Trang - - ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn nội dung số liệu luận văn thạc sĩ: NGUYỄN ĐẮC HẢI “Nghiên cứu chuẩn truyền thông xây dựng ứng dụng cho hệ thống giám sát, điều khiển, điều hành tòa nhà cao tầng” tự nghiên cứu thực Học viên thực luận văn NGHIÊN CỨU CÁC CHUẨN TRUYỀN THÔNG VÀ XÂY DỰNG MỘT ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN, ĐIỀU HÀNH TÒA NHÀ CAO TẦNG Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60.52.70 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Phạm Mạnh Thắng Hà Nội - 2010 Nguyễn Đắc Hải Trang - - Trang - - MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình cao học viết luận văn này, xin chân thành cảm ơn quí thầy cô trường Đại học Công nghệ- Đại học Quốc gia Hà Nội, đặc biệt thầy cô tận tình dạy bảo suốt thời gian học tập trường Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Phạm Mạnh Thắng dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu giúp hoàn thành luận văn tốt nghiệp Mặc dù có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên tránh khỏi thiếu sót, t ô i mong nhận đóng góp quí báu quí thầy cô bạn Hà Nội, tháng 05 năm 2010 Học viên Nguyễn Đắc Hải Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh sách bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở đầu CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BMS 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Các phân hệ hệ thống BMS 1.2.1 Quản lý vào/ tòa nhà 1.2.1.1 Thành phần hệ thống RFID 1.2.1.2 Hoạt động hệ thống RFID 1.2.2 Hệ thống báo cháy 1.2.2.1 Cách nhận biết báo cháy 1.2.2.2 Các phận hệ thống 1.2.3 Hệ thống thang máy 1.2.4 Hệ thống điều hoà trung tâm 1.2.5 Máy phát điện 1.2.6 Hệ thống điện CHƯƠNG MỘT SỐ CHUẨN VÀ GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG BMS 2.1 Mạng truyền thông hệ thống BMS 2.2 Một số chuẩn truyền thông 2.2.1 Giới thiệu truyền thông qua chuẩn RS232 2.2.2 Giới thiệu truyền thông qua chuẩn RS-485 2.3 Giao thức truyền thông 2.3.1 Giới thiệu giao thức truyền thông BACnet 2.3.2 Giao thức mạng Ethernet CHƯƠNG THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG BMS 3.1 Mục tiêu đề tài 10 13 14 15 15 16 16 16 17 19 20 21 21 23 23 23 28 35 35 35 36 Trang - - 3.2 Cấu hình hệ thống 3.3 Thiết kế phần cứng hệ thống 3.3.1 Giới thiệu tổng quan họ vi điều khiển AVR 3.3.2 Giới thiệu vi điều khiển AVR Atmega 128 3.3.2.1 Sơ đồ chân 3.3.2.2 Cấu trúc nhớ 3.3.2.3 Cổng vào 3.3.2.4 Bộ định thời 3.3.2.5 Cấu trúc ngắt 3.3.3 Giới thiệu vi điều khiển AVR Atmega8 3.3.3.1 Giới thiệu chung 3.3.3.2 Sơ đồ chân 3.3.4 Cảm biến 3.3.5 Mạch Slaver 3.3.6 Mạch Master 3.3.7 Keyboard LCD 3.4 Xây dựng phần mềm nhúng điều khiển cho hệ thống 3.4.1 Xây dựng phần mềm nhúng điều khiển cho mạch Slaver dùng Atmega8 3.4.2 Xây dựng phần mềm nhúng điều khiển cho mạch Master dùng Atmega128 3.5 Kết khả ứng dụng hệ thống 3.5.1 Tính khoa học 3.5.2 Khả triển khai ứng dụng vào thực tiễn 3.5.3 Hiệu kinh tế xã hội Kết luận TÀI LIỆU THAM KHẢO Phụ lục Trang - - 36 37 37 38 38 39 46 50 75 82 82 82 84 86 88 90 91 91 92 93 93 93 94 95 96 97 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ALN BACnet BMS CSMA/CD DCE DTE HVAC ISR OSI PLC RFID RI RISC RTS TCP/IP UL WGM Application Level network – Lớp ứng dụng mạng Building Automation and Control network Protocol - Giao thức truyền thông hệ thống điều khiển tự động hoá nhà Building Management System - hệ thống quản lý tòa nhà Carrier-Sense Multiple Access/ Collision Detect Data Communication Equipment – Thiết bị truyền liệu Data Terminal Equipment - Thiết bị đầu cuối Hệ thống thông gió điều hòa không khí Interrupt service routine - Trình dịch vụ ngắt Open System Interconnection – Hệ thống liên kết mở Power Line Communication - đường điện lưới Radio Frequency Identification - Xác nhận đối tượng sóng vô tuyến Ring indicator – Chỉ thị chuông Reduced Instruction Set Computer Request to send – Yêu cầu gửi Transmission Control Protocol / Internet Protocol - Giao thức điều khiển truyền thông /Giao thức Internet Unit Load Waveform Generation Mode Trang - - DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1: Một số thông số điện học RS-232 25 Bảng 2:Các thông số quan trọng RS-485 28 Bảng 3: Thông số phương pháp 34 Bảng 4: Các chân Atmega128 39 Bảng 5: Cấu hình cho chân cổng 48 Bảng 6: Địa Port 50 Bảng 7: Lựa chọn tốc độ xung clock 54 Bảng 8: Lựa chọn chế độ thực thi định thời 67 Bảng 9: Bảng Vector Ngắt Của ATmega128 78 Bảng 10: Điều khiển kiểu bắt mẫu ngắt A 79 Bảng 11: Điều khiển kiểu bắt mẫu ngắt B 80 Bảng 12: Các chân Atmega8 84 Bảng 13: Các thông số kỹ thuật sensor JS-20 85 Trang - - DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1: Hình minh họa hệ thống BMS 14 Hình 2: Reader Card 15 Hình 3: Thiết bị báo cháy 18 Hình 4: Hệ thống giám sát, đo lường sử dụng điện tòa nhà 21 Hình 5: Quy định trạng thái logic tín hiệu RS-232 24 Hình 6: Giắc cắm RS-232 loại chân 26 Hình 7: Giắc cắm RS-232 loại 25 chân 27 Hình 8: Ghép nối trực tiếp 28 Hình 9: Sơ đồ kích thích ( driver ) thu ( receiver ) RS-485 29 Hình 10: Quy định trạng thái logic tín hiệu RS-485 30 Hình 11: Định nghĩa tải đơn vị 30 Hình 12: Quan hệ tốc độ truyền chiều dài dây dẫn 31 Hình 13: Cấu hình mạng RS – 485 hai dây 32 Hình 14: Dây xoắn đôi 32 Hình 15: Cấu hình mạng RS-485 sử dụng dây 33 Hình 16: Các phương pháp chặn đầu cuối RS-485 34 Hình 17: Sơ đồ khối hệ thống 37 Hình 18: Sơ đồ chân 38 Hình 19: Bộ nhớ chương trình có sử dụng boot loader 40 Hình 20: Vùng nhớ 64 ghi vào có cách chọn địa 42 Hình 21: Chức trỏ ghi R26 –R31 42 Hình 22: Tóm tắt đồ nhớ ATmega128 46 Hình 23 Sơ đồ cổng vào 49 Hình 24: Sơ đồ khối định thời (3) 51 Hình 25: Thanh ghi TEMP 56 Hình 26: Ngõ khối Compare Match Output Unit 65 Hình 27: Sơ đồ khối định thời 66 Hình 28: Sơ đồ khối định thời 72 Hình 29: Sơ đồ chân Atmega8 83 Hình 30: Hình ảnh cảm biến JS- 20 Largo Pir 84 Hình 31: Khoảng cách góc quét JS-20 85 Hình 32: Sơ đồ nguyên lý mạch Slave 86 Hình 33: Sơ đồ mạch PCB mạch slave 87 Trang - - Hình 34: Sơ đồ nguyên lý mạch Master 88 Hình 35: Sơ đồ mạch PCB mạch Master 89 Hình 36: Mạch điện điều khiển mạch Master 89 Hình 37: Sơ đồ mạch PCB LCD Keyboad 90 Hình 38: Mạch điện điều khiển Keyboad LCD 91 Hình 39: Sơ đồ khối hoạt động mạch Slave 91 Hình 40: Sơ đồ khối hoạt động mạch Master 92 Hình 41: Hình ảnh hệ thống 98 Trang - 10 - MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, với không khí hội nhập kinh tế quốc tế Việt nam, trình công nghiệp hóa, đại hóa đất nước có bước phát triển nhanh Một bước thành công qui mô đô thị hóa với hàng loạt công trình kiến trúc đồ sộ xây dựng miền tổ quốc, góp phần cho phát triển kinh tế Trong công trình kiến trúc đồ sộ không kể đến tòa nhà cao tầng xây dựng Việt Nam Các tiêu chí đánh giá chất lượng tòa nhà cao tầng liên quan đến mặt kiến trúc, kết cấu xây dựng, tiện nghi, độ an toàn, độ tin cậy, tính kinh tế tính đại tòa nhà Hầu hết tòa nhà trang bị hệ thống điều khiển quản lý tòa nhà BMS (Building Management System) nước công nghiệp Chỉ có sở hệ thống BMS mà chuyên gia đánh giá chất lượng tòa nhà đạt tiêu chuẩn hay không đạt tiêu chuẩn quản lý đại.[14] Các tiêu chí liên quan đến hệ thống BMS bao gồm thành phần giám sát báo động, hệ thống thành phần quản lý lượng hệ thống thông tin Khi trang bị vậy, tất hệ thống thành phần việc có khả hoạt động độc lập cần phải điều khiển tập trung nhằm cho phép tăng độ an toàn, tính bền vững ổn định toàn hệ thống Hệ thống tổng thể cần thiết kế sử dụng khả tích hợp hệ thống thành phần sở hệ thông tin liên tục, không bị gián đoạn, có tốc độ xử lý liệu đủ cao nhằm tăng tính tin cậy hiệu sử dụng Thực tế phát triển vũ bão Công nghệ thông tin năm gần cho thấy: hệ thống kể hoàn toàn thực tốt sở nghiên cứu tích hợp hệ thống thành phần qua kênh thông tin tích hợp với dùng kết nối đường dây chuyên dụng truyền thống, kênh thông tin vô tuyến (wireless), dùng mạng điều khiển qua đường điện lưới PLC (Power Line Communication) dùng mạng máy tính (computer network), mạng điện thoại di động (mobile network) chí mạng Internet.[15] Các hệ thống quản lý tòa nhà BMS phát triển ứng dụng khoảng 2030 năm trở lại dựa cở sở công nghệ tự động hóa phát triển tích hợp tổng thể Hệ thống BMS đời trợ giúp cho việc quản lý tòa nhà hiệu kinh tế Tuy vốn ban đầu đầu tư cho thiết bị phần mềm quản lý không nhỏ, so với chi phí khai thác lâu dài hiệu kinh tế Chúng ta Trang - 11 - tham khảo tòa nhà lớn sân bay Stuttgart Đức, tòa nhà sinh thái Bỉ, nhà băng Credit Suisse First Boston Anh, Capital tower hãng sản xuất đĩa cứng Seagate Singapore Các tòa nhà trang bị hệ thống BMS Siemens đã, khai thác hiệu kinh tế Các nhà cao tầng Việt nam sử dụng hệ thống BMS Siemens Các tòa nhà: Saigon Center HCM đưa vào sử dụng 1996, Red river building Hanoi-1999, Opera Hilton Hotel Hanoi-2000, Hanoi Nation Stadium-2003 Sau trang bị hệ BMS này, tòa nhà khai thác hiệu qủa khả quản lý giám sát báo hiệu cố hệ thống HVAC (Hệ thống thông gió điều hòa không khí) tiết kiệm 50% lượng điện tiêu thụ cho hệ thống so với trước lắp đặt hệ thống BMS.[14] Bên cạnh việc sử dụng điện cho hoạt động tòa nhà(Hệ thống điều hòa, vận hành thang máy,…) việc sử dụng điện cho điều khiển chiếu sáng chiếm tỷ trọng lớn Việc quản lý tốt vấn đề chiếu sáng không đem lại môi trường làm việc đủ ánh sáng mà nâng cao hiệu đầu tư cho việc tiết kiệm điện chi phí vận hành Tự động hóa điều khiển chiếu sáng, người vận hành lập sẵn lịch hoạt động chiếu sáng cho khu vực định, cho thời điểm định Như khu hành lang nơi thường xuyên có người qua lại, hệ thống tự động bật sáng khu vực thời gian làm việc Những khu vực nhạy cảm vấn đề an ninh, hệ thống tự động bật sáng khu vực đêm chiếu sáng tăng cường thời điểm nhạy cảm Xuất phát từ ý tưởng tình hình thực tế trên, chọn đề tài: “Nghiên cứu chuẩn truyền thông xây dựng ứng dụng cho hệ thống giám sát, điều khiển, điều hành tòa nhà cao tầng” cho luận văn tốt nghiệp Luận văn tổ chức thành chương với nội dung sau: Chương – Tổng quan hệ thống BMS: Giới thiệu tổng quan hệ thống BMS, phân hệ hệ thống BMS Chương – Một số chuẩn giao thức truyền thông ứng dụng hệ thống BMS: Trình bày mạng truyền thông hệ thống BMS, số chuẩn truyền thông, giao thức truyền thông sử dụng hệ thống BMS Chương – Thiết kế hệ thống thành phần hệ thống BMS: Trình bày mục