Xây dựng hệ thống cảnh báo và giám sát cho trạm vô tuyến CDR700 (LV thạc sĩ)

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------

ĐÀO TRỌNG NGHĨA

XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẢNH BÁO VÀ GIÁM SÁT CHO TRẠM VÔ TUYẾN
CDR700

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)

HÀ NỘI - 2017


HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG

ĐÀO TRỌNG NGHĨA

XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẢNH BÁO VÀ GIÁM SÁT CHO TRẠM VÔ
TUYẾN CDR700

Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông
Mã số: 60.52.02.08
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC : TS.VŨ TUẤN LÂM

HÀ NỘI - 2017


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố
trong bất kỳ công trình nào khác.
Hà Nội, ngày…… tháng….. năm 2017
Học viên

Đào Trọng Nghĩa


ii
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG CẢNH BÁO GIÁM SÁT
ĐIỂN HÌNH ...................................................................................................... 3
1.1.Hệ thống cảnh báo và giám sát ứng dụng cho ngôi nhà thông minh ...... 3
1.2.Hệ thống cảnh báo giám sát trạm BTS ................................................... 5
1.2.1.Vấn đề đặt ra .................................................................................... 5
1.2.2.Mục tiêu của giải pháp ..................................................................... 5
KẾT LUẬN CHƢƠNG................................................................................. 8
CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ TRẠM VÔ TUYẾN BỘ ĐÀM MOTOROLA
CDR700 ............................................................................................................. 9
2.1. Mạng thông tin vô tuyến bộ đàm ........................................................... 9
2.1.1.Mô hình vô tuyến điểm – điểm ......................................................... 9
2.1.2.Mô hình vô tuyến điểm – đa điểm .................................................. 10
2.1.3.Mô hình thông tin đa điểm ( Thông tin chuyển tiếp)...................... 11
2.2. Cấu trúc trạm chuyển tiếp CDR700 ..................................................... 11
2.3. Thực trạng trong công tác quản lý giám sát trạm CDR700 ................. 19

2.4. Đề xuất mô hình hệ thống cảnh báo giám sát trạm vô tuyến CDR700 .......... 20
KẾT LUẬN CHƢƠNG............................................................................... 21
CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG CẢNH BÁO GIÁM SÁT
CHO TRẠM CDR700 ..................................................................................... 22
3.1. Chỉ tiêu tính năng hệ thống cảnh báo giám sát trạm CDR700 ............ 22
3.1.1. Tính năng của hệ thống ................................................................. 22
3.1.2. Chỉ tiêu của hệ thống .................................................................... 23
3.2. Sơ đồ khối module cảnh báo giám sát trạm CDR700 .......................... 24
3.2.1. Giới thiệu module SIM900A.......................................................... 25
3.2.2. Giới thiệu vi điều khiển STM32F103 ............................................ 30
3.2.3. Cảm biến nhiệt LM35 và cảm biến đo dòng ................................. 37
3.2.3.1. Cảm biến nhiệt ........................................................................... 37


iii
3.2.3.2. Cảm biến dòng điện ACS712..................................................... 41
3.2.4. Nguồn hạ áp 5V ............................................................................. 44
3.3. Thu thập số liệu RSSI từ máy thu và công suất máy phát trạm CDR70045
3.3.1. Chuẩn bị phương tiện đo............................................................... 45
3.3.2. Tiến hành lấy số liệu RSSI từ máy thu trạm CDR700................... 46
3.3.3. Tiến hành đo lấy số liệu tiêu thụ dòng của máy phát trạm CDR700 và
cảm biến ACS 712. .................................................................................. 48
3.4. Cài đặt và thử nghiệm hệ thống cảnh báo giám sát trạm CDR700 ...... 51
3.4.1. Lắp đặt phần cứng......................................................................... 51
3.4.1.1. Sơ đồ đấu nối các khối chi tiết ................................................... 51
3.4.2. Lập trình cho module giám sát ..................................................... 55
3.4.2.1. Module khởi tạo xung nhịp hệ thống ......................................... 56
3.4.2.2. Module hởi tạo truyền thông hông đồng ộ UART1 ............. 57
3.4.2.3. Module cấu hình ộ chuyển đối tƣơng tự sang số ADC ............ 57
3.4.2.4. Module chuyển đổi gi trị số ADC đọc đƣợc thành nhiệt độ .... 57

