Tài liệu Xây dựng hệ thống cảnh báo và giám sát cho trạm vô tuyến CDR700 (LV thạc sĩ)

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG --------------------------------------- ĐÀO TRỌNG NGHĨA XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẢNH BÁO VÀ GIÁM SÁT CHO TRẠM VÔ TUYẾN CDR700 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) HÀ NỘI - 2017 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG ĐÀO TRỌNG NGHĨA XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẢNH BÁO VÀ GIÁM SÁT CHO TRẠM VÔ TUYẾN CDR700 Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông Mã số: 60.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC : TS.VŨ TUẤN LÂM HÀ NỘI - 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày…… tháng….. năm 2017 Học viên Đào Trọng Nghĩa ii MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG CẢNH BÁO GIÁM SÁT ĐIỂN HÌNH ...................................................................................................... 3 1.1.Hệ thống cảnh báo và giám sát ứng dụng cho ngôi nhà thông minh ...... 3 1.2.Hệ thống cảnh báo giám sát trạm BTS ................................................... 5 1.2.1.Vấn đề đặt ra .................................................................................... 5 1.2.2.Mục tiêu của giải pháp ..................................................................... 5 KẾT LUẬN CHƢƠNG................................................................................. 8 CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ TRẠM VÔ TUYẾN BỘ ĐÀM MOTOROLA CDR700 ............................................................................................................. 9 2.1. Mạng thông tin vô tuyến bộ đàm ........................................................... 9 2.1.1.Mô hình vô tuyến điểm – điểm ......................................................... 9 2.1.2.Mô hình vô tuyến điểm – đa điểm .................................................. 10 2.1.3.Mô hình thông tin đa điểm ( Thông tin chuyển tiếp)...................... 11 2.2. Cấu trúc trạm chuyển tiếp CDR700 ..................................................... 11 2.3. Thực trạng trong công tác quản lý giám sát trạm CDR700 ................. 19 2.4. Đề xuất mô hình hệ thống cảnh báo giám sát trạm vô tuyến CDR700 .......... 20 KẾT LUẬN CHƢƠNG............................................................................... 21 CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG CẢNH BÁO GIÁM SÁT CHO TRẠM CDR700 ..................................................................................... 22 3.1. Chỉ tiêu tính năng hệ thống cảnh báo giám sát trạm CDR700 ............ 22 3.1.1. Tính năng của hệ thống ................................................................. 22 3.1.2. Chỉ tiêu của hệ thống .................................................................... 23 3.2. Sơ đồ khối module cảnh báo giám sát trạm CDR700 .......................... 24 3.2.1. Giới thiệu module SIM900A.......................................................... 25 3.2.2. Giới thiệu vi điều khiển STM32F103 ............................................ 30 3.2.3. Cảm biến nhiệt LM35 và cảm biến đo dòng ................................. 37 3.2.3.1. Cảm biến nhiệt ........................................................................... 37 iii 3.2.3.2. Cảm biến dòng điện ACS712..................................................... 41 3.2.4. Nguồn hạ áp 5V ............................................................................. 44 3.3. Thu thập số liệu RSSI từ máy thu và công suất máy phát trạm CDR70045 3.3.1. Chuẩn bị phương tiện đo............................................................... 45 3.3.2. Tiến hành lấy số liệu RSSI từ máy thu trạm CDR700................... 