tiêu đề tài, xây dựng cấu hình hệ thống, thiết kế phần cứng, thiết kế modul mạch điện hệ thống xây dựng phần mềm nhúng cho hệ thống Trang - 12 - nhằm thực công việc bật/ tắt đèn chiếu sáng tự động hệ thống BMS Thử nghiệm kết khả ứng dụng hệ thống Trang - 13 - CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BMS Trang - 14 - 1.2 Các phân hệ hệ thống BMS 1.1 Giới thiệu chung Mục tiêu hệ thống BMS tập trung hóa đơn giản hóa việc giám sát, vận hành quản lý tòa nhà BMS cho phép nâng cao hiệu suất tòa nhà cách giảm chi phí nhân công, chi phí lượng cung cấp môi trường làm việc thoải mái an toàn cho người Một số lợi ích hệ thống BMS: - Đơn giản hóa vận hành: thủ tục, chức có tính lặp lặp lại chương trình hóa để vận hành tự động - Giảm thời gian đào tạo cho nhân viên vận hành: Do có dẫn trực tiếp giao diện trực quan tòa nhà - Phản ứng nhanh đòi hỏi khách hàng cố - Giảm chi phí lượng: quản lý tập trung việc điều khiển quản lý lượng - Quản lý tốt thiết bị tòa nhà: nhờ vào hệ thống liệu lưu trữ, chương trình bảo trì bảo dưỡng hệ thống tự động báo cáo cảnh báo - Linh hoạt việc lập trình theo nhu cầu, kích thước, tổ chức yêu cầu mở rộng - Sử dụng hệ thống vận hành việc tích hợp hệ thống phần mềm phần cứng nhiều hệ thống khác như: báo cháy, an toàn, điều khiển truy nhập, điều khiển thiết bị điện qua công nghệ mạng di động GSM,… Hình 1: Hình minh họa hệ thống BMS Trong hệ thống BMS có nhiều phân hệ, cụ thể: - Trạm phân phối điện - Máy phát điện dự phòng - Hệ thống chiếu sáng - Hệ thống điều hoà thông gió - Hệ thống cấp nước sinh hoạt - Hệ thống báo cháy - Hệ thống chữa cháy Trang - 15 - - Hệ thống thang máy - Hệ thống âm công cộng - Hệ thống quản lý vào/ra (dùng công nghệ RFID) - Hệ thống an ninh - Đóng ngắt thiết bị điện - Điều khiển thiết bị điện qua công nghệ mạng di động GSM - V.v… Các hệ thống chia làm ba nhóm chính: - Hệ thống giám sát báo động, - Hệ thống quản lý lượng, - Hệ thống thông tin Ba nhóm đặc trưng cho hệ thống BMS cho tòa nhà cao tầng Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà ba nhóm hệ thống trang bị cho tòa nhà hay không.[15] 1.2.1 Quản lý vào/ra tòa nhà Để quản lý vào/ra cửa tòa nhà thẻ sử dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) Công nghệ RFID công nghệ xác nhận đối tượng sóng vô tuyến Dạng đơn giản sử dụng hệ thống RFID bị động làm việc sau: RFID reader truyền tín hiệu tần số vô tuyến điện từ qua anten đến chip không tiếp xúc Reader nhận thông tin trở lại từ chip gửi đến máy tính điều khiển đầu đọc xử lý thông tin tìm từ chip Các chip không tiếp xúc không tích điện, chúng hoạt động cách sử dụng lượng chúng nhận từ tín hiệu gửi reader.[13] 1.2.1.1 Thành phần hệ thống RFID Một hệ thống RFID toàn diện bao gồm bốn thành phần: Hình 2: Reader Card Trang - 16 - Thẻ RFID lập trình điện tử với thông tin Các reader sensor (cái cảm biến) để truy vấn thẻ Anten Server[16] 1.2.1.2 Hoạt động hệ thống RFID Một hệ thống RFID có ba thành phần bản: thẻ, đầu đọc, host computer Thẻ RFID gồm chip bán dẫn nhỏ anten thu nhỏ số hình thức thẻ vào cửa tòa nhà Mỗi thẻ lập trình với nhận dạng (ID) cho phép theo dõi không dây đối tượng người gắn thẻ Bởi chip sử dụng thẻ RFID giữ số lượng lớn liệu, chúng chứa thông tin chuỗi số, hướng dẫn cấu hình, liệu kỹ thuật, sổ sách y học lịch trình Cũng phát sóng tivi hay radio, hệ thống RFID sử dụng bốn băng thông tần số chính: tần số thấp (LF), tần số cao (HF), siêu cao tần (UHF) sóng cực ngắn (viba) RFID reader gồm anten liên lạc với thẻ RFID đơn vị đo điện tử học nối mạng với host computer Đơn vị đo tiếp sóng host computer tất thẻ phạm vi đọc anten, cho phép đầu đọc liên lạc với hàng trăm thẻ đồng thời Nó thực thi chức bảo mật mã hóa/ giải mã xác thực người dùng Đầu đọc RFID phát thẻ không nhìn thấy chúng Hầu hết mạng RFID gồm nhiều thẻ nhiều đầu đọc nối mạng với máy tính trung tâm, thường trạm làm việc gọn để bàn Host xử lý liệu mà đầu đọc thu thập từ thẻ dịch mạng RFID hệ thống kỹ thuật thông tin lớn hơn, mà nơi quản lý dây chuyền sở liệu quản lý thực thi.[13] 1.2.2 Hệ thống báo cháy 1.2.2.1 Cách nhận biết báo cháy Khi có phòng tòa nhà bị cháy, phòng có cháy thường có dấu hiệu sau: - Lửa, khói vật liệu chỗ cháy bị thiêu hủy - Nhiệt độ vùng cháy tăng lên cao - Không khí bị Oxy hóa mạnh - Có mùi cháy mùi khét Ta dựa vào dấu hiệu để đặt hệ thống cảm biến để làm thiết bị báo cháy Trang - 17 - Thiết bị báo cháy tự động giúp thường xuyên theo dõi để hạn chế vụ cháy tai hại, hạn chế thiệt hại an toàn cho người 1.2.2.2 Các phận hệ thống 1.2.2.2.1 Cảm biến Cảm biến phận quan trọng, định độ nhạy xác hệ thống báo cháy Cảm biến hoạt động dựa vào đặc tính vật lý vật liệu cấu tạo nên chúng Cảm biến dùng để chuyển đổi tín hiệu vật lý sang tín hiệu điện Các đặc tính cảm biến ta cần quan tâm: độ nhạy, độ ổn định độ tuyến tính  Cảm biến nhiệt Là loại cảm biến dùng để chuyển tín hiệu dạng nhiệt độ sang tín hiệu điện, cảm biến nhiệt có độ nhạy tương đối cao tuyến tính Nguyên tắc làm việc cảm biến nhiệt dòng điện hay điện áp thay đổi có nhiệt độ nơi đặt thay đổi Các loại cảm biến nhiệt: IC cảm biến: Là loại cảm biến bán dẫn chế tạo thành IC chuyên có