3.4.2.5. Module chuyển đổi giá trị số ADC đọc đƣợc thành mức thu RSSI
................................................................................................................. 57
3.4.2.6. Module chuyển đổi giá trị số ADC đọc đƣợc thành mức công suất
phát .......................................................................................................... 58
3.4.2.7. Module chuyển đổi gi trị số ADC đọc đƣợc thành mức điện p
nguồn và acquy........................................................................................ 58
3.4.2.8. Khai

o địa chỉ TCP/IP cho module giám sát. ......................... 58

3.4.3. Giới thiệu phần mềm hệ thống giám sát ....................................... 59
3.4.3.1. Giới thiệu về Server ................................................................... 59
3.4.3.2. Phần mềm trên máy tính. ........................................................... 60
3.5. Đo iểm và đ nh gi sản phẩm ............................................................ 64
3.5.1. Danh mục vật tư, thiết bị phục vụ đo kiểm.................................... 64
3.5.2. Đo kiểm tra chỉ số RSSI của module giám sát. ............................. 65
3.5.3. Đo kiểm tra chỉ số dòng tiêu thụ của máy phát ............................ 66
3.5.4. Đo kiểm tra nhiệt độ ...................................................................... 67
3.5.5. Đo kiểm tra nguồn điện áp DC cấp cho thiết bị, nguồn ắcquy..... 68


iv
KẾT LUẬN CHƢƠNG............................................................................... 70
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN ....................... 71


v
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 2.1: Chức năng ộ điều khiển RICK cho trạm................................................ 14

Bảng 3.1: Tính năng của hệ thống cảnh báo giám sát .............................................. 22
Bảng 3.2: Chỉ tiêu của hệ thống cảnh báo giám sát ................................................. 23
Bảng 3.3: Các loại cảm biến nhiệt LM35 ................................................................. 38
Bảng 3.4:Trở kháng của bộ cảm biến nhiệt theo nhiệt độ ........................................ 39
Bảng 3.5: Hƣớng dẫn chọn loại các cảm biến nhiệt họ LM35 ................................. 39
Bảng 3.6: Danh mục các thiết bị đo ......................................................................... 45
Bảng 3.7: Số liệu đo đƣợc từ cổng RSSI .................................................................. 47
Bảng 3.8: Dòng tiêu thụ sang quy đổi công suất ...................................................... 49
Bảng 3.9: Bảng số liệu đo từ cảm biến ACS 712 ..................................................... 50
Bảng 3.10: Danh mục vật tƣ thiết bị phục vụ đo iểm tra module .......................... 64
Bảng 3.11: Kết quả do kiểm tra chỉ số RSSI của module giám sát .......................... 66
Bảng 3.12: Kết quả Đo iểm tra chỉ số dòng tiêu thụ của máy phát ........................ 67
Bảng 3.13: Kết quả Đo iểm tra nhiệt độ ................................................................. 68
Bảng 3.15: Kết quả đo iểm tra nguồn điện áp DC cấp cho thiết bị, nguồn ắcquy ....... 69
Bảng 2.1: Chức năng ộ điều khiển RICK cho trạm................................................ 14
Bảng 3.1: Tính năng của hệ thống cảnh báo giám sát .............................................. 22
Bảng 3.2: Chỉ tiêu của hệ thống cảnh báo giám sát ................................................. 23
Bảng 3.3: Các loại cảm biến nhiệt LM35 ................................................................. 38
Bảng 3.4:Trở kháng của bộ cảm biến nhiệt theo nhiệt độ ........................................ 39
Bảng 3.5: Hƣớng dẫn chọn loại các cảm biến nhiệt họ LM35 ................................. 39
Bảng 3.6: Danh mục các thiết bị đo ......................................................................... 45
Bảng 3.7: Số liệu đo đƣợc từ cổng RSSI .................................................................. 47
Bảng 3.8: Dòng tiêu thụ sang quy đổi công suất ...................................................... 49
Bảng 3.9: Bảng số liệu đo từ cảm biến ACS 712 ..................................................... 50
Bảng 3.10: Danh mục vật tƣ thiết bị phục vụ đo iểm tra module .......................... 64
Bảng 3.11: Kết quả do kiểm tra chỉ số RSSI của module giám sát .......................... 66
Bảng 3.12: Kết quả Đo iểm tra chỉ số dòng tiêu thụ của máy phát ........................ 67
Bảng 3.13: Kết quả Đo iểm tra nhiệt độ ................................................................. 68
Bảng 3.15: Kết quả đo iểm tra nguồn điện áp DC cấp cho thiết bị, nguồn ắcquy ....... 69

