by
GIỚI THIỆU
Hệ thống này dựa trên bộ điều khiển kỹ thuật số LM3S ARM CortexM3 của Texas Instruments. Chúng ta có thể quan sát trạng thái vận hành và điều khiển tất cả các thiết bị trong hệ thống thông qua thiết bị UI với menu đơn giản hoặc thông qua trình duyệt web. Ngoài ra, tất cả các thiết bị trong mạng CAN được xây dựng dựa trên FreeRTOS, một trong những Hệ điều hành thời gian thực (Real-Time Operating Systems) cho hệ thống nhúng nhỏ. FreeRTOS là một nguồn mở phổ biến có khả năng xây dựng hệ thống đa nhiệm (muilti-tasking system).
FreeRTOS - Hệ điều hành thời gian thực miễn phí
FreeRTOS là một nhân thời gian thực có thể mở rộng quy mô được thiết kế dành riêng cho các hệ thống nhúng nhỏ. Điểm nổi bật bao gồm:
- Hỗ trợ chính thức cho 33 kiến trúc hệ thống nhúng (ARM Cortex M3 là một kiến trúc trong đó).
- Được thiết kế nhỏ, đơn giản và dễ sử dụng. Thông thường, hình ảnh nhị phân nhân RTOS sẽ nằm trong vùng từ 4K đến 9K byte.
- Bao gồm tất cả các thành phần cơ bản: Queues, binary semaphores, counting semaphores, mutex, software timer, …
- Cấu trúc mã nguồn rất linh động, chủ yếu được viết bằng C.
TỔNG QUAN HỆ THỐNG
Hầu hết các hệ thống giám sát và điều khiển từ xa (ví dụ trong ứng dụng Smarthome) đều sử dụng các mạng không dây, chẳng hạn như Zigbee, Z-Wave, Insteon,... hoặc các mạng có dây như PLC, X10,...Hệ thống thử nghiệm này được xây dựng dựa trên CAN, một trong những mạng công nghiệp. Hơn nữa, công nghệ AJAX và HTML5 là công nghệ HTML mới nhất đã được triển khai trong giao diện người dùng web.
Hệ thống có hai thành phần chính:
• Mạng CAN hỗ trợ giao tiếp thiết bị cục bộ.
• Và một web server được nhúng.
Hình 1. Tổng quan hệ thống
MẠNG CỤC BỘ CAN
Với nhiều thông số kỹ thuật tuyệt vời:
- Rất ổn định (tỷ lệ lỗi: 4.10-11).
- Truyền dữ liệu tốc độ cao (lên đến 1Mb / giây)
- Bus đường truyền dài (Lên đến 5km với tốc độ 10kb / giây).
Khung dữ liệu 8 byte được sử dụng để thực hiện các thông điệp truyền thông trong mạng CAN được hiển thị trong Hình 2.
Hình 2. Tin nhắn CAN
EMBEDDED WEB SERVER
Công nghệ AJAX giúp thay đổi nhu cầu trong trang web có thể được thực hiện thuận tiện hơn nhiều do khả năng được sửa đổi theo bộ phận mà không cần tải lại toàn bộ trang web. AJAX cũng hỗ trợ tương tác thời gian thực với trang web. Với HTML5, giao diện đồ họa của trang có thể trực quan và sinh động hơn nhiều. Nó có thể tạo ra các đối tượng sinh động mà không cần nhúng hình ảnh hoặc video thực. Quá trình kết nối và trao đổi dữ liệu giữa web server và trình duyệt web được trình bày trong hình 3.
Tải trang: giao thức HTTP tiêu chuẩn, thông báo phản hồi chứa mã HTML của trang web. Cập nhật: Giao thức HTTP sử dụng XMLHttp Request và XMLHttp Response.
Hình 3: Cách Web server vận hành
GIAO DIỆN NGƯỜI DÙNG
Giao diện người dùng được sử dụng để theo dõi trạng thái và thiết bị điều khiển thông qua ba phương thức:
- Giao diện menu được thực hiện trong thiết bị CAN UI.
- Giao diện web trong trường hợp truy cập vào web server được nhúng.
- Giao diện phần mềm LabView khi kết nối PC với thiết bị CAN UI và truy cập vào “PC communicate” trong thanh menu.
Hình 4: Trang web đăg nhập
Hình 5: Giao diện người dùng LabView: Giám sát nhiệt độ
Hình 6: Giao diện người dùng LabView: Trạng thái tải AC và thiết lập
KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN
Hệ thống thử nghiệm trong báo cáo này thu được kết quả tốt:
- Tất cả các thiết bị trong mạng CAN cục bộ có khả năng chạy đa tác vụ.
- Hệ thống giám sát và điều khiển có thể giám sát tất cả trạng thái thiết bị, trong báo cáo này thông tin thu thập là nhiệt độ, mức độ ánh sáng, trạng thái tải AC; và có thể điều khiển các thiết bị (cho việc thử nghiệm, bốn tải AC đã được sử dụng).
- Chức năng báo động sử dụng cảm biến khí. Trong trường hợp khẩn cấp, một tin nhắn SOS sẽ được gửi đến các thiết bị khác trong mạng cục bộ; hệ thống cũng gửi SMS và thực hiện cuộc gọi GSM để cảnh báo.
- Điểm truy cập có thể ghi dữ liệu trạng thái thiết bị vào thẻ SD. Nó cũng có thể thiết lập ngưỡng nhiệt độ và mức độ ánh sáng.
Nguồn bài viết: Câu lạc bộ Nghiên cứu khoa học Khoa Điện - Điện tử - PIF Club
0 comments: