- Thứ ba :Hệ thống cảnh báo chống đột nhập Khi bạn đi ngủ hoặc khi bạn vắng nhà đều là những thời điểm thích hợp cho những kẻ có mƣu đồ xấu Vì
3.2.7. Các kết quả thu được
3.2.7.1. Giao thức mạng
Phần trƣớc chúng ta đã đề cập tới giao thức truyền dẫn X-10. Chúng ta hoàn toàn có thể thiết kế nên các giao thức cho mỗi ứng dụng để phù hợp với các ứng dụng thông qua việc tham khảo giao thức X-10.
Phƣơng pháp đƣợc sử dụng bởi X10 dựa trên một khung dữ liệu đơn giản với một từ mã bắt đầu 8 bit (một byte). Phần phức tạp của công nghệ này không phải là ở hệ thống dữ liệu nhị phân mà là ở cách thức truyền tải dữ liệu này từ một thiết bị (bộ phát) đến thiết bị khác (bộ thu). Bí quyết nằm ở chỗ mỗi thiết bị đều đƣợc tích hợp khối phát hiện “qua điểm không” để các thiết bị đƣợc đồng bộ với nhau. Bộ thu mở “cửa sổ” thu hai lần trong mỗi chu kỳ hình sin có nghĩa là 120 lần trong mỗi giây hay 7200 lần mỗi phút.
Hình 3.29: Đồng bộ thu, phát tại các vị trí qua không của tín hiệu 50 Hz
Do các thiết bị này không đƣợc nối dây trực tiếp nên cần có một phƣơng pháp gửi dữ liệu qua mạng điện hiện có. Dữ liệu nhị phân thực tế đƣợc phát đi bằng cách gửi đi sóng mang ở tần số 120 kHz trong 1 ms mỗi khi tín hiệu 50 Hz qua điểm không. Hiển nhiên sóng mang phải biểu thị một cặp bít 0,1 nên bit 1 đƣợc xác định khi có sự xuất hiện của một xung và ngay sau đó là vắng mặt một xung. Bit 0 đƣợc xác định khi có sự vắng mặt của một xung ngay sau đó là xuất hiện một xung.
Trong khi các xung đƣợc phát đi có độ dài 1ms thì đầu thu đƣợc thiết kế sao cho mở cửa sổ thu chỉ trong 0,6 ms. Điều này làm cho các thiết bị hoạt động ở những năm 1978 có tổng sai lệch là cộng trừ 200 micro giây . Để cung cấp một điểm bắt đầu xác định trƣớc, mọi khung dữ liệu đều bắt đầu với tối thiểu 6 điểm qua không sau đó là một mã bắt đầu khung có dạng "một xung", "một xung", "một xung", "vắng một xung" (hay 1110). Sau khi từ mã bắt đầu đƣợc gửi đi một cụm 4 bit (nửa byte) đƣợc gửi tiếp sau. Nhằm thuận tiện cho khách hàng sử dụng thiết bị , 4 bit đầu tiên này đƣợc dùng để biểu diễn các chữ cái. Các chữ cái cũng đƣợc xắp xếp lại thứ tự một cách ngẫu nhiên làm cho các từ mã “A”, “B”, “C” ..không thể xác định trƣớc đƣợc. Trong thực tế, dễ dàng nhận thấy từ mã M là mã bắt đầu trong chuỗi bit nhị phân
Hình 3.32: Các từ mã biểu thị số Hình 3.33: Khung X10 đƣợc gửi đi 2 lần
Trong dòng bit tiếp theo, cụm thứ 2 cho biết nửa sau của địa chỉ (hình 3.33). Bit cuối cùng xuất hiện là một phần của mã “số” nhƣng trong thực tế là một bit chức năng. Bất cứ khi nào bit chức năng là một bit 0 nó chỉ ra rằng cụm phía trƣớc là một mã “số‟ và do đó là một phần của địa chỉ. Để dự trữ , tăng độ tin cậy và để hỗ trợ cho các bộ lặp đƣờng truyền giao thức X10 cho phép mỗi khung đƣợc phát đi 2 lần.
Bất cứ khi nào dữ liệu đƣợc thay đổi dạng một địa chỉ sang địa chỉ khác, từ dạng một địa chỉ sang dạng một lệnh hoặc từ một lệnh sang lệnh khác (hình 3.34), các khung dữ liệu phải đƣợc phân biệt bởi tối thiểu 6 điểm qua 0 (hay 000000). Trong thực tế chuỗi 6 bit 0 này làm cho đầu thu đáp ứng kịp với đầu phát và sẽ thiết lập lại thanh ghi dịch.
Hình 3.36: Mã lệnh Hình 3.37: Khung lệnh đƣợc gửi 2 lần
Mỗi khi đầu thu xử lý xong dữ liệu địa chỉ, nó sẵn sàng để nhận một lệnh. Do trƣớc đó, tất cả các khung dữ liệu sẽ phải bắt đầu với một mã khởi đầu và theo sau là các cụm bit biểu thị các chữ số (hình 3.35). Cụm tiếp theo là lệnh. Do bit cuối cùng là bit chức năng (bf = 0 = chữ số địa chỉ, bf = 1 = lệnh) tất cả các lệnh kết thúc bằng từ mã 1.
Hình vẽ 3.36 chỉ thể hiện 6 lệnh thƣờng đƣợc sử dụng. Hình tiếp theo sẽ minh họa tất cả các lệnh sẵn có, nhƣ đã đề cập từ trƣớc tất cả các bộ phát theo X10 gửi dữ liệu 2 lần (hình 3.37)
3.2.7.2 . Khuôn dạng khung truyền dẫn
Dữ liệu đƣợc gửi đi trong những khung có độ dài tiêu chuẩn mỗi khung bắt đầu bằng một từ mã mào đầu đƣợc ấn định có dạng "1110". Bốn bit tiếp theo cho phép xác định một nhóm phân biệt lớn và 4 bit tiếp theo hoặc biểu thị một thiết bị chỉ định hoặc là một câu lệnh tùy thuộc vào giá trị của bit cuối cùng là 1 hay 0. Mọi khung dữ liệu đều đƣợc gửi đi 2 lần .
Bảng 3.6. Minh họa các từ mã
Ext Code (từ mã mở rộng) 0111- Hiện nay đƣợc định nghĩa là "từ mã mở rộng loại 1" cho số liệu và điều khiển
Preset Dim (1)1010- Hiện nay đƣợc định nghĩa là "Từ mã mở rộng loại 3" dùng cho các bản tin an ninhNow
Preset Dim (2)1011- Hiện nay không sử dụng
Ext Data 1100- Hiện nay đƣợc định nghĩa là "Từ mã mở rộng loại 2", dùng cho các ứng dụng đọc công tơ và DSM
"Từ mã mở rộng loại 1" có độ dài khung đƣợc xác định là 62 bit (31 chu kỳ sin 50 Hz) và đƣợc mô tả gồm
Housecode- Từ mã xác định hộ gia đình = 4 bits, Extended code 1 - Mã mở rộng loại 1= 5 bits (01111), Unit code (device code)- Mã thiết bị = 4 bits,
Data- Dữ liệu = 8 bits, Command- Lệnh = 8 bits..
3.2.7.3. Giao diện đồ họa (GUI)
Giao diện đồ họa (GUI) chính là giao diện của chƣơng trình trên máy tính dùng để giao tiếp với con ngƣời thông qua các phím bấm. Trong đề tài này sử dụng phần mềm Microsoft Visual Basic 6 để thiết kế GUI. Sử dụng Microsoft Visual Basic 6 vì phần mềm này cung cấp khả năng cho việc truyền thông nối tiếp.
Trong Microsoft Visual Basic 6 có thành phần đƣợc gọi là MSComm điều khiển việc cung cấp truyền thông nối tiếp cho các ứng dụng của chúng ta bằng cách cho phép truyền dẫn và thu nhận dữ liệu qua cổng nối tiếp. Thông qua việc sử dụng thành phần này thì luồng dữ liệu có thể đƣợc phát và thu bởi máy tính từ các thiết bị ngoài.
3.2.7.4. Nhận xét
Về sự chống nhiễu: Mạch cho thấy khả năng chống nhiễu khá tốt, ngay cả vào thời gian nhiễu lớn nhất trong ngày, và cùng với sự hoạt động của các thiết bị gây nhiễu mạnh nhƣ máy khoan, máy mài kim loại… cũng chƣa thấy gây tác động đến hoạt động của hệ thống. Khi kiểm tra sự ảnh hƣởng của máy phát đến các thiết bị điện nhạy cảm nhƣ TV thì cũng không thấy có tác động tiêu cực nào.
Về phạm vi hoạt động: qua một số lần kiểm tra hệ thống hoàn toàn hoạt động tốt trong phạm vi một hoặc vài căn hộ lân cận (dƣới 100m về chiều dài đƣờng điện), ở khoảng cách về đƣờng điện xa hơn (vào khoảng 100m) thì hệ thống hoạt động bắt đầu kém đi, phụ thuộc vào điều kiện gây suy hao là sự tiêu thụ điện sinh hoạt. Nhƣ vậy, tuy mới chỉ thử nghiệm công suất ra rất thấp, đặc biệt là công suất phát thực lên đƣờng truyền càng nhỏ hơn rất nhiều nhƣng kết quả về tầm hoạt động thu đƣợc là khá tốt.
Về tính ổn định của hệ thống thì vẫn là điều cần đƣợc kiểm nghiệm thêm do khả năng trôi tần số là có thể xảy ra.
3.3. Kết luận chƣơng
Chƣơng này thiết kế một hệ thống đơn giản điều khiển thiết bị qua mạng điện hạ thế. Giao thức đặc biệt đƣợc thiết kế riêng cho loại ứng dụng này. Giao thức này sử dụng truyền thông đa nút song công để tăng tối đa số thiết bị có thể điều khiển đƣợc từ một máy tính chủ (server) ở xa. Hệ thống này có thể điều khiển tổng số tối đa lên tới 255 thiết bị. Nó đƣợc thiết kế dựa trên công nghệ X-10 vì vậy mà có thể sử dụng đƣợc trong việc ứng dụng trong các ngôi nhà thông minh.
Trên đây là một sản phẩm thiết kế đầy đủ chức năng và tiện dụng. Sử dụng giao thức đơn giản, các tập lệnh dễ sử dụng và chi phí thực hiện thấp. Sử dụng một modul chuẩn khi cắm vào ổ cắm chuẩn xoay chiều có thể điều khiển các thiết bị và truyền dữ liệu qua mạng điện lƣới. So với các phƣơng pháp khác, chi phí thực hiện của phƣơng án này rất thấp.