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1 Mô hình hệ thống cảnh báo giám sát nhà thông minh................................. 4
Hình 1.2: Hệ thống giám sát nhà trạm từ xa qua GSM và Internet ............................ 8
Hình 2.1: Mô hình vô tuyến điểm – điểm .................................................................. 9
Hình 2.2: Mô hình vô tuyến điểm - đa điểm ............................................................ 10
Hình 2.3: Mô hình thông tin đa điểm ....................................................................... 10


vi
Hình 2.4: Cấu trúc, thành phần của trạm CDR700 .................................................. 12
Hình 2.5: Bộ điều khiển RICH cho trạm chuyển tiếp .............................................. 14
Hình 2.6: Khung hệ thống trạm CDR700................................................................. 15
Hình 2.7: Quạt làm mát cho trạm CDR700 .............................................................. 16
Hình 2.8: Thiết bị Duplex dẫn sóng vô tuyến .......................................................... 16
Hình 2.9: Đấu nối dây tín hiệu trên máy thu trong trạm CDR700 ........................... 17
Hình 2.10: Đấu nối dây tín hiệu trên máy phát trong trạm CDR700 ....................... 18
Hình 2.11: Các chân tín hiệu của máy thu phát trạm vô tuyến CDR700 ................. 18
Hình 2.12: Mô hình tổng quát hệ thống giám sát trạm CDR700 ............................. 21
Hình 3.1: Sơ đồ khối mô hình module giám sát trạm CDR700 ............................... 24
Hình 3.2: Kiểu dáng của module Sim 900A ............................................................ 26
Hình 3.3: Sơ đồ bố trí các khối chức năng trên module sim 900A .......................... 27
Hình 3.4: Các chân cấp nguồn cho module Sim 900A ............................................ 27
Hình 3.5: Các chân kết nối cổng RS232 giao tiếp máy tính .................................... 28
Hình 3.6: Mô hình kết nối giữa Module Sim 900A qua cổng USB ......................... 28
Hình 3.7: Sơ đồ bo mạch STM32F103xxx .............................................................. 31
Hình 3.8: Bo mạch STM32F103xxx ........................................................................ 32
Hình 3.9: Kiến trúc của STM32 nhánh Performance và Access .............................. 33
Hình 3.10: Đặc điểm của bốn nhánh trong họ STM32 ............................................ 36
Hình 3.11: Sơ đồ mắc cảm biến nhiệt độ LM35 ...................................................... 39

Hình 3.12: Sơ đồ chân ACS 712 .............................................................................. 43
Hình 3.13: Nguồn hạ áp 5V ...................................................................................... 44
Hình 3.14: Sơ đồ đấu nối đo RSSI của máy thu ....................................................... 46
Hình 3.15: Sơ đồ đấu nối đo dòng tiêu thụ của trạm ................................................ 49
Hình 3.16: Sơ đồ đấu nối đo đầu ra cảm biến ACS 712 .......................................... 50
Hình 3.17:Sơ đồ khối chi tiết của module giám sát ................................................. 51
Hình 3.18: Minh họa đấu nối giữa module STM32F1103 và module SIM 900A ... 52
Hình 3.19: Mô tả chân chức năng USART trên chip STM32F103 .......................... 53
Hình 3.20:Mô tả chân chức năng của bộ ADC kênh 5 ............................................. 53
Hình 3.21: Mô tả chân chức năng của bộ ADC kênh 0 ............................................ 53
Hình 3.22: Sơ đồ đấu nối điện trở phân áp mạch đo Ắcquy .................................... 54
Hình 3.23: Mô tả chân chức năng của bộ ADC kênh 1 ............................................ 54
Hình 3.24: Mô tả chân chức năng của bộ ADC kênh 3 ............................................ 54
Hình 3.25: Mô tả chân chức năng của bộ ADC kênh 6 ............................................ 54
Hình 3.26: Các khối đƣợc đấu nối thực tế ................................................................ 55
Hình 3.27: Lƣu đồ thuật toán của phần code lập trình ............................................. 56
Hình 3.28: Mô hình server quản lý ........................................................................... 59
Hình 3.29: Lƣu đồ thuật toán server quản lý ............................................................ 60
Hình 3.30: Lƣu đồ thuật toán phần mềm .................................................................. 61
Hình 3.31: Giao diện đăng nhập phần mềm giám sát .............................................. 62
Hình 3.32: Giao diện hiển thị danh sách trạm giám sát ........................................... 62


vii
Hình 3.33: Giao diện hiển thị cảnh báo lỗi trạm khi có sự cố .................................. 62
Hình 3.34: Giao diện phân quyền quản lý phần mềm .............................................. 63
Hình 3.35: Giao diện phần mềm khi ta chọn quan sát cụ thể một trạm ................... 63
Hình 3.36: Sơ đồ đấu nối kiểm tra thông số RSSI ................................................... 65
Hình 3.37: Sơ đồ đấu nối kiểm tra công suất trạm ................................................... 66
Hình 3.38: Sơ đồ đấu nối kiểm tra nguồn DC và Ắcquy ......................................... 68

viii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT

Viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt
A

A

Ample

Cƣờng độ dòng điện

AC

Alternating Current

Dòng điện xoay chiều

AH

Ample hour

Đơn vị đo dung tích Ắcquy

ADC

Analog-to-digital converter

Chuyển đổi tƣơng tự ra số

ARM

Advanced RISC Machine

Là một loại cấu trúc vi xử lý 32 bit và
64 bit kiểu RISC

APB

Advanced Peripheral Bus

Nhóm ngoại vi nâng cao
D

DPL

digital private line

Đƣờng tín hiệu số riêng

DMA

Direct Memory Access

Truy nhập trực tiếp bộ nhớ

DC

Direct Current

Dòng điện một chiều

dbm

Decibel-Milliwatts

Giá trị đo công suất
F

FM

Frequency Modulation

Điều chế theo tần số

FPB

Patch Flash and Breakpoint

Sửa lỗi và điểm gi n đoạn
G

GPRS

General Packet Radio Service

Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp

GSM

Global System for Mobile
Communications

Hệ thống thông tin di động toàn cầu

GND

Ground

Tiếp đất

CDR700

Trạm chuyển tiếp của hãng Motorola

GM338

Ký hiệu của máy bộ đàm cầm tay của
hãng Motorola
I

IP

Internet Protocol

Giao thức internet

IC

integrated circuit

Vi mạch

I/O

Input/out put

Đầu vào/ Đầu ra
L


ix
LAN

Local Area Network

Mạng máy tính cục bộ
P

PIC

Programmable Intelligent
Computer

Máy tính khả trình thông minh

PCB

Printed Circuit Board

Bảng mạch in

PLL

Phase Locked Loop

Vòng khóa pha

PTT

Push-to-talk

Ấn là nói
R

RX

Receiver

Phần thiết bị thu

RICK

REPEATER INTERFACE

COMM KIT

Bộ giao diện kết nối trạm chuyển tiếp

RF

Radio Frequency

Tần số vô tuyến

RSSI

Received Signal Strength
Indicator

Chỉ mức độ thu tín hiệu

ROM

Read-Only Memory

Bộ nhớ chỉ đọc

RoIP

Radio over IP

Truyền sóng vô tuyến qua Internet
S

SRAM

Static
Random
Memory

Access

Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên tĩnh

T
TTL

Transistor-transistor logic

Cổng logic

TX

Transmitter

Phần thiết bị phát

TCP

Transmission Control Protocol

Giao thức điều khiển truyền vận

U

USB

Universal serial Bus

Cổng truyền thông nối tiếp đa năng

UART

Universal asynchronous
receiver/transmitter

Truyền nhận dữ liệu hông đồng bộ

UHF

Ultra high frequency

Sóng vô tuyến tần số cực cao
V

V

Volt

Điện áp

VHF

Very High Frequency

Sóng vô tuyến tần số rất cao


x
VDC

Volts Direct Current

Điện áp một chiều

VCC

Voltage colector to colector

Điện áp cấp nguồn tới chân

VoIP

Voice over IP

Truyền giọng nói trên Internet
W

W

Watt

Công suất

WAN

Wide Area Network

Mạng máy tính vùng rộng


1

MỞ ĐẦU
Trong các loại hình liên lạc qua sóng vô tuyến, mảng thông tin liên lạc vô tuyến
bộ đàm tham gia và góp phần cung cấp giải pháp thoại đến ngƣời sử dụng mà các mô
hình dịch vụ thoại h c hông đ p ứng đƣợc. Mạng thông tin vô tuyến bộ đàm sử dụng
chế độ liên lạc bán song công. Với tính năng gọi điểm – đa điểm cho phép một ngƣời
nói cùng lúc với nhiều ngƣời nên mạng thông tin liệc lạc bộ đàm thƣờng đƣợc phục vụ
cho mục đích an ninh, quân sự, thƣơng mại....Thiết bị bộ đàm ra đời khoảng năm 1936
cho quân đội và vẫn tiếp túc phát triển cho đến ngày nay, ƣớc tính từ năm 2010 số thiết
bị bộ đàm trên thế giới có khoảng 40 triệu m y. Xu hƣớng trong tƣơng lai thiết bị vô
tuyến bộ đàm đƣợc số hóa và ứng dụng nhiều phần mềm tiện ích.
Trên thị trƣờng việt nam hiện có rất nhiều hãng cung cấp thiết bị vô tuyến bộ
đàm.Tuy nhiên, trong lĩnh vực an ninh, quốc phòng và giao thông vận tải thì hãng
Motorola vẫn dẫn đầu thị phần cung cấp thiết bị, trải dài khắp cả nƣớc. Ngoài thiết bị
đầu cuối, nhà sản xuất cung cấp thêm trạm chuyển nhằm nâng cao khả năng phủ sóng
liên lạc giữa các thiết bị đầu cuối bộ đàm. Đối với hãng Motorola, trạm chuyển tiếp
CDR700 đƣợc sử dụng phổ biến nhất với những lý do ổn định, hiệu năng cao và gi
thành hợp lý.
Trạm chuyển tiếp vô tuyến bộ đàm CDR700 đƣợc sản xuất với tính năng chính
là xử lý chuyển tiếp tín hiệu và đƣợc thiết kế an đầu là trạm đơn lẻ không có hệ thống
tích hợp để giám sát quản lý. Trong khi việc cử cán bộ ngồi trực giám sát trạm lại tốn
kém nhiều chi phí nên việc quản lý điều hành gặp hó hăn do không biết sự hoạt
động của trạm cho đến khi có lỗi xảy ra nhƣ: nhiệt độ quá cao, mất nguồn cấp điện,

mức thu tín hiệu kém, công suất phát giảm…xảy ra. Khi nhân viên vận hành biết đƣợc
sự cố cũng hông nắm rõ là lỗi gì để chủ động phƣơng n sửa chữa. Từ những bất cập
của việc điều hành, quản lý mạng vô tuyến bộ đàm sử dụng trong lĩnh vực an ninh,
nghiên cứu vấn đề Thiết kế hệ thống giám sát và quản lý trạm vô tuyến bộ đàm
CDR700. Từ đó t c giả lựa chọn đề tài luận văn: “Xây dựng hệ thống cảnh báo và
giám sát cho trạm vô tuyến CDR700”.


2
Đƣợc sự hƣớng dẫn tận tình của các thầy cô trong Khoa sau đại học – Học viện
Công nghệ Bƣu chính Viễn thông, đặc biệt là thầy giáo TS.Vũ Tuấn Lâm Phó Giám
Đốc Học viên, luận văn cơ ản đ p ứng đƣợc yêu cầu đề ra với việc gi m s t đƣợc các
thông số về nhiệt độ, nguồn điện cấp, nguồn ắc quy, mức thu tín hiệu, công suất phát.
Luận văn đƣợc chia làm 3 chƣơng:
Chƣơng 1: Giới thiệu một số hệ thống cảnh

o gi m s t điển hình.

Chƣơng 2: Tổng quan về trạm vô tuyến bộ đàm Motorola CDR700.
Chƣơng 3: Thiết ế mô hình hệ thống cảnh

o giám sát cho trạm CDR700.

Do những hạn chế nhất định về trình độ và thời gian nên luận văn này hông
tránh khỏi đƣợc những thiếu sót trong quá trình làm, tác giả rất mong nhận đƣợc
những sự chỉ bảo của các thầy cô để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành
cảm ơn.


3

CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG CẢNH BÁO
GIÁM SÁT ĐIỂN HÌNH

1.1.

Hệ thống cảnh báo và giám sát ứng dụng cho ngôi nhà thông minh
Trong các ngôi nhà hiện đại ngày nay, số lƣợng trang thiết bị điện, điện tử

đang hông ngừng gia tăng. Tuy nhiên, do h c nhau về kiến trúc, việc điều khiển
các thiết bị đôi hi ất cập. Thêm vào đó, việc điều khiển các thiết bị một cách thủ
công với khoảng c c địa lý lớn không dễ. Vì vậy, việc áp dụng các công nghệ điều
khiển tự động nhằm giải quyết tƣơng t c giữa môi trƣờng và các thiết bị trong nhà
một cách linh hoạt, dễ dàng là điều tất yếu, khái niệm nhà thông minh ra đời.Nhà
thông minh hiểu đơn giản là ngôi nhà mà các thiết bị gia dụng trong nó nhƣ: Hệ
thống chiếu s ng, sƣởi ấm, máy lạnh, TV, camera an ninh,…có hả năng tự động hóa
và giao tiếp với nhau theo một lịch trình hay kịch bản định sẵn. Nguyên lý hoạt động
của các hệ thống điều khiển tự động nói chung, hệ thống nhà thông minh nói riêng
tập trung chủ yếu vào việc giải quyết tƣơng t c giữa hệ thống với môi trƣờng. Thông
qua các cảm biến các tín hiệu đƣợc thu nhận, các tín hiệu này sẽ đƣợc lƣu trữ, xử lí
và tùy theo yêu cầu của từng điều kiện đặt ra mà điều khiển các thiết bị theo mục
đích cụ thể.
Nhiều công nghệ đã đƣợc áp dụng khi xây dựng nhà thông minh.Tuy nhiên, sự
phức tạp nằm ở chỗ các hệ thống điều khiển phải cân bằng giữa sự phức tạp của hệ
thống và tính tiện dụng cho ngƣời dùng, đặc biệt là có thể đƣợc điều khiển ở bất cứ
đâu, từ trong chính ngôi nhà đó hay ất kỳ nơi nào trên thế giới thông qua điện thoại
hoặc internet.Công nghệ Internet of Things (IoT) đang trở lên phổ biến, hàng tỷ thiết
bị đƣợc kết nối chung với nhau bằng internet. Với IoT mỗi đồ vật, thiết bị, con ngƣời
đƣợc cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao
đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tƣơng t c trực

tiếp giữa ngƣời với ngƣời, hay ngƣời với máy tính. Bên cạnh đó, IoT có thể triển khai
một mạng lƣới các thực thể thông minh, có khả năng tự tổ chức và hoạt động tùy theo
tình huống, môi trƣờng, đồng thời chúng cũng có thể liên lạc với nhau để trao đổi


4
thông tin, dữ liệu. Với khả năng định danh cao, số lƣợng các thực thể trong hệ thống
đƣợc định danh chính xác, duy nhất, đảm bảo tốt khả năng quản lý, điều khiển của hệ
thống.
Mô hình cơ bản của hệ thống bao gồm:
 Khối cảm biến: Thu thập thông tin từ môi trƣờng ngoài: Nhiệt độ, độ ẩm, lƣợng
mƣa,…
 Khối vi điều khiển: Điều khiển hoạt động của hệ thống, ngoài ra còn đóng vai trò
máy chủ webserver, nhận và thực thi các yêu cầu từ các client khi sử dụng công
nghệ IoT.
 Khối xử lý dữ liệu mạng: Tạo giao diện ết nối, chuyển đổi c c gói dữ liệu đến
và đi trên hệ thống mạng.
 Máy tính cá nhân: Truyền tín hiệu điều khiển thông qua câu lệnh, chƣơng trình; xử
lý tín hiệu, điều khiển hệ thống.

Hình 1.1 Mô hình hệ thống cảnh

1.2.

o gi m s t nhà thông minh

Hệ thống cảnh báo giám sát trạm BTS

1.2.1. Vấn đề đặt ra
 Các nhà trạm hông ngƣời trực nhƣ trạm BTS, trạm biến thế, trạm tần số cần có

hệ thống cảnh

o nhƣ

o ch y,

o hói,

o đột nhập, báo nhiệt độ độ ẩm,


5
báo ngập nƣớc và c c thông

o liên quan đến trạng thái thiết bị của nhà trạm.

Đồng thời điều khiển tự động hoặc bằng tay đối với các thiết bị nhƣ điều hòa,
quạt, đèn.. C c cảnh

o và điều khiển đều có thể thực hiện từ xa mà không cần

phải đến trực tiếp.
 Để thực hiện đƣợc các nhiệm vụ từ xa thì cần có thông tin truyền thông,
phƣơng thức truyền tin qua mạng di động và mạng internet là phổ thông và
không giới hạn khoảng cách.
 Với rất nhiều trạm cần gi m s t điều khiển thì phần mềm quản lý tập trung là
rất cần thiết. Với phần mềm này ngƣời quản lý chỉ cần ngồi 1 địa điểm là có thể
theo dõi đƣợc hoạt động của hàng nghìn nhà trạm ở khắp mọi nơi.
 Ngoài các cảnh báo ngoài thì thiết bị và hệ thống còn biết đƣợc tình trạng hoạt
động của thiết bị, thiết bị có hoạt động hay không, có lỗi gì không thì ở trung

tâm sẽ biết đƣợc.
 Phần mềm có thiết kế thân thiện với ngƣời sử dụng, đồng thời kết hợp giữa hình
ảnh và âm thanh để sự việc cảnh bảo đƣợc nhanh chóng kịp thời.
 Tại các trạm có camera IP đều đƣợc phần mềm giám sát trực tiếp qua hình ảnh
và khi có cảnh báo phần mềm sẽ chụp lại các hình ảnh cảnh

o đó và hiển thị

trên phần mềm quản lý tập trung. Cho phép ngƣời quản lý nắm bắt đƣợc sự việc
cảnh báo vừa xảy ra qua hình ảnh trực tiếp ghi lại.

