28
Điều khin và giám sát thiết bqua mng ethernet GVHD: Ths Nguyn Ngọc Sơn SVTH: Nguyn Xuân Thân Ngô Minh Trí Trang 1 PHLC I. MĐẦU....................................................................................................... 2 1.1. Gii thiệu đề tài ..................................................................................... 2 1.2. Lí do chọn đề tài .................................................................................... 2 1.3. Yêu cầu đề tài ........................................................................................ 2 1.4. Hướng phát trin khóa lun tt nghip.................................................. 2 II. CƠ SỞ LÝ THUYT.................................................................................... 3 2.1. Lý thuyết mng truyn thông Ethernet ................................................. 3 2.2. Lý thuyết vi điều khin ARM ............................................................... 5 2.3. Thiết bngoi vi và cm biến ................................................................ 8 III. XÂY DNG MÔ HÌNH PHN CNG..................................................... 9 3.1. Kit TRUONGSA-107 dùng vi điều khin lõi ARM 32bit STM32F107VC................................................................................................. 9 3.2. Mạch điều khin thiết bi ngoi vi ........................................................ 11 3.2.1. Mạch điều khiển ON/OFF (điều khiển đèn) ................................. 11 3.2.2. Mạch điều khiển động cơ DC ( 12v – 0.14A ) ............................. 12 3.2.3. Mch thu thp giá trADC (cm biến nhit LM35) ..................... 13 IV. LP TRÌNH .............................................................................................. 14 4.1. Lp trình giao diện Web người dùng và đăng kí domain. .................. 14 4.1.1. Lp trình giao diện Web người dùng. ........................................... 14 4.1.2. Hướng dn to domain.................................................................. 21 4.2. Lập trình cho vi điều khin ARM ....................................................... 24 4.3. Cu hình cho Router ............................................................................ 25 V. KT QU- TNG KT ............................................................................ 27 5.1. Kết qu................................................................................................ 27 5.2. Tng kết ............................................................................................... 27 VI. TÀI LIU THAM KHO ......................................................................... 28

Do an Dieukhienqua Internet

Embed Size (px)

DESCRIPTION

TCP-IP LAN6230

Citation preview

Page 1: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 1

PHỤ LỤC

I. MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 2

1.1. Giới thiệu đề tài ..................................................................................... 2

1.2. Lí do chọn đề tài .................................................................................... 2

1.3. Yêu cầu đề tài ........................................................................................ 2

1.4. Hướng phát triển khóa luận tốt nghiệp.................................................. 2

II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................................... 3

2.1. Lý thuyết mạng truyền thông Ethernet ................................................. 3

2.2. Lý thuyết vi điều khiển ARM ............................................................... 5

2.3. Thiết bị ngoại vi và cảm biến ................................................................ 8

III. XÂY DỰNG MÔ HÌNH PHẦN CỨNG ..................................................... 9

3.1. Kit TRUONGSA-107 dùng vi điều khiển lõi ARM 32bit

STM32F107VC ................................................................................................. 9

3.2. Mạch điều khiển thiết bi ngoại vi ........................................................ 11

3.2.1. Mạch điều khiển ON/OFF (điều khiển đèn) ................................. 11

3.2.2. Mạch điều khiển động cơ DC ( 12v – 0.14A ) ............................. 12

3.2.3. Mạch thu thập giá trị ADC (cảm biến nhiệt LM35) ..................... 13

IV. LẬP TRÌNH .............................................................................................. 14

4.1. Lập trình giao diện Web người dùng và đăng kí domain. .................. 14

4.1.1. Lập trình giao diện Web người dùng. ........................................... 14

4.1.2. Hướng dẫn tạo domain .................................................................. 21

4.2. Lập trình cho vi điều khiển ARM ....................................................... 24

4.3. Cấu hình cho Router ............................................................................ 25

V. KẾT QUẢ - TỔNG KẾT ............................................................................ 27

5.1. Kết quả ................................................................................................ 27

5.2. Tổng kết ............................................................................................... 27

VI. TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................... 28

Page 2: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 2

I. MỞ ĐẦU

1.1. Giới thiệu đề tài

Thế kỷ 21, với sự phát triển của internet, thế giới đã bước sang kỷ nguyên của sự

bùng nổ thông tin. Internet xuất hiện trong mọi lĩnh vực thương mại, chính trị, quân

sự, nghiên cứu, giáo dục, văn hóa, xã hội… Internet đã trở thành nhu cầu thiết yếu của

con người. Cùng với sự phát triển của công nghệ, các dòng máy tính, các thiết bị cầm

tay thông minh ra đời dẫn đến việc cập nhật, tìm kiếm, chia sẻ thông tin trở nên quá dễ

dàng.

Tuy nhiên khoảng thời gian gần đây đã xuất hiện một nhu cầu mới, đó là điều

khiển và giám sát các thiết bị qua mạng internet. Nghĩa là bạn ở bất cứ đâu miễn là có

thể truy cập được internet, thì sẽ điều khiển được các thiết bị của mình (đèn, quạt, tivi,

máy lạnh…) và giám sát nó hoạt động như thế nào thông qua giao diện trang web.

1.2. Lí do chọn đề tài

Ngày nay, mọi thứ đều có thể được tìm thấy trên internet. Nhu cầu điều khiển và

giám sát cũng không ngoại lệ. Tương lai công nghệ thế giới hướng đến “internet of

things”.

Vì sự mới mẻ và tính ứng dụng thực tiễn, cũng như xu hướng của tương lai nên

chúng em quyết định chọn đề tài “điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng internet”.

1.3. Yêu cầu đề tài

Sử dụng vi điều khiển ARM 32 bit

Thiết kế giao diện người dùng ( giao diện web )

Điều khiển thiết bị thông qua mạng Ethernet

Thực hiện chức năng bảo mật hệ thống

1.4. Hướng phát triển khóa luận tốt nghiệp

Dựa trên những kết quả đạt được của đồ án 2B và tiếp cận xu hướng công nghệ

của thế giới, chúng em sẽ nghiên cứu sử dụng mạng cảm biến không dây (Wireless

sensor network) vào phần điều khiển và giám sát.

Page 3: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 3

II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Sơ đồ khối điều khiển và giám sát qua mạng internet

2.1. Lý thuyết mạng truyền thông Ethernet

Chuẩn IEEE 802.3 định nghĩa một khung định dạng dữ liệu cơ bản cho tất cả công

việc mà MAC thực hiện. Thêm vào đó, một vài chức năng lựa chọn được thêm vào

cho khung dữ liệu.

FIREWALL ROUTER 192.168.x.x

ETHERNET

INTERNET …

… ……

Page 4: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 4

Preamble chỉ ra sự bắt đầu một khung truyền. Nó gồm một dãy các giá trị bit 0 và

1 xen kẽ nhau để báo hiệu cho trạm nhận (receiving stations) rằng có khung đang tới.

Và nó cũng cung cấp một phương tiện để đồng bộ hóa những phần khung nhận của

lớp vật lý nhận với luồng bits vào.

Preamble bao gồm 7 bytes như sau:

10101010 - 10101010 - 10101010 - 10101010 - 10101010 - 10101010 –

10101010

Start Frame Delimiter (SFD) là một chuỗi 8 bit (1 byte) 10101011. Nó theo sau

Preamble và chỉ ra sự bắt đầu của chuỗi thông tin với hai bit cuối là 11. Sau byte này

chính là địa chỉ.

Destination Address (DA) – Địa chỉ đích bao gồm 6 bytes để xác nhận trạm sẽ

nhận khung. Nó chứa địa chỉ vật lý (physical address) của đích sắp đến của gói. Địa

chỉ vật lý của hệ thống là một mẫu bit được mã hóa trên NIC (Network Interface

Card). Nếu gói phải đi qua mạng LAN này đến mạng LAN khác để đến đích của nó,

trường DA chứa địa chỉ vật lý của router nối mạng LAN hiện hành và mạng LAN kế.

Khi gói đạt đến mạng đích, trường DA chứa đại chỉ vật lý của thiết bị đích.

Trong chuỗi bits này, bit phía bên trái của trường DA chỉ ra địa chỉ đơn

(individual address) nếu là bit 0 hoặc địa chỉ nhóm (group address) nếu là bit 1. Bit

thứ hai bên trái chỉ ra DA được quản lý cục bộ hay quản lý toàn cục. Những bit còn lại

được gán để xác nhận một trạm đơn, nhóm trạm hoặc tất cả trạm trên mạng (network).

Source Address (SA) – Địa chỉ nguồn bao gồm 6 bytes chứa địa chỉ vật lý của

thiết bị cuối cùng chuyển tiếp gói. Thiết bị đó có thể là trạm đang gởi hoặc router mới

xảy ra nhất để nhận và chuyển tiếp gói. Địa chỉ nguồn thì luôn luôn là địa chỉ đơn và

bit phía trái thì luôn là bit 0.

Length/type of PDU field gồm 2 bytes. Chỉ ra số byte trong PDU (Protocol Data

Unit) đang đến. Nếu chiều dài của PDU là cố định, trường này được dung chỉ ra loại

hoặc nền của các giao thức khác. Ví dụ, Novel và Internet dùng nó để làm rõ nghi

thức mạng đang dung PDU.

Data field – Trường dữ liệu (802.2 frame) gồm tuần tự n bytes. Chiều dài tối thiểu

và lớn nhất của dữ liệu là từ 46 bytes đến 1500 bytes. Dữ liệu được gởi qua lớp mạng

với một vài thông tin điều khiển. Nếu dữ liệu có chiều dài ít hơn 46 byte trong một

gói, một cơ chế đặt biệt sẽ đệm để đủ tối thiểu 46 bytes. PDU được tạo ra bởi lớp phụ

ở trên (LLC) rồi lien kết đến khung 802.3.

Page 5: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 5

Frame Check Sequence (CRC) bao gồm 4 bytes. Một vùng chứa 32 bits mã kiểm

tra lổi và phát hiện sai theo mã CRC-32 và tính trên tất cả các trường (fields) ngoại trừ

Preamble, SFD, FCS.

2.2. Lý thuyết vi điều khiển ARM

Dòng ARM Cortex là một bộ xử lí thế hệ mới đưa ra một kiến trúc chuẩn cho nhu

cầu đa dạng về công nghệ. STM32 được thiết kế dựa trên dòng Cortex-M3, dòng

Cortex-M3 được thiết kế đặc biệt để nâng cao hiệu suất hệ thống, kết hợp với tiêu thụ

năng lượng thấp, Cortex- M3 được thiết kế trên nền kiến trúc mới, do đó chi phí sản

xuất đủ thấp để cạnh tranh với các dòng vi điều khiển 8 và 16-bit truyền thống.

Cortex-M3 đưa ra một lõi vi điều khiển chuẩn nhằm cung cấp phần tổng quát, quan

trọng nhất của một vi điều khiển, bao gồm hệ thống ngắt (interrupt system), SysTick

timer (được thiết kế cho hệ điều hành thời gian thực), hệ thống kiểm lỗi (debug

system) và memory map.

Không gian địa chỉ 4Gbyte của Cortex-M3 được chia thành các vùng cho mã

chương trình, SRAM, ngoại vi và ngoại vi hệ thống. Cortex-M3 được thiết kế dựa

theo kiến trúc Harvard (bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu tách biệt với nhau), và

có nhiều bus cho phép thực hiện các thao tác song song với nhau, do đó làm tăng hiệu

suất của chip.

Khối trung tâm của STM32 là bộ xử lí Cortex-M3. Bộ xử lí Cortex-M3 là một vi điều

khiển được tiêu chuẩn hoá gồm một CPU 32bit, cấu trúc bus (bus structure), đơn vị xử

lí ngắt có hỗ trợ tính năng lồng ngắt vào nhau (nested interrupt unit), hệ thống kiểm

lỗi (debug system) và tiêu chuẩn bố trí bộ nhớ (standard memory layout).

Page 6: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 6

Một trong những thành phần chính của lõi Cortex-M3 là NVIC (Nested Vector

Interrupt Controller). NVIC cung cấp một cấu trúc ngắt chuẩn cho tất cả các vi điều

khiển được thiết kế dựa trên lõi Cortex và cách xử lí các ngắt đặc biệt (exceptional

interrupt).

NVIC cung cấp các vector ngắt chuyên dụng lên tới 240 nguồn ngắt từ ngoại vi,

mỗi nguồn ngắt đó có thể được ưu tiên hoá với các mức riêng biệt. NVIC được thiết

kế để xử lí các ngắt đòi hỏi thời gian đáp ứng cực kì nhanh (extremely fast interrupt).

Thời gian từ lúc nhận một tín hiệu ngắt cho tới khi thực thi dòng lệnh đầu tiên trong

trình phục vụ ngắt chỉ là 12 chu kì xung nhịp. Công việc này được thực hiện tự động

bởi một vi chương trình (microcode) được cài sẵn trong CPU. Trong trường hợp xuất

hiện các interrupt lồng nhau (tức là xảy ra ngắt khi đang xử lí ngắt trước đó), NVIC sử

dụng một phương thức gọi là “tail chain” cho phép ngắt liên tiếp được phục vụ với độ

trễ chỉ có 6 chu kì xung nhịp. Trong suốt giai đoạn lưu trữ dữ liệu lên vùng nhớ stack

để bắt đầu thực thi chương trình phục vụ ngắt, một ngắt có mức ưu tiên cao hơn ngắt

hiện tại có thể cạnh tranh với ngắt hiện tại mà không chịu bất kì trì hoãn nào.

Cấu trúc ngắt cũng đi kèm với chế độ tiết kiệm năng lượng của trong lõi Cortex-

M3. CPU có thể được cấu hình tự động vào chế độ tiết kiệm năng lượng sau khi thoát

khỏi ngắt. Sau đó lõi tiếp tục ngủ cho đến khi một exception (ngắt đặc biệt) xuất hiện.

Mặc dù Cortex-M3 được thiết kế như là một lõi chi phí thấp (low cost core), nhưng nó

Page 7: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 7

vẫn là một CPU 32-bit và vẫn hỗ trợ hai chế độ hoạt động: Thread và Handler, mỗi

chế độ có thể được cấu hình với mỗi vùng stack riêng biệt của nó, điều này cho phép

thiết kế các phần mềm phức tạp và hỗ trợ các hệ điều hành thời gian thực. Lõi Cortex

có hỗ trợ một timer 24-bit tự động nạp lại giá trị, nó sẽ cung cấp một ngắt timer đều

đặn cho một nhận RTOS (Real Time Operating System).

Bổ sung: lí thuyết Chip ETH DP83848C

Đặc điểm:

Điện áp thấp 3.3V, 0.18 m CMOS technology

Công suất thấp <270mW

3.3V giao tiếp MAC

10Mbit/s và 100Mbit/s

Giao tiếp SNI, MII, RMII

Thanh ghi quản lý trạng thái lớp vật lý.

Chế độ đọc và ghi dữ liệu

Hình: đọc dữ liệu

Page 8: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 8

Hình: ghi dữ liệu

2.3. Thiết bị ngoại vi và cảm biến

Chúng em không chú trọng các thiết bị ngoại vi của mình là gì, chúng em chỉ

quan tâm tới cốt lõi vấn đề mình điều khiển là gì. Với phần cứng chúng em thiết kê

điều khiển một số thiết bi sau: đèn 220Vac, quạt 12Vdc, led (trên kít Truongsa-107),

cảm biến LM35. Các thông số sẽ nói rõ phần sau.

Page 9: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 9

III. XÂY DỰNG MÔ HÌNH PHẦN CỨNG

Với những ưu điểm của vi điều khiển lõi ARM 32bit đã trình bày phía trên, cũng

như yêu cầu của đề tài chúng em chọn Kit TRUONGSA-107 làm webserver. Kit có

tích hợp sẵn module lớp vật lý của Ethernet. Module PHY này dùng chip DP83848

của TI hỗ trợ 2 chuẩn giao tiếp Ethernet ở tầng vật lý là MII và RMII. Kit

TRUONGSA-107 còn tích hợp các ngõ ra I/O phục vụ cho việc giao tiếp với module

ngoài. Phần tiếp sẽ mô tả cụ thể thành phần, đặc điểm và tính năng của Kit.

3.1. Kit TRUONGSA-107 dùng vi điều khiển lõi ARM 32bit STM32F107VC

Mô tả phần cứng:

ARM Cortex-M3 STM32F107VCT6 (CPU 72MHz, 256KB Flash, 64K RAM,

12bit A/D, D/A; PWM, CAN, USB OTG, I2C, SPI, UART, Ethernet).

External EEPROM 2Kbit EEPROM(24L02), 16Mbit SPI Flash

(AT45DB161D)

2.8” TFT LCD with ADS7843E

RS232 x 2

Page 10: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 10

CAN2.0 x 2

10M/100M Ethernet RJ45 x 1

USB 2.0 OTG x 1

20 Pin JTAG/ICE

User LED x 4

User button x 2

SD slot

Ngõ giao tiếp A/D, D/A

Nguồn 5V

Module giao tiếp ethernet

Ethernet hỗ trợ hai chuẩn giao tiếp lớp vật lý ngoại là MII (media independent

interface) và RMII (reduced media independent interface). Vi điều khiển

STM32F107VC dùng chuẩn MII.

Hình: Chuẩn kết nối MII

MII_TX_CLK: cấp xung clock cho truyền dữ liệu TX. Tần số danh định:

2.5MHz cho 10Mbit/s speed; 25MHz cho 100Mbit/s speed.

MII_RX_CLK: cấp xung clock cho truyền dữ liệu RX. Tần số danh định:

2.5MHz cho 10Mbit/s speed; 25MHz cho 100Mbit/s speed.

MII_TX_EN: cho phép dữ liệu truyền đi

Page 11: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 11

MII_TXD[3:0]: 4 bit dữ liệu được truyền đồng bộ. MII_TXD[0] là bit trọng

số thấp.

MII_CRS: cảm biến sóng mang

MII_COL: phát hiện xung đột

MII_RXD[3:0]: 4 bit dữ liệu được truyền đồng bộ. MII_RXD[0] là bit trọng

số thấp.

MII_RX_DV: xác định dữ liệu nhận hợp lệ.

MII_RX_ER: nhận lỗi, và chỉ cho lớp MAC biết lỗi ở đâu trong frame truyền.

3.2. Mạch điều khiển thiết bi ngoại vi

3.2.1. Mạch điều khiển ON/OFF (điều khiển đèn)

Mạch điều khiển đèn theo nguyên lí ON/OFF sử dụng mạch cách li dùng

MOC3020 và sử dụng triac BT136.

Thông số kỷ thuật:

MOC3020

Có đặc tính kĩ thuật như TRIAC thông thường. Tuy nhiên cực G được kích bằng

tín hiệu điện 1 chiều. Khi kích một tín hiệu đủ lớn cho led hồng ngoại dẫn làm cho

TRIAC dẫn và cho phép dòng xoay chiều chạy qua.

Điện áp làm việc 2 đầu led: 3V

Page 12: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 12

Dòng kích: 10mV

Công suất nhỏ

BT136

Đặc tính kĩ thuật

Điện áp làm việc 800v

Dòng định mức 4A

Phương pháp điều khiển theo góc kích α

3.2.2. Mạch điều khiển động cơ DC ( 12v – 0.14A )

Động cơ hoạt động theo cơ chế đóng ngắt của transistor. Khi CDK(chân điều

khiển) logic 1 (3v3) thì transistor dẫn làm cho quạt chạy. Còn nếu CDK logic 0 (0v)

thì trasistor ngưng dẫn làm cho động cơ không quay.

Tính toán phân cực cho trasistor:

Ta có: động cơ ( Vcc=12v, Imax=0.14A )

Page 13: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 13

IBmin = IC/β = 0.14/200 = 0.7mA

Muốn cho trasistor dẫn bão hòa thì chọn IB = 2.IBmin

Vậy Rb = VRb/IB = (VB-VBE)/IB = (3.3-0.6)/1.4.10-3

=1.93.103

Chọn Rb=2.2kΩ

3.2.3. Mạch thu thập giá trị ADC (cảm biến nhiệt LM35)

Sơ đồ nguyên lí:

Thông số kỷ thuật: Cảm biến nhiệt LM35

Hiệu chỉnh trực tiếp thang đo °C

Độ biến thiên theo nhiệt độ: 10mV/°C

Điện áp hoạt động: 4 – 20 v

Tầm hoạt động: -55 150°C

Page 14: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 14

IV. LẬP TRÌNH

4.1. Lập trình giao diện Web người dùng và đăng kí domain.

4.1.1. Lập trình giao diện Web người dùng.

Sơ đồ khối cách thức hoạt động của Web CGI

(1) Người dùng thao tác với FORM gửi request lên Web server hay còn gọi là

Web server nhận request truy cập ứng dụng CGI từ browser.

