Đề tài Hệ thống thu thập thông tin và gọi hỗ trợ sản xuất trong xưởng may dùng công nghệ không dây

i ii TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC ----o0o---- Tp. HCM, ngày ... tháng ... năm 20... NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Lệ Hằng MSSV: 15150063 Nguyễn Thị Tươi MSSV: 15141326 Chuyên ngành: Điện tử công nghiệp Mã ngành: 141 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 Khóa: 2015 Lớp: 15141DT2C I. TÊN ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG THU THẬP THÔNG TIN VÀ GỌI HỖ TRỢ SẢN XUẤT TRONG XƯỞNG MAY DÙNG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: Đối tượng nghiên cứu trong xưởng may, công nghệ không dây, ứng dụng hệ thống gọi hỗ trợ sản xuất. Kiến thức cơ bản về ESP8266, LCD, Led 7 đoạn, kiến thức lập trình cho vi điều khiển, các ngôn ngữ để viết web. 2. Nội dung thực hiện: Thiết kế và xây dựng hệ thống thu thập thông tin và gọi hỗ trợ sản xuất trong xưởng may dùng công nghệ không dây gồm: tìm hiểu các mô hình báo lỗi hiện nay, cách truyền dữ liệu không dây giữa các Module ESP với nhau, thiết kế giao diện các trang web, thiết kế thi công mô hình, viết chương trình điều khiển, viết báo cáo. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02/03/2019 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/07/2019 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GVC. ThS. Trương Ngọc Anh CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH iii TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC ----o0o---- Tp. HCM, ngày 13 tháng 3 năm 2019 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Lệ Hằng Lớp:15141DT2C MSSV: 15150063 Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Thị Tươi Lớp: 15141DT2C MSSV: 15141326 Tên đề tài: Hệ thống thu thập thông tin và gọi hỗ trợ sản xuất trong xưởng may dùng công nghệ không dây Tuần/ngày Nội dung chính cần thực hiện Xác nhận của GVHD Tuần 1 (18/2 – 23/2) Gặp GV bộ môn để nghe phổ biến yêu cầu làm đồ án, nhận giấy giới thiệu làm đồ án. Gặp GVHD để chọn đề tài. Tuần 2 (25/2 – 2/3) GVHD tiến hành xét duyệt đề tài và viết đề cương nộp lại. Tuần 3 (4/3 – 9/3) Tìm hiểu thực trạng các mô hình báo lỗi hiện nay đặc biệt là trong xưởng may. Các loại máy may trong xưởng may và các lỗi tương ứng. Tuần 4 (11/3 – 16/3) - Tìm hiểu Module 8 Led 7 đoạn quét, ma trận phím. - Mô phỏng hoạt động cơ bản trên proteus. - Kết nối các Module ngoài thực tế để xem hoạt động. Tuần 5 (18/3 – 23/3) - Tìm hiểu về ESP8266, cách giao tiếp giữa hai ESP8266 với nhau. - Giao tiếp với hai Module ESP8266 trong thực tế: 1 server + 1 client. iv - Tìm hiểu các bước để tạo ra một trang web. Tuần 6 (25/3 – 30/3) - Giao tiếp với ba Module ESP8266 ngoài thực tế: 1 server + 2 clients. - Nghiên cứu, tìm hiểu cách đưa dữ liệu lên googlesheet thông qua ESP8266. - Tìm hiểu cách tạo một cơ sở dữ liệu dùng MyPHPAdmin. Tuần 7 (1/4 – 6/4) - Nghiên cứu, tìm hiểu cách đưa dữ liệu lên googlesheet thông qua ESP8266. - Lên ý tưởng cho trang web và thống nhất các nội dung sẽ hiển thị lên web. - Tìm hiểu ngôn ngữ HTML vận dụng nó để tạo ra trang web. Tuần 8 (8/4 – 13/4) Tìm hiểu ngôn ngữ CSS để thêm màu sắc, kiểu cách cho các trang web đã viết sử dụng HTML. Tuần 9 (15/4 – 20/4) - Tìm hiểu ngôn ngữ JavaScript để áp dụng vô việc kiểm tra thông tin đăng nhập của người dùng. Tuần 10 (22/4 – 27/4) - Tìm hiểu ngôn ngữ SQL để truy vấn, làm việc với những dữ liệu đã có trên cơ sở dữ liệu. - Tìm hiểu Module I2C và cách thức hoạt động. Tuần 11 (29/4 – 4/5) - Tìm hiểu ngôn ngữ PHP và kết hợp với SQL để kiểm tra các thông tin đăng nhập vô trang web giám sát. - Tìm hiểu về LCD16x2 kết hợp với Module I2C để hiển thị nội dung theo yêu cầu. - Hoàn thành trang web giới