MẠNG PHỨC HỢP SUB-GHZ TRONG ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN (có code và sơ đồ mạch)

MẠNG PHỨC HỢP SUB-GHZ
TRONG ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT
BỊ ĐIỆN


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.........................................................................................VIII
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU.......................................................................................IX
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT...................................................................................XI
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI..................................................1
1.1

GIỚI THIỆU..................................................................................................................1

1.1.1

Tên đề tài............................................................................................................1

1.1.2

Lý do chọn đề tài này..........................................................................................1

1.1.3

Mục đích nghiên cứu...........................................................................................1

1.1.4

Giả thiết khoa học...............................................................................................2

1.1.5

Cơ sở phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu.......................................2

CHƯƠNG 2. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI............................................................................3
2.1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT......................................................................................................3

2.1.1

Tìm hiểu PIC32MX250F128B............................................................................3

2.1.2

Tìm hiểu PIC16LF18325....................................................................................7

2.1.3

Tìm hiểu SI4464..................................................................................................9

2.1.4

Tìm hiểu Telit UE866 3G module.....................................................................10

2.1.5

Tìm hiểu giao tiếp UART..................................................................................14

2.1.6

Tìm hiểu giao tiếp I2C.......................................................................................16

2.1.7

Tìm hiểu giao tiếp SPI......................................................................................18

2.1.8

Quá trình truyền nhận giữa các module...........................................................21

2.1.9

Mã hóa XTEA....................................................................................................22

2.1.10

Chip nhớ 24AA16..........................................................................................24

2.2

SƠ ĐỒ KHỐI..............................................................................................................25

2.3

SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT....................................................................................................28

2.4

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ....................................................................................................35

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM.....................................................................37
3.1

KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM...........................................................................................37


3.2

MÔ HÌNH MÔ PHỎNG................................................................................................37

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN..................................................................................................38
4.1

KẾT LUẬN.................................................................................................................38

4.2

HƯỚNG PHÁT TRIỂN.................................................................................................38

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................39
PHỤ LỤC

40

DANH MỤC CÁC HÌNH


HÌNH 2-1: SƠ ĐỒ CHÂN PIC32MX [1]...............................................................3
HÌNH 2-2: SƠ ĐỒ ĐƠN GIẢN MCU [2]..............................................................4
HÌNH 2-3: ĐƯỜNG DẪN CPU ĐƠN GIẢN [2]...................................................5

HÌNH 2-4: SƠ ĐỒ CHÂN PIC16LF18325 [3].......................................................7
HÌNH 2-5: SƠ ĐỒ ĐƠN GIẢN GIAO TIẾP UART [2].....................................15
HÌNH 2-6: SƠ ĐỒ ĐƠN GIẢN GIAO TIẾP I2C [2]...........................................17
HÌNH 2-7: TÍNH NĂNG SPI [2]..........................................................................18
HÌNH 2-8: SƠ ĐỒ ĐƠN GIẢN GIAO TIẾP SPI [2]..........................................19
HÌNH 2-9: GIAO TIẾP TỪ MASTER ĐẾN SLAVE [2]....................................20
HÌNH 2-10: QUÁ TRÌNH TRUYỀN NHÂN DỮ LIỆU.....................................21
HÌNH 2-11: SƠ ĐỒ MÃ HÓA XTEA..................................................................23
HÌNH 2-12: SƠ ĐỒ CHÂN 24AA16 [6]...............................................................24
HÌNH 2-13: SƠ ĐỒ KHỐI TOÀN HỆ THỐNG.................................................25
HÌNH 2-14: SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT...........................................................25
HÌNH 2-15: SƠ ĐỒ KHỐI HOST BOARD.........................................................26
HÌNH 2-16: SƠ ĐỒ KHỐI CLIENT BOARD....................................................27
HÌNH 2-17: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT CỦA HOSTBOARD................................28
HÌNH 2-18: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT CỦA CLIENTBOARD............................29
HÌNH 2-19: TRUYỀN DỮ LIỆU ĐI KHÁC NHAU...........................................30
HÌNH 2-20: CHUYỂN DỮ LIỆU VỀ DỮ LIỆU GỐC.......................................31
HÌNH 2-21: QUÁ TRÌNH NHẬN DỮ LIỆU CỦA CÁC MODULE.................32
HÌNH 2-22: QUÁ TRÌNH TRUYỀN DỮ LIỆU GIỮA CÁC MODULE..........33
HÌNH 2-23: SƠ ĐỒ GIAO THỨC GIAO TIẾP RF............................................34
HÌNH 2-24: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH CLIENT BOARD..........................35
HÌNH 2-25: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH HOST BOARD..............................36
Y
HÌNH 3-1: KẾT QUẢ HIỂN THỊ TRÊN TERMINAL......................................37
HÌNH 3-2: KẾT QUẢ PHẢN HỒI TIN NHẮN..................................................38
HÌNH 3-3: MÔ HÌNH MÔ PHỎNG THỰC TẾ.................................................39


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
BẢNG 1: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA PIC32MX250F128B [2].....................6

BẢNG 2: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA PIC16LF18325 [3]..............................8
BẢNG 3: CHỨC NĂNG CỦA CÁC LỆNH AT [5].............................................12


BẢNG 4: CÁC LỆNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG TIN NHẮN.................................14


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ITU-T

International Telecommunication Union - Transmission

IEEE

Institude of Electrical and Electronics Engineers

AFC

Auto Frequency Control

AGC

Automatic Gain Control

USB OTG

Universal Serial Bus On To Go

SPI

Serial Peripheral Interface

I2C

Inter-Intergrated Circuit

GPIO

General Purspose Input Output

CDC

Centers for Disease Control

UART

Universal Synchronous & Asynchoronous Serial Reveiver and
Transmitter


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 1/78

CHƯƠNG 1.
1.1

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Giới thiệu

1.1.1 Tên đề tài
- Mạng phức hợp SUB-GHz và GSM trong điều khiển các thiết bị.
1.1.2 Lý do chọn đề tài này
- Giảm thiểu số lượng dây dẫn.
-

Không gây ảnh hưởng đến các thiết bị khác khi cần lắp đặt mới.

-

Có thể điều khiển khi người sử dụng không ở gần thiết bị.

-

Tiết kiệm năng lượng, chi phí thấp.

1.1.3 Mục đích nghiên cứu
- SUB-GHz hoạt động ở dãy tần số 27 MHz đến 960 MHz, khoảng cách vài
trăm mét (WIFI thông thường không làm được điều này), tốc độ 500 kbps,
phù hợp để điều khiển và thu thập dữ liệu cho 1 thiết bị điện, năng lượng và
giá thành cho mỗi module thấp hơn nhiều so với module GSM hay WIFI.
-

GSM giúp điều khiển thiết bị khi người điều khiển ở xa. Giá thành cao, năng
lượng lớn.

-

Kết hợp SUB-GHz và GSM để giảm chi phí, giảm năng lượng, điều khiển
linh động.

1.1.4 Giả thiết khoa học
- Ứng dụng các công nghệ truyền dữ liệu không dây vào các ứng dụng điều
khiển thiết bị điện, góp phần xây dựng hệ thống IoT. Trước hạn chế về
khoảng cách của WIFI, việc điều khiển thiết bị điện cách xa nhau đến hàng
trăm met trở nên khó thực hiện hoặc chi phí cao, công nghệ SUB-GHz của

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 2/78

Silab với ưu điểm về năng lượng và khoảng cách lên đến 300 m với chi phí
thấp trở thành giải pháp có thể thay thế WIFI.
1.1.5 Cơ sở phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu
- Việc sử dụng SUB-GHz lại không thể kết nối được internet như WIFI, giải
pháp cho vấn đề này là phối hợp SUB-GHz với công nghệ 3G. Như vậy, giải
pháp thay thế WIFI trong điều khiển thiết bị điện là sự kết hợp SUB-GHz với
3G. Hệ thống sẽ bao gồm 2 thiết bị chính: Host và Client. Trong đó, Host
đóng vai trò như Router vừa kết nối - điều khiển các thiết bị Client và vừa
kết nối internet. Đây là thiết bị trung gian tương tác giữa người dùng với
thiết bị điện cần điều khiển. Client là thiết bị sẽ gắn với thiết bị điện, đóng
vai trò như 1 công tắc và thiết bị này kết nối đến Host.

CHƯƠNG 2.
2.1

NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

Cơ sở lý thuyết

2.1.1 Tìm hiểu PIC32MX250F128B
- PIC32MX250F128B là vi điều khiển của Microchip.
-

Tốc độ 83MIPS@50 MHz.

-

Dao động nội 48 MHz.

-

USB OTG.

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 3/78

Hình 2-1: Sơ đồ chân PIC32MX [1]
Lõi MCU bao gồm các tính năng cơ bản
 RISC MIPS32 M4K lõi 32 bit.
 Một chu kỳ ALU.
 Đường ống dẫn 5 gia đoạn.
 32 bit địa chỉ và 32 bit data buses.
 Tập lệnh tương thích MIPS32.

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 4/78

Hình 2-2: Sơ đồ đơn giản MCU [2]

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 5/78

Hình 2-3: Đường dẫn CPU đơn giản [2]
-

Bộ điều khiển PIC32MX cung cấp 4 GB không gian địa chỉ bộ nhớ ảo thống
nhất. Tất cả bộ nhớ khu vực, bao gồm các bộ nhớ chương trình, bộ nhớ dữ
liệu, SFRs, và đăng ký cấu hình trong không gian địa chỉ. Chương trình và
bộ nhớ dữ liệu có thể được tuỳ chọn phân vùng thành bộ nhớ người dùng.
Ngoài ra, bộ nhớ dữ liệu có thể được thực thi, cho phép PIC32MX thực hiện
từ bộ nhớ dữ liệu.

-

Các tính năng chính của bộ nhớ PIC32MX bao gồm
 Chiều rộng dữ liệu gốc 32 bit.
 Không gian địa chỉ dành cho người dùng và chế độ kernel.
 Chương trình linh hoạt phân vùng bộ nhớ Flash.

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 6/78

-

Bộ nhớ hệ thống cung cấp Flash
 Có thể sử dụng cho bộ nhớ chương trình hoặc dữ liệu, cho phép bộ
nhớ chương trình xoá bằng điện hoặc được lập trình theo phần mềm.
 Kiểm soát trong quá trình vận hành bình thường.
 Dòng sản phẩm PIC32MX có tốc độ thực hiện trực tiếp từ chương
trình Flash thông qua việc sử dụng bộ đệm nạp trước trên chip bằng
module Prefetch.

-

Ở ứng dụng này, chúng ta chỉ sử dụng ngoại vi: USB, SPI, I2C, UART,
External Interrupt và GPIO.
Thông số

Giá trị

Tốc độ Max (MHz)

50

Kích thước bộ nhớ (KB)

128

RAM

32

Flash

3

Điện áp

2.3 V đến 3.6 V

SPI

2

I2C

2

USB

1

16 bit digital

5

I/O Pins

19

Bảng 1: Thông số kỹ thuật của PIC32MX250F128B [2]
2.1.2 Tìm hiểu PIC16LF18325
-

PIC16LF18325 là vi điều khiển 8 bit thế hệ của Microchip với các ưu điểm:
 Năng lượng thấp.

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 7/78

 Dao động nội lên đến 32 MHz.
 Tốc độ 8MIPS ở 32 MHz.
 Ngoại vi kết nối đến IO có thể lập trình được. Chức năng này giúp
quá trình thiết kế phần cứng linh hoạt hơn.

Hình 2-4: Sơ đồ chân PIC16LF18325 [3]
-

Vi điều khiển tính năng Analog, Core thiết bị ngoại vi độc lập và truyền
thông.

-

Thiết bị ngoại vi kết hợp với eXtreme Low Power cho mục đích chung và
ứng dụng năng lượng thấp.

-

Chức năng chọn pin vòng tròn cho phép lập bản đồ pin khi sử dụng các thiết
bị ngoại vi số PWM và truyền thông.. để thêm tính linh hoạt cho việc thiết kế
ứng dụng.

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 8/78

 Core tốc độ vận hành DC 32 MHz, 125 ns chu kỳ, 4 bộ hẹn giờ 8 bit,
3 bộ định thời 16 bit.
 Bộ chuyển đổi Analog to Digital 10 bit ADC, 17 kênh ngoài, độ phân
giải 5 bit, kết nối nội bội ADCs và người so sánh.
-

Bộ nhớ SRAM dữ liệu 1 KB, EEPROM 256 B, phương thức truyền trực tiếp,
gián tiếp và tương đối.
Thông số

Giá trị

Bộ nhớ

14

CPU

8

RAM Bytes

1024

Giao tiếp kỹ thuật số

1 UART, 2SPI, 2-I2C

ADC

11 channel, 10 bit

Điện áp

1.8 V đến 5.5 V

Bảng 2: Thông số kỹ thuật của PIC16LF18325 [4]

2.1.3 Tìm hiểu SI4464
- Module SUB-GHz SI4464 - 868.925 MHz: Truyền dữ liệu với Host, các thiết
bị đo lường.

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 9/78

-

RP.SILABMODULE là module RF, thiết kế nhỏ gọn, có hiệu năng cao, dòng
điện thấp, thu phát bao gồm các dãy tần số phụ GHz từ 119 đến 1050 MHz.
Thiết bi ̣ có thể đáp ứng đươc ̣ các tiêu chuẩn quy định trên thế giới: FCC,
ETSI và ARIB. Tất cả các thiết bi ̣đươc ̣ thiết kế phù hơp ̣ với chuẩn 802.15.4g
và chuẩn đo lường thông minh WMbus.

-

Giao diện TTL RS232.

-

Nhiệt độ cấp độ công nghiệp.

-

Tiêu thụ thấp cho các ứng dụng chạy bằng pin.

-

Tính năng
 Dải tần số: 119- 1050 MHz.
 Nhâṇ đô n ̣ hạy: -126 dBm.
 Công suất ra tối đa: + 20 dBm.

 Điêṇ năng tiêu thu ̣thấp: 10/13 mA RX.
 Chế đô d ̣ òng điêṇ cưc ̣ thấp tắt điện: 30 nA Shutdown, 50 nA standby.
 Dải dữ liệu: 100 bps đến 1 Mbps.
 Nguồn hổ trợ: 1.8 V đến 3.6 V.
 Bộ xử lý có cấu hình cao.
 TX và RX 64 byte FIFOs.
 Điều khiển tần số tự động (AFC).
 Kiểm soát tự động ( AGC).
 Cảm biến nhiệt độ.

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 10/78

 20 chân QFN.
 Phù hợp IEEE 802.15.4g.
-

Ứng dụng
 Đo lường thông minh (802.15.4g & MBus).
 Điều khiển từ xa.
 Nhà an ninh và báo động.
 Đo từ xa.

2.1.4 Tìm hiểu Telit UE866 3G module
- Lệnh AT được thiết kế bởi tổ chức IUT-T, là module nhỏ nhất trong danh
mục 3G của Telit và là một UMTS sản phẩm truyền thông dựa trên lõi 3G
mới nhất của thị trường.

-

Tính năng của UE866
 UE866-N3G (Bắc Mỹ, chỉ có 3G).
 UMTS băng tần kép, HSPA 900/2100 MHz.
 Băng tần kép GSM, GPRS 900/1800 MHz.
 Điều khiển qua các lệnh AT theo 3GPP.
 IP stack với giao thức TCP và UDP.

-

Giao diện 7 cổng I/O tối đa có chức năng
 I2S cho giao diện âm thanh số.

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 11/78

 USB 2.0 HS.
 2 UART.
 SPI
 I2C
 Giao diện SIM 1.8 V / 3 V
Lệnh

Phản hồi

Ý nghĩa

Tắt chế độ echo lệnh

ATE0\r

\r\No\r\n

được gửi đến UE86

AT+CMGF=1\r

\r\nOK\r\n

Bật chế độ text mode

AT+FCLASS=8\r

\r\nOK\r\n

Bật chế độ voice call

\r\n+CPIN: READY\r\n

Kiểm tra kết nối với

\r\n+CPIN: ERROR\r\n

SIM

\r\nOK\r\n

Hủy cuộc gọi

AT+CPIN?\r
ATH\r

\r\n><space>
AT+CMGS="number"\r

\r\n><space>

<data>CTRL+Z

\r\n+CMGS: xxx\r\n

Gửi tin nhắn

\r\nOK\r\n
\r\nOK\r\n
ex:
AT+CNMI=2,2,0,0,0\r

\r\n+CMT:
"+84902603775","","17/12/07,
22:35:40+28"\r\n
THEM 789012
AABBCCDDEEFF DEN1\r\n

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện

Báo tin nhắn mới

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 12/78

\r\nOK\r\n
AT+CMGD=1,4\r

Xoá hết tin nhắn
\r\nOK\r\n<0x00>

AT#REBOOT\r

Khởi động lại module

AT+CUSD=1,"comman

Phản hồi của nhà mạng

d text"\r

\r\nOK\r\n

Unstructured
Supplementary Service
Data

\r\n+CMGR: "REC
UNREAD","+84902597093","
","17/12/14,09:33:08+28"

000000 KICHHOAT
882288\r\n
\r\nOK\r\n
Đọc tin nhắn được lưu

AT+CMGR=idx

AT+CSQ\r

Cú pháp

KICHHOAT<space>
cũ><space>
<PIN mới>

THEM<space>><space><UID>ce><tên TB>

\r\n+CMGR: "REC
READ","+84902597093","","
17/12/14,09:33:08+28"
000000 KICHHOAT
882288\r\n
\r\nOK\r\n
\r\nOK\r\n
Kiểm tra cường độ tín
hiệu sóng mang
\r\n+CSQ: x,y,z\r\n

x=[15:31] là đạt, giá trị
\r\nOK\r\n
khác là lỗi hoặc sóng
yếu
Bảng 3: Chức năng của các lệnh AT [5]
Ví du

KICHHOAT 1234 5678

THEM 5678 ABCDEF
DEN1

Ý nghĩa

Ghi chú

Phản hồi tư
thiết bi

Kích hoạt số
điện
thoại
admin
hoặc
đổi mã PIN

PIN
mặc
định là 1234
Sai PIN quá

3 lần phải
chờ
15min
mới thao tác
lại được

Da
KH
<PIN mới>
Sai PIN lan
x
Sai 3 lan!
Reboot hoac
cho 15min

Thêm thiết bị
có:UID
là
ABCDEF

tên thiết bị
tối đa 9 kí tự,
không được

Dathem
<tênTB>
Trung ten

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 13/78

Tên
mạng
DEN1
XOA<space><PIN><
space><UID>><tên TB>

BAT<space>TB1>,<...>,TBn>

TAT<space>TB1>,<...>,TBn>

XOA
5678
AABBCCDDEEFF
DEN1

BAT
DEN1,QUAT1,BOM1
BAT ALL

TAT
DEN1,QUAT1,BOM1

BAT ALL

trong
là

đặt tên ALL

Da xoa TB>
Khong co
thiet bi de
xoa

Xoá thiết bị ra
khỏi mạng

Bật thiết bị chỉ
định hoặc bật
hết

Tắt thiết bị chỉ
định hoặc bật
hết

hoac UID

Không quá 5
thiết bị

Da bat:

TB1>,<…
>,TBn>
Da bat tat ca
Khong co
thiet bi de
bat

Không quá 5
thiết bị

Da tat: TB1>,<…
>,TBn>
Da tat tat ca
Khong co
thiet bi de
tat

TRANGTHAI

TRANGTHAI

Kiểm tra trạng
thái các thiết
bị trong mạng

<tên TB1:>
<0/1>

…
<tên TBn:>
<0/1>
0:
tắt
1: bật

USSD<space><lệnh>

USSD
*101#
USSD
*100*012345678901234
#

Gửi
USSD

Trả về tin
nhắn từ tổng
đài gửi đến
SIM thiết bị

lệnh

không phản
hồi

Các tin khác

Bảng 4: Các lệnh điều khiển bằng tin nhắn
2.1.5 Tìm hiểu giao tiếp UART
- UART là thành phần quan trọng trong hệ thống nối tiếp máy tính.

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 14/78

-

Là một trong những I/O nối tiếp các module có sẵn trong các thiết bị
PIC32MX, một full-duplex không đồng bộ kênh truyền thông liên lạc với các
thiết bị ngoại vi và máy tính cá nhân thông qua các giao thức như RS-232,
RS-485 và IrDA.

-

Các tính năng chính của UART
 Truyền dữ liệu full-duplex, 8 bit hoặc 9 bit.
 Một hoặc hai bit Stop.
 Tính năng tự động cập nhật phần cứng.
 Tuỳ chọn kiểm soát lưu lượng phần cứng.
 Tốc độ Baud Rate được tích hợp đầy đủ với 16 bit.
 Tốc độ Baud từ 76 bps đến 80 MHz.
 Bộ đếm dữ liệu đầu tiên – ra đầu tiên (FIFO) 4 cấp.
 Tính chẵn lẻ, khung và phát hiện lỗi tràn bộ đệm, hỗ trợ ngắt chỉ trên
đại chỉ phát hiện, truyền và nhận gián đoạn riêng biệt.

Hình 2-5: Sơ đồ đơn giản giao tiếp UART [2]
-

Có 2 loại truyền dẫn

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 15/78

 Đồng bộ đòi hỏi người gửi và người nhận chia sẻ clock với nhau hoặc
người gửi cung cấp một đèn nhấp nháy hoặc tín hiệu thời gian thời
gian khác để người nhận biết khi nào đọc bit tiếp theo dữ liệu. Phần
cứng truyền thông nối tiếp tiêu chuẩn trong máy tính không hỗ trợ các
hoạt động đồng bộ.
 Không đồng bộ cho phép người truyền dữ liệu mà không cần người
gửi và người nhận một tín hiệu. Thay vào đó người gửi và người nhận
đồng ý với thông số thời gian trước và các bit được thêm vào được sử
dụng để đồng bộ hoá các đơn vị gửi và nhận. Khi 1 tín hiệu được đưa
ra cho UART cho việc truyền không đồng bộ, 1 bit start được truyền
đi. Cách báo người nhận dữ liệu sắp được gửi để đồng bộ máy thu và
máy phát. Bit LSB được gửi đi tiếp theo truyền đúng thời gian cho tất
cả các bit khác và người nhận xác định xem bit là bit 1 hay bit 0. Khi
toàn bộ dữ liệu được gửi, máy phát thêm 1 parity bit mà nó tạo ra bit
chẵn lẻ có thể tạo ra bởi người nhận để thực hiện kiểm tra lỗi. Sau đó
ít nhất 1 stop bit được gởi bởi máy phát. Nếu stop bit không xuất hiện,
UART xem toàn bộ dữ liệu bị cắt xén và báo 1 framing error.
2.1.6 Tìm hiểu giao tiếp I2C
- Được sử dụng rộng rãi bởi nhiều thiết bị điện tử vì dễ dàng triển khai liên lạc

giữa thiết bị Host và Client.
-

Triển khai thực tế chỉ cần 2 dây để liên lạc giữa khoảng gần 128 thuê bao khi
sử dụng 7 bit và 1024 thuê bao khi sử dụng 10 bit.

-

Mỗi thiết bị có 1 ID cài sẵn hoặc địa chỉ duy nhất để master giao tiếp.

-

Bus I2C hoạt động thấp cần điện trở 2 K tốc độ lên đến khoảng 400 Kbps đến
10 K tốc độ khoảng 100 Kbps.

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 16/78

-

Trong hệ thống đa master, sự va chạm xung đột với các hệ thống khác được
phát hiện và báo cáo cho ứng dụng (BCOL ngắt). Phần mềm có thể chấm dứt
và sau đó khởi động lại truyền tin.

Hình 2-6: Sơ đồ đơn giản giao tiếp I2C [2]

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 17/78

2.1.7 Tìm hiểu giao tiếp SPI
- Là giao diện ngoại vi nối tiếp, đồng bộ cung cấp giao tiếp full duplex với tốc
độ cao, đồng bộ hữu ích cho giao tiếp giữa các thiết bị bên ngoài và các thiết
bị điều khiển khác.
-

Những thiết bị ngoại vi có thể được serial EEFROMs, đăng ký thay đổi, trình
điều khiển hiển thị, A/D chuyển đổi.

-

Hỗ trợ chế độ master và slave với 4 dạng đồng bộ khác nhau.

-

Chiều rộng khung dữ liệu 8 bit, 16 bit và 32 bit của người dùng.

-

Cung cấp giao diện đơn giản và chi phí thấp giữa một vi điều khiển và thiết
bị ngoại vi.

Hình 2-7: Tính năng SPI [2]

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 18/78

Hình 2-8: Sơ đồ đơn giản giao tiếp SPI [2]

Mạng phức hợp SUB-GHz trong điều khiển các thiết bị điện