1.2.2. Mục tiêu của giải pháp
a) Cảnh báo
 Khi nhiệt độ, độ ẩm ngoài ngƣỡng
 Khi phát hiện khói, cháy
 Khi phát hiện ngập lụt
 Khi có sự có mất điện, có điện
 Khi có ngƣời lạ đột nhập


6
b) Phƣơng thức cảnh báo
 Cảnh bảo ngay lập tức qua chuông, còi
 Cảnh báo qua email
 Cảnh báo về phần mềm quản lý tập trung qua giao thức TCP
 Cảnh báo qua tin nhắn SMS
c) Lƣu trữ dữ liệu
 Lƣu trữ trên thiết bị theo tháng
 Ghi dữ liệu liên tục vào cơ sở dữ liệu
 Ghi lại dữ liệu các lần xảy ra cảnh báo

 Vẽ biểu đồ dữ liệu đo ở bất kỳ thời điểm nào cần xem
 Xuất dữ liệu dƣới dạng file excel theo ngày
d) Cài đặt
 Cài đặt qua trực quan dễ dàng qua giao diện Web
 Cài đặt qua SMS
 Bảo mật Username và Password
 Cài đặt đƣợc các chế độ điều khiển
 Cài đặt đƣợc các chế độ

o động, tên cho từng Zone

o động

e) Xem dữ liệu
 Màn hình HMI420 cho phép xem các thông số đã cài đặt.
 Màn hình HMI420 cho phép xem địa chỉ IP của thiết bị.
 Màn hình HMI420 cho phép xem nhiệt độ, độ ẩm hiện tại.
 Xem dữ liệu trực quan trên we thông qua địa chỉ IP.
 Xem dữ liệu ở bất cứ nơi đâu có mạng.
 Xem dữ liệu trên phần mềm quản lý tập trung.


7
Phần mềm quản lý tập trung:
 Màn hình chỉnh hiển thị các cảnh báo gần nhất có kèm theo hình ảnh chụp lại từ
camera IP khi cảnh

o đó xảy ra. Hiển thị trạng thái các trạm nhƣ thiết bị có

kết nối hay không, thiết bị có bật hay tắt

o động, c c thông tin h c nhƣ địa

chỉ, ID của thiết bị trạm.
 Phần quản lý chi tiết trạm cho phép điều khiển các thiết bị, quan sát camera IP,
điều khiển bật tắt

o động và giám sát các thông số dữ liệu trạng thái trạm.

 Phần thống kê xuất file, in ấn dữ liệu
 Phần cài đặt dữ liệu cho từng trạm, cài đặt các thông số chung của phần mềm.

Hình 1.2: Hệ thống gi m s t nhà trạm từ xa qua GSM và Internet


8
KẾT LUẬN CHƢƠNG
Trong chƣơng 1, nội dung giới thiệu một số mô hình hệ thống cảnh báo giám
s t điển hình đang đƣợc triển khai rộng khắp đem lại những lợi ích vô cùng thiết thực
đối với việc cảnh báo giám sát trạng thái các thiết bị đang hoạt động độc lập. Với
tƣơng lai ph t triển mạnh mẽ của các công nghệ truyền thông hông dây, cũng nhƣ xu
hƣớng kết nối vạn vật thông qua internet (Internet Of Thing), dự đo n trong năm 2017
sẽ có khoảng 8,4 tỷ thiết bị kết nối internet góp phần nâng cao chất lƣợng sống của con
ngƣời.


9

CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ TRẠM VÔ TUYẾN BỘ ĐÀM
MOTOROLA CDR700

2.1. Mạng thông tin vô tuyến bộ đàm
2.1.1. Mô hình vô tuyến điểm – điểm
Thông tin vô tuyến trực tiếp là liên lạc giữa các thiết bị thu-phát với nhau, cự ly
liên lạc phụ thuộc vào công suất thiết bị, chiều cao an ten và tần số công tác. Ta tính
đƣợc cự ly liên lạc tối đa dựa trên các thông số, từ đó có quyết định cho mô hình thông
tin phù hợp địa bàn cần thiết kế. Mô hình thông tin điểm điểm hông đòi hỏi yêu cầu
cao, các thiết bị thu ph t đàm thoại có cùng tần số công tác có thể bắt tay nhau và thực
hiện cuộc thoại thông thƣờng

Hình 2.1: Mô hình vô tuyến điểm – điểm
- Mô hình thông tin điểm – điểm thích hợp với yêu cầu đơn tuyến, phối hợp hạn chế.
Phối hợp nhiều loại máy, hãng sản xuất cùng chức năng đàm thoại, có cùng dải tần số
công tác.

2.1.2. Mô hình vô tuyến điểm – đa điểm
Mạng thông tin vô tuyến điểm – đa điểm, giống nhƣ mạng điểm – điểm ở chỗ
có thể sử dụng nhiếu loại thiết bị có chức năng đàm thoại và cùng dải tần số công tác,
nhƣng số trạm nhiều hơn.


10

Hình 2.2: Mô hình vô tuyến điểm - đa điểm

Hình 2.3: Mô hình thông tin đa điểm

Ghi chú: C1…C4 là trƣởng các mạng nhỏ
C1‟, C2‟… thuộc sự quản lý của các chỉ huy mạng nhỏ
Đƣờng liên lạc 2 chiều thông qua trạm

Đƣờng liên lạc 2 chiều giữa c c điểm


11
Phạm vi phủ sóng theo nhóm riêng rẽ

2.1.3. Mô hình thông tin đa điểm ( Thông tin chuyển tiếp)
Mô hình liên lạc kết nối một trạm chuyển tiếp phủ sóng bộ đàm 2 chiều trên
một địa bàn rộng, thông qua một phần mềm quản lý các trạm và máy lẻ.(Minh họa
hình 5)
Các máy lẻ thông qua trạm kết nối nhau trên một khu vực nằm trong bán kính
vùng phủ sóng của trạm chuyển tiếp, Cự ly liên lạc phụ thuộc vào độ cao an ten trạm
chuyển tiếp với độ cao an ten các máy lẻ và công suất thiết bị tham gia mạng.
Với điều kiện thiết bị hiện nay, thông qua thiết lập một mạng chuyển tiếp ta có
thể tổ chức nhiều hình thức liên lạc khác nhau, tùy thuộc vào quyền của quản trị mạng
lập trình qua các phần mềm ứng dụng.

2.2. Cấu trúc trạm chuyển tiếp CDR700
Trạm chuyển tiếp CDR700 đƣợc sử dụng phổ biến trong hệ thống mạng vô
tuyến bộ đàm của lực lƣợng Công an, các hãng taxi, vận tải ở trong nƣớc. Do tính phổ
biến về trạm chuyển tiếp CDR700 nên trong phạm vi của luận văn lấy trạm CDR700 là
đối tƣợng nghiên cứu. Để hiểu hơn về trạm chuyển tiếp CDR700 ta đi vào tìm hiểu cấu
tạo của trạm.
Trạm chuyển tiếp bộ đàm có cấu hình cơ ản nhƣ sau [1] :


12

Hình 2.4: Cấu trúc, thành phần của trạm CDR700
Trạm chuyển tiếp CDR700 là một trong những sản phẩm tiện ích cung cấp giải

pháp thông tin vô tuyến bộ đàm gi thành thấp. Trạm chuyển tiếp CDR700 này là sản
phẩm đƣợc thiết kế mà cả máy thu và máy phát trên cùng một giá. Vì vậy nó đảm bảo


13
yếu tố gọn nhẹ dễ triển khai lắp đặt, sửa chữa. Trong trạm CDR700, tất cả các bộ phận
nằm trong một khối. Trong khối có 2 máy GM338, bộ điều khiển Repeater (thƣờng là
IR20), khối nguồn, duplex.
Với việc sử dụng máy GM338 có thể hỗ trợ 16 kênh liên lạc, mã hóa DPL, TPL
phù hợp với các thiết bị đầu cuối khác nhau
Cấu trúc của một hệ thống CDR700 gồm:
-

Cây ( hung) chuyển tiếp CDR700.

-

Quạt làm m t.

-

Thiết ị cấp nguồn.

-

Bộ điều hiển chuyển tiếp.

-

C c m y vô tuyến thu ph t.

-

Duplexer



Bộ điều hiển chuyển tiếp.

Một số ộ điều hiển sau có thể sử dụng cho trạm CDR700:
-

Bộ điều hiển cơ sở

: RICK.

-

Bộ điều hiển chuyển tiếp toàn mạng nhiều âm

: ZR310.

-

Bộ điều hiển ết nối cơ sở

: i50R.

-

Bộ điều hiển chuyển tiếp hu vực

: i20R.

-

Bộ điều hiển ết nối cuộc gọi nhanh

: i750R.

-

Bộ điều hiển ết nối cao cấp

: ZR340.

-

Bộ điều hiển ết nối cuộc gọi có lựa chọn

: ZR320.

-

Giao diện điện thoại/vô tuyến

: ZR330.

-

Thích ứng âm tone ở xa

: TRA100R.

Bảng sau đây liệt ê c c ộ phận và c c chức năng cơ ản của trạm chuyển tiếp
CDR700 hi ết hợp với từng thiết ị cụ thể: