đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nôi dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án. • Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Chương này nhóm sẽ nói tổng quát các kiến thức cơ bản để xây dựng được mô hinh này. Bao gồm các lý thuyết, khái niệm các chuẩn giao tiếp, các phần mềm ứng dụng, mô tả về quá trình quét led, các công cụ cần thiết. • Chương 3: Tính Toán và Thiết Kế 1 do an BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH Chương này thiết kế sơ đồ khối hệ thống, giải thích chức năng các khối, tính toán và thiết kế mạch và lựa chọn linh kiện.
Cụ thể, tính toán và kết nối cho các khối điều khiển trung tâm, khối nguồn, khối thu thập và xử lý dữ liệu và khối hiển thị. Trong đề tài, nhóm em này còn có viết code cho LED MATRIX hiển thị, viết code ứng dụng Android cho smart phone. • Chương 4: Thi Công Hệ Thống Và Kết Quả Thực Hiện Chương này trình bày cách cài đặt hệ điều hành, cài đặt thư viện, các phương pháp điều khiển và hiển thị, lưu đồ giải thuật chính, lưu đồ giải thuật con và giải thích. Đồng thời trình bay các bước thi công mạch, sơ đồ mạch layout, lắp ráp, kiểm tra đóng gói sản phẩm, thi công mô hình, hướng dẫn sử dụng.
• Chương 5: Kết Quả_Nhận Xét_Đánh giá Chương này nêu lên kết quả đạt được so với ban đầu, nhận xét và đánh giá mô hình. • Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển Chương này nêu lên kết luận chung về những gì đã thực hiện đồng thời đúc kết lại ưu khuyết điểm để đưa ra hướng phát triển cho đề tài để có thể ứng dụng tốt trong thực tế. 2 do an BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Ở Chương 2 nhóm sẽ tổng hợp lên những kiến thức được xem là nền tảng để có thể xây dựng được hệ thống này bao gồm:Hệ thống Wifi, Hệ thống ứng dụng Android.
CÁC CHUẨN GIAO TIẾP 2. Giới thiệu về mạng không dây Giới thiệu Wifi là viết tắt của Wireless Fidelity, được gọi chung là mạng không dây sử dụng sóng vô tuyến, loại sóng vô tuyến này tương tự như sóng truyền hình, điện thoại và radio. Wifi phát sóng trong phạm vi nhất định, các thiết bị điện tử tiêu dùng ngày nay như laptop, smartphone hoặc máy tính bảng có thể kết nối và truy cập internet trong tầm phủ sóng. Nguyên tắc hoạt động Để tạo được kết nối Wifi nhất thiết phải có bộ thu phát, thông tin từ mạng Internet qua kết nối hữu tuyến rồi chuyển nó sang tín hiệu vô tuyến và gửi đi, bộ chuyển tín hiệu không dây trên các thiết bị di động thu nhận tín hiệu này rồi giải mã nó sang những dữ liệu cần thiết.
Quá trình này có thể thực hiện ngược lại, nhận tín hiệu vô tuyến từ Adapter và giải mã chúng rồi gởi qua Internet.1 Mô hình hệ thống Wifi trong nhà. Tuy nói Wifi tương tự như sóng vô tuyến truyền hình, radio hay điện thoại nhưng nó vẫn khác các loại sóng kia ở mức độ tần số hoạt động. 3 do an BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH Sóng wifi truyền nhận dữ liệu ở tần số 2,5Ghz đến 5Ghz. Tần số cao này cho phép nó mang nhiều dữ liệu hơn nhưng phạm vi truyền của nó bị giới hạn; còn các loại sóng khác, tuy tần số thấp nhưng có thể truyền đi được rất xa.
Kết nối wifi sử dụng chuẩn kết nối 802.11 trong thư viện IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), chuẩn này bao gồm 4 chuẩn nhỏ a/b/g/n: 2. Chuẩn giao tiếp UART A. Giới thiệu UART là viết tắt của Universal Asynchronous Receiver – Transmitter có nghĩa là truyền dữ liệu nối tiếp bất đồng bộ. Truyền dữ liệu nối tiếp bất đồng bộ có 1 đường phát dữ liệu và 1 đường nhận dữ liệu, không có tín hiệu xung clock nên gọi là bất đồng bộ.
UART thường được dùng trong máy tính công nghiệp, truyền thông, vi điều khiển, hay một số các thiết bị truyền tin khác.2 Hệ thống truyền dữ liệu bất đồng bộ. Các thông số UART: Hình 2.3 Khung truyền dữ liệu của chuẩn giao tiếp UART. Dưới đây là các thông số thường có của UART: Baud rate (tốc độ baud): Khi truyền nhận không đồng bộ để hai đối tượng hiểu được nhau thì cần quy định một khoảng thời gian cho một bit truyền nhận, nghĩa là trước khi truyền thì tốc độ phải được cài đặt đầu tiên. Theo định nghĩa thì tốc độ baud là số bit truyền trong một giây.
4 do an BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH Frame (khung truyền): Do kiểu truyền thông nối tiếp này rất dễ mất dữ liệu nên ngoài tốc độ, khung truyền cũng được cài đặt từ ban đầu để tránh bớt sự mất mát dữ liệu này. Khung truyền quy định số bit trong mỗi lần truyền, các bit báo hiệu như start, stop, các bit kiểm tra như parity, và số bit trong một data. Start Bit: Là bit bắt đầu trong khung truyền Bit này nhằm mục đích báo cho thiết bị nhận biết quá trình truyền bắt đầu. Data: Dữ liệu cần truyền Data không nhất thiết phải 8 bit.
Trong UART bit LSB được truyền đi trước, Bit MSB được truyền đi sau. Parity bit: Là bit kiểm tra dữ liệu được truyền có chính xác không. Có 2 loại parity: chẵn (even parity), lẻ (odd parity). Parity chẵn là bit parity thêm vào để số lượng số 1 trong data và parity là chẵn.
Parity lẻ là bit parity thêm vào để số lượng số 1 trong data và parity là lẻ. Bit Parity là không bắt buộc nên có thể dùng hoặc không. Stop Bit: là bit báo cáo kết thúc khung truyền, có thể có 1 hoặc 2 bit stop. Giao thức truyền UDP Giới thiệu UDP viết tắt của User Datagram Protocol, là một trong những giao thức cốt lõi của giao thức TCP/IP.
Dùng UDP, chương trình trên mạng máy tính có thể gửi những dữ liệu ngắn được gọi là datagram tới máy khác. UDP không cung cấp sự tin cậy và thứ tự truyền nhận mà TCP làm; các gói dữ liệu có thể đến không đúng thứ tự hoặc bị mất mà không có thông báo. Tuy nhiên UDP nhanh và hiệu quả hơn đối với các mục tiêu như kích thước nhỏ và yêu cầu khắt khe về thời gian. Do bản chất không trạng thái của nó nên nó hữu dụng đối với việc trả lời các truy vấn nhỏ với số lượng lớn người yêu cầu.
Trong bộ giao thức TCP/IP, UDP cung cấp một giao diện rất đơn giản giữa tầng mạng bên dưới (thí dụ, IPv4) và tầng phiên làm việc hoặc tầng ứng dụng phía trên. UDP không đảm bảo cho các tầng phía trên thông điệp đã được gửi đi và người gửi cũng không có trạng thái thông điệp UDP một khi đã được gửi (Vì lý do này đôi khi UDP còn được gọi là Unreliable Datagram Protocol). UDP chỉ thêm các thông tin multiplexing và giao dịch. Các loại thông tin tin cậy cho việc truyền dữ liệu nếu cần phải được xây dựng ở các tầng cao hơn.
Do thiếu tính tin cậy, các ứng dụng UDP nói chung phải chấp nhận mất mát, lỗi hoặc trùng dữ liệu. Một số ứng dụng như TFTP có nhu cầu phải thêm những kỹ thuật làm tin cậy cơ bản vào tầng ứng dụng. Hầu hết các ứng dụng UDP không cần những kỹ thuật làm 5 do an BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH tin cậy này và đôi khi nó bị bỏ đi. Streaming media, game trực tuyến và voice over IP (VoIP) là những thí dụ cho các ứng dụng thường dùng UDP.
chuẩn giao tiếp 1 dây - Giới thiệu chuẩn giao tiếp 1 dây: Chuẩn giao tiếp 1 dây (1 wire) do hãng Dallas giới thiệu. Trong chuẩn giao tiếp này chỉ cần 1 dây để truyền tín hiệu và làm nguồn nuôi (Nếu không tín dây mass). Là chuẩn giao tiếp không đồng bộ và bán song công (half-duplex). Trong giao tiếp này tuân theo mối liên hệ chủ tớ một cách chặt chẽ.
Trên một bus có thể gắn 1 hoặc nhiều thiết bị slave. Nhưng chỉ có một master có thể kết nối đến bus này. Bus dữ liệu khi ở trạng thái rãnh (khi không có dữ liệu trên đường truyền) phải ở mức cao do vậy bus dữ liệu phải được kéo lên nguồn thông qua một điện trở. Giá trị điện trở này có thể tham khảo trong datasheet của thiết bị / các thiết bị slave.4 Các thiết bị được truyền qua 1 dây.
- Cách thức hoạt động: Tín hiệu trên bus 1 wire chia thành các khe thời gian 60 µs. 1 bit dữ liệu được truyền trên bus dựa trên khe thời gian (time slots). Các thiết bị slave cho phép có thời gian nền có một chúc khác biệt từ thời gian nền danh nghĩa. Tuy nhiên đối với thiết bị master cần có bộ định thời với độ chính xác cao, để đảm bảo giao tiếp đúng với các thiết bị salve có thời gian nền khác biệt.
Do đó rất quan trọng để tuân theo giới hạn thời gian mô tả trong các phần sau. 6 do an BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH Bốn thao tác hoạt động cơ bản của bus 1 wire là Reset/Presence, gửi bit 1, gửi bit 0, và đọc bit. Thao tác byte như gửi byte và đọc byte dựa trên thao tác từng bit. Gửi bit 1 (“Write 1” signal) thiết bị master kéo bus xuống mức thấp trong khoảng 1 đến 15µs.
Sau đó nhả bus (releases the bus) cho đến hết phần còn lại của khe thời gian.5 Dạng sóng gửi bit 1 từ master xuống slave. Gửi bit 0 ("Write 0" signal) kéo bus xuống mức thấp trong ít nhất 60µs, với chiều dài tối đa là 120 µs.6 Dạng sóng gửi bit 0 từ master xuống slave. Đọc bit: thiết bị master kéo bus xuống mức thấp từ 0 -15µs. Khi đó thiết bị tớ khi đó sẻ giữ bus ở mức thấp nếu muốn gửi bit 0, Nếu muốn gửi bit 1 đơn giản là nhả bus.
Bus nên lấy mẫu 15 µs sau khi bus kéo xuống mức thấp.7 Dạng sóng đọc bit từ slave xuống master. "Reset/Presence": tín hiệu reset và Presence (Báo hiện diện) được trình bày như hình bên dưới. Thiết bị master kéo bus xuống thấp ít nhất 8 khe thời gian (tức là 480 µs) và sau đó nhả bus. Khoảng thời gian bus ở mức thấp đó gọi là tín hiệu reset.
Nếu có thiết bị slave gắn trên bus nó sẻ trả lời bằng tín hiệu Presence tức là thiết bị tớ sẻ kéo bus xuống mức thấp trong khoảng thời gian 60µs. Nếu không có tín hiệu Presence, thiết bị master sẻ hiểu rằng không có thiết bị slave nào trên bus, và các giao tiếp tiếp theo sẻ không thể diễn ra. 7 do an BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH Hình 2.8 Dạng sóng tín hiệu reset và Presence.