46 3.3.3. Tiến hành đo lấy số liệu tiêu thụ dòng của máy phát trạm CDR700 và cảm biến ACS 712. .................................................................................. 48 3.4. Cài đặt và thử nghiệm hệ thống cảnh báo giám sát trạm CDR700 ...... 51 3.4.1. Lắp đặt phần cứng......................................................................... 51 3.4.1.1. Sơ đồ đấu nối các khối chi tiết ................................................... 51 3.4.2. Lập trình cho module giám sát ..................................................... 55 3.4.2.1. Module khởi tạo xung nhịp hệ thống ......................................... 56 3.4.2.2. Module hởi tạo truyền thông hông đồng ộ UART1 ............. 57 3.4.2.3. Module cấu hình ộ chuyển đối tƣơng tự sang số ADC ............ 57 3.4.2.4. Module chuyển đổi gi trị số ADC đọc đƣợc thành nhiệt độ .... 57 3.4.2.5. Module chuyển đổi giá trị số ADC đọc đƣợc thành mức thu RSSI ................................................................................................................. 57 3.4.2.6. Module chuyển đổi giá trị số ADC đọc đƣợc thành mức công suất phát .......................................................................................................... 58 3.4.2.7. Module chuyển đổi gi trị số ADC đọc đƣợc thành mức điện p nguồn và acquy........................................................................................ 58 3.4.2.8. Khai o địa chỉ TCP/IP cho module giám sát. ......................... 58 3.4.3. Giới thiệu phần mềm hệ thống giám sát ....................................... 59 3.4.3.1. Giới thiệu về Server ................................................................... 59 3.4.3.2. Phần mềm trên máy tính. ........................................................... 60 3.5. Đo iểm và đ nh gi sản phẩm ............................................................ 64 3.5.1. Danh mục vật tư, thiết bị phục vụ đo kiểm.................................... 64 3.5.2. Đo kiểm tra chỉ số RSSI của module giám sát. ............................. 65 3.5.3. Đo kiểm tra chỉ số dòng tiêu thụ của máy phát ............................ 66 3.5.4. Đo kiểm tra nhiệt độ ...................................................................... 67 3.5.5. Đo kiểm tra nguồn điện áp DC cấp cho thiết bị, nguồn ắcquy..... 68 iv KẾT LUẬN CHƢƠNG............................................................................... 70 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN ....................... 71 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.1: Chức năng ộ điều khiển RICK cho trạm................................................ 14 Bảng 3.1: Tính năng của hệ thống cảnh báo giám sát .............................................. 22 Bảng 3.2: Chỉ tiêu của hệ thống cảnh báo giám sát ................................................. 23 Bảng 3.3: Các loại cảm biến nhiệt LM35 ................................................................. 38 Bảng 3.4:Trở kháng của bộ cảm biến nhiệt theo nhiệt độ ........................................ 39 Bảng 3.5: Hƣớng dẫn chọn loại các cảm biến nhiệt họ LM35 ................................. 39 Bảng 3.6: Danh mục các thiết bị đo ......................................................................... 45 Bảng 3.7: Số liệu đo đƣợc từ cổng RSSI .................................................................. 47 Bảng 3.8: Dòng tiêu thụ sang quy đổi công suất ...................................................... 49 Bảng 3.9: Bảng số liệu đo từ cảm biến ACS 712 ..................................................... 50 Bảng 3.10: Danh mục vật tƣ thiết bị phục vụ đo iểm tra module .......................... 64 Bảng 3.11: Kết quả do kiểm tra chỉ số RSSI của module giám sát .......................... 66 Bảng 3.12: Kết quả Đo iểm tra chỉ số dòng tiêu thụ của máy phát ........................ 67 Bảng 3.13: Kết quả Đo iểm tra nhiệt độ ................................................................. 68 Bảng 3.15: Kết quả đo iểm tra nguồn điện áp DC cấp cho thiết bị, nguồn ắcquy ....... 69 Bảng 2.1: Chức năng ộ điều khiển RICK cho trạm................................................ 14 Bảng 3.1: Tính năng của hệ thống cảnh báo giám sát .............................................. 22 Bảng 3.2: Chỉ tiêu của hệ thống cảnh báo giám sát ................................................. 23 Bảng 3.3: Các loại cảm biến nhiệt LM35 ................................................................. 38 Bảng 3.4:Trở kháng của bộ cảm biến nhiệt theo nhiệt độ ........................................ 39 Bảng 3.5: Hƣớng dẫn chọn loại các cảm biến nhiệt họ LM35 ................................. 39 Bảng 3.6: Danh mục các thiết bị đo ......................................................................... 45 Bảng 3.7: Số liệu đo đƣợc từ cổng RSSI .................................................................. 47 Bảng 3.8: Dòng tiêu thụ sang quy đổi công suất ...................................................... 49 Bảng 3.9: Bảng số liệu đo từ cảm biến ACS 712 ..................................................... 50 Bảng 3.10: Danh mục vật tƣ thiết bị phục vụ đo iểm tra module .......................... 64 Bảng 3.11: Kết quả do kiểm tra chỉ số RSSI của module giám sát .......................... 66 Bảng 3.12: Kết quả Đo iểm tra chỉ số dòng tiêu thụ của máy phát ........................ 67 Bảng 3.13: Kết quả Đo iểm tra nhiệt độ ................................................................. 68 Bảng 3.15: Kết quả đo iểm tra nguồn điện áp DC cấp cho thiết bị, nguồn ắcquy ....... 69 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Mô hình hệ thống cảnh báo giám sát nhà thông minh................................. 4 Hình 1.2: Hệ thống giám sát nhà trạm từ xa qua GSM và Internet ............................ 8 Hình 2.1: Mô hình vô tuyến điểm – điểm .................................................................. 9 Hình 2.2: Mô hình vô tuyến điểm - đa điểm ............................................................ 10 Hình 2.3: Mô hình thông tin đa điểm ....................................................................... 10 vi Hình 2.4: Cấu trúc, thành phần của trạm CDR700 .................................................. 12 Hình 2.5: Bộ điều khiển RICH cho trạm chuyển tiếp .............................................. 14 Hình 2.6: Khung hệ thống trạm CDR700................................................................. 15 Hình 2.7: Quạt làm mát cho trạm CDR700 .............................................................. 16 Hình 2.8: Thiết bị Duplex dẫn sóng vô tuyến .......................................................... 16 Hình 2.9: Đấu nối dây tín hiệu trên máy thu trong trạm CDR700 ........................... 17 Hình 2.10: Đấu nối dây tín hiệu trên máy phát trong trạm CDR700 ....................... 18 Hình 2.11: Các chân tín hiệu của máy thu phát trạm vô tuyến CDR700 ................. 18 Hình 2.12: Mô hình tổng quát hệ thống giám sát trạm CDR700 ............................. 21 Hình 3.1: Sơ đồ khối mô hình module giám sát trạm CDR700 ............................... 24 Hình 3.2: Kiểu dáng của module Sim 900A ............................................................ 26 Hình 3.3: Sơ đồ bố trí các khối chức năng trên module sim 900A .......................... 27 Hình 3.4: Các chân cấp nguồn cho module Sim 900A ............................................ 27 Hình 3.5: Các chân kết nối cổng RS232 giao tiếp máy tính .................................... 28 Hình 3.6: Mô hình kết nối giữa Module Sim 900A qua cổng USB ......................... 28 Hình 3.7: Sơ đồ bo mạch STM32F103xxx .............................................................. 31 Hình 3.8: Bo mạch STM32F103xxx ........................................................................ 32 Hình 3.9: Kiến trúc của STM32 nhánh Performance và Access .............................. 33 Hình 3.10: Đặc điểm của bốn nhánh trong họ STM32 ............................................ 36 Hình 3.11: Sơ đồ mắc cảm biến nhiệt độ LM35 ...................................................... 39 Hình 3.12: Sơ đồ chân ACS 712 .............................................................................. 43 Hình 3.13: Nguồn hạ áp 5V ...................................................................................... 44 Hình 3.14: Sơ đồ đấu nối đo RSSI của máy thu ....................................................... 46 Hình 3.15: Sơ đồ đấu nối đo dòng tiêu thụ của trạm ................................................ 49 Hình 3.16: Sơ đồ đấu nối đo đầu ra cảm biến ACS 712 .......................................... 50 Hình 3.17:Sơ đồ khối chi tiết của module giám sát ................................................. 51 Hình 3.18: Minh họa đấu nối giữa module STM32F1103 và module SIM 900A ... 52 Hình 3.19: Mô tả chân chức năng USART trên chip STM32F103 .......................... 53 Hình 3.20:Mô tả chân chức năng của bộ ADC kênh 5 ............................................. 53 Hình 3.21: Mô tả chân chức năng của bộ ADC kênh 0 ............................................ 53 Hình 3.22: Sơ đồ đấu nối điện trở phân áp mạch đo Ắcquy .................................... 54 Hình 3.23: Mô tả chân chức năng của bộ ADC kênh 1 ............................................ 54 Hình 3.24: Mô tả chân chức năng của bộ ADC kênh 3 ............................................ 54 Hình 3.25: Mô tả chân chức năng của bộ ADC kênh 6 ............................................ 54 Hình 3.26: Các khối đƣợc đấu nối thực tế ................................................................ 55 Hình 3.27: Lƣu đồ thuật toán của phần code lập trình ............................................. 56 Hình 3.28: Mô hình server quản lý ........................................................................... 59 Hình 3.29: Lƣu đồ thuật toán server quản lý ............................................................ 60 Hình 3.30: Lƣu đồ thuật toán phần mềm .................................................................. 61 Hình 3.31: Giao diện đăng nhập phần mềm giám sát .............................................. 62 Hình 3.32: Giao diện hiển thị danh sách trạm giám sát ........................................... 62 vii Hình 3.33: Giao diện hiển thị cảnh báo lỗi trạm khi có sự cố .................................. 62 Hình 3.34: Giao diện phân quyền quản lý phần mềm .............................................. 63 Hình 3.35: Giao diện phần mềm khi ta chọn quan sát cụ thể một trạm ................... 63 Hình 3.36: Sơ đồ đấu nối kiểm tra thông số RSSI ................................................... 65 Hình 3.37: Sơ đồ đấu nối kiểm tra công suất trạm ................................................... 66 Hình 3.38: Sơ đồ đấu nối kiểm tra nguồn DC và Ắcquy ......................................... 68 viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt A A Ample Cƣờng độ dòng điện AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều AH Ample hour Đơn vị đo dung tích Ắcquy ADC Analog-to-digital converter Chuyển đổi tƣơng tự ra số ARM Advanced RISC Machine Là một loại cấu trúc vi xử lý 32 bit và 64 bit kiểu RISC APB Advanced Peripheral Bus Nhóm ngoại vi nâng cao D DPL digital private line Đƣờng tín hiệu số riêng DMA Direct Memory Access Truy nhập trực tiếp bộ nhớ DC Direct Current Dòng điện một chiều dbm Decibel-Milliwatts Giá trị đo công suất F FM Frequency Modulation Điều chế theo tần số FPB Patch Flash and Breakpoint Sửa lỗi và điểm gi n đoạn G GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp GSM Global System for Mobile Communications Hệ thống thông tin di động toàn cầu GND Ground Tiếp đất CDR700 Trạm chuyển tiếp của hãng Motorola GM338 Ký hiệu của máy bộ đàm cầm tay của hãng Motorola I IP Internet Protocol Giao thức internet IC integrated circuit Vi mạch I/O Input/out put Đầu vào/ Đầu ra L ix LAN Local Area Network Mạng máy tính cục bộ P PIC Programmable Intelligent Computer Máy tính khả trình thông minh PCB Printed Circuit Board Bảng mạch in PLL Phase Locked Loop Vòng khóa pha PTT Push-to-talk Ấn là nói R RX Receiver Phần thiết bị thu RICK REPEATER INTERFACE COMM KIT Bộ giao diện kết nối trạm chuyển tiếp RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RSSI Received Signal Strength Indicator Chỉ mức độ thu tín hiệu ROM Read-Only Memory Bộ nhớ chỉ đọc RoIP Radio over IP Truyền sóng vô tuyến qua Internet S SRAM Static Random Memory Access Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên tĩnh T TTL Transistor-transistor logic Cổng logic TX Transmitter Phần thiết bị phát TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền vận U USB Universal serial Bus Cổng truyền thông nối tiếp đa năng UART Universal asynchronous receiver/transmitter Truyền nhận dữ liệu hông đồng bộ UHF Ultra high frequency Sóng vô tuyến tần số cực cao V V Volt Điện áp VHF Very High Frequency Sóng vô tuyến tần số rất cao x VDC Volts Direct Current Điện áp một chiều VCC Voltage colector to colector Điện áp cấp nguồn tới chân VoIP Voice over IP Truyền giọng nói trên Internet W W Watt Công suất WAN Wide Area Network Mạng máy tính vùng rộng 1 MỞ ĐẦU Trong các loại hình liên lạc qua sóng vô tuyến, mảng thông tin liên lạc vô tuyến bộ đàm tham gia và góp phần cung cấp giải pháp thoại đến ngƣời sử dụng mà các mô hình dịch vụ thoại h c hông đ p ứng đƣợc. Mạng thông tin vô tuyến bộ đàm sử dụng chế độ liên lạc bán song công. Với tính năng gọi điểm – đa điểm cho phép một ngƣời nói cùng lúc với nhiều ngƣời nên mạng thông tin liệc lạc bộ đàm thƣờng đƣợc phục vụ cho mục đích an ninh, quân sự, thƣơng mại....Thiết bị bộ đàm ra đời khoảng năm 1936 cho quân đội và vẫn tiếp túc phát triển cho đến ngày nay, ƣớc tính từ năm 2010 số thiết bị bộ đàm trên thế giới có khoảng 40 triệu m y. Xu hƣớng trong tƣơng lai thiết bị vô tuyến bộ đàm đƣợc số hóa và ứng dụng nhiều phần mềm tiện ích. Trên thị trƣờng việt nam hiện có rất nhiều hãng cung cấp thiết bị vô tuyến bộ đàm.Tuy nhiên, trong lĩnh vực an ninh, quốc phòng và giao thông vận tải thì hãng Motorola vẫn dẫn đầu thị phần cung cấp thiết bị, trải dài khắp cả nƣớc. Ngoài thiết bị đầu cuối, nhà sản xuất cung cấp thêm trạm chuyển nhằm nâng cao khả năng phủ sóng liên lạc giữa các thiết bị đầu cuối bộ đàm. Đối với hãng Motorola, trạm chuyển tiếp CDR700 đƣợc sử dụng phổ biến nhất với những lý do ổn định, hiệu năng cao và gi thành hợp lý. Trạm chuyển tiếp vô tuyến bộ đàm CDR700 đƣợc sản xuất với tính năng chính là xử lý chuyển tiếp tín hiệu và đƣợc thiết kế an đầu là trạm đơn lẻ không có hệ thống tích hợp để giám sát quản lý. Trong khi việc cử cán bộ ngồi trực giám sát trạm lại tốn kém nhiều chi phí nên việc quản lý điều hành gặp hó hăn do không biết sự hoạt động của trạm cho đến khi có lỗi xảy ra nhƣ: nhiệt độ quá cao, mất nguồn cấp điện, mức thu tín hiệu kém, công suất phát giảm…xảy ra. Khi nhân viên vận hành biết đƣợc sự cố cũng hông nắm rõ là lỗi gì để chủ động phƣơng n sửa chữa. Từ những bất cập của việc điều hành, quản lý mạng vô tuyến bộ đàm sử dụng trong lĩnh vực an ninh, nghiên cứu vấn đề Thiết kế hệ thống giám sát và quản lý trạm vô tuyến bộ đàm CDR700. Từ đó t c giả lựa chọn đề tài luận văn: “Xây dựng hệ thống cảnh báo và giám sát cho trạm vô tuyến CDR700”. 2 Đƣợc sự hƣớng dẫn tận tình của các thầy cô trong Khoa sau đại học – Học viện Công nghệ Bƣu chính Viễn thông, đặc biệt là thầy giáo TS.Vũ Tuấn Lâm Phó Giám Đốc Học viên, luận văn cơ ản đ p ứng đƣợc yêu cầu đề ra với việc gi m s t đƣợc các thông số về nhiệt độ, nguồn điện cấp, nguồn ắc quy, mức thu tín hiệu, công suất phát. Luận văn đƣợc chia làm 3 chƣơng: Chƣơng 1: Giới thiệu một số hệ thống cảnh o gi m s t điển hình. Chƣơng 2: Tổng quan về trạm vô tuyến bộ đàm Motorola CDR700. Chƣơng 3: Thiết ế mô hình hệ thống cảnh o giám sát cho trạm CDR700. Do những hạn chế nhất định về trình độ và thời gian nên luận văn này hông tránh khỏi đƣợc những thiếu sót trong quá trình làm, tác giả rất mong nhận đƣợc những sự chỉ bảo của các thầy cô để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn. 3 CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG CẢNH BÁO GIÁM SÁT ĐIỂN HÌNH 1.1. Hệ thống cảnh báo và giám sát ứng dụng cho ngôi nhà thông minh Trong các ngôi nhà hiện đại ngày nay, số lƣợng trang thiết bị điện, điện tử đang hông ngừng gia tăng. Tuy nhiên, do h c nhau về kiến trúc, việc điều khiển các thiết bị đôi hi ất cập. Thêm vào đó, việc điều khiển các thiết bị một cách thủ công với khoảng c c địa lý lớn không dễ. Vì vậy, việc áp dụng các công nghệ điều khiển tự động nhằm giải quyết tƣơng t c giữa môi trƣờng và các thiết bị trong nhà một cách linh hoạt, dễ dàng là điều tất yếu, khái niệm nhà thông minh ra đời.Nhà thông minh hiểu đơn giản là ngôi nhà mà các thiết bị gia dụng trong nó nhƣ: Hệ thống chiếu s ng, sƣởi ấm, máy lạnh, TV, camera an ninh,…có hả năng tự động hóa và giao tiếp với nhau theo một lịch trình hay kịch bản định sẵn. Nguyên lý hoạt động của các hệ thống điều khiển tự động nói chung, hệ thống nhà thông minh nói riêng tập trung chủ yếu vào việc giải quyết tƣơng t c giữa hệ thống với môi trƣờng. Thông qua các cảm biến các tín hiệu đƣợc thu nhận, các tín hiệu này sẽ đƣợc lƣu trữ, xử lí và tùy theo yêu cầu của từng điều kiện đặt ra mà điều khiển các thiết bị theo mục đích cụ thể. Nhiều công nghệ đã đƣợc áp dụng khi xây dựng nhà thông minh.Tuy nhiên, sự phức tạp nằm ở chỗ các hệ thống điều khiển phải cân bằng giữa sự phức tạp của hệ thống và tính tiện dụng cho ngƣời dùng, đặc biệt là có thể đƣợc điều khiển ở bất cứ đâu, từ trong chính ngôi nhà đó hay ất kỳ nơi nào trên thế giới thông qua điện thoại hoặc internet.Công nghệ Internet of Things (IoT) đang trở lên phổ biến, hàng tỷ thiết bị đƣợc kết nối chung với nhau bằng internet. Với IoT mỗi đồ vật, thiết bị, con ngƣời đƣợc cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tƣơng t c trực tiếp giữa ngƣời với ngƣời, hay ngƣời với máy tính. Bên cạnh đó, IoT có thể triển khai một mạng lƣới các thực thể thông minh, có khả năng tự tổ chức và hoạt động tùy theo tình huống, môi trƣờng, đồng thời chúng cũng có thể liên lạc với nhau để trao đổi 4 thông tin, dữ liệu. Với khả năng định danh cao, số lƣợng các thực thể trong hệ thống đƣợc định danh chính xác, duy nhất, đảm bảo tốt khả năng quản lý, điều khiển của hệ thống. Mô hình cơ bản của hệ thống bao gồm:  Khối cảm biến: Thu thập thông tin từ môi trƣờng ngoài: Nhiệt độ, độ ẩm, lƣợng mƣa,…  Khối vi điều khiển: Điều khiển hoạt động của hệ thống, ngoài ra còn đóng vai trò máy chủ webserver, nhận và thực thi các yêu cầu từ các client khi sử dụng công nghệ IoT.  Khối xử lý dữ liệu mạng: Tạo giao diện ết nối, chuyển đổi c c gói dữ liệu đến và đi trên hệ thống mạng.  Máy tính cá nhân: Truyền tín hiệu điều khiển thông qua câu lệnh, chƣơng trình; xử lý tín hiệu, điều khiển hệ thống. Hình 1.1 Mô hình hệ thống cảnh 1.2. o gi m s t nhà thông minh Hệ thống cảnh báo giám sát trạm BTS 1.2.1. Vấn đề đặt ra  Các nhà trạm hông ngƣời trực nhƣ trạm BTS, trạm biến thế, trạm tần số cần có hệ thống cảnh o nhƣ o ch y, o hói, o đột nhập, báo nhiệt độ độ ẩm, 5 báo ngập nƣớc và c c thông o liên quan đến trạng thái thiết bị của nhà trạm. Đồng thời điều khiển tự động hoặc bằng tay đối với các thiết bị nhƣ điều hòa, quạt, đèn.. C c cảnh o và điều khiển đều có thể thực hiện từ xa mà không cần phải đến trực tiếp.  Để thực hiện đƣợc các nhiệm vụ từ xa thì cần có thông tin truyền thông, phƣơng thức truyền tin qua mạng di động và mạng internet là phổ thông và không giới hạn khoảng cách.  Với rất nhiều trạm cần gi m s t điều khiển thì phần mềm quản lý tập trung là rất cần thiết. Với phần mềm này ngƣời quản lý chỉ cần ngồi 1 địa điểm là có thể theo dõi đƣợc hoạt động của hàng nghìn nhà trạm ở khắp mọi nơi.  Ngoài các cảnh báo ngoài thì thiết bị và hệ thống còn biết đƣợc tình trạng hoạt động của thiết bị, thiết bị có hoạt động hay không, có lỗi gì không thì ở trung tâm sẽ biết đƣợc.  Phần mềm có thiết kế thân thiện với ngƣời sử dụng, đồng thời kết hợp giữa hình ảnh và âm thanh để sự việc cảnh bảo đƣợc nhanh chóng kịp thời.  Tại các trạm có camera IP đều đƣợc phần mềm giám sát trực tiếp qua hình ảnh và khi có cảnh báo phần mềm sẽ chụp lại các hình ảnh cảnh o đó và hiển thị trên phần mềm quản lý tập trung. Cho phép ngƣời quản lý nắm bắt đƣợc sự việc cảnh báo vừa xảy ra qua hình ảnh trực tiếp ghi lại. 1.2.2. Mục tiêu của giải pháp a) Cảnh báo  Khi nhiệt độ, độ ẩm ngoài ngƣỡng  Khi phát hiện khói, cháy  Khi phát hiện ngập lụt  Khi có sự có mất điện, có điện  Khi có ngƣời lạ đột nhập 6 b) Phƣơng thức cảnh báo  Cảnh bảo ngay lập tức qua chuông, còi  Cảnh báo qua email  Cảnh báo về phần mềm quản lý tập trung qua giao thức TCP  Cảnh báo qua tin nhắn SMS c) Lƣu trữ dữ liệu  Lƣu trữ trên thiết bị theo tháng  Ghi dữ liệu liên tục vào cơ sở dữ liệu  Ghi lại dữ liệu các lần xảy ra cảnh báo  Vẽ biểu đồ dữ liệu đo ở bất kỳ thời điểm nào cần xem  Xuất dữ liệu dƣới dạng file excel theo ngày d) Cài đặt  Cài đặt qua trực quan dễ dàng qua giao diện Web  Cài đặt qua SMS  Bảo mật Username và Password  Cài đặt đƣợc các chế độ điều khiển  Cài đặt đƣợc các chế độ o động, tên cho từng Zone o động e) Xem dữ liệu  Màn hình HMI420 cho phép xem các thông số đã cài đặt.  Màn hình HMI420 cho phép xem địa chỉ IP của thiết bị.  Màn hình HMI420 cho phép xem nhiệt độ, độ ẩm hiện tại.  Xem dữ liệu trực quan trên we thông qua địa chỉ IP.  Xem dữ liệu ở bất cứ nơi đâu có mạng.  Xem dữ liệu trên phần mềm quản lý tập trung. 7 Phần mềm quản lý tập trung:  Màn hình chỉnh hiển thị các cảnh báo gần nhất có kèm theo hình ảnh chụp lại từ camera IP khi cảnh o đó xảy ra. Hiển thị trạng thái các trạm nhƣ thiết bị có kết nối hay không, thiết bị có bật hay tắt o động, c c thông tin h c nhƣ địa chỉ, ID của thiết bị trạm.  Phần quản lý chi tiết trạm cho phép điều khiển các thiết bị, quan sát camera IP, điều khiển bật tắt o động và giám sát các thông số dữ liệu trạng thái trạm.  Phần thống kê xuất file, in ấn dữ liệu  Phần cài đặt dữ liệu cho từng trạm, cài đặt các thông số chung của phần mềm. Hình 1.2: Hệ thống gi m s t nhà trạm từ xa qua GSM và Internet 8 KẾT LUẬN CHƢƠNG Trong chƣơng 1, nội dung giới thiệu một số mô hình hệ thống cảnh báo giám s t điển hình đang đƣợc triển khai rộng khắp đem lại những lợi ích vô cùng thiết thực đối với việc cảnh báo giám sát trạng thái các thiết bị đang hoạt động độc lập. Với tƣơng lai ph t triển mạnh mẽ của các công nghệ truyền thông hông dây, cũng nhƣ xu hƣớng kết nối vạn vật thông qua internet (Internet Of Thing), dự đo n trong năm 2017 sẽ có khoảng 8,4 tỷ thiết bị kết nối internet góp phần nâng cao chất lƣợng sống của con ngƣời.