thiệu, trang đăng nhập tài khoản người dùng. v Tuần 12 (6/5 – 11/5) - Tìm hiểu cách đưa dữ liệu lên cơ sở dữ liệu thông qua ESP8266. - Xây dựng trang web hiển thị quá trình hoạt động của hệ thống. - Lấy dữ liệu từ cơ sở dữ liệu để hiển thi lên trang web giám sát -Thiết kế, lắp ráp mô hình của hệ thống. Tuần 13 (13/5 – 18/5) -Chạy kết hợp các Module với nhau và gửi dữ liệu lên cơ sở dữ liệu. - Kiểm tra hoạt động của phần cứng và các dữ liệu hiển thị trên web giám sát đúng yêu cầu chưa. -Thêm chức năng xuất file excel các dữ liệu theo yêu cầu của người dùng. Tuần 14 (20/5 – 25/5) -Tiếp tục hoàn thiện lại trang web. -Viết báo cáo đồ án tốt nghiêp. -Kiểm tra hoạt động của hệ thống. Tuần 15 (27/5 – 1/6) -Tiếp tục viết báo cáo. -Kiểm tra lại hệ thống để đảm bảo hệ thống làm việc đúng với yêu cầu đặt ra. -Kiểm tra lại hiển thị của trang web giám sát để đảm bảo đúng với yêu cầu. Tuần 16 (3/6 – 8/6) Hoàn thiện quyển ĐATN và gửi cho GVHD xem xét góp ý lần cuối trước khi in và báo cáo. Tuần 17 (10/6 – 15/6) Viết quyển tóm tắt báo cáo đồ án tốt nghiệp. Tuần 18 (17/6 – 22/6) Tiếp tục hoàn thiện báo cáo. vi Tuần 19 (24/6 – 29/6) -Làm slide thuyết trình. -In các giấy tờ, phiếu điểm để bảo vệ. Tuần 20 (1/7 – 6/7) -Nộp quyển ĐATN vào ngày 10/6. -Chuẩn bị cho ngày bảo vệ. GV HƯỚNG DẪN ThS. Trương Ngọc Anh vii LỜI CAM ĐOAN Đề tài này là do chính nhóm chúng em thực hiện trong suốt học kỳ. Trong quá trình thực hiện nhóm đã tham khảo một số tài liệu trước đó để có thêm thông tin kiến thức phục vụ cho việc làm đề tài. Nhóm cam kết không sao chép bất kỳ nội dung ở các tài liệu khác. Nếu có sự gian lận trong việc làm đề tài thì nhóm xin chịu trách nhiệm theo quy định. Họ tên sinh viên 1 Nguyễn Lệ Hằng Họ tên sinh viên 2 Nguyễn Thị Tươi viii LỜI CẢM ƠN Nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Trương Ngọc Anh giảng viên hướng dẫn của nhóm trong việc thực hiện đồ án tốt nghiệp học kỳ này. Nhờ sự chỉ dẫn tận tình cũng như những định hướng của thầy mỗi khi nhóm gặp khó khăn đã giúp nhóm tìm ra hướng giải quyết khó khăn trong quá trình thực hiện để hoàn thành đề tài. Nhóm cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Thanh Giàu đã hỗ trợ chúng em trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Nhóm gửi lời cảm ơn đến toàn bộ các thầy cô đã giảng dạy chúng em trong suốt quá trình học tại trường. Đặc biệt, là các giảng viên khoa Điện – Điện tử đã dạy bảo, chia sẻ các kiến thức về chuyên ngành để nhóm có thể áp dụng vô đồ án tốt nghiệp và cho công việc sau này của bản thân. Nhóm cũng cảm ơn đến bạn bè, anh chị đã có những chia sẻ, trao đổi kiến thức, kinh nghiệm thực tế của mọi người cho nhóm khi gặp khó khăn. Và cuối cùng là lời cảm ơn đến các bậc phụ huynh, người thân trong gia đình. Nhờ sự quan tâm, ủng hộ và những lời động viên của mọi người đã giúp nhóm hoàn thành xong chương trình đại học để có những kiến thức vào đời. Xin chân thành cảm ơn! Họ tên sinh viên 1 Nguyễn Lệ Hằng Họ tên sinh viên 2 Nguyễn Thị Tươi ix MỤC LỤC Trang bìa .................................................................................................................. i Nhiệm vụ đồ án ....................................................................................................... ii Lịch trình thực hiện đồ án tốt nghiệp ..................................................................... iii Lời cam đoan ....................................................................................................... vii Lời cảm ơn ........................................................................................................... viii Mục lục .................................................................................................................. ix Liệt kê hình vẽ ...................................................................................................... xii Liệt kê bảng .......................................................................................................... xv Tóm tắt ................................................................................................................. xvi CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ....................................................................... 