Nghiên cứu hệ thống biểu quyết điện tử số

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN HỒNG PHÚC

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG BIỂU QUYẾT ĐIỆN TỬ SỐ
Nghành: Công nghệ Điện tử- Viễn Thông
Chuyên nghành: Kỹ thuật Điện tử
Mã số: 60.52.70

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS Trần Quang Vinh

Hà Nội- 2009


4

MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN .................................................................................................... 2
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. 3
MỤC LỤC ......................................................................................................... 4
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT ......................................... 6
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................. 7
MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 10
CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BIỂU QUYẾT ĐIỆN TỬSỐ
(DCN) .............................................................................................................. 11

1.2. Giới thiệu tổng quan hệ thống biểu quyết điện tử số DCN ......................... 12
1.2.1 Thiết bị phân tập ..................................................................................... 13
1.2.2 Thiết bị điều khiển trung tâm CCU .......................................................... 13
1.3. Định tuyến hệ thống âm thanh trong hệ DCN ............................................ 14
1.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết số ....................................... 15
1.4.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết điện tử số ................ 15
1.4.2 Cấu trúc Bộ điều khiển trung tâm CCU ................................................... 15
1.4.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết điện tử số DCN ................ 16
1.5. Các phần mềm ứng dụng điều khiển hệ thống biểu quyết điện tử số DCN: 17
CHƢƠNG 2: CẤU HÌNH HỆ THỐNG BIỂU QUYẾT ĐIỆN TỬ SỐ DCN .. 18
2.1 Cấu hình hệ thống biểu quyết số DCN....................................................... 18
2.1.2 Hệ thống biểu quyết điện tử số DCN Multi- CCU .................................. 18
2.2 Thông số các cổng của CCU khi kết nối với PC và kết nối với camera ..... 20
2.3 Thông số kỹ thuật cổng nối tiếp RS 232 ..................................................... 21
2.3.1 Truyền thông giữa hai nút ........................................................................ 25
2.3.2 Truy xuất trực tiếp thông qua cổng COM ................................................ 26
CHƢƠNG 3:GIAO DIỆN ĐIỂU KHIỂN TỪ XA ĐẾN HỆ THỐNG DCN ..... 27
3.1 Mơ hình hệ thống điều khiển từ xa ............................................................. 27
3.2 Các thông số điều khiển từ xa ..................................................................... 27
3.2.1 Kiểu thông báo định dạng ........................................................................ 27
3.2.2 Kiểu định dạng thông báo cơ bản ............................................................ 28
3.2.3 Định dạng yêu cầu điều khiển từ xa ........................................................ 28
3.2.4 Định dạng đáp ứng điều khiển từ xa ........................................................ 29
3.2.5 Định dạng thông báo cập nhật MDSC_NOTIFY .................................... 29
3.2.6 Định dạng thông số truyền thông ............................................................ 30
3.3. Thủ tục truyền thông của bộ điều khiển trung tâm ..................................... 30
3.3.1 Đặc tính của giao thức truyền thông Full ................................................ 31
3.3.2 Tham số nhận biết thông tin .................................................................... 33
3.3.3 Giao thức truyền thông ............................................................................ 34
3.3.3.1 Gói dữ liệu khơng trả lời ...................................................................... 35

3.3.3.2 Giá trị thời gian của kết nối đƣờng truyền............................................. 36
CHƢƠNG 4: XÂY DỰNG PHẦN MỀM BIỂU QUYẾT ................................ 37
4.1 Chức năng đăng ký đại biểu ....................................................................... 37
4.1.1 Đăng ký tham dự...................................................................................... 37


5

4.1.2 Điều khiển truy cập hệ thống.................................................................... 37
4.1.4 Kết hợp giữa đăng ký tham dự với truy cập hệ thống ............................... 38
4.1.5 Thông số chức năng ................................................................................. 38
4.2 Điều khiển microphone trong hệ thống biểu quyết điện tử số ..................... 38
4.2.1 Các bƣớc đăng ký phát biểu..................................................................... 38
4.2.2 Chƣơng trình kiểm soát danh sách đại biểu ............................................. 39
4.3 Biểu quyết điện tử ...................................................................................... 41
4.3.1 Các kiểu loại biểu quyết điện tử số .......................................................... 41
4.3.2 Các bƣớc thực hiện biểu quyết điện tử số ................................................ 41
4.3.3 Xây dựng chƣơng trình hiển thị kết quả biểu quyết ................................. 43
4.4 Kết quả ghép nối giữa máy tính với bộ điều khiển trung tâm ...................... 51
KẾT LUẬN ...................................................................................................... 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 56
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 57


6

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT
TỪ VIẾT
TẮT

NỘI DUNG

Ý NGHĨA

ACN

Audio Communication Network

Mạng truyền âm thanh

AT

Attendance Registration

Đăng ký điểm danh

CCU

Central Control Unit.

Bộ điều khiển trung tâm

DCN

Digital Congress Network

Mạng hội nghị số

EIA

Electronics Industry Associations

Hiệp hội điện tử công nghiệp
Mỹ

LCD

Liquid Crystal Display

Màn tinh thể lỏng

PA

Public Address

Hệ thống công cộng

PC

Personal Computer

Máy vi tính

PRAEDIC

Profession Audio Encoding
Decoding Intergrated Circuit

Vi mạch mã hóa và giải mã tín
hiệu tiếng chuyên dụng

remote
controller

Device (e.g. PC) connected to the CCU Bộ điều khiển từ xa

RFS

Remote Function Services

Gói dịch vụ chức năng điều
khiển từ từ xa

SC

System Configuration

Cấu hình hệ thống

SI

System Installation

Cài đặt hệ thống

UnitId

Unit identification, also called unit- Thiết bị đƣợc khai báo trong hệ
number.
thống DCN.

VT

Voting
application
Ứng dụng biểu quyết
identification
of a unit within the DCN
system


7

DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên bảng

Nội dung

Bảng 1.1

Thông số kỹ thuật của chuẩn RS232

Bảng 1.2

Chức năng cổng nối tiếp

Bảng 1.3

Các ngắt cổng COM

Bảng 1.4

Thông số kết nối đƣờng truyền

Bảng 1.5

Sự kiện comevent

Bảng 1.6

Bảng các sự kiện

Bảng 1.7

Bảng thiết lập giao thức bắt tay


8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình

Tên hình

1.1

Sơ đồ tổng quan hệ thống biểu quyết số

1.2

Sơ đồ định tuyến âm thanh trong hệ thống biểu quyết số DCN

1.3

Sơ đồ nguyên lý hệ thống biểu quyết điện tử số DCN

1.4

Hình ảnh bên trong của bộ điều khiển trung tâm CCU

1.5

Hình ảnh bên ngoại của bộ điều khiển trung tâm CCU

2.1

Kết nối hệ thống DCN độc lập

2.2

Kết nối hệ thống biểu quyết điện tử số Multi CCU

2.3

Tín hiệu truyền của ký tự „A‟

2.4

Sơ đồ chân cổng nối tiếp

2.5

Kết nối đơn giản trong truyền thông nối tiếp

2.6

Kết nối trong truyền thơng nối tiếp dùng tín hiệu bắt tay

3.1

Sơ đồ ghép nối với bộ điều khiển từ xa

3.2

Sơ đồ trạng thái truyền trong thủ tục truyền “ FULL”

4.1

Giao diện chính phần mềm biểu quyết

4.2

Giao diện Danh sách đăng ký phát biểu

4.3

Giao diện hiển thị kết quả biểu quyết

4.4

Cơ sở dữ liệu đại biểu

4.5

Cơ sở dữ liệu các tỉnh, thành phố

4.6

Toàn cảnh phiên họp Quốc hội

4.7

Hệ thống biểu quyết tại Hội trƣờng Bộ Quốc phòng

4.8

Giao diện điều khiển Mic và biểu quyết


9

4.9

Tra cứu thông tin đại biểu

4.10

Hiển thị danh sách đăng ký phát biểu

4.11

Kết quả bắt đầu biểu quyết

4.12

Kết quả biểu quyết khi hết thời gian biểu quyết


10

MỞ ĐẦU
Ngày nay, lĩnh vực Công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) đang đƣợc
phát triển mạnh mẽ với những cơng nghệ hiện đại mới đƣợc ra đời. Nó đã xâm
nhập vào mọi lĩnh vực của đời sống xã hội. Việc xã hội hố thơng tin trong đó
phát triển từ phần cứng, phần mềm, hệ thống mạng viễn thông cho tới các hệ
thống dành cho xử lý thông tin, hệ thống truyền thông, các hệ thống điều khiển
từ xa, v.v…đã góp phần nâng cao chất lƣợng, độ tin cậy, hiệu quả công việc tiết
kiệm về mặt thời gian, không gian, địa điểm với khoảng cách xa có thể kết nối
điều khiển từ xa.
Hệ thống biểu quyết điện tử số DCN sử dụng các công nghệ kỹ thuật số
hiện đại cho việc điều khiển các hội nghị với hàng nghìn ngƣời. Hệ thống này
đạt đƣợc hiệu quả ƣu việt từ điều khiển âm thanh, đăng ký đại biểu, phân quyền
ngƣời truy cập, truyền đa ngôn ngữ, biểu quyết điện tử, ghép nối điều khiển từ
xa đều đã đƣợc tích hợp vào hệ thống.
Với phƣơng thức biểu quyết truyền thống bằng hình thức giơ tay, bỏ phiếu
kín thì mất nhiều cơng sức và thời gian kiểm phiếu mất thời gian, dễ sai sót.
Biểu quyết điện tử số cho kết quả biểu quyết nhanh chóng, độ tin cậy cao và có
khả năng lƣu trữ trạng thái biểu quyết.
Đề tài Luận văn “Nghiên cứu Hệ thống biểu quyết điện tử số” có nội dung
nghiên cứu một hệ thống với các tính năng nổi trội, độ tin cậy về kỹ thuật, các

thông số truyền dẫn, ghép nối điều khiển từ xa với trung tâm điều khiển. Qua đó,
ta có thể phát triển nhiều ứng dụng nhằm khai thác hệ thống tốt nhất nhƣ điều
khiển hội nghị từ xa, biểu quyết điện tử từ xa.
Luận văn gồm 4 chƣơng.
Chƣơng 1: Tổng quan hệ thống biểu quyết điện tử số DCN.
Chƣơng 2: Cấu hình hệ thống biểu quyết số DCN và Giao tiếp cổng nối tiếp
RS232.
Chƣơng 3: Nghiên cứu các thủ tục truyền thông của hệ thống biểu quyết điện tử
số DCN.
Chƣơng 4: Xây dựng phần mềm biểu quyết.


11

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BIỂU QUYẾT ĐIỆN TỬSỐ
(DCN)
1.1. Sơ đồ tổng quan hệ thống biểu quyết điện tử số DCN

Hình 1.1: Sơ đồ tổng quan hệ thống biểu quyết số.

Hệ thống biểu quyết điện tử số sử dụng công nghệ kỹ thuật điện tử viễn thông
mới nhất hiện nay. Hệ thống biểu quyết điện tử DCN bao gồm nhƣ hình 1.1:
1. Trung tâm điều khiển.
Bộ vi xử lý trung tâm, Bộ xử lý số tín hiệu, Bộ nhớ EPROM,…
Quản lý cơ sở dữ liệu đại biểu, Quản lý điều khiển microphone đại biểu:
danh sách đăng ký phát biểu, danh sách phát biểu, điều khiển tắt mở
microphone, Điều khiển biểu quyết điện tử: khởi tạo thời gian, biểu quyết, huỷ
biểu quyết, hiển thị kết quả biểu quyết, quản lý điểm danh đại biểu v.v…
2. Hệ thống ghép nối âm thanh mở rộng.

Hệ thống này tạo đƣờng âm thanh chất lƣợng cao ghép nối với hệ thống âm
thanh ngoài: mixer, bộ khuyếch đại công suất (amplifier), loa.
3. Hệ thống phát hồng ngoại.


12

Hệ thống phiên dịch hồng ngoại sử dụng sóng hồng ngoại để phát các
kênh dịch riêng lẻ. Ứng với mỗi kênh hồng ngoại là một ngôn ngữ dịch. Qua bộ
thu hồng ngoại ngƣời nghe lựa chọn ngôn ngữ phù hợp với ngơn ngữ của mình.
4. Hệ thống mạng.
Hệ thống này sử dụng để kết nối điều khiển từ xa, chẳng hạn: truyền hình
hội nghị, điều khiển từ xa hệ thống biểu quyết điện tử số DCN, mạng máy tính
điều khiển, hiển thị thông tin đại biểu, kết quả biểu quyết, thông báo hội nghị,
nhắn tin…
1.2. Giới thiệu tổng quan hệ thống biểu quyết điện tử số DCN:
Hệ thống biểu quyết điện tử số DCN cung cấp các phƣơng tiện điều khiển
linh động, mềm dẻo cho các loại hội nghị, từ hội thảo nhỏ đến hội nghị quốc tế,
hội nghị đa ngôn ngữ với hàng trăm đại biểu. Hệ thống DCN cung cấp các dịch
vụ từ quản lý điều khiển microphone, nhận dạng đại biểu, đăng ký đại biểu, biểu
quyết điện tử, hiển thị thông tin đến các thiết bị phân phối, hiển thị và mở rộng
hệ thống phiên dịch đồng thời và điều khiển camera tự động.
Toàn bộ các thiết bị DCN bao gồm:
1. Thiết bị phân bố gồm: microphone đại biểu, microphone chủ toạ….
Thiết bị phân bố thực hiện các chức năng cơ bản nhƣ sau:
- Chức năng biểu quyết điện tử theo các trạng thái: điểm danh, biểu quyết,
không biểu quyết, không tán thành.
- Chức năng đọc thẻ chíp
- Chức năng microphone: đăng ký, hủy đăng ký phát biểu.
- Chức năng thông tin hội nghị.

- Chức năng chủ tọa hội nghị.
2. Thiết bị điểu khiển trung tâm CCU:
Bao gồm bộ vi xử lý, bộ xử lý số, bộ nhớ và các đƣờng bus ACN1,
ACN2. Bộ điều khiển trung tâm quản lý, điều khiển microphone, Biểu quyết,
truyền thông đến phần mềm điều khiển, bộ điều khiển từ xa…
3. Thiết bị phiên dịch và thiết bị phân phối dịch:
Thiết bị sử dụng để truyền tải, phân phối ngôn ngữ theo các kênh dịch để
đại biểu trong hội nghị lựa chọn ngơn ngữ cho phù hợp với ngơn ngữ của mình.
4. Thiết bị hiểu thị thông tin:
Bảng hiển thị kết quả biểu quyết Hall Display, Màn hiển thị điều khiển,
Màn hình lớn: để hiển thị thơng báo, hình ảnh, q trình biểu quyết, kết quả biểu
lên màn hình.


13

5. Các gói phần mềm ứng dụng:
- Quản lý vị trí lắp đặt thiết bị.
- Quản lý cơ sở dữ liệu.
- Quản lý điều khiển microphone.
- Quản lý danh sách đại biểu.
- Quản lý điều khiển biểu quyết điện tử số.
6. Các thiết bị lắp đặt:
- Hộp kết nối đa mục đích,
- Bộ khuyếch đại
- Bộ điều khiển microphone
- Bộ điểu khiển biểu quyết.
- Hộp đọc thẻ.
Ngoài ra, thiết bị DCN có thể mở rộng một cách thích nghi với các hệ
thống nhƣ hệ thống video, hiển thị dữ liệu, hệ thống Camera TV, PC, hệ thống

giám sát hiển thị, hệ thống khuếch đại PA, hệ thống loa và hệ thống in ấn.
1.2.1 Thiết bị phân lập
Bao gồm các thiết bị thực hiện các chức năng nhƣ sau:
Nghe, đăng ký phát biểu, phát biểu, nhận thông tin thông báo trên màn
hình, liên lạc nội bộ giữa các đại biểu và thực hiện biểu quyết, cắm thẻ đại biểu.
Chẳng hạn nhƣ: Hộp microphone chủ toạ, Hộp microphone đại biểu, bàn phiên
dịch…
1.2.2 Thiết bị điều khiển trung tâm CCU
Thiết bị điều khiển trung tâm CCU là trái tim của hệ thống DCN. Bộ điều
khiển trung tâm CCU có thể hoạt động điều khiển hội nghị độc lập.
- CCU có thể hoạt động thơng qua máy tính sử dụng phần mềm điều
khiển.
- CCU có khả năng điều khiển 240 thiết bị phân tập;
- Khi tăng dung lƣợng điều khiển thì có thể mở rộng CCU slave kết nối
tối đa 16 có nghĩa là có khả năng điều khiển mở rộng hệ thống lên 3840 thiết bị
tƣơng ứng với hội nghị có 3840 đại biểu.
- CCU cho phép quản lý điểu khiển microphone, hệ thống dịch đồng bộ,
biểu quyết điện tử, nhiều phƣơng tiện khác nhƣ các kênh tiếng số, kênh dữ liệu
và kênh truyền thông.
- CCU thực hiện các chức năng nhƣ: phiên dịch, điều khiển microphone,
thông báo message, hiển thị kết quả biểu quyết, thủ tục biểu quyết, liên lạc nội
bộ (intercom) tạo cơ sở dữ liệu, đăng ký đại biểu, xử lý tiếng nói và điều khiển
Camera tự động.


14

1.3. Định tuyến hệ thống âm thanh trong hệ DCN
Định tuyến âm thanh trong hệ thống biểu quyết điện tử DCN theo hình
1.2 nhƣ sau:

Hình 1.2: Sơ đồ định tuyến âm thanh trong hệ thống biểu quyết số DCN.

Tín hiệu âm thanh Voice từ ngƣời phát biểu đƣợc thu bởi microphone, tín
hiệu microphone đƣợc qua bộ chuyển đổi A/D rồi qua ghép kênh truyền dẫn đến
bộ trộn âm thanh Audio Mixer rồi đến bộ chuyển đổi D/A đƣa ra đến bộ
khuyếch đại công suất rồi đến Loa ( loa đại biểu, loa PA,…).


15

1.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết số
1.4.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết điện tử số
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết số đƣợc trình bày trên
hình 1.3 dƣới đây.

Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý hệ thống biểu quyết điện tử số DCN.

Chi tiết các khối nhƣ sau:
1.4.2 Cấu trúc bộ điều khiển trung tâm CCU
Bộ điều khiển trung tâm CCU bao gồm:
- Vi xử lý trung tâm.
- Bộ xử lý tín hiệu số (DSP).
- Bộ nhớ FLash.
- Bộ nhớ EFROM.
- ACN1 : Audio control Network 1
- ACN2: Audio Control Network 2
- Praedic: Bộ tiền xử lý tiếng và ghép kênh.
- Bảng điều khiển điều khiển.
Các khối chức năng đƣợc kết nối với nhau thông qua đƣờng dây mạng.

16

1.4.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết điện tử số DCN
- Kiến trúc mạng dây hệ thống cung cấp đƣờng truyền thông kết nối đa
phƣơng tiện giữa vi xử lý trung tâm đến các thiết bị ghép nối vào CCU.
- Việc truyền thông thông qua hệ thống dây mạng để kết nối các thiết bị
với nhau và truyền thông của CCU với các khối IC chức năng đƣợc thực hiện
trên nguyên tắc truyền thông giữa các khối truyền thông mạng và âm thanh
ACN1, ACN2 và ACN3 với nhau.
- ACN1 đƣợc lắp đặt trong các thiết bị đại biểu, chủ toạ, bàn phiên dịch
ACN1 kết nối với CCU thông qua ACN2, bằng việc gửi và nhận (hoạt động hay
khơng hoạt động, kích hoạt hay thụ động).
- ACN2 nhận thông tin từ ACN1 và ACN3 và truyền đến bộ vi xử lý
trung tâm.
- ACN3 có chức năng chỉ nhận dữ liệu chẳng hạn bộ chọn kênh chỉ nhận
thông tin.
- PREADIC ( Profession Audio Encoding Decoding Intergrated Circuit)
là bộ xử lý tích hợp bộ chuyển đổi tƣơng tự ra số và bộ chuyển đổi số sang
tƣơng tự: chẳng hạn tín hiệu từ microphone qua A/D để xử lý tƣơng tự ra tín
hiệu số rồi qua bộ mã hóa để mã hóa tín hiệu số rồi truyền đi, cịn tín hiệu số
nhận đƣợc qua bộ giải mã đến bộ D/A để xử lý số ra tƣơng tự rồi khuếch đại ra
loa.
- Để đƣa kết quả biểu quyết ra bảng hiển thị thì bộ điều khiển trung tâm
truyền dữ liệu qua cổng COM theo chuẩn RS 232.
- Để dùng máy vi tính PC điều khiển, kết nối với bộ điều khiển trung tâm
thông qua Card mạng kết nối chuyên dụng.
- Để đƣa hình ảnh camera ra màn hình ngồi thơng qua đƣờng video của
hệ thống chuyển mạch camera.

Hình ảnh bên trong thiết bị trung tâm CCU nhƣ trình bày trên hình 1.4.

Hình 1.4: Hình ảnh bên trong của bộ điều khiển trung tâm CCU.


17

Hình ảnh bên ngồi thiết bị điều khiển trung tâm CCU nhƣ hình 1.5 dƣới đây

Hình 1.5: Hình ảnh bên ngoài cùa bộ điều khiển trung tâm CCU.

1.5. Các phần mềm ứng dụng điều khiển hệ thống biểu quyết điện tử số
DCN:
Hệ thống phần mềm điều khiển hệ thống DCN bao gồm các module phần
mềm nhƣ sau:
+ Phần mềm khởi tạo hệ thống.
Phần mềm này có tác dụng khởi động kết nối đƣờng truyền với hệ thống
DCN để chạy các ứng dụng: thiết lập vị trí địa chỉ cứng cho đại biểu.
+ Phần mềm cơ sở dữ liệu là phần mềm lƣu trữ thông tin của đại biểu: tên,
pin, code, quyền truy cập đó là đại biểu đƣợc biểu quyết hay không biểu quyết,
đƣợc phát biểu hay không đƣợc phát biểu hoặc dự thính.
+ Phần mềm biểu quyết điện tử là phần mềm điều khiển hệ thống DCN
biểu quyết: đặt chế độ biểu quyết: nghị viện kín hay nghị viện công khai, thời
gian biểu quyết, khởi tạo biểu quyết, tạm dừng quá trình biểu quyết, kết thúc quá
trình biểu quyết, huỷ bỏ quá trình biểu quyết và hiện thị kết quả biểu quyết.
+ Phần mềm hiển thị kết quả biểu quyết là phần mềm đƣa ra số liệu biểu
quyết.
+ Phần mềm quản lý Microphone là phần mềm cho phép đại biểu đăng ký
phát biểu vào danh sách đại biểu, huỷ đăng ký, thêm đăng ký, điều khiển phát
biểu, vào danh sách phát biểu…Điều khiển DCN hoạt động ở các chế độ

microphone: chế độ đăng ký phát biểu, chế độ tự động bật microphone, chế độ
chiếm microphone (FIFO)…
+ Phần mềm quản lý vắng mặt, điểm danh là phần mềm kiểm tra số
lƣợng đại biểu có mặt, vắng mặt, hiển thị thơng tin đại biểu đăng nhập hệ thống,
thoát khỏi hệ thống.


18

CHƢƠNG 2
CẤU HÌNH HỆ THỐNG BIỂU QUYẾT ĐIỆN TỬ SỐ DCN
VÀ GIAO TIẾP CỐNG NỐI TIẾP RS232
2.1 Cấu hình hệ thống biểu quyết số DCN
Tuỳ thuộc vào số lƣợng đại biểu mà lựa chọn cấu hình hệ thống biểu
quyết điện tử số DCN đơn giản hay phức tạp. Với số lƣợng đại biểu khoảng
240 đại biểu thì ta lựa chọn cấu hình hệ thống DCN single CCU. Cịn số lƣợng
đại biểu nhiều hơn 240 đại biểu thì sử dụng hệ thống DCN Multi CCU.
2.1.1 Hệ thống biểu quyết điện tử số DCN Single CCU

Hình 2.1: Kết nối hệ thống DCN độc lập.

Hệ thống DCN này dùng 1 bộ điều khiển trung tâm, dùng cho hội nghị
nhỏ khoảng 240 đại biểu. Bộ điều khiển trung tâm CCU kết nối cổng (port) 1
với máy tính điều khiển PC kết nối theo chuẩn ghép nối nối tiếp với thông số
cổng: (8,N,1) với tốc độ 115.2 kbps, giao thức truyền Full.
- Bộ chuyển mạch điều khiển camera đƣợc kết nối vào (port) 2 của bộ
điều khiển trung tâm CCU theo thông số cổng: (8,N,1) với tốc độ 19.2 kbps,
giao thức protocol: CAMERA. Bằng kết nối này, hệ thống biểu quyết điện tử
số sẽ tự động tìm đến vị trí đại biểu khi đại biểu bật microphone.
2.1.2 Hệ thống biểu quyết điện tử số DCN Multi- CCU

Khi hội nghị có số lƣợng lớn đại biểu tham dự thì hệ thống biểu quyết


19

điện tử số cần đƣợc mở rộng bằng cách sử dụng kết nối nhiều bộ điều khiển
trung tâm đƣợc kết nối theo hình 2.2

Hình 2.2: Kết nối hệ thống biểu quyết điện tử số Multi CCU

Cấu hình máy tính điều khiển: Cài đặt hệ điều hành đƣợc từ window 95 trở lên.
Hệ thống đƣợc thiết lập trên có đầy đủ các chức năng của hệ thống biểu
quyết điện tử số: điều khiển microphone hội nghị, biểu quyết, chuyển mạch
video theo vị trí microphone đƣợc bật, với số lƣợng điều khiển lên đến 3840
microphone đại biểu.
Hệ thống biểu quyết điện tử số đƣợc kết nối nhƣ sau:
- CCU kết nối với PC điều khiển thông qua port 1 của CCU với thông số
cổng COM: 115.2 kbps với giao thức (protocol): Full.
- CCU kết nối với hệ thống điều khiển camera qua cổng port 2 của CCU
với thông số cổng COM: 19200bps.


20

2.2 Thông số các cổng của CCU khi kết nối với PC và kết nối với camera
Thông số cổng COM khi sử dụng hệ điều hành OS2.
- Thiết lập số cổng:
Serial Port < number>
Number

1 or 2

Cổng lôgic 1 hoặc 2

Portnumber

0

tắt truyền thông nối tiếp

1–2

số cổng nối tiếp của PC ( OS2) (COM1 –
COM2)

Thiết lập tốc độ truyền dẫn:
Serialspeed <number> <baudrate>
Number

1 or 2

cổng lôgic 1 hoặc 2

Baudrate

19200

Các giá trị: 9600,19200,57600 và 115200

Các kiểu thủ tục truyền thông:

Serial protocol<number><type>
Number

1 or 2

Cổng lôgic 1 hoặc 2

Type

Terminal

cổng sử dụng mã ACII

Simple

Thủ tục truyền simple

Full

Thủ tục truyền Full

Camera

Cổng sử dụng chuyển mạch video

Thông số 2 cổng COM:
Chức năng Remote control
cổng COM ( Điều khiển từ xa)

Camera control

DCN PC control

( Điều khiển
Camera)

( Máy tính điều
khiển DCN)

Port
1: SERIALPORT2 1
Remote
SERIALSPEED2

SERIALPORT1 2
SERIALSPEED1

Không ứng dụng


21

control
Port
camera
control

19200
2: SERIALPROTOCOL
2 SIMPLE

Port
1: SERIALPORT1 2
DCN PC SERIALSPEED1
control
19200
Port
2 SERIALPROTOCOL
Camera
1 CAMERA
control

19200
SERIALPROTOCO
L1 CAMERA

Không ứng dụng

SERIALPORT2 1
SERIALSPEED2
115200
SERIALPROTOCOL
2 FULL

2.3 Thông số kỹ thuật cổng nối tiếp RS 232
Cổng nối tiếp đƣợc sử dụng để truyền dữ liệu hai chiều giữa máy tính và
ngoại vi có các ƣu điểm sau:
- Khoảng cách truyền xa hơn truyền song song.
- Số dây kết nối ít.
- Có thể ghép nối với vi điều khiển hay PLC (Programmable Logic

Device).
- Cho phép nối mạng.
- Có thể tháo lắp thiết bị trong lúc máy tính đang làm việc.
- Có thể cung cấp nguồn cho các mạch điện đơn giản
Các thiết bị ghép nối chia thành 2 loại: DTE (Data Terminal Equipment)
và DCE (Data Communication Equipment). DCE là các thiết bị trung gian nhƣ
MODEM còn DTE là các thiết bị tiếp nhận hay truyền dữ liệu nhƣ máy tính,
PLC, vi điều khiển, … Việc trao đổi tín hiệu thơng thƣờng qua 2 chân RxD
(nhận) và TxD (truyền). Các tín hiệu cịn lại có chức năng hỗ trợ để thiết lập
và điều khiển quá trình truyền, đƣợc gọi là các tín hiệu bắt tay (handshake).
Ƣu điểm của q trình truyền dùng tín hiệu bắt tay là có thể kiểm sốt đƣờng
truyền.
Tín hiệu truyền theo chuẩn RS-232 của EIA (Electronics Industry
Associations). Chuẩn RS-232 quy định mức logic 1 ứng với điện áp từ -3V
đến -25V (mark), mức logic 0 ứng với điện áp từ 3V đến 25V (space) và có
khả năng cung cấp dịng từ 10 mA đến 20 mA. Ngoài ra, tất cả các ngõ ra
đều có đặc tính chống chập mạch.
Chuẩn RS-232 cho phép truyền tín hiệu với tốc độ đến 20.000 bps
nhƣng nếu cáp truyền đủ ngắn có thể lên đến 115.200 bps.


22

Các phƣơng thức nối giữa DTE và DCE:
- Đơn công (simplex connection): dữ liệu chỉ đƣợc truyền theo 1 hƣớng.
- Bán song công (half-duplex): dữ liệu truyền theo 2 hƣớng nhƣng mỗi
thời điểm chỉ đƣợc truyền theo 1 hƣớng.
- Song công (full-duplex): số liệu đƣợc truyền đồng thời theo 2 hƣớng.
Định dạng của khung truyền dữ liệu theo chuẩn RS-232 nhƣ sau:
Start D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

0

D7

P

Stop
1

Khi không truyền dữ liệu, đƣờng truyền sẽ ở trạng thái mark (điện áp 10V). Khi bắt đầu truyền, DTE sẽ đƣa ra xung Start (space: 10V) và sau đó
lần lƣợt truyền từ D0 đến D7 và Parity, cuối cùng là xung Stop (mark: -10V)
để khôi phục trạng thái đƣờng truyền.
Dạng tín hiệu truyền mơ tả nhƣ sau (truyền ký tự A):

Hình 2.3: Tín hiệu truyền của ký tự „A‟.

23

Các đặc tính kỹ thuật của chuẩn RS-232 nhƣ sau:
Chiều dài cable cực đại

15m

Tốc độ dữ liệu cực đại

20 Kbps

Điện áp ngõ ra cực đại

 25V

Điện áp ngõ ra có tải

 5V đến  15V

Trở kháng tải

3K đến 7K

Điện áp ngõ vào

 15V

Độ nhạy ngõ vào

 3V

Trở kháng ngõ vào

3K đến 7K

Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật của chuẩn RS 232

Các tốc độ truyền dữ liệu thông dụng trong cổng nối tiếp là: 1200
bps, 4800 bps, 9600 bps và 19200 bps.
- Sơ đồ chân:

Hình 2.4: Sơ đồ chân cổng nối tiếp.

Cổng COM có hai dạng: đầu nối DB25 (25 chân) và đầu nối DB9 (9 chân).
Ý nghĩa của các chân cổng nối tiếp RS232 đƣợc mô tả theo bảng 1.2 sau:
D25 D9

Tín

Hƣớng

hiệu

truyền

Mơ tả

1

-

-

-

Protected ground: nối đất bảo vệ

2

3

TxD

DTE->DCE

Transmitted data: dữ liệu truyền

3

2

RxD

DCE->DTE

Received data: dữ liệu nhận

4

7

RTS

DTE->DCE

Request to send: DTE yêu cầu truyền dữ liệu

5

8

CTS

DCE->DTE

Clear to send: DCE sẵn sàng nhận dữ liệu


24

6

6

DSR

DCE->DTE

Data set ready: DCE sẵn sàng làm việc

7

5

GND

-

Ground: nối đất (0V)

8

1

DCD

DCE->DTE

Data carier detect: DCE phát hiện sóng mang

20

4

DTR

DTE->DCE

Data terminal ready: DTE sẵn sàng làm việc

22

9

RI

DCE->DTE

Ring indicator: báo chuông

23

-

DSRD

DCE->DTE

Data signal rate detector: dị tốc độ truyền

24

-

TSET

DTE->DCE

Transmit Signal Element Timing: tín hiệu định thời

15

-

TSET

DCE->DTE

truyền
đi từ DTE
Transmitter
Signal Element Timing: tín hiệu định thời

17

-

RSET

DCE->DTE

truyền
từ Signal
DCE đểElement
truyền dữ
liệu tín hiệu định thời
Receiver
Timing:

18

-

LL

21

-

RL

DCE->DTE

Remote Loopback: Tạo ra bởi DCE khi tín hiệu nhận

14

-

STxD

DTE->DCE

Từ
DCE lỗiTransmitted Data
Secondary

16

-

SRxD

DCE->DTE

Secondary Received Data

19

-

SRTS

DTE->DCE

Secondary Request To Send

13

-

SCTS

DCE->DTE

Secondary Clear To Send

12

-

SDSRD DCE->DTE

Secondary Received Line Signal Detector

25

-

TM

Test Mode

9

-

Dành riêng cho chế độ test

10

-

Dành riêng cho chế độ test

11

truyền
từ DCE đểkiểm
truyền

liệu
Local Loopback:
tradữ
cổng

Không dùng
Bảng 1.2: Chức năng các chân của cổng nối tiếp.


25

2.3.1 Truyền thông giữa hai nút
Các sơ đồ khi kết nối dùng cổng nối tiếp:

Hình 2.5: Kết nối đơn giản trong truyền thông nối tiếp

Khi thực hiện kết nối nhƣ trên là kết nối khơng móc nối, q trình
truyền phải bảo đảm tốc độ ở đầu phát và thu giống nhau. Khi có dữ liệu đến
DTE, dữ liệu này sẽ đƣợc đƣa vào bộ đệm và tạo ngắt.
Ngoài ra, khi thực hiện kết nối giữa hai DTE theo cách móc nối cứng, ta
dùng sơ đồ sau:

Hình 2.6: Kết nối trong truyền thơng nối tiếp dùng tín hiệu bắt tay

Khi DTE1 cần truyền dữ liệu thì cho DTR tích cực tác động lên DSR
của DTE2 cho biết sẵn sàng nhận dữ liệu và cho biết đã nhận đƣợc sóng
mang của MODEM (ảo). Sau đó, DTE1 tích cực chân RTS để tác động đến
chân CTS của DTE2 cho biết DTE1 có thể nhận dữ liệu. Khi thực hiện kết
nối giữa DTE và DCE, do tốc độ truyền khác nhau nên phải thực hiện điều
khiển lƣu lƣợng. Quá trinh điều khiển này có thể thực hiện bằng phần mềm

hay phần cứng. Quá trình điều khiển bằng phần mềm thực hiện bằng hai ký tự
Xon có giá trị 11h và Xoff có giá tri 13h.
Ký tự Xon đƣợc DCE gửi đi khi rỗi (có thể nhận dữ liệu). Nếu DCE
bận thì sẽ gửi ký tự Xoff. Quá trình điều khiển bằng phần cứng dùng hai
chân RTS và CTS. Nếu DTE muốn truyền dữ liệu thì sẽ nâng đƣờng tín hiệu


26

RTS lên mức cao để yêu cầu truyền rồi kiểm tra trạng thái dây CTS cho đến
khi CTS ở mức cao, khi CTS ở mức thấp có nghĩa bên thu vẫn bận chƣa
nhận đƣợc dữ liệu.Khi bên thu nhận xong dữ liệu từ bộ đệm của nó thì
RTS nối với CTS của bên phát sẽ nhảy lên mức cao. Quá trình nhận dữ
liệu cũng giống nhƣ quá trình truyền. Khi DCE muốn phát tới DTE ,
DSR bên thu sẽ trở nên tích cực. Nếu bên thu khơng thể nhận dữ liệu
thì DSR ở trạng thái khơng tích cực.
2.3.2 Truy xuất trực tiếp thông qua cổng COM
Các cổng nối tiếp trong máy tính đƣợc đánh số là COM1, COM2, COM3,
COM4 với các địa chỉ nhƣ sau:
Địa chỉ

Ngắt Vị trí chứa địa chỉ

COM1

3F8h

4

0000h:0400h

COM2

2F8h

3

0000h:0402h

COM3

3E8h

4

0000h:0404h

COM4

2E8h

3

0000h:0406h

Tên

Bảng 1.3: Các ngắt cổng COM

27

CHƢƠNG 3
GIAO DIỆN ĐIỂU KHIỂN TỪ XA ĐẾN HỆ THỐNG DCN
3.1 Mơ hình hệ thống điều khiển từ xa
Sơ đồ ghép nối điều khiển từ xa hệ thống biểu quyết điện tử đƣợc trình
bày trên hình 3.1 dƣới đây.

Hình 3.1: Sơ đồ ghép nối với bộ điều khiển từ xa.

Bộ điều khiển từ xa hệ thống DCN đƣợc kết nối qua đƣờng RS 232 đến
bộ điều khiển trung tâm CCU. Để bộ điều khiển từ xa điều khiển đƣợc CCU
phải thông qua các giao thức truyền dẫn (protocol) simple hoặc (protocol) Full
của bộ điều khiển trung tâm CCU.
3.2 Các thông số điều khiển từ xa
Thiết bị (PC, bộ điều khiển, …) kết nối với cổng nối tiếp là bộ điều khiển
hệ thống thứ hai đến bộ điểu khiển trung tâm CCU. Các thiết bị này đƣợc gọi là
bộ điều khiển từ xa.
Trên hình vẽ máy tính điều khiển DCN kết nối qua kênh ACN hoặc qua
cổng COM. Bộ điều khiển từ xa điều khiển các ứng dụng từ xa sử dụng đƣờng
nối tiếp của bộ điều khiển trung tâm. Chẳng hạn nhƣ: điều khiển từ xa, điều
khiển biểu quyết, hiển thị kết quả biểu quyết… Các phần mềm điều khiển từ xa
này sử dụng giao thức ghép nối từ xa với bộ điều khiển trung tâm CCU.
3.2.1 Kiểu thông báo định dạng:
Truyền thông giữa bộ điều khiển từ xa và bộ điều khiển trung tâm CCU
dựa trên bản tin thông báo( Message format).