độ nhạy cao, điện áp thay đổi tỷ lệ thuận với nhiệt độ, số loại IC bán thị trường là: LM355, LM334,… Thermo Couples: Thermo Couples biến đổi đại lượng nhiệt độ thành dòng điện hay điện áp DC nhỏ Nó gồm hai dây kim loại khác nối với hai mối nối Khi dây nối đặt vị trí khác dây xuất suất điện động Suất điện động tỷ lệ thuận với chênh lệch nhiệt độ hai mối nối  Cảm biến lửa: Khi lửa cháy phát ánh sáng hồng ngoại, nên ta sử dụng linh kiện phát tia hồng ngoại để phát lửa Nguyên lý hoạt động cảm biến lửa điện trở linh kiện thu sóng hồng ngoại tăng chuyển tín hiệu ánh sáng thu thành tín hiệu điện để báo cháy Cảm biến loại nhạy với lửa, nhiên dễ báo nhầm ta để cảm biến trời gần ánh sáng bóng đèn tròn  Cảm biến khói: Thường cảm biến loại phận riêng biệt chạy Pin thiết kế để lắp đặt trần nhà, tường Có hai loại cảm biến khói: Trang - 18 - Loại thứ sử dụng nguyên tắc Ion hóa Sử dụng lượng nhỏ chất phóng xạ để Ion hóa cảm biến Không khí Ion hóa dẫn điện tạo dòng điện chạy hai cực nạp điện Khi phần tử khói lọt vào khu vực cảm nhận Ion hóa làm tăng điện trở buồng cảm nhận làm giảm luồng điện hai cực Khi luồng điện giảm xuống tới giá trị cảm biến phát tín hiệu báo cháy Loại thứ hai sử dụng linh kiện thu phát quang Loại dùng linh kiện phát quang (Led, Led hồng ngoại,…) chiếu tia ánh sáng qua vùng bảo vệ vào linh kiện thu quang (photo diode, photo transistor, quang trở, …) Khi có cháy xảy ra, khói vào vùng bảo vệ che chắn làm giảm cường độ ánh sáng chiếu vào linh kiện thu Khi cường độ giảm xuống tới giá trị cảm biến phát tín hiệu báo cháy Trong hai loại cách thứ nhạy hiệu khó thực thi, khó lắp Còn loại thứ hai linh kiện dễ kiếm dễ thực thi lắp đặt Một nhược điểm chung loại cảm biến là: mạch báo động sai vùng bảo vệ bị ảnh hưởng lớp bụi.[10] 1.2.2.2.2 Thiết bị báo động Thiết bị báo động gồm có hai loại: - Báo động chỗ - Báo động qua điện thoại Trong hệ thống báo cháy, cảm biến thường đặt nơi dễ cháy nối với thiết bị báo động dây dẫn điện, số trường hợp dây bị đứt Vì để hệ thống hoạt động có hiệu người ta thường sử dụng phát vô tuyến phận phát gắn với cảm biến phận thu gắn với mạch báo động Hình 3: Thiết bị báo cháy Trang - 19 - 1.2.3 Hệ thống thang máy Gần đây, hệ thống thang máy trở thành hệ thống quan trọng hệ thống thường kèm với phần mềm máy PC để giám sát điều khiển Hệ thống cung cấp chế giao tiếp nhà tích hợp BMS để truy nhập lấy thông tin Một giao tiếp mức cao cung cấp cho hệ thống điều khiển thang máy thang trung tâm Thông qua giao diện này, hệ thống BMS giám sát điều khiển thông tin liên quan đến thang máy giao tiếp với hệ thống thông báo, hệ thống nhắn tin hình hiển thị thang máy Toà nhà trang bị nơi đặt hệ thống, rack, kết nối mạng hạng mục liên quan cần thiết cho cổng giao tiếp với hệ thống thang máy Các nhà cung cấp thang máy thường cung cấp hệ thống thang máy với giao thức OPC, BACNet, MODBUS, LNS, P2 đơn giản TCP/IP Hệ thống thang máy nhà cung cấp lớn Schindler, Ryoden, Mitsubishi…hỗ trợ giao thức TCP/IP Mỗi hệ thống thang máy cung cấp chức sau để dùng BMS điều khiển chúng (thông qua cổng giao tiếp BMS): -Tất điểm kiểm tra trạng thái thang máy điểm cảnh báo giám sát - Vị trí thang máy đặt - Hiển thị trạng thái hoạt động thang máy - Các thông báo hình ảnh hiển thị lên lịch trình hiển thị xem hệ thống BMS - Hiển thị tầng nghỉ thang máy - Hướng thang máy - Giám sát được trạng thái dừng khẩn cấp thang máy - Giám sát trạng thái cảnh báo thang máy Các cảnh báo chung hệ thống thang máy không cần phải đưa Hệ thống BMS nhận thông tin cảnh báo trạng thái chi tiết hệ thống Hệ thống BMS cung cấp hình đồ hoạ mô động để chuyển động trạng thái tất thang máy.[12] Trang - 20 - 1.2.4 Hệ thống điều hoà trung tâm Hệ thống điều hòa trung tâm hệ thống quan trọng tòa nhà Hệ thống bao gồm mạch điện mạch điều khiển đảm bảo cho hệ thống làm việc cách trôi chảy Thông thường nhà cung cấp điều hòa ưu tiên chọn điều khiển từ nhà cung cấp mà tích hợp vào hệ thống cách dễ dàng Để tích hợp với hệ thống, nhà cung cấp điều hòa cần phải cung cấp thiết bị có khả kết nối với hệ thống bên thông qua giao thức mở OPC, BACNet, MODBUS LNS Việc điều khiển độ nóng, thông gió dịch vụ điều hoà khác thông thường thông qua điều khiển số trực tiếp hệ thống BMS Hệ thống BMS điều khiển và/hoặc giám sát tối thiểu là: - Các máy lạnh trung tâm - Điều chuyển không khí - Chỉnh lượng không khí - Quạt khí thải/ khí tươi - Nhiệt độ độ ẩm trời - Nhiệt độ độ ẩm phòng - Thời gian hoạt động tất khối - Các thông số môi trường khác Hệ thống điều khiển giao tiếp với thiết bị điều khiển chung hệ thống điều hòa với thủ tục mở BACNet, MODBUS, LNS, P2 theo chuẩn nhà sản xuất Hệ thống BMS giám sát điều khiển thông qua thiết bị điều khiển cung cấp tính sau: [12] - Tình trạng thiết bị - Công suất hệ thống - Các mức nhiệt hệ thống - Mức tải hệ thống - Giám sát trạng thái hoạt động - Thời gian hoạt động tất hệ thống cục - Tính toán hoạt động với hiệu suất cao Trang - 79 - 3.3.2.5.5 Các ngắt ATmega128 có ngắt từ INT0 đến INT7 ( chưa kể tới ngắt reset ) Tám ngắt tương ứng với chân MCU INT0 ,INT1, …, INT7 Để ý chân INT0, INT1, …, INT7 MCU cấu chân lối ra, ngắt có tác dụng cho phép Các ngắt bắt mẫu theo kiểu cạnh lên ( Rising ), cạnh xuống ( Falling ) hay mức thấp ( Low level ) Điều qui định hai ghi EICRA EICRB Dưới mô tả chi tiết ghi EICRA EICRB ghi liên quan tới ngắt Thanh ghi External Interrupt Control Register A – EICRA Trang - 80 - • Bits – ISC71, ISC70 - ISC41, ISC40: External Interrupt - Sense Control Bits Tám bit ghi EICRA điều khiển kiểu bắt mẫu cho ngắt INT7, INT6, INT5, INT4 Qui định cụ thể thể Bảng 11 n = 7,6, 5, Bảng 11: Điều khiển kiểu bắt mẫu ngắt B Thanh Ghi External Interrupt Mask Register – EIMSK • Bits – ISC31, ISC30 – ISC00, ISC00: External Interrupt - Sense Control Bits Tám bit ghi EICRA điều khiển kiểu bắt mẫu cho ngắt INT3, INT2, INT1, INT0 Qui định cụ thể thể Bảng 10 n = 3, 2, 1, Bảng 10: Điều khiển kiểu bắt mẫu ngắt A Thanh Ghi External Interrupt Control Register B – EICRB • Bits – INT7 – INT0: External Interrupt Request - Enable : Khi cho phép ngắt toàn cục ( set bit I ghi SREG thành ) ngắt chưa thể thực thi, để ngắt thực thi ta cần phải cho phép nó, bit ghi EIMSK định ngắt tương ứng ( từ INT7 INT0 ) có cho phép hay không Khi số bit ( từ INT7 INT0 ) set thành ngắt toàn cục cho phép ngắt tương ứng cho phép Còn tín hiệu ngắt mức hay cạnh ghi EICRA EICRB ( nêu ) qui định Kích hoạt chân ( Pin ) chân ngắt tạo yêu cầu ngắt chân thiết lập thành ngõ Trang - 81 - Thanh Ghi External Interrupt Flag Register – EIFR • Bits – INTF7 - INTF0: External Interrupt Flags – : Đây tám cờ ngắt tương ứng với tám ngắt INT7 INT0 Khi có tín hiệu yêu cầu ngắt cờ ngắt tương ứng set thành 1, ngắt tương ứng cho phép MCU nhảy tới bảng véc tơ ngắt, cờ ngắt xóa chương trình phục vụ ngắt ( ISR ) thực thi Ngoài ta có set hay xóa cờ ngắt cách ghi trực tiếp giá trị logic vào Thanh Ghi MCU Control Register – MCUCR Trong phần ta quan tâm tới hai bit là: IVCE (Interrupt Vector Select ) bit IVSEL (Interrupt Vector Change Enable ) ghi MCUCR Bit liên quan đến việc thiết lập vị trí bảng véc tơ ngắt • Bit – IVSEL: Interrupt Vector Select: Khi bit vị trí bảng véc tơ ngắt đặt phần đầu nhớ chương trình Khi bit bảng véc tơ ngắt di chuyển tới phần đầu vùng nhớ Boot Loader • Bit – IVCE: Interrupt Vector Change Enable : Bit phải ghi thành phép thay đổi bit IVSEL Bit IVCE xóa sau chu kì máy sau set hay bit IVSEL ghi Trong lúc bit ICVE set ngắt bị cấm bit IVSEL ghi, bit IVSEL không ghi ngắt bị cấm cho kì máy liên tiếp ( sau chu kì máy bit IVCE tự động bị xóa nên ngắt cho phép trở lại ).[2] Trang - 82 - 3.3.3 Giới thiệu vi điều khiển AVR Atmega8 3.3.3.1 Giới thiệu chung Vi điều khiển AVR Atmega8 có số đặc điểm sau: - Có 8Kbyte nhớ flash xóa lập trình chịu 10000 lần ghi xóa - Có 32 ghi đa bit, 512 byte nhớ EEPROM tích hợp chíp, có kbyte SRAM nội - Có hai Timer/counter bit timer/counter 16 bit với chia tần lập trình - Có ba kênh điều xung, kênh lối vào chuyển đổi ADC với độ phân giải 10 bit - Atmega8 có 32 chân - Nguồn nuôi từ 2.7 đến 5.5 Atmega8L từ 4.5 đến 5.5 Atmega8, làm việc tiêu thụ dòng 3.6mA - Sử dụng mạch dao động từ đến Mhz với Atmega8L từ đến 16 Mhz với Atmega8 Ngoài chíp Atmega8 có xung nội bên lập trình chế độ xung nhịp.[3] Trang - 83 - Trang - 84 - 3.3.3.2 Sơ đồ chân Hình 29: Sơ đồ chân Atmega8 Bảng 12: Các chân Atmega8 3.3.4 Cảm biến Hình 30: Hình ảnh cảm biến JS- 20 Largo Pir Trang - 85 - 3.3.5 Mạch Slave  Mạch Slave thiết kế sau: o Sơ đồ nguyên lý mạch Slave sử dụng Atmega8 VCC J1 R1 10k U2 J3 VCC ADJ C4 10uF 12V LM1117-3.3 RST VCC C3 10uF ISP TXD RST R2 10k J4 C6 104 U16 VCC VCC Y1 PD3(INT1) PD4 GND VCC GND VCC XTAL1 XTAL2 PC1 PC0 ADC7 GND AREF ADC6 AVCC SCK PD5 PD6 PD7 PB0 PB1 SS MOSI MISO C1 22pF INT0 TXD RXD PC6(/RESET) PC5 PC4 PC3 PC2 U1 32 31 30 29 28 27 26 25 2 TXD 24 23 22 21 20 19 18 17 R71 150 DI DE RE MAX485 R4 10k A B C2 22pF VCC VCC VCC DI DE RE CC1101_M GDO2 GDO0 SS Hình 31: Khoảng cách góc quét JS-20 Thông số kỹ thuật:[1] Nguồn điện cấp Điện tiêu thụ (LED off) Tiêu thụ tối đa (LED on) Kích thước thiết bị đầu cuối Chiều cao lắp đặt Vùng phát Thời gian khởi động Báo động đầu Tamper đầu Môi trường Nhiệt độ hoạt động Mức độ bảo mật 12 V DC ± 25% max 10 mA max 35 mA max mm2 2,5 m sàn 120 ° / 12 m phút thường đóng, tối đa 60V / 50 mA trở nội max.30 Ohm thường đóng, tối đa 60 V / 50 mA trở nội max.16 Ohm Trong nhà, (EN 50.131-1) -10 Đến 55 ° C lớp 2, EN 50.131-1 Bảng 13: Các thông số kỹ thuật sensor JS-20 MAX485 SS VCC RJ45 R74 150 MISO R72 150 SCK U17 MOSI J12 VCC ATMEGA8 MOSI SCK MISO R5 120 RO 10 11 12 13 14 15 16 4MHZ VCC VCC RXD Sensor_OUT VCC RST MOSI MISO SCK VOU T VCC GND C5 10uF VIN VCC GND Cảm biến JS-20 Largo Pir dùng để phát chuyển động người Các tín hiệu từ cảm biến điện tử phân tích Điều đảm bảo phát cung cấp độ nhạy cảm tuyệt vời đồng thời loại bỏ báo động sai Cảm biến JS-20 Largo Pir phát chuyển động phạm vi dài 12 mét với góc 1200 Trang - 86 - A B RO R6 120 RXD R73 150 GDO2 GDO0 RF_Module ATMEGA8 MODULS - UET 2009 Hình 32: Sơ đồ nguyên lý mạch Slave Trang - 87 - Trang - 88 - o Sơ đồ PCB mạch Slave sử dụng Atmega8 0 3.3.6 Mạch Master  Mạch Master thiết kế sau: o Sơ đồ nguyên lý mạch Master sử dụng Atmega128 1 BT1 2 22pF C11 J70 LCD7 LCD6 LCD5 LCD4 Hole32 2 10 6 1 2 LCD3 LCD2 LCD1 VCC BATTERY BUTTON J6 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 VCC R79 TRONHIET LCD R60 4.7k Y2 X1 X2 J1 Hole31 U8 VCC 10 32.768kHz J2 22pF C10 RST PDI PDO SCK SDA SQW/OUT VCC VBAT SDA SCL SCL VCC VCC DS1307 GN D VCC ISP VCC VCC RPACK C9 1000uF DATABUS Hole32 GDO2 LCD4 LCD5 LCD6 LCD7 GDO0 SCK Hình 33: Sơ đồ mạch PCB mạch slave SS RD WR VCC C2 10uF TXD C3 22pF R43 1k RXD XTAL1 Y1 TX0 LED RX0 LED VCC CRYSTAL SDA R1 10k VCC U6 VCC SCL U7 SDA WP 24C256 A0 A1 A2 SDA SCL SCL VCC VCC TXD VCC U9 C1 10uF SDA RX1 LED VCC SCL A0 A1 A2 C5 10uF C6 10uF SDA RST 24C256 13 R1IN R2IN 11 10 T1IN T2IN C1+ C1C2+ C2V+ V- C7 10uF MAX232 C8 10uF SCL WP EX_CS VCC SCL TX1 LED VCC VCC VC C 28 U3 U5A 7404 SDA XTAL1 22pF C4 CS R44 R45 1k 1k XTAL2 XTAL2 R3 10k ATXS 22 /OE 27 /WE 20 /CS RD WR CS R20 330 D301990428 LED MISO R42 1k VCC VCC 62256 VCC VCC R2 10k 20 ADDRESSBUS D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 11 12 13 15 16 17 18 19 VCC MOSI ATMEGA64 74HC573 I/O0 I/O1 I/O2 I/O3 I/O4 I/O5 I/O6 I/O7 V SS 11 LE OE ALE A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 14 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 10 25 24 21 23 26 12 R1OUT R2OUT 14 T1OUT T2OUT RXD A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 10 25 24 21 23 26 28 ALE CS A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 P1 VC C LCD1 LCD2 LCD3 CON8 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 19 18 17 16 15 14 13 12 I/O0 I/O1 I/O2 I/O3 I/O4 I/O5 I/O6 I/O7 V SS U4 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 62256 11 12 13 15 16 17 18 19 22 /OE 27 /WE 20 /CS D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 RD WR 14 1 14 7 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 16 (AD3)/PA3 (AD4)/PA4 (AD5)/PA5 (AD6)/PA6 (AD7)/PA7 (ALE)/PG2 (A15)/PC7 (A14)/PC6 (A13)/PC5 (A12)/PC4 (A11)/PC3 (A10)/PC2 (A9)/PC1 (A8)/PC0 (/RD)/PG1 (/WR)/PG0 VC C /PEN (RXD0/PDI)/PE0 (TXD0/PDO)/PE1 (XCK0/AIN0)/PE2 (OC3A/AIN1)/PE3 (OC3B/INT4)/PE4 (OC3C/INT5)/PE5 (T3/INT6)/PE6 (ICP3/INT7)/PE7 (/SS)/PB0 (SCK)/PB1 (MOSI)/PB2 (MISO)/PB3 (OC0)/PB4 (OC1A)/PB5 (OC1B)/PB6 GND 2 10 11 12 13 14 15 16 VC C A VC C J4 Hole31 GND D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 EX_CS 15 26 27 28 29 30 31 32 (O C / O C C ) / P B T O S C 2/PG T O S C 1/PG /R E S E T VC C GN D XT A L2 XT A L1 (S C L / I N T ) / P D (S D A / I N T ) / P D (R X D / I N T ) / P D (T X D / I N T ) / P D (I C P ) / P D (X C K ) / P D (T ) / P D (T ) / P D 2 VC C GN D 4 J7 U18 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 17 18 19 20 21 22 23 24 25 PDI PDO VC C 2 GN D U10 10 R70 220 GN D AREF ( A D C ) /P F ( A D C ) /P F ( A D C ) /P F ( A D C ) /P F ( A D C / T C K ) /P F (A D C / T M S )/ P F (A D C / T D O )/ P F (A D C / T D I )/ P F GN D VC C (D A )/ P A (D A )/ P A (D A )/ P A VCC 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 VCC CONNECTOR DB9 VCC MASTER UNIT - Atmega128 - UET 2009 Hình 34: Sơ đồ nguyên lý mạch Master Trang - 89 - Trang - 90 - 3.3.7 Keyboard LCD  Mạch Keyboard LCD thiết kế sau: o Sơ đồ PCB mạch Master sử dụng Atmega128 6 8 10 11 0 1 2 1 2 1 14 13 12 11 10 12 13 14 15 16 2 9 10 10 1 2 20 15 14 15 14 3 19 16 13 16 13 4 18 17 12 17 12 5 17 18 11 18 11 2 1 1 6 16 19 10 19 10 2 7 15 20 20 8 14 21 21 8 13 22 22 2 1 2 1 1 1 12 23 23 2 10 11 24 24 3 25 25 4 26 26 5 27 27 6 28 28 7 8 2 1 2 1 2 1 1 10 1 1 2 2 1 2 6 10 16 2 1 Hole31 15 14 13 12 11 10 1 2 4 2 4 4 Hole32 3 4 8 2 2 1 10 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 2 1 1 2 4 1 2 2 4 2 4 2 Hình 35: Sơ đồ mạch PCB mạch Master 0 Hình 37: Sơ đồ mạch PCB LCD Keyboard Hình 36: Mạch điện điều khiển mạch Master Trang - 91 - Trang - 92 - 3.4.1.2 Giải thích hoạt động Khi có xuất người vùng quét cảm biến, tín hiệu từ cảm biến gửi đến Slave ngắt INT0, lúc sensor_flag True PORTC.0 đặt lên 1, đặt RS485 chế độ truyền tín Dữ liệu tín hiệu gửi tới Master, liệu gửi hết đến Master sensor_flag lại đặt False PORTC.0 đặt xuống lúc slave chế độ quét chờ nhận tín hiệu 3.4.2 Xây dựng phần mềm nhúng điều khiển cho Master dùng Atmega128 3.4.2.1 Sơ đồ hoạt động Query slave Timer0 Timer1 LCD Hình 38: Mạch điện điều khiển Keyboard LCD 3.4 Xây dựng phần mềm nhúng điều khiển cho hệ thống 3.4.1 Xây dựng phần mềm nhúng điều khiển cho mạch Slave dùng uC Atmega128 Keyboard Atmega8 3.4.1.1 Sơ đồ hoạt động Master Tải Cảm biến EXT_INT0 Usart0 uC Atmega8 Tx Usart1 Rx Tx UART Master Rx Hỏi Slave Slave Hình 39: Sơ đồ khối hoạt động mạch Slave Hình 40: Sơ đồ khối hoạt động mạch Master Trang - 93 - 3.4.2.2 Giải thích hoạt động Trong chương trình Account Password đặt “123” Sau người sử dụng nhập password vào từ keyboard login vào hệ thống, hệ thống hoạt động Atmega128 gửi tín hiệu quét hỏi slave thông qua Usart0_Tx Khi sensor nhận tín hiệu khu vực quét có người gửi tín hiệu đến ngắt slave, tiếp slave gửi tín hiệu tới master thông qua Usart0_Rx Atmega128 Khi nhận liệu xong lúc DATA_flag có giá trị True, Usart1 nhận tín hiệu vào Master Khi Master nhận liệu điều chỉnh điện áp để đóng Rơle điện cho đèn sáng, đèn sáng vòng 30 giây, đồng thời liệu Master xóa công việc quét hỏi lại tiếp tục 3.5 Kết khả ứng dụng hệ thống 3.5.1 Tính khoa học Thế kỷ 20 - 21 kỷ Thông Tin Điện tử - Viễn Thông, tảng quan trọng việc điều khiển tự động hóa phù hợp với xu hướng phát triển khoa học kỹ thuật Đề tài thể tính ứng dụng đa kỹ thuật vi điều khiển Ngoài đề tài sử dụng phần mềm đại CodeVisionAVR để xây dựng phần mềm nhúng cho bo mạch 3.5.2 Khả triển khai ứng dụng vào thực tiễn Mục tiêu đề tài nghiên cứu, thiết kế chế tạo bo mạch điện tử ứng dụng tự động hóa xây dựng phần mềm điều khiển cho bo mạch nêu để điều khiển bật/tắt đèn chiếu sáng điều khiển đóng ngắt thiết bị điện dân dụng khác cách tự động nhằm tạo tiện dụng cho người tiết kiệm lượng Hệ thống có khả điều khiển nhiều bóng đèn Tuy nhiên, đề tài làm mô hình đưa điều khiển bóng đèn mà Hệ thống xây dựng để điều khiển bật/ tắt đèn chiếu sáng tự động, sở phát triển mở rộng để điều khiển bật/ tắt thiết bị điện khác Ngoài công tác giảng dạy, hệ thống trở thành mô hình thực tế dùng để giảng dạy thể ứng dụng tự động hóa đặc biệt khả ứng dụng đa dạng Vi Điều Khiển Trang - 94 - Với đặc điểm tính trên, đề tài có khả triển khai ứng dụng rộng rãi thực tế mang tính đại thực tiễn cao 3.5.3 Hiệu kinh tế xã hội Nhờ có điều khiển tự động người giảm bớt công việc đóng ngắt số thiết bị điện, với điều kiện thi công đề tài khả thi, giá thành thấp, phù hợp với điều kiện nước nhà Đề tài mang tính tiện ích cao ứng dụng từ dân dụng đến công nghiệp nơi công cộng Sử dụng hệ thống điều khiển bật/ tắt đèn chiếu sáng người vào khu vực không cần chiếu sáng liên tục cầu thang, hành lang, nhà vệ sinh khu vực khác mà không cần bật/ tắt đèn chiếu sáng Điều đem lại tiện dụng, thoải mái đời sống sinh hoạt người, đồng thời lợi ích to lớn khác tiết kiệm lượng điện chiếu sáng góp phần vào công tiết kiệm tiêu thụ lượng điện toàn cầu Hơn tính khả thi tương lai, đề tài mang tính kích thích thúc đẩy phát triển ngành Công nghệ Điện tử Việt Nam Từ góp phần xây dựng đất nước ngày phồn vinh Trang - 95 - Trang - 96 - KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Hiện công nghệ tự động hóa nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu nhu cầu sử dụng sản phẩm tích hợp công nghệ tự động hóa người dân Luận văn trình bày nhu cầu sử dụng hệ thống điều khiển thông minh tòa nhà, giới thiệu số phân hệ sử dụng tòa nhà thông minh, khái niệm giao thức chuẩn truyền thông sử dụng hệ thống điều khiển phân hệ tòa nhà thông minh Đặc biệt luận văn trình bày việc thiết kế hệ thống điều khiển bật/ tắt đèn chiếu sáng tòa nhà cao tầng, cụ thể như:  Thiết kế mạch điện tử sử dụng vi điều khiển Atmega8 Atmega128 hệ thống  Thiết lập giao chuẩn RS485 mạch điện tử  Sử dụng phần mềm CodeVisionAVR để xây dựng phần mềm nhúng cho mạch  Sử dụng cảm biến JS-20 Largo Pir Qua đề tài này, học viên mong muốn nắm bắt tảng kiến thức lập trình cho vi điều khiển Atmega128, Atmega8 họ vi điều khiển AVR, đồng thời nắm bắt kỹ thuật thiết kế mạch điện tử để ứng dụng vào điều khiển tự động hóa Công nghệ luôn phát triển không ngừng có tính kế thừa, việc nghiên cứu, cập nhật kiến thức để làm chủ thiết bị đại cần thiết [1]Nguyễn Thị Lan Hương (2003), Kỹ thuật cảm biến [2] Lê Trung Thắng (2007), Vi điều khiển AVR – ATmega 128, Đại học Khoa Học Tự Nhiên TP Hồ Chí Minh [3] PGS TS Thái Duy Thức, KS Trịnh Quang Vinh (2009), Tổng quan vi điều khiển Atmega8, KHCN [4] Dương Minh Trí (1997), Sơ đồ chân linh kiện bán dẫn, KHKT [5] Trường Đại học kỹ thuật TP HCM (2006), Giáo trình vi điều khiển [6]Trường Đại học Giao thông Vận tải (2001), Các loại cáp mạng [7]Trường ĐH Giao thông Vận tải (2001), Thiết kế môn học Mạng máy tính số liệu [8] Nguyễn Thúy Vân (1997), Kỹ thuật số, KHKT Hà Nội Tiếng Anh [9] Gilbert Held (2003), Ethernet Networks: Design, Implementation, Operation, Management, John Wiley & Sons, Ltd [10] Robert C, Elsenpeter Toby J Velte (2003), Build Your Own Smart Home [11] F H Mitchell (1988), Introduction to Electronics Design, Printice Hall [12] Kenvin Gilligan (2003), Honeywell Engineering Manual of Automatic Control for Commercial Buildings [13] John, Wiley (2005), RFID HandBook Website: [14] http://en.wikipedia.org/wiki/Building_Management_System [15] http://www.ameco.com.vn/dch-v/38-dch-v/122-bms-giai-phap-tietkiem-nang-luong-trong-toa-nha.html [16] http://www.pcworld.com.vn/articles/quan-ly/giai-phap-congcu/2009/06/1194171/phat-trien-rfid-tai-viet-nam/ [17] www.atmel.com Trang - 97 - Trang - 98 - PHỤ LỤC Hình 41: Hình ảnh hệ thống  Phần mã nguồn phần mềm nhúng điều khiển cho mạch 1- Phần mã nguồn điều khiển cho mạch Master Chip type : ATmega128 Program type : Application Clock frequency : 16.000000 MHz Memory model : Small External SRAM size : Data Stack size : 1024 *****************************************************/  Hình ảnh hệ thống thiết kế #include #include #include "lcdcustom.c" #include "sw.h" #include "LcdCommand.h" #include "acc.h" #define TX_MODE #define RX_MODE Trang - 99 - #define RS485_N1_DIR PORTD.6 #define RS485_N0_DIR PORTD.7 #define MAX_SID // Max slave IDs #define QUERY_TIMER // N #define TIMER QUERY_TIMER*10 // N x 16ms // Defines #define FID_NO #define A_LENGHT 13 unsigned char Dulieu_Floor[A_LENGHT]={'{','O','K',FID_NO,0,0,0,0,0,0,0,0,'}'}; unsigned int count=0; unsigned char SID_NO; // IDs of Slave -> 31 unsigned char FRAME_Length; // Length of receive frame #define MAX_LENGTH 20 // Define max length of receive buffer unsigned char R_Buffer[MAX_LENGTH]; // Receive buffer for Slave IDs data union Long_Bytes { unsigned long DL_LONG; unsigned char DL_BYTE[4]; } DULIEU; bit DATA_Flag=FALSE; // Transmit to master when DATA ready #define UDRE0 UCSR0A.5 #define RXC0 UCSR0A.7 // Declare your global variables here extern unsigned char STATE_MACHINE; extern flash byte coltech_0[8]; extern flash byte coltech_1[8]; extern flash byte coltech_2[8]; extern flash byte coltech_3[8]; extern flash byte coltech_4[8]; extern flash byte coltech_5[8]; void main(void) { // Declare your local variables here unsigned char temp,temp2; STATE_MACHINE= 'A'; Trang - 100 - Init_uC(); init_SW(); def_Coltech(); display_Coltech(0,0); init_default_SuperAdmin(); // Enable RS485 RX mode // RS485_N1_DIR = RX_MODE; PORTE.2= ; while (1) { // Place your code here switch(STATE_MACHINE) { case ACC_LOGIN_STATE: ACC_LOGIN_ACTION(); break; case PASS_LOGIN_STATE: PASS_LOGIN_ACTION(); break; case CHECK: CHECK_ACTION(); break; case MONITER: MONITER_ACTION(); break; } }; } //======================================================= // Alphanumeric LCD Module functions #asm equ lcd_port=0x18 ;PORTB #endasm #include void Init_uC() { Trang - 101 - #asm("cli") PORTA=0xFF; DDRA=0xFF; // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTB=0x00; DDRB=0x00; // Port C initialization PORTC=0xFF; DDRC=0xFF; // Port D initialization PORTD=0xFF; DDRD=0xFF; // Port E initialization PORTE=0xFF; DDRE=0xCF; // Port G initialization PORTG=0x1F; DDRG=0x1F; // Timer/Counter initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 15.625 kHz // Mode: Normal top=FFh // OC0 output: Disconnected ASSR=0x00; TCCR0=0x07; TCNT0=0x82; // OCR0=0x00; // Timer/Counter initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 62.500 kHz // Mode: Normal top=FFFFh // OC1A output: Discon // OC1B output: Discon // OC1C output: Discon Trang - 102 - // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x04; TCNT1H=0xFF; TCNT1L=0x9B; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; OCR1CH=0x00; OCR1CL=0x00; // Timer/Counter initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC2 output: Disconnected TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; // Timer/Counter initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 15.625 kHz // Mode: Normal top=FFFFh // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge // OC3A output: Discon // OC3B output: Discon // OC3C output: Discon // Timer Overflow Interrupt: On // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off Trang - 103 - // Compare C Match Interrupt: Off TCCR3A=0x00; TCCR3B=0x05; TCNT3H=0x00; TCNT3L=0x00; ICR3H=0x00; ICR3L=0x00; OCR3AH=0x00; OCR3AL=0x00; OCR3BH=0x00; OCR3BL=0x00; OCR3CH=0x00; OCR3CL=0x00; // External Interrupt(s) initialization // INT0: Off // INT1: Off // INT2: Off // INT3: Off // INT4: On // INT4 Mode: Faling Edge // INT5: Off // INT6: Off // INT7: Off EICRA=0x00; EICRB=0x03; EIMSK=0x10; EIFR=0x10; // USART0 initialization // Communication Parameters: Data, Stop, No Parity // USART0 Receiver: On // USART0 Transmitter: On // USART0 Mode: Asynchronous // USART0 Baud rate: 38400 UCSR0A=0x00; UCSR0B=0xD8; Trang - 104 - UCSR0C=0x06; UBRR0H=0x00; UBRR0L=0x19; // USART1 initialization // Communication Parameters: Data, Stop, No Parity // USART1 Receiver: On // USART1 Transmitter: On // USART1 Mode: Asynchronous // USART1 Baud rate: 38400 UCSR1A=0x00; UCSR1B=0xD8; UCSR1C=0x06; UBRR1H=0x00; UBRR1L=0x19; // Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x05; ETIMSK=0x00; // Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80; SFIOR=0x00; // LCD module initialization lcd_init(20); // Global enable interrupts #asm("sei") } //========================================================== // USART0 Transmitter interrupt service routine interrupt [USART0_TXC] void usart0_tx_isr(void) { To_SLAVE(); } //========================================================== Trang - 105 - // Interrupt to get slave data // USART0 Receiver interrupt service routine interrupt [USART0_RXC] void usart0_rx_isr(void) { static bit FRAME_flag = FALSE; static unsigned char byte_no = 0; unsigned char c; c=UDR0; if(c=='{') { byte_no=0; FRAME_flag=TRUE; } if(FRAME_flag) { R_Buffer[byte_no]=c; if(c=='}') { FRAME_flag=FALSE; if((R_Buffer[1]=='O') & (R_Buffer[2]=='K')) { FRAME_Length=byte_no+1; //RS485_DATA_ToSend(R_Buffer[3]); DATA_Flag=TRUE; } } else { byte_no++; } } } //========================================================== #define CHECK_LENGTH unsigned char Command; Trang - 106 - const unsigned char CHECK_OK[CHECK_LENGTH]={'O','K',FID_NO}; // Interrupt to receive request // USART1 Receiver interrupt service routine interrupt [USART1_RXC] void usart1_rx_isr(void) { static unsigned char byte_no = 0; unsigned char c; c = UDR1; if(byte_no