Đang tải... (xem toàn văn)
Mục lục MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 9 CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN ............................................................................ 11 1.1 Hệ thiết bị đo lƣờng ................................................................................. 11 1.2 Bộ thu thập số liệu ................................................................................... 12 1.2.1 Giới thiệu bộ thu thập số liệu ............................................................. 12 1.2.2 Một số đặc điểm của hệ thu thập số liệu. ............................................ 14 1.2.3 Một số bộ thu thập số liệu hiện nay.................................................... 14 1.3 Hệ thống nhúng và Linux......................................................................... 16 1.3.1 Thế nào là một hệ thống nhúng .......................................................... 16 1.3.2 Hệ điều hành Linux ........................................................................... 17 1.3.3 Các hiểu biết cơ sở phần cứng ........................................................... 18 1.3.4 Bộ vi xử lý độc lập ............................................................................ 19 1.3.5 Bộ vi xử lý tích hợp ........................................................................... 19 1.3.6 Board mạch NGW100 ....................................................................... 20 1.3.7 Giao thức và truyền tin qua mạng ...................................................... 23 CHƢƠNG 2 : ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 26 2.1 Các đại lƣợng đo ...................................................................................... 26 2.2 Nhiệt độ và cảm biến đo nhiệt độ ............................................................. 26 2.2.1 Nhiệt độ ............................................................................................. 26 2.2.2 Cảm biến đo nhiệt độ DS18B20 ......................................................... 27 2.2.3 Giao tiếp chuẩn 1dây ........................................................................ 28 2.2.4 Truyền và xử lý tín hiệu số bằng chuẩn 1dây cho cảm biến nhiệt độ DS18B20.................................................................................................... 30 2.3 Độ ẩm tƣơng đối và cảm biến đo nhiệt độ tƣơng đối ................................ 36 2.3.1 Độ ẩm tƣơng đối ................................................................................ 36 2.3.2 Cảm biến đo độ ẩm tƣơng đối ............................................................ 36
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Vũ Ngọc Ha XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐO ĐẠC, THU THẬP VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ CÁC THÔNG SỐ MÔI TRƢỜNG TỪ XA QUA MẠNGETHERNET TRÊN NỀN LINUX NHÚNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Vũ Ngọc Ha XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐO ĐẠC, THU THẬP VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ CÁC THƠNG SỐ MƠI TRƢỜNG TỪ XA QUA MẠNG ETHERNET