1 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................. 1 1.2. MỤC TIÊU .................................................................................................. 1 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ........................................................................ 2 1.4. GIỚI HẠN .................................................................................................... 2 1.5. BỐ CỤC ....................................................................................................... 3 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................... 4 2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI MÁY MAY .................................................. 4 2.1.1 Máy may 1 kim (MM1K) .......................................................................... 4 2.1.2 Máy đính cúc (MĐC) ................................................................................ 4 2.2 GIỚI THIỆU MODULE ESP8266............................................................... 5 2.2.1 Sơ đồ chân của ESP8266 ........................................................................... 5 2.2.2 Thông số phần cứng .................................................................................. 6 2.2.3 Các loại Module ESP8266 trên thị trường ................................................ 6 x 2.3 MODULE ESP-12E NODE MCU ............................................................... 7 2.4 MODULE 8 LED 7 ĐOẠN MAX7129 ....................................................... 9 2.5 LCD 1602 VÀ MODULE I2C ................................................................... 12 2.5.1 LCD1602 ................................................................................................. 12 2.5.2 Module I2C .............................................................................................. 13 2.6 MA TRẬN PHÍM 4X4 ............................................................................... 14 2.7 KHÁI QUÁT VỀ MẠNG KHÔNG DÂY WI-FI ...................................... 15 2.7.1 Giới thiệu ................................................................................................. 15 2.7.2 Nguyên tắc hoạt động .............................................................................. 15 2.7.3 Một số chuẩn Wi-Fi ................................................................................. 16 2.8 WEBSERVER VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU ....................................................... 17 2.8.1 Tổng quan về Website và các ngôn ngữ lập trình Website ..................... 17 2.8.2 Khái quát về ngôn ngữ HTML ................................................................ 18 2.8.3 Khái quát về ngôn ngữ CSS .................................................................... 19 2.8.4 Khái quát về ngôn ngữ JavaScript ........................................................... 19 2.8.5 Khái quát về ngôn ngữ PHP .................................................................... 20 2.8.6 Khái quát về cơ sở dữ liệu SQL .............................................................. 20 2.8.7 Khái quát về phpMyAdmