Đang tải... (xem toàn văn)
Android là một HĐH mở và việc xây dựng ứng dụng trên HĐH Android tương đối thuận lợi, dễ dàng; bởi Android có một cộng đồng người dùng, nhà phát triển đông đảo, giúp mọi người có thể học hỏi và trao đổi kinh nghiệm với nhau. Thêm một ưu điểm nữa là khi sử dụng phần mềm trên điện thoại chạy HĐH Android, người dùng có thể dễ dàng chia sẻ ứng dụng đó với người khác qua Bluetooth; từ đó việc điều khiển thiết bị khác thông qua ứng dụng trên điện thoại Android rất thuận tiện, tiết kiệm chi phí hơn rất nhiều so với việc tạo bộ điều khiển. Ngoài ra, việc phát triển ứng dụng được thực hiện bất cứ khi nào có thể mà không bị gò bó bởi bộ điều khiển riêng biệt. Từ những thuận lợi đó, em đã thực hiện tạo một ứng dụng Android – có chức năng chính là truyền dữ liệu qua truyền thông Bluetooth để điều khiển thiết bị ngoại vi.
Đồ án tốt nghiệp NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ĐIỂM: ………………………………………………… (bằng chữ …………) Hà Nội, ngày tháng năm 2017 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Th.S VŨ VIỆT HƯNG SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 Đồ án tốt nghiệp NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ĐIỂM: ………………………………………………… (bằng chữ …………) Hà Nội, ngày tháng năm 2017 GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Đề tài, lời em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy Vũ Việt Hưng tận tình hướng dẫn em th ời gian th ực hi ện Đ án này! Đây vốn kiến thức, hành trang quý báu cho t ương lai s ự nghi ệp em Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô tr ường Đại học Công Nghiệp Hà Nội, đặc biệt Thầy, Cô khoa Điện T nhiệt tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức suốt trình học tập c em t ại Vốn kiến thức thu trình học tập không n ền t ảng cho q trình thực Đồ án tốt nghiệp mà hành trang quý báu cho s ự nghiệp em sau Em xin chân thành cảm ơn ủng hộ giúp đ ỡ nhi ệt tình gia đình, bạn bè – người động viên, giúp đỡ em suốt trình học tập thực Đồ án Dù cố gắng hết sức, song chắn báo cáo Đ án khơng tránh khỏi thiếu sót; em mong nhận thông cảm bảo Thầy, Cô bạn Cuối cùng, chúng em kính chúc Thầy, Cơ bạn bè dồi s ức kh ỏe thành công nghiệp! Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Sinh viên thực hiện: SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Quỳnh MUC LUC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ LỜI NÓI ĐẦU TỔNG QUAN ĐỒ ÁN 11 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ 11 MƠ HÌNH HỆ THỐNG 11 NỘI DUNG BÁO CÁO ĐỀ TÀI 12 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13 1.1 TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ BLUETOOTH[1] .13 1.1.1 Khái niệm Bluetooth 13 1.1.2 Các đặc điểm Bluetooth 13 1.1.2.1 Ưu điểm 13 1.1.2.2 Nhược điểm 14 1.1.3 Các khái niệm dùng công nghệ Bluetooth .14 1.1.3.1 Master Unit 14 1.1.3.2 Slaver Unit 14 1.1.3.3 Piconet 15 1.1.3.4 Scatternet 16 1.1.4 Định nghĩa liên kết vật lý Bluetooth 17 1.1.5 Trạng thái thiết bị Bluetooth 18 1.1.6 Các chế độ kết nối 18 1.1.7 Cách thức hoạt động Bluetooth .18 1.1.8 Module Bluetooth HC 05[2] 20 1.1.8.1 Đặc điểm kỹ thuật 20 1.1.8.2 Hardware 21 1.2 TÌM HIỂU MƠI TRƯỜNG LÂP TRÌNH ANDROID 23 SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 Đồ án tốt nghiệp 1.2.1 Khái niệm HĐH Android 23 1.2.2 Lịch sử phát triển Android[3] 23 1.2.3 Ngơn ngữ lập trình 24 1.2.4 Một số vấn đề HĐH Android 25 1.2.4.1 Sự phân mảnh – không đồng HĐH Android 25 1.2.4.2 Kích thước hình 25 1.2.5 Android Emulator 25 1.2.6 Android Studio: 26 1.2.7 Các phiên HĐH Android mắt [4] 27 1.3 TÌM HIỂU DỊNG VI ĐIỀU KHIỂN STM32[5] .32 1.3.1 Dòng ARM Cortex gì? 32 1.3.2 Đặc điểm bật STM32 32 1.3.2.1 Tính bảo mật 32 1.3.2.2 Dòng Performance dòng Access STM32 33 1.3.3 Các phiên cấu trúc ARM 33 1.3.4 Bộ xử lí đơn vị xử lí trung tâm Cortex 33 1.3.4.1 Đơn vị xử lí trung tâm Cortex (Cortex CPU) 33 1.3.4.2 Bộ xử lí Cortex 34 1.3.5 Các chế độ lượng 34 1.3.6 Kiểu đóng gói chip kiểu chân linh kiện 35 1.3.7 Nguồn cung cấp điện 35 1.3.8 Mạch Reset 35 1.3.9 Kiến trúc hệ thống 35 1.3.10 Các ngoại vi 36 1.3.10.1 Ngoại vi đa dụng 36 1.3.10.2 Kết nối với giao tiếp khác 38 1.3.11 Giới thiệu VĐK STM32F103RBT6[6] 39 1.4 KẾT LUÂN CHƯƠNG 40 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ XE MƠ HÌNH VÀ LÂP TRÌNH CHO MẠCH ĐI ỀU KHI ỂN XE 41 SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 Đồ án tốt nghiệp 2.1 PHÂN TÍCH VÀ XÁC ĐỊNH YÊU CẦU .41 2.2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG 42 2.2.1 Thực tạo ứng dụng điện thoại Android 42 2.2.1.1 Giới thiệu SONY XPERIA M4 Aqua Dual – điện thoại s d ụng đ ể chạy kiểm tra ứng dụng tạo 42 2.2.1.2 Ứng dụng điện thoại 43 2.2.1.2.1 Xử lí giao diện ứng dụng 45 2.2.1.2.2 Mã lệnh xử lí ứng dụng 2.2.2 Thiết kế xe mơ hình 2.2.3 Chức Module xe mơ hình 2.2.3.1 Kit STM32F103RBT6 2.2.3.2 Module HC – 05 2.2.3.3 Module L298[7] 2.2.3.4 Module hạ áp DC – DC 5A[8] 11 2.2.3.5 Servo Futaba MG995 Servo Futaba SG90 12 2.2.4 Thuật tốn điều khiển ngơn ngữ lập trình 14 2.2.5 Thiết kế xe mơ hình 24 2.3 THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUA 26 2.4 KẾT LUÂN CHƯƠNG 27 KẾT LUÂN 28 TÀI LIỆU THAM KHAO 29 SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Cụm từ viết tắt HĐH VĐK App ARM IDE MAC AMA PMA SCO SDK WLAN Chi tiết thông tin Hệ điều hành Vi điều khiển Application: ứng dụng Advanced RISC Machine: cấu trúc vi xử lí kiểu RISC Intergrated Development Environment: mơi trường phát triển tích hợp Media Access Control: điều khiển truy nhập môi trường Active Member Address: địa thành viên hoạt động Parked Member Address: địa thành viên dừng hoạt động Synchronous Connection Oriented: định hướng kết nối đồng Software Development Kit: công cụ phát triển phần mềm Wireless Local Area Networks: mạng cục không dây SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH VẼ SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, việc điều khiển hệ thống từ đơn giản tới ph ức tạp sử dụng đường truyền vô tuyến ngày gia tăng Những hệ thống dây cáp phức tạp lại đáp ứng tốt nhu cầu này, khu v ực ch ật h ẹp, nơi xa xôi, thiết bị khơng cố định,… Vì vậy, cơng ngh ệ vơ ến đời, phát triển mạnh mẽ, tạo thuận tiện cho đ ời s ống ng ười sống thường ngày Kỹ thuật không dây (vô tuyến) phục vụ nhiều nhu cầu khác người, từ nhu cầu làm việc, học tập nhu c ầu gi ải trí: xem phim, chơi game, nghe nhạc,… Để đáp ứng nhu cầu khác đó, nhiều kỹ thuật khơng dây đời như: Bluetooth, OpenAir, chu ẩn 802.11, WLAN, IrDA,… Mỗi chuẩn kỹ thuật có ưu, khuyết điểm riêng chu ẩn kết nối Bluetooth dần lên kỹ thuật không dây tầm ng ắn có nhiều ưu điểm, thuận lợi cho thiết bị di động Bluetooth d ần lan rộng khắp giới, xâm nhập vào lĩnh vực thiết bị điện tử Trong số thiết bị điện tử đó, Smartphone phát tri ển với tốc độ vượt bậc, chúng có nhiều tính trội nh ư: nh ỏ g ọn, linh hoạt, nghe nhạc, xem phim, soạn email, quay phim chất l ượng cao, tham gia mạng xã hội,… tất điều đưa điện thoại thông minh ngày trở nên gần gũi với người thiết bị không th ể thiếu sống Nhắc tới điện thoại thông minh không nh ắc tới s ự tr ỗi dậy mạnh mẽ HĐH Android; với khả tương thích với nhiều ph ần cứng hãng sản xuất khác nhau, th ị ph ần ện tho ại s d ụng Android ngày nhiều Thêm vào đó, Android m ột HĐH m ở, cho phép người dùng thỏa sức tùy biến theo ý thích cá nhân Có thể thấy, phát triển vi điều khiển gắn liền với s ự tiến bộ, cải tiến không ngừng ngành điện tử Hiện nay, tạo sản phẩm ện t sử dụng vi điều khiển khả trình điều tất yếu khơng th ể thiếu; có nhiều dòng vi điều khiển tạo nh ư: AVR, PIC, ARM,… v ới ưu điểm, đặc tính riêng phù hợp cho nhu c ầu c ụ th ể Hi ện t ại, với nhu cầu ngày cao, dòng vi điều khiển bit th ực s ự không th ể thực công việc đòi hỏi tốc độ xử lí cao, dòng chip x lí lõi SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 Đồ án tốt nghiệp ARM tạo ngày ứng dụng rộng rãi h ệ thống nhúng mà đơn cử thiết bị di động ưu th ế ệt v ời v ề tiết kiệm lượng, tốc độ xử lí cao ln sẵn có cơng c ụ h ỗ tr ợ ph ần cứng, phần mềm Hãng sản xuất chip ST Microelectronic nhanh chóng đưa dòng STM 32 – dòng vi điều khiển d ựa n ền t ảng lõi ARM Cortex – M3 hệ hãng ARM thiết kế Sự kết h ợp chip ARM vào điều khiển Robot Việt Nam mẻ, việc tìm hi ểu nghiên cứu lĩnh vực vệc cần thiết Từ lý nêu trên, em chọn đề tài: “Nghiên cứu thiết kế xe mơ hình điều khiển Android” Trong đề tài này, em tìm hiểu kỹ thuật khơng dây Bluetooth, thiết kế xe mơ hình xây d ựng ứng d ụng truyền liệu qua Bluetooth từ Smartphone Android tới xe mơ hình s dụng vi điều khiển – STM32 SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 10 Đồ án tốt nghiệp dataRecive = USARTx_get(USART1); //xu li chuoi du lieu dieu khien servo if(dataRecive == 'a') { flag_SV = 1; for(i=0;i= 750 && sv6 CCR4=sv6; } } //chuong trinh dieu khien motor chuyen dong void process_motor(int signal_motor) { if(signal_motor == 2222) // len { TIM_Cmd(TIM4,ENABLE); TIM4->CCR2=40; GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7); GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6); TIM4->CCR1=40; SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 67 Đồ án tốt nghiệp GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_1); GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_2); } else if(signal_motor == 8888) // xuong { TIM_Cmd(TIM4,ENABLE); TIM4->CCR2=40; GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6); GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7); TIM4->CCR1=40; GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_2); GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_1); } else if(signal_motor == 4444) // quay trai { TIM_Cmd(TIM4,ENABLE); TIM4->CCR2=25; GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6); GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7); TIM4->CCR1=25; GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_1); GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_2); SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 68 Đồ án tốt nghiệp } else if(signal_motor == 6666) // quay phai { TIM_Cmd(TIM4,ENABLE); TIM4->CCR2=25; GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7); GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6); TIM4->CCR1=25; GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_2); GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_1); } else if(signal_motor == 5555) // stop { TIM_Cmd(TIM4,DISABLE); GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_2); GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_1); GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7); GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6); } } Compiler Project: SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 69 Đồ án tốt nghiệp Hình 2.20: Compiler Project Keil C4 2.2.5 Thiết kế xe mơ hinh Hình 2.21: Hình ảnh xe mơ hình Thơng số kỹ thuật: Kích thước: 50.5 x 18 x 60cm (chiều dài cao tối đa duỗi thẳng tay gắp) SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 70 Đồ án tốt nghiệp Chất liệu thân xe tay gắp vật: nhựa Mica Cơ cấu chuyển động: sử dụng động chiều gắn bánh đ ể chuyển động Cơ cấu chấp hành điều khiển nguồn (PIN) đặt phía xe mơ hình Chức chính: tay gắp vật – sử dụng Servo đ ể tạo kh ớp n ối chuyển động thực yêu cầu Trọng lượng vật gắp: tốn nhiều thời gian Sau bảng đánh giá kết quả: Các tiêu Lí tưởng Thực tế 50 phút liên tục (phụ Thời gian sử dụng 1.5 liên tục thuộc tính chất bề mặt di chuyển) Khoảng cách thu tín 10 – 12m (khơng vật 15 m hiệu cản) Có độ trễ, chấp Thời gian đáp ứng Ngay nhận Gắp vật có kích Gắp vật có khối lượng Khả gắp vật thước nhỏ, khối lượng nhỏ 500g nhỏ 150g Dưới đây, em xin đề xuất số hướng phát triển cho đề tài nh sau: Tiếp tục nghiên cứu sâu HĐH Android, đặc biệt việc tạo ứng dụng điện thoại chạy Android Phát triển thêm nhiều tính cho sản phẩm như: Sử dụng thêm cảm biến: nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, đo khoảng cách,… để đánh giá khảo sát môi trường làm việc thuận lợi h ơn Mở rộng ý tưởng thiết kế phần cứng để thực thi nhiều chức khác như: truyền nhận thông tin qua Wifi, tích h ợp truy ền hình ảnh từ xe mơ hình tới điện thoại,… 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương 2, em trình bày q trình phân tích, thi ết k ế hồn thiện xe mơ hình; đủ chức kh ả điều khiển từ ứng dụng điện thoại Android SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 73 Đồ án tốt nghiệp KẾT LUẬN Đề tài “Nghiên cứu thiết kế xe mơ hình điều khiển Android” thực đầy đủ nội dung bảng n ội dung yêu c ầu thuộc phiếu giao Đề tài đồ án tốt nghiệp đại học Ý tưởng sử dụng thiết bị cầm tay điều khiển thiết bị điện cụ thể điều khiển Robot có từ lâu có nhiều thiết b ị ứng dụng thực theo ý tưởng Trong tương lai, Robot phát triển số lượng khả giúp tăng hiệu công việc cho người – tương lai khơng xa, tương lai s ự phát tri ển vượt bậc công nghệ điện tử! Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô theo dõi Đồ án tốt nghiệp em! SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 74 Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://vi.wikipedia.org/wiki/Bluetooth https://www.slideshare.net/kimoriole/tm-hiu-v-bluetooth www.electronicaestudio.com/docs/istd016A.pdf http://vi.wikipedia.org/wiki/Android_(hệ _điều_hành) [2] [3] [4] https://tinhte.vn/threads/tim-hieu-qua-trinh-phat-trien-cua- android-qua-cac-phien-ban.1367201/ [5] http://terlabclub.webmienphi.vn/bvct/chi-tiet/1/tim-hieu-ve-dongarm-cortex-m3-stm32.html [6] http://www.alldatasheet.com/datasheetpdf/pdf/201599/STMICROELECTRONICS/STM32F103RBT6.html [7] http://arduino.vn/bai-viet/893-cach-dung-module-dieu-khien-dong- co-l298n-cau-h-de-dieu-khien-dong-co-dc [8] http://banlinhkien.vn/goods-2896-module-buck-dc-dc-5a.html [9] www.micropik.com/PDF/SG90Servo.pdf [10] www.electronicoscaldas.com/datasheet/MG995_Tower-Pro.pdf Một số trang web tham khảo tài liệu: https://www.youtube.com/watch? v=n1iOKgVhMoM&list=PLzrVYRai0riTlWPxOEhi1-2QmvLiw0DCb http://arduino.vn/bai-viet/181-gioi-thieu-servo-va-cach-dieu-khien- bang-bien-tro http://icviet.vn/bai-hoc/vi-dieu-khien/stm32/stm32f1/ SVTH: Nguyễn Văn Quỳnh – ĐTCLC1-K8 75 ... phát triển Android[3] Ban đầu, Android thiết bị cầm tay dựa lõi Linux công ty Android Inc (Canifornia – Mỹ) thiết kế Cơng ty sau đ ược Google mua lại vào năm 2005 bắt đầu xây dựng Android Platform... th ời h ỗ tr ợ HTML5 Exchange ActiveSync 2.5 Android 2.2 Froyo: Ra mắt ngày: 20 – 05 – 2010, từ phiên tr đi, Android d ần hồn thiện hơn, Froyo lần mang Adobe Flash đến Android, kéo theo hàng loạt... Honeycomb đặt móng quan trọng cho Android 4.x kh ắc ph ục phần phân mảnh Android Android 4.0 Ice Cream Sandwich: Ra mắt ngày: 19 – 10 – 2011, phiên đ ược mong ch nh ất, hoạt động nhanh, mượt mà; đời