TRÊN NỀN LINUX NHÚNG Chuyên ngành: Vật lý vô tuyến điện tử Mã số: 60 44 03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐỖ TRUNG KIÊN Hà Nội - 2013 Mục lục MỞ ĐẦU CHƢƠNG : TỔNG QUAN 11 1.1 Hệ thiết bị đo lƣờng 11 1.2 Bộ thu thập số liệu 12 1.2.1 Giới thiệu thu thập số liệu 12 1.2.2 Một số đặc điểm hệ thu thập số liệu 14 1.2.3 Một số thu thập số liệu 14 1.3 Hệ thống nhúng Linux 16 1.3.1 Thế hệ thống nhúng 16 1.3.2 Hệ điều hành Linux 17 1.3.3 Các hiểu biết sở phần cứng 18 1.3.4 Bộ vi xử lý độc lập 19 1.3.5 Bộ vi xử lý tích hợp 19 1.3.6 Board mạch NGW100 20 1.3.7 Giao thức truyền tin qua mạng 23 CHƢƠNG : ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Các đại lƣợng đo 26 2.2 Nhiệt độ cảm biến đo nhiệt độ 26 2.2.1 Nhiệt độ 26 2.2.2 Cảm biến đo nhiệt độ DS18B20 27 2.2.3 Giao tiếp chuẩn 1-dây 28 2.2.4 Truyền xử lý tín hiệu số chuẩn 1-dây cho cảm biến nhiệt độ DS18B20 30 2.3 Độ ẩm tƣơng đối cảm biến đo nhiệt độ tƣơng đối 36 2.3.1 Độ ẩm tƣơng đối 36 2.3.2 Cảm biến đo độ ẩm tƣơng đối 36 2.4 Xây dựng phần cứng thiết bị 42 2.4.1 Ghép nối phần cứng mở rộng 42 2.5 Tìm hiểu sở cài đặt thiết kế phần mềm 42 2.5.1 Nhân Linux 43 2.5.2 Cấu trúc Linux: 44 2.5.3 Chuẩn bị biên dịch nhân Linux 45 2.5.4 Xây dựng hệ thu thập số liệu 48 2.5.6 Xây dựng trình điều khiển 48 2.5.7 Xây dựng phần mềm quản lý đo lƣu số liệu thẻ nhớ 51 2.5.8 Truyền số liệu điều khiển từ xa qua mạng 51 CHƢƠNG : KẾT QUẢ KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ THIẾT BỊ 53 3.1 Khảo sát giao tiếp 1-dây với cảm biến đo nhiệt độ DS18b20 53 3.2 Khảo sát hệ mạch đo độ ẩm 56 3.3 Chuẩn hóa hệ mạch đo độ ẩm 58 3.4 Khảo sát chỉnh chuẩn hóa hệ đo 58 3.5 Kết đo nhiệt độ độ ẩm môi trƣờng 62 3.6 Thu thập số liệu điều khiển từ xa qua mạng 63 3.7 Khả ứng dụng thực tiễn 67 3.8 Tiềm năng, mở rộng, nâng cấp hệ thống 68 KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 CHƢƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Hệ thiết bị đo lƣờng Việc đo đạc, thu thập xử lý thơng tin nói chung chia làm ba phần đo, thu thập truyền xử lý Việc đo thực chất việc định lượng đại lượng vật lý thành số đơn vị cách thực phép đo dụng cụ đo Dụng cụ đo thông qua phép đo mà chuyển đại lượng vật lý cần đo đối tượng cần đo thành đại lượng khác có thơng tin định lượng đại lượng tức thể hiển thị đọc cách định lượng Thường ngày nay, để thuận lợi cho việc lưu trữ, truyền thông, xử lý đại lượng cần đo chuyển đại lượng điện mang thông tin định lượng đại lượng cần đo hiệu điện dòng điện Đại lượng điện thuận lợi cho việc truyền, lưu trữ, xử lý thiết bị điện, mạch điện tích hợp, với cơng nghệ điện tốn mà nhân loại đạt nhiều thành tựu Việc thu thập gồm thuyền lưu trữ ngày thường thực sở điện tốn Việc xử lý thơng tin thực tự động hoàn toàn tự động phần thơng qua hệ thống điện tốn, thường thực hiệu vi xử lý chương trình hoạt động vi xử lý Việc người thực cơng việc liên quan hệ thống xây dựng hệ thống gồm phần cứng phần mềm, vận hành hệ thống, sử dụng đánh giá kết đo Một hệ thống đo đạc điều khiển tự động có chức đo đạc đại lượng, thông số đối tượng, truyền thơng, lưu trữ, xử lý, phân tích đánh giá cịn đưa tín hiệu điều khiển phản hồi (feedback) hoàn toàn tự động Sơ đồ khối hệ thống đo tự động: Đối tượng cần đo Phản hồi Cảm biến Giao tiếp Xử lý Lưu trữ Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống đo tự động Tuy nhiên luận văn đề cập đến thu thập số liệu hệ thống đo khơng có phần phản hồi Nhiệm vụ thu thập số liệu đo đạc lưu trữ, truyền thông số liệu Và cụ thể việc thu thập, đo đạc thông số môi trường 1.2 Bộ thu thập số liệu 1.2.1 Giới thiệu thu thập số liệu Bộ thu thập số liệu (Data logger) thiết bị điện tử có khả đo đạc tự động lưu trữ số liệu đo theo thời gian Do có khả tự động đo lưu trữ số liệu liên tục 24/24 ngày nên thiết bị thường sử dụng để hỗ trợ đo đại lượng vật lý mà yêu cầu phải đo xa phịng thí nghiệm thực đo nhiều lần liên tiếp khoảng thời gian dài Trên thực tế, đại lượng vật lý thường đo thông tin liên quan đến thông số môi trường nghiên cứu nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, tốc độ gió, hướng gió, theo tọa độ GPS,… Nhờ vào thiết bị mà nhà nghiên cứu dễ dàng có thơng tin chi tiết biến đổi đại lượng nghiên cứu thay đổi môi trường Sơ đồ khối thu thập số liệu: Hình 1.2 Sơ đồ khối thu thập số liệu Trong đó: - Sensor hay cịn gọi cảm biến, sử dụng để thực trình chuyển đổi đại lượng vật lý khơng điện thành tín hiệu điện phục vụ cho việc đo đạc tín hiệu tự động thiết bị điện tử - Khối lưu trữ thường EEPROM, FLASH, thẻ nhớ, ổ cứng di động, … dùng để lưu trữ số liệu đo đạc được, dung lượng nhớ thường lớn so với nhớ nội chip vi xử lý, vi điều khiển - Khối xử lý trực tiếp thực việc đo đạc tín hiệu điện từ sensor đưa số liệu đo được, xử lý tạm thời để đưa thông tin đo vào phận lưu trữ để lưu lại truyền xa - Ngoài khối xử lý cung cấp thêm chuẩn giao tiếp để đưa thơng tin ngồi cho người sử dụng Khối xử lý hệ vi điều khiển máy tính cá nhân kết hợp với số IC chuyên dụng khác 1.2.2 Một số đặc điểm hệ thu thập số liệu Các hệ thống thu thập số liệu thường đặt nơi quan sát xa phịng thí nghiệm, phải có khả hoạt động độc lập lưu trữ số liệu, có giao thức để truyền số liệu vào máy tính Ngồi ra, thiết bị phải có khả hoạt động liên tục lâu dài nên cần sử dụng nguồn DC tiêu thụ lượng Hệ thống đặt xa nên khó có người thường xuyên theo dõi sửa chữa nên hệ thống phải có độ bền cao, chạy ổn định, tránh lỗi thơng thường xảy làm ảnh hưởng tới việc đo đạc lưu trữ số liệu Các kết nghiên cứu dựa số liệu đo đạc đại lượng mà cịn phải dựa yếu tố mơi trường khác nên hệ thống phải có khả đo đồng thời nhiều đại lượng khác Các đại lượng đo thường đại lượng biến đổi chậm theo thời gian Bởi khơng số lượng thơng tin đo khối lượng khổng lồ Một số loại data logger hỗ trợ thêm khả xử lý thông tin trước lưu trữ Nhờ làm cho số liệu gọn tiết kiệm dung lượng lưu trữ, đồng thời giảm bớt công đoạn trình xử lý số liệu thu thập Ngồi ra, số hệ thống thơng minh cịn cho phép người sử dụng thay đổi cấu hình thiết bị từ xa (thêm bớt đại lượng đo, xóa số liệu cũ,…) cho phù hợp với mục đích người sử dụng để tiết kiệm nhớ 1.3 Hệ thống nhúng Linux 1.3.1 Thế hệ thống nhúng Hệ thống nhúng (Embeded system) sử dụng để hệ vi mạch với nhiều hình dạng kích thước khác từ hệ thống giữ liệu máy chủ máy trạm tới máy nghe nhạc hay điện thoại, hay máy tính cá nhân gọi hệ thống nhúng nhiên ta sử dụng với nghĩa Thông thường “hệ thống nhúng” để hệ có đặc trưng sau: - Sử dụng xử lý điện tốn, vi điều khiển, DSP, FPGA - Sử dụng cho ứng dụng chức cụ thể Thường mà người cần tự động hóa máy móc - Có thể chứa giao diện tương tác người dùng, hoạt động hoàn tồn tự động - Thường có liệu hạn chế, nhớ nhỏ Các chương trình đặc trưng, có chuẩn thống - Thường hướng tới ứng dụng để thay cho lao động người mà cần có xử lý, tính tốn, kiểm sốt, lưu trữ thông tin Một hệ thống đo đạc thu thập xử lý số liệu tự động hệ thống nhúng Nó gồm phần cứng gồm tồn linh kiện điện tử cấu thành để đảm bảo vận hành chương trình, cơng việc mà người chế tạo thiết kế Trong luận văn đề cập đến thu thập số liệu dựa phần mềm phát triển hệ điều hành mã nguồn mở Linux Hệ điều hành nguồn mở có nhiều ưu điểm, dần phổ biến phát triển Việc sử dụng hệ điều hành làm cho thiết bị dễ dàng nâng cấp, mở rộng tính năng, có thống chuẩn hóa, dễ dàng chuyển giao thiết bị 1.3.2 Hệ điều hành Linux Linux tên gọi hệ điều hành máy tính tên hạt nhân hệ điều hành Nó có lẽ ví dụ tiêu biểu phần mềm tự việc phát triển mã nguồn mở Phiên Linux Linus Torvalds viết vào năm 1991 Ban đầu, Linux phát triển sử dụng người say mê Tuy nhiên, Linux có hỗ trợ công ty lớn IBM Hewlett-Packard, đồng thời bắt kịp phiên Unix độc quyền chí thách thức thống trị Microsoft Windows số lĩnh vực Sở dĩ Linux đạt thành cơng cách nhanh chóng nhờ vào đặc tính bật so với hệ thống khác: chi phí phần cứng thấp, tốc độ cao (khi so sánh với phiên Unix độc quyền) khả bảo mật tốt, độ tin cậy cao (khi so sánh với Windows) đặc điểm giá thành so với cá hệ điều hành thương mại Linux hồn tồn miễn phí, cho phép người dùng tự tìm hiểu, tự phát triển, hồn tồn khơng bị phụ thuộc vào nhà cung cấp Một đặc tính trội phát triển mơ hình phát triển phần mềm nguồn mở hiệu với cộng đồng sử dụng đơng đảo, có trình độ cao, dễ dàng chia sẻ, chuyển giao kiến thức, mã nguồn, kinh nghiệm Chính lý mà luận văn sử dụng Linux làm hệ điều hành hệ thiết bị 1.3.6 Board mạch NGW100 Board mạch NGW100 kit phát triển sản xuất công ty Atmel Board thiết kế với xử lý trung tâm ARM 32 bit AP7000, có hỗ trợ nhớ FLASH (8 MB song song, 8MB nối tiếp), RAM (32 MB), khe cắm thẻ nhớ SD/MMC, có cổng kết nối Ethernet (1 WAN LAN), cổng giao tiếp USB cổng COM để truyền số liệu nối chuẩn RS232 Ngoài hầu hết chân IN/OUT chân chức chưa sử dụng đến đưa ngồi cho phép người sử dụng kết nối với thiết bị ngoại vi khác Hình 3.5 giản đồ xung giai đoạn 3- nhận liệu từ cảm biến, trình nhận lệnh truyền liệu cảm biến DS18B20 Như ta thấy ứng với bit liệu truyền có khoảng thời gian nhỏ đường truyền kéo lên mức cao, tạo thành xung đồng 3.2 Khảo sát hệ mạch đo độ ẩm Khảo sát hệ mạch đo độ ẩm với sơ đồ mạch hình 2.1 Với R2=470k R4=68k cảm biến HS1100 Việc khảo sát tiến hành sau: Đưa thiết bị đo chuẩn cảm biến vào hộp kín Thiết bị đo chuẩn cho phép theo dõi thay đổi nhiệt độ độ ẩm hộp kín ta tiến hành thí nghiệm Tiếp theo, thay đổi chậm độ ẩm tương đối hộp kín để hộp kín có độ ẩm tương đối đồng đều, ghi lại độ ẩm từ thiết bị đo chuẩn tần số mạch Qua việc tiến hành khảo sát thu kết sau: RH% 48 51 F(Hz) 7908.4 7879.8 F(Hz)math 7941.28 7896.84 55 7816.8 58 7785.5 61 7720.1 64 7678.8 7837.08 7791.82 7746.15 7700.01 67 7635.8 70 7583.1 7653.37 7606.17 Bảng 3.1 số liệu đo từ việc khảo sát tần số theo độ ẩm để chuẩn hóa hệ mạch đo độ ẩm 32 Trong đó: RH % độ ẩm tương đối đọc từ thiết bị đo chuẩn F(Hz) tần số đo mạch F(Hz)- math tần số tính tốn từ cơng thức đưa datasheet nhà sản xuất Và đồ thị thu sau: Hình 3.6 Đồ thị so sánh tần số hệ mạch đo độ ẩm từ kết tính toán đo thực tế thay đổi độ ẩm tương đối Sai số tính : 21.8 Hz Nhận xét: từ đồ thị ta thấy hệ mạch đo có tần số nhỏ so với tần số tính từ datasheet nhà sản xuất cung cấp Điều hệ mạch có điện dung ký sinh mà ta bỏ qua q trình tính tốn Ta điều chỉnh lại q trình chuẩn hóa hệ mạch đo 33 3.3 Chuẩn hóa hệ mạch đo độ ẩm Chuẩn hóa sau đo xử lý số liệu Bằng phương pháp tối bình phương tối thiểu Ta thu điện dung ký sinh hệ = 0.0035 pF Và chỉnh lại phụ thuộc tần số vào độ ẩm sau: f 12 ln(2)182.3 (1.25 RH 1.36 RH 2.19 RH 0.90 0.0035)(68000 2* 470000) Dựa đồ thị phụ thuộc tần số F vào RH để đơn giản hóa ta coi quan hệ tuyến tính f=k.RH + f0 Dựa vào bảng số liệu khảo sát kết xử lý số liệu tính được: k = - 14.805 ; f0 = 8680 hay ta có RH (%) = (8680 – f) / 14.805 Từ kết ta sử dụng vào việc tính độ ẩm hệ thống, đo tần số f ta tính độ ẩm tương đối RH 3.4 Khảo sát chỉnh chuẩn hóa hệ đo Khảo sát hệ đo nhiệt độ Việc khảo sát hệ đo nhiệt độ thực cách cho cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ nước cân nhiệt với nhiệt kế lấy làm chuẩn (ở nhiệt kế Ebro TTX 100 Đức) Quá trình khảo sát lấy số liệu chia thành hai giai đoạn 34 - Giai đoạn 1, đo nhiệt độ cốc nước đá tan, để đá tan hết rồi, nhiệt độ cốc nước tăng dần nhiệt độ môi trường (22.4 độ C) ghi số liệu - Giai đoạn 2, đo nhiệt độ cốc nước nóng, để nước nóng nguội dần nhiệt độ mơi trường (22.4 độ C) ghi số liệu Kết trình đo bảng số liệu sau: Đo TTX 100 Ebro Đơn vị [độ C] 0.3 1.4 1.9 5.3 5.7 5.9 6.2 6.8 7.8 8.2 8.9 9.2 9.5 10.3 11 11.5 12 15.3 16.1 17.3 19.1 21.7 22.4 23.6 25.1 31.2 Đo ds18b20 Sai khác Đơn vị [độ C] Đơn vị [độ C] 0.4 0.1 1.5 0.1 0.1 5.3 5.8 0.1 5.9 6.3 0.1 6.9 0.1 7.8 8.1 0.1 8.3 0.1 8.9 9.2 9.6 0.1 10.3 11 11.6 0.1 12.1 0.1 15.5 0.2 16.1 17.4 0.1 19.3 0.2 21.7 22.5 0.1 23.6 25.1 31.4 0.2 35 33.6 35.4 37.2 38.7 42.3 45.6 48.5 52.3 53.4 54.4 56 57.6 58.8 60 62.1 67.5 70.4 73.8 77.1 79.2 82.5 88.5 33.8 35.7 37.1 38.9 42.2 45.3 48.8 52.6 53.6 54.2 55.8 57.6 58.8 60.1 61.9 67.2 70.1 73.5 77.2 79.3 82.8 88.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.1 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 0 0.1 0.2 0.3 0.3 0.3 0.1 0.1 0.3 0.4 Bảng 3.2 số liệu khảo sát việc đo nhiệt độ hệ thống 36 Hình 3.7 Đồ thị khảo sát đánh giá hệ đo nhiệt độ Độ lệch chuẩn: 0.168 Bản thân thiết bị đọc chuẩn có sai số 0.5 độ C Do sai số đo nhiệt độ hệ thống là: 0.67 độ C Khảo sát hệ đo độ ẩm Việc khảo sát tiến hành sau: Đưa thiết bị đo chuẩn cảm biến vào hộp kín Thiết bị đo chuẩn cho phép theo dõi thay đổi nhiệt độ độ ẩm hộp kín ta tiến hành thí nghiệm Tiếp theo, thay đổi chậm độ ẩm tương đối hộp kín để hộp kín có