Tài liệu Hệ thống thời gian thực

Hệ thống thời gian thực NHÓM SV THỰC HIỆN: Nguyễn Hoàng Hùng Nguyễn Văn Phước Nguyên Nguyễn Thọ Thành Lê Văn Viên Trần Công Truyền 1 I - Giới thiệu chung về hệ thống thời gian thực II - Yêu cầu dự án III - Phương án thiết kế NỘI DUNG IV - Semaphore và Mutex V – Chi tiết về dự án 2 I-GIỚI THIỆU CHUNG 3 • Hệ thống thời gian thực: là 1 hệ thống chỉ cần hoàn thành các công việc, các tác vụ trong 1 khoảng thời gian cho phép. • Áp dụng hệ thống thời gian thực và vận chuyển tự động trong nhà máy 4 • Chia làm 2 loại dựa trên tiêu chí đánh giá hậu quả của việc không đáp ứng ràng buộc về thời gian:  Thời gian thực cứng (hard real-time):  Phải tiếp nhận và nắm bắt được scheduling deadline của nó tại mỗi và mọi thời điểm  Sai sót sẽ dẫn đến hậu quả khôn lường. 5 Ví dụ về hệ thời gian thực cứng: 6  Thời gian thực mềm (soft real-time):  Hệ thống có thể thỉnh thoảng bị trễ mà không gây ra hậu quả nghiêm trọng  Giảm độ tin cậy và chất lượng của đối tượng đối với hệ thống. • Trên thực tế, có rất nhiều hệ thống phối hợp cả 2 loại trên 7 •Ví dụ về hệ thống thời gian thực mềm: 8 II-YÊU CẦU DỰ ÁN 9 • Yêu cầu dự án: Thiết kế và xây dựng hệ thống robot có thể chạy thẳng và tránh chướng ngại vật có ứng dụng ioT 10 • Ứng dụng hệ thời gian thực với kế hoạch ưu tiên • Đảm bảo những xử lý không vượt quá thời gian cho phép • Các dịch vụ có thể truy cập vào phần cứng với khoảng thời gian ngắn nhất 11 Môi trường 12 III – PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 13 Cảm biến phát hiện zone Cảm biến siêu âm SƠ ĐỒ KHỐI CỦA DỰ ÁN Arduino Uno Module Lora RFM95 STM32F4 NUCLEO The Thing Network Động cơ Cayenne 14 Phương án đo khoảng cách • Cho xe xuất phát với tốc độ 200 • Khi cảm biến siêu âm phát hiện khoảng cách Ostracle_Distance < 20 • Điều khiển servo có gắn cảm biến siêu âm quay mỗi lần 30 độ, phát hiện vật cản 2 hướng trái và phải • So sánh khoảng cách 2 bên, bên nào nhỏ hơn thì sẽ rẽ hướng đó 15 1 . Vi đ i ề u k h i ể n • Sử dụng vi điều khiển STM32F4 • Thư viện HAL phần mềm miễn phí toàn diện bao gồm nhiều ví dụ về phần mềm • Được hỗ trợ bởi nhiều môi trường phát triển tích hợp (IDE) bao gồm các IDE dựa trên IAR, Keil, GCC 16 2.Board • Tên: Arduino Uno • Sử dụng vi điều khiển ATmega328 (8-bit) • Nguồn sử dụng: 5VDC (qua MicroUSB hoặc Vin) • Số chân Digital I/O: 14 (6 chân PWM), Analog: 8 (độ phân giải 10-bit) • EEPROM: 1KB • Kích thước: 1.85cm x 4.3cm 17 2.Module truyền thông • Tên: RFM95 • Nguồn: DC 1.8V ~ 3.7V • Công suất truyền: 20dBm • Kháng trở ăng ten: 50 Ohm • LoRa 0,018K ~ 37,5Kbps (AT) • Tốc độ truyền: 200Kbps • Giao diện dữ liệu: Giao diện SPI • Tần số hoạt động: 923 MHZ • Chế độ điều chế: LoRA / FSK / GFSK / 00K • Khả năng chống nhiễu: IIP3 = -12,5dBm • Khoảng cách kết nối:> 8000m (AT) 18 3.Cảm biến I - Cảm biến siêu âm • Tên: HC-SR04 • Được dùng chủ yếu để đo khoảng cách • Điện áp làm việc: 5VDC, dòng điện tĩnh: <2mA. • Tín hiệu đầu ra: tín hiệu logic, mức cao 5V, mức thấp 0V. • Góc đọc cảm biến: <15 độ. • Khoảng cách phát hiện: 2-450cm. 19 3.Cảm biến II • -  Cảm biến gia tốc • Tên: GY-521 6DOF IMU MPU6050 • Điện áp sử dụng: 3 ~ 5 Vdc • Chuẩn giao tiếp: I2C • Được sử dụng để đo 6 thông số: • 3 trục góc quay Gyro có giá trị trong khoảng: , 500, 1000, 2000 degree/second • 3 trục gia tốc hướng Accelerometer có giá trị trong khoảng: , 4, 6, 8 g 20