ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ XA QUA MẠNG ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN

MỤC LỤC

HÌNH ẢNH:

1

BẢNG:

2

Lời Cảm ơn

Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy cô trong khoa

Điện – Điện Tử, nhất là quý Thầy cô thuộc bộ môn Điện Tử Viễn Thông đã

giảng dạy và truyền đạt kiến thức chuyên ngành cho người thực hiện đồ án

trong thời gian vừa qua.

Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô Vũ Thị Thu Hương vì sự

tận tình hướng dẫn cũng như đã tạo những điều kiện thuận lợi nhất cho em để

có thể thực hiện và hoàn thành tốt đề tài này.

Em cũng không quên cảm ơn các bạn trong lớp đã trao đổi, góp ý để em

hoàn thành đề tài này một cách tốt đẹp và đúng thời gian.

Mặc dù đã có nhiều cố gắng và nỗ lực thực hiện, nhưng do kiến thức

cũng như khả năng bản thân còn nhiều hạn chế nên trong quá trình thực hiện

đề tài không thể tránh khỏi những sai phạm, thiếu sót…Rất mong nhận được

sự góp ý, chỉ dẫn từ nơi quý thầy cô và các bạn sinh viên.

3

Lời mở đầu

Trong thời đại công nghiệp hoá hiện đại hoá như hiện nay. Việc phát

minh và chế tạo ra các thiết bị thông minh có khả năng điều khiểu từ xa đang

và sẽ rất được quan tâm và rất hữu ích cho cuộc sống hằng ngày.

Vì mục tiêu công nghệ hiện đại hoá ngày càng phát triển, tôi đã quyết

định làm một đồ án về điều khiển thiết bị qua mạng Ethernet. Khi dự án

hoàn thành chúng ta có thể điều khiểu các thiết điện trong nhà thông qua

mạng internet,tương tác bằng tay qua nút nhấn, kiểm soát nhiệt độ phòng;

hiển thị trạng thái hoạt động của các thiết bị trên LCD, …. Dù chúng ta ở bất

cứ nơi nào có mạng internet đều có thể điều khiển được các thiết bị đã kết nối

với module điều khiển ethernet.

Khi dự án thành công và được áp dụng rộng rãi thì sẽ rất hữu ích cho đời

sống hằng ngày. Giúp cho đất nước ngày càng phát triển.

Giáo Viên Hướng Dẫn Người Thực Hiện

Vũ Thị Thu Hương Nguyễn Văn Vượng - 0541050263

4

Mục tiêu đề tài

 Thực hiện giao tiếp mạng giữa phần cứng mạch điện tử với máy tính qua

mạng Ethernet.

 Điều khiển hoạt động của các thiết bị (trong đề tài là 3 đền LED tượng trưng

cho 3 thiết bị ), dưới sự điều khiển và giám sát của con người.

 Giám sát nhiệt độ thông qua cảm biến nhiệt LM35.

Nhiệm vụ của đề tài

Để có thể đạt được mục tiêu đề ra, người thực hiện đề tài đã đưa ra

những nhiệm vụ cần phải thực hiện:

 Nghiên cứu vi điều khiển PIC18f4550 và trình biên dịch CCS (PIC C

Compiler).

 Lý thuyết mạng Ethernet và cách thức truyền nhận dữ liệu

 Nghiên cứ chuẩn giao tiếp SPI và ứng dụng thực tế trên module Ethernet

ENC28J60

 Tìm hiểu ngôn ngữ html và CSS trong lập trình giao diện web

 Tính toán, thiết kế và thi công phần cứng mạch điện tử (mô phỏng)

 Xây dựng thuật toán và viết code cho ứng dụng dựa theo mục tiêu đã đề ra.

Chương 1: Tổng quan về Ethernet

ETHERNET là kiểu mạng cục bộ (LAN) được sử dụng rộng rãi hiện

nay. Hiện thời Ethernet thường được sử dụng nhiều nhất là cáp đôi xoắn

10Mbps.

Ethernet được phát minh ra tại trung tâm nghiên cứu Xerox Palo Alto

vào những năm 70 của tiến sỹ Robert M.Metcalfe. nó được thiết kế bởi mục

5

đích phục vụ nghiên cứu trong “ hệ thống công sở trong tương lai”, bao gồm

trạm cá nhân đầu tiên trong thế giới, trạm Xerox Alto. Trạm Ethernet đầu tiên

chạy với tốc độ xấp xỉ 3Mbps. Chuẩn Ethernet 10Mbps đầu tiên được xuất

bản vào năm 1980 với sự phối hợp phát triển của 3 hãng DEC, Intel, Xerox.

Chuẩn này có tên Dix Ethernet( lấy tên theo 3 chữ cái đầu tiên của các hãng )

Ủy ban 802.3 của IEEE đã lấy Dix Ethernet làm nền tảng để phát triển,

năm 1985 chuẩn 802.3 đầu tiên được ra đời với tên IEEE 802.3 Carrier Sense

Multiple access with Collition Detection (CSAM/CD). Mặt dù không sử

dụng Ethernet nhưng hầu hết mọi người đều hiểu đó là phần chuẩn của công

nghệ Ethernet.Ngày nay chuẩn IEEE 802.3 là chuẩn chính thức của

Ethernet.IEEE đã phát triển chuẩn Ethernet trên nhiều công nghệ truyền dẫn

khác nhau vì thế có nhìu loại mạng Ethernet khác nhau. Đặc biệt với phiên

bản 100Mbit/s ( fast Ethernet, IEEE 802.3u), Ethernet ngày càng đóng vai trò

trong hệ thống công nghiệp, bên cạnh việc sử dụng cáp đồng trục, đôi dây

xoắn và cáp quang, gần đây Ethernet không dây ( Wirless LAN, IEEE 802.11)

đang thu hút sự quan tâm rất lớn.

1.1. Cấu trúc khung tin Ethernet

Các chuẩn Ethernet đều hoạt động ở tầng Data link trong mô hình 7 lớp

OSI vì thế đơn vị dữ liệu mà các trạm trao đổi với nhau là các khung

( famer) .

Cấu trúc khung Ethernet như sau:

Bảng 1. 1: Cấu trúc khung MAC theo IEEE 802.3/ Ethernet

6

Preamble ( mở đầu): 7 bytes ( không được tính vào kích thước frame của

Ethernet ) trường này đánh dấu sự xuất hiện của khung bit, nó luôn mang giá

trị 10101010. Từ nhóm bit này, phía nhận có thể tạo ra xung đồng hồ 10Mhz.

SFD ( Start Frame Delimiter): 1 bytes (không được tính vào kích thước

frame của Ethernet) trường hợp này mới thực sự xác định bắt đầu của một

khung. Nó luôn mang giá trị 10101011.

Destination Address( địa chỉ đích): 6 bytes

• Đây là địa chỉ MAC của Ethernet card nơi đến ( nơi khung frame gửi

đến).

• Ý nghĩa của bit thấp nhất xác định 6 bytes này:

o 0: địa chỉ unicast

 3 bytes đầu tiên được dùng để chỉ nhà sản xuất

1. 00-00-0C: CISCO

2. 00-00-3D: AT&T

 3 bytes tiếp theo do nhà sản xuất quyết định

o 1: địa chỉ multicast

 01-80-C2-00-00-00: được dùng bởi các bridges cho giải

thuật cây tản rộng (spanning trê algorithm)

 FF-FF-FF-FF-FF-FF: địa chỉ quảng bá (broadcast)

• Ở chế độ hoạt động bình thường, Ethernet chỉ tiếp nhận những frame

có địa chỉ nơi đến trùng với địa chỉ (duy nhất) của nó, hoặc địa chỉ

nơi đến thể hiện một thông điệp quản bá. Tuy vậy, hầu hết các

Ethernet card đều có thể được đặt ở chế độ "promiscuous". Trong

chế độ này, nó sẽ nhận tất cả các frame xuất hiện trong mạng LAN.

7