(2) Web server gọi ứng dụng CGI, truyền các thông số bằng các biến môi

trường (thông qua standard input).

(3) Ứng dụng web CGI xử lý, giao tiếp với các ứng dụng khác (database,

mail…) xuất kết quả dạng HTML qua chuẩn OUTPUT đến web server.

Web server nhận kết quả và trả về cho browser.

Giao diện FORM viết bằng HTML (Hyper Text Markup Language) ngôn ngữ siêu

liên kết. Trang HTML chỉ chứa các nội dung cố định hoặc có thể thao tác thay đổi qua

DHTML (Dynamic HTML) ở client. Một trang web thông thường gồm có 2 thành

phần chính:

Dữ liệu của trang web (văn bản, âm thanh, hình ảnh...)

Các thẻ (tag) HTML dùng để định dạng mô tả cách thức các dữ liệu trên hiển

thị trên trình duyệt.

Page 15: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 15

CGI (Common Gateway Interface) là một chuẩn để viết ứng dụng cho Web.

Là ứng dụng chạy trên nền web server.

Nhận thông tin từ web browser và xuất thông tin để web browser hiển thị thông

qua web server.

Ứng dụng có thể được viết với bất cứ ngôn ngữ lập trình có chuẩn input/output

(C/C++, Perl, Shell script, Dos shell…).

Lập trình giao diện Web FORM dùng ngôn ngữ HTML

Cấu trúc của 1 Webpage cơ bản

<HTML>

<HEAD>

<TITLE>Welcome to HTML</TITLE>

</HEAD>

<BODY>

<H3>My first HTML document</H3>

</BODY>

</HTML>

Một số thẻ Tag cơ bản trong HTML:

Page 16: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 16

Tag xử lý văn bản:

Các thẻ định dạng khối văn bản

Tiêu đề (Heading) : <h1>, <h2>, <h3>, <h4>, <h5>, <h6>

Đoạn văn bản (Paragraph): <p>

Danh sách (List Items): <li>

Đường kẻ ngang (Horizontal Rules): <hr>

align : Canh hàng đường kẻ ngang so với trang web

width : Chiều dài đường kẻ ngang

size : Bề rộng của đường kẻ ngang

noshade : Không có bóng

VD: <HR noshade size‘5’ align=‘center’ width=‘40%’></HR>

Các thẻ định dạng chuổi văn bản

Định dạng chữ : <em>, <i>, <b> và <font>

Tạo siêu liên kết : <a>

Xuống dòng : <br>

Tag hình ảnh

<img> : Không có thẻ đóng

Các thuộc tính của tag <img>:

SRC : Đường dẫn đến file hình ảnh

ALT : Chú thích cho hình ảnh

Position: Top, Bottom, Middle

Border : Độ dày nét viền quanh ảnh (default=0)

Đặt ảnh nền cho trang web

Sử dụng thẻ <body Background=‘Image Path’>

Tag âm thanh

<bgsound> : Không có tag đóng

Thuộc tính của tag <bgsound>

SRC : Đường dẫn đến file âm thanh

Loop : Số lần lặp (bằng -1 : Lặp vô hạn)

Page 17: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 17

<bgsound> Thường đặt trong tag <head> của trang web.

Ví dụ: <BGSOUND src=‘batman.mid’ LOOP=‘1’>

Các tag Danh sách – Danh sách có thứ tự

Danh sách có thứ tự: thẻ <OL>, có thẻ nằm trong <Li>

Danh sách không có thứ tự: thẻ <UL>, có thẻ nằm trong <Li>

Danh sách tự định nghĩa: thẻ <DL>, có thẻ nằm trong <Dt>, <Di>

Tag liên kết trang – Tag <a> (anchor)

Cú pháp : <a href="URL“ target=‘……’> Linked content </a>

Thuộc tính target của tag <a>

name: tải trang web vào frame có tên NAME

_blank: tải trang web vào cửa sổ mới

_parent: tải trang web vào cửa sổ cha của nó

_self: tải trang web vào chính cửa sổ hiện hành

_top: tải trang web vào cửa số cao nhất

Tag kẻ bảng – Table

<table>…</table> Khởi tạo bảng

<tr>…….</tr> Tạo một dòng, thẻ <tr> nằm trong thẻ <Table>

<th>….</th> Tạo một ô tiêu đề, thẻ <th> nằm trong thẻ <tr>

<td>….</td> Tạo một ô, thẻ <td> nằm trong thẻ <tr>

Thuộc tính Colspan: thiết lập ô có độ rộng bằng bao nhiêu cột

Thuộc tính Rowspan: thiết lập ô có độ cao bằng bao nhiêu dòng

Thuộc tính Backgroup: thiết lập ảnh nền thẻ <table>, <td>, <tr>

Thuộc tính Bgcolor: thiết lập màu nền thẻ <table>, <td>, <tr>

Tag xử lí FORM/INPUT:

Tag <form> được dùng để tạo một "biểu mẫu" HTML cho người dùng.

Tag <form> được dùng để truyền dữ liệu lên máy chủ.

Tag <form> không nên dùng để điều khiển layout.

Tag <input /> được sử dụng cho người dùng nhập hay chọn thông tin.

Tag <input /> phải được viết bên trong một tag <form>

<FORM NAME=“…” ACTION=“…” METHOD=“…”>

<input type="" />

<!-- các thành phần khác -->

Page 18: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 18

</FORM>

Các thuộc tính của </FORM>

NAME : tên FORM

ACTION : chỉ định trang web nhận xử lý dữ liệu từ FORM này khi có sự

kiện click của button SUBMIT.

METHOD : Xác định phương thức chuyển dữ liệu (POST,GET)

Post: các đối số của Form được truyền “ ngầm” bên dưới và khối lượng

dữ liệu truyền đi không phụ thuộc vào URL nên không giới hạn

Get: các đối số của Form được ghi chèn vào đường dẫn URL của thuộc

tính Action trong Form và khối lượng truyền đi bị giới hạn tối đa của một

URL là 2048bytes

Các dạng INPUT

Text field: dùng để nhập văn bản

Password field: dùng để nhập password

Hidden Text field: dùng để nhập văn bản nhưng dạng ẩn

Check box: ô check box

Radio button: nút nhấn

File Form Control: upload file lên server

Submit Button: nút phát lệnh và gửi dữ liệu của form để xử lí

Reset Button: trả lại giá trị mặc định các điều khiển khác của Form

Generalized Button:

Multiple-line text field: dùng nhập văn bản nhiều dòng

Label: dùng gán nhãn cho một Form Field

Pull-down menu: dùng tạo một Combo box dạng menu

Scrolled list: dùng tạo một list dạng cuộn

Field Set: dùng tạo ra Group box, nhóm các thành phần trong Form

Chúng ta có thể sử dụng phần mềm Dreamweaver CS6 để thiết kế giao diện web

rất trực quan.

Page 19: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 19

Kết quả các trang web thiết kế

Trang chủ Homepage

Page 20: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 20

Điều khiển đèn

Cài đặt Network

Cài đặt hệ thống

Page 21: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 21

Đọc giá trị nhiệt độ

Nút nhấn trên board

Dữ liệu TCP socket online

4.1.2. Hướng dẫn tạo domain

Muốn đưa trang web của bạn lên internet bắt buộc bạn phải có một tên miền hay

còn gọi là domain. Sau đây là các bước đăng kí domain của www.no-ip.com . Do

modem mạng chúng em sử dụng là TP-Link và chỉ hộ trợ cho các domain của

www.no-ip.com (không mất phí) và www.dyndns.com (mất phí).

Page 22: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 22

B1: vào trang https://www.noip.com/sign-up tạo một tài khoản

Nhấp chon No thanks, I’ll use.no-ip.biz

Nhấn Free Sign UP

Có thông báo sau:

B2: kiểm tra gmail của bạn

Page 23: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 23

B4 : đăng nhập vào tài khoản của bạn vừa đăng kí ta được như sau :

B5 : nhấp vào add a host điền thông tin hostname và IP

Kết quả của bạn

Page 24: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 24

Chúng ta có thể chỉnh sửa lại thông tin hay thêm tên miền mới.

Bước tiếp theo là chúng ta phải cấu hình lại router để đưa wed lên host. Phần này

được nói ở mục 4.3

4.2. Lập trình cho vi điều khiển ARM

Folder HTTP Files chứa các file lập trình web và điều

khiển ở lớp ứng dụng.

Web.inp được nhúng phần mềm FCARM.exe mã hóa

các file .cgi, .htm, .cgx, .js, các file ảnh thành file .c

(../Source Files/Web.c)

HTTP_demo.c chứa hàm main(), các chương trình con

cấu hình ngoại vi.

HTTP_CGI.c chứa các chương trình liên kết và điều

khiển lớp ứng dụng và lớp vật lý.

Net_Config.c chứa các định nghĩa địa chỉ mạng (IP

Address, Gateway, DNS, SubNet Mask, …)

ETH_STM32x.c (tham khảo thư viện KeilC) chứa các

chương trình con điều khiển và xử lý kết nối Ethernet.

Các bước lập trình:

Cấu hình các chân chức năng ethernet của

STM32F107VC.

Cấu hình giao tiếp MII với chip DP83848.

Cấu hình các thanh ghi trong lớp MAC.

Cấu hình chế độ truyền song công.

Page 25: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 25

Cấu hình tốc độ truyền 100Mbit/s.

Cấu hình ngắt khi truyền và nhận dữ liệu.

Cấu hình DMA (truy cập bộ nhớ trực tiếp).

Cấp xung clock 25MHz, kích hoạt việc truyền nhận dữ liệu.

Kiểm tra địa chỉ.

Gửi dữ liệu nếu đúng địa chỉ.

Ngắt khi truyền và nhận dữ liệu thành công.

4.3. Cấu hình cho Router

Lên trình duyệt web của bạn vào gõ địa chỉ IP của Router 192.168.1.1(mặc định)

Vào mục tag quản lí: Access Management / DDNS và điền thông tin mà bạn đăng

kí ở mục trên.

Một chú ý quan trọng là bạn phải mở NAT cho Virtual Server

Page 26: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 26

Nhấn Save là Reboot lại Router TP-Link của bạn

Bây giờ bạn lên trình duyệt Web điền địa chỉ bạn đăng kí, ví dụ của tôi là

http:/smarthome.no-ip.org:80 và điều khiển thiết bị của bạn.

Page 27: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 27

V. KẾT QUẢ - TỔNG KẾT

5.1. Kết quả

Với thời gian nghiên cứu và tìm hiểu đề tài điều khiển và giám sát thiết bị thông

qua ethernet. Chúng em đã đạt được nhứng kết quả sau:

Điều khiển được các thiết bị như: đèn, quạt, led …

Tổ chức giám sát được hệ thống theo yêu cầu

Có phản hồi nhiệt độ của mô hình phần cứng

Có hệ thống bảo mật bằng mật khẩu người dùng

Tất cả mọi quá trình trên được thông qua ethernet.

Bên cạnh đó cũng có một số nhược điểm sau:

Bảo mật hệ thống chưa cao

Hệ thống điều khiển còn bị nhiễu do các tác động bên ngoài

Mô hình chưa thật sự chuyên nghiệp, chưa có kiểu dáng công nghiệp

5.2. Tổng kết

Với đồ án 2B nghiên cứu về điều khiển và giám sát thiết bị thông qua ethernet.

Chúng em đã xây dựng được sự cốt lõi của đề tài là sử dụng phương thức ethernet chứ

không chú trọng tới các thiết bị ngoại vi của mình điều khiển là gì. Song với kết quả

chúng em đã đạt được, chúng em xin trình bày báo cáo như trên. Sẽ không tránh khỏi

những thiếu sót trong quá trình, chúng em kính mong quí thầy cô góp ý để báo cáo

của chúng em trở nên hoàn thiện hơn. Và chúng em xin chân thành cảm ơn thầy

Nguyễn Ngọc Sơn đã tận tình chỉ bảo trong suốt quá trình thực hiện đồ án này. Chúng

em xin chân thành cảm ơn.

Page 28: Do an Dieukhienqua Internet

Điều khiển và giám sát thiết bị qua mạng ethernet GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH: Nguyễn Xuân Thân – Ngô Minh Trí Trang 28

VI. TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng việt

Giáo trình: lập trình và thiết kế web của thầy Lương Vĩnh Minh, khoa công

nghệ thông tin, trường đại học khoa học – tự nhiên, năm 2007.

Trang web:

http://hocwebchuan.com/

Tiếng anh

Trang web:

https://www.keil.com/

http://st.com/

http://ediy.com.my/index.php/tutorials/item/20-port-forward-control-

device-over-internet