độ ẩm tương đối đồng đều, ghi lại độ ẩm từ thiết bị đo chuẩn độ ẩm đo từ hệ thống Qua việc tiến hành khảo sát thu kết sau: 37 Đo từ thiết bị chuẩn % Đo từ hệ thống % Sai khác 48 51 55 58 61 64 67 70 45.8 2.2 50.5 0.5 56.1 1.1 59.7 1.7 62.3 1.3 65.1 1.1 68.3 1.3 72.2 2.2 Bảng 3.3 số liệu khảo sát việc đo độ ẩm hệ thống Hình 3.8 Đồ thị khảo sát đánh giá hệ đo độ ẩm Độ lệch chuẩn: 1.53 Bản thân thiết bị đọc chuẩn có sai số 1% Do sai số đo độ ẩm hệ thống là: 2.53 % RH 3.5 Kết đo nhiệt độ độ ẩm môi trường 38 Dựa yêu cầu, đặc điểm thiết kế phần đối tượng phương pháp nghiên cứu, tơi xây dựng hồn chỉnh hệ thống thu thập số liệu linux nhúng Hình ảnh hệ thống Hình 3.9 Hệ thống thu thập số liệu linux nhúng 3.6 Thu thập số liệu điều khiển từ xa qua mạng Trên hệ thống có tích hợp web server để hiển thị số liệu đo đạc bên phải cho phép đăng nhập bên trái Sau đăng nhập khu vực bên trái hiển thị cho phép người thay đổi thiết lập thời gian lần đo, xóa file liệu 39 Hình 3.10 Web server hệ thống Hình 3.11 Giao diện tải thơng tin đo đạc 40 Hình 3.12 Giao diện đăng nhập hệ thống Hình 3.13 Giao diện thay đổi thiết lập Hệ thống với thiết kế giao diện đảm bảo khả thu thập thông tin nhiệt độ độ ẩm tương đối khơng khí Ngồi ra, người sử dụng truy cập lấy thông tin thay đổi cấu hình qua mạng internet 41 Các số liệu đo được lưu dạng file (file data.dat) File download thông qua mạng lấy từ thẻ nhớ board mạch File số liệu có cấu trúc dạng cột Gồm cột: cột thông tin nhiệt độ, cột thông tin độ ẩm, cột thời gian đo Hình 3.14 File số liệu mẫu Từ file số liệu ta dùng máy tính tách thành phần khác xây dựng đồ thị biến đổi theo thời gian nhiệt độ: 42 Hình 3.15 Đồ thị biến đổi theo thời gian nhiệt độ phịng thí nghiệm Hình 3.16 Đồ thị biến đổi theo thời gian độ ẩm tương đối phịng thí nghiệm 3.7 Khả ứng dụng thực tiễn Đề tài luận văn có khả ứng dụng thực tiễn lớn Như việc đo đạc thu thập số liệu môi trường phục vụ cho công việc dự báo thời tiết, 43 khí tượng thủy văn, nghiên cứu mơi trường Ứng dụng cho việc theo dõi, điều chỉnh điều kiện mơi trường phịng làm việc, kiểm sốt thơng số cho nhà ở, kho xưởng, hầm khai thác than quặng… đảm bảo cho sức khỏe, điều kiện sống người phục vụ công việc nghiên cứu Ứng dụng để theo dõi, điều chỉnh điều kiện môi trường để bảo vệ kho dự trữ lương thực, trang thiết bị vật tư, máy móc… 3.8 Tiềm năng, mở rộng, nâng cấp hệ thống Tiềm năng: Hệ thống dễ dàng nâng cấp ứng dụng vào thực tế Hệ cho phép kết nối gần không hạn chế số lượng cảm biến nhiệt độ, đo đồng thời nhiệt độ nhiều nơi, nhiều vị trí khác nhau, cho phép thu thập, kiểm soát nhiệt độ nhiều đối tượng lúc Hệ thống kết nối thêm cảm biến thông số khác theo yêu cầu sử dụng cảm biến nồng độ khí CO2 cảm biến cường độ sáng, lưu lượng gió hay phát khói… Hệ thống có tiềm để áp dụng vào thực tế phục vụ yêu cầu riêng Nâng cấp thiết bị: Kết nối thêm cảm biến theo yêu cầu cảm biến nồng độ khí CO2 , tiếng ồn Hiện thiết bị nâng cấp thêm phần kết nối mạng không dây qua mơi trường sóng điện thoại di động GSM/GPRS Cho phép thiết bị hoạt động kết nối độc lập nơi xa khó khăn cho kết nối mạng có dây Nâng cấp phần mềm, webserver thêm tính dự tính có thêm quản lý liệu theo sở liệu, dễ dàng tìm kiếm phân tích Nâng cấp giao diện người dùng, thêm cơng cụ vẽ đồ thị, phân tích liệu Tích hợp thêm modul cung cấp lượng lượng mặt trời để hệ thống hoạt động liên tục nơi khơng có điều kiện lắp điện lưới 44 KẾT LUẬN Trong trình làm khóa luận, hệ thu thập số liệu nhiệt độ độ ẩm khơng khí xây dựng thành công với chức lưu trữ vào thẻ nhớ đến 4GB, truyền liệu thay đổi cấu hình qua internet, hiển thị liệu dạng web server, cụ thể là: - Có thể gắn số lượng đầu đo lớn: Về nguyên tắc hệ thống có 90 chân in/out gắn tới thiết bị, nối tới ghi dịch, phân kênh để đến thiết bị Ngoài hệ thống sử dụng giao tiếp 1-dây cho phép kết nối không hạn chế thiết bị bus Tuy nhiên thông thường trạm đo cần đo 20 thông số - Hệ thống sử dụng nguồn chiều DC, tiêu thụ lượng Do phù hợp với yêu cầu đo địa điểm xa - Giao diện web để hiển thị thông tin đơn giản cho phép thiết lập từ xa Có tích hợp cổng WAN nên khơng cần phải có thêm router trường hợp đo qua internet - Cảm biến 1-dây, thuận tiện cho lắp đặt Việc lắp đặt Bus 1-dây tối da cần dây cho hệ thống nhiều đầu đo Khoảng cách truyền giao tiếp xa, lên tới 300m Rất thuận tiện cho việc lắp đặt hệ thống nhiều đầu đo nhiều địa điểm khác Tuy nhiên, để hệ thống hoạt động có hiệu quả, phù hợp với người sử dụng ta cần phải hồn thiện thêm số tính khác: - Hiện hệ thống đo thu thập thơng tin nhiệt độ độ ẩm Để đánh giá hết yếu tố môi trường ta cần thêm thơng tin khác hướng gió, tốc độ gió, mực nước, áp suất, hàm lượng CO2, … Do đó, hệ thống cần bổ sung thêm module để đo thêm thông tin khác 45 - Để đảm bảo đo thời gian dài vấn đề lượng yếu tố quan trọng Do đó, cần phải có cải tiến để có thêm chế độ tiết kiệm lượng để giảm lượng hao phí kết hợp sử dụng nguồn lượng mặt trời - Hiện thông tin đo được lưu trữ file, webserver cịn đơn giản chưa có tiền xử lý tính trung bình, giá trị cao thấp nhất, cảnh báo Để dễ dàng xử lý số liệu ta tạo số liệu thành sở liệu để thuận tiện cho người sử dụng Tuy nhiên, để làm điều Web server cần phải nâng cấp - Ngồi ra, hệ thống truyền tín hiệu qua hệ thống Internet có dây nên sử dụng khu vực khơng có đường truyền internet liệu lưu thẻ nhớ Trong thời gian tới, tơi hi vọng cải tiến hệ thống để sử dụng mạng internet khơng dây GPRS, 3G,… để phục vụ cho địa điểm đo khơng có đường truyền internet - Tóm lại, hệ thống cịn có số hạn chế đáp ứng chức hệ thu thập thơng số mơi trường có khả truyền liệu điều khiển từ xa qua mạng 46 ... - Vũ Ngọc Ha XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐO ĐẠC, THU THẬP VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ CÁC THÔNG SỐ MÔI TRƢỜNG TỪ XA QUA MẠNG ETHERNET TRÊN NỀN LINUX NHÚNG Chuyên ngành: Vật lý vô tuyến điện tử Mã số: 60 44 03... việc tính tốn xử lý số liệu Với hệ thống đo đạc thu thập xử lý số liệu truyền qua mạng đề cập luận văn cài đặt hệ điều hành Linux Do ta cần tìm hiểu hệ điều hành Linux, từ cài đặt Linux lên hệ thống, ... điều hành thông qua nhập số lệnh Linux vào cửa sổ terminal 2.5.4 Xây dựng hệ thu thập số liệu Từ nhu cầu thực tiễn, xây dựng hệ thống thu thập số liệu dựa ba khả sau: - Khả thu thập số liệu nhiệt