trợ các giao thức truyền thông ethernet, thiết bị dễ dàng ghép nối vào các mạng
điều khiển công nghiệp.
+ Hỗ trợ các cổng gỡ rối, thuận tiện cho các kỹ sƣ phát triển sửa chữa, nâng cấp firmware.
1.2. Về phần mềm:
+ Phần mềm đơn giản, trực quan, thân thiện với ngƣời dùng. Nó thể hiện qua việc bố trí các
nút bấm chức năng, đồ thị hiển thị.
1.3. Những vấn đề còn tồn tại của đề tài và hƣớng giải quyết.
Giảm thiểu sai số phép đo:Nguyên nhân sai số xuất phát từ hai yêu tố chính
- Bản thân thiết bị đo đã có sai số do quá trình lấy mẫu ADC.
- Cảm biến đo dòng cũng gây ra sai số đặc biệt là với các dòng diện có giá trị nhỏ.
Cách khắc phục:
Sử dụng nhiều đầu đo và lấy giá trị trung bình của các đầu đo. Trên mỗi đầu đo, phần mềm sẽ
đƣợc tích hợp thêm phần lọc nhiễu ADC bằng cách lấy nhiều mẫu và chia trung bình, sử dụng
bộ lọc thông thấp bậc ba với một nghìn mẫu đầu vào.
Bảo mật dữ liệu và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.
Nguyên nhân:
- Mạng Ethernet đôi khi không ổn định, làm mất gói tin trong quá trình kết nối.
- Dữ liệu đƣợc gửi đi dƣới dạng văn bản.
Cách khắc phục:
- Tích hợp thêm cơ chế sửa lỗi và báo nhận với từng bản tin. 1 bản tin có thể đƣợc gửi nhiều
lần
- Mã hóa bản tin trƣớc khi gửi bằng thuật toán đảo mã ký tự.

15

- Chèn thêm thông tin về tính CRC, checksum v. v…
1.4. Hƣớng phát triển của bài luận văn
Đề tài đã xây dựng đƣợc những nền tảng ban đầu của việc giám sát và truyền dữ liệu về các
thông số của điện năng thông qua mạng ethernet. Trong tƣơng lai, để áp dụng vào thực tế,
thiết bị cần tối ƣu hóa phần cứng, giảm thiểu sai số đo lƣờng, loại bỏ các khối chức năng
không cần thiết để hạ giá thành sản phẩm. Đồng thời sản phẩm cũng phải hỗ trợ các hạ tầng
mạng tiên tiến nhƣ GPRS/3G, đảm bảo tốc độ nhanh và không bị mất dữ liệu, chi phí rẻ.
Giải pháp này sau khi đƣợc hoàn thiện sẽ có khả năng thay thế các giải pháp ghi số liệu điện
năng truyền thống. Đồng thời nó cũng xây dựng đƣợc cơ sở dữ liệu lớn phục vụ cho việc phát
triển các dịch vụ giá trị gia tăng khác.
Phần mềm quản lý phải đƣợc viết lại dƣới dạng ứng dụng web hoặc hỗ trợ chạy trên các nền
tảng di động để phục vụ số đông ngƣời dùng. Ngoài ra, phần mềm cũng sẽ đƣợc tích hợp
thêm các tính năng mới nhƣ dự đoán về công suất tiêu thụ, đƣa ra các giải pháp tiết kiệm điện
cho từng khách hàng dựa trên cơ sở dữ liệu về thói quen sử dụng của khách hàng.
References
1. Tran Quang Vinh, Pham Manh Thang, Phung Manh Duong, “Controlling
Communication Network in the Building Automation System,” Journal of
Science,Vietnam National University, pp.129-140, Vol.26, 2010.
2. Nguyễn Kim Giao (2004), Kỹ Thuật Số, NXB ĐHQG.
3. Trần Quang Vinh, đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các cấu kiện và hệ thống tự
động hóa phục vụ giám sát, điều khiển, điều hành cho các tòa nhà cao tầng (nhà công
ích và dân dụng)”, mã số: KC.03.12/06-10.
Website:
4.
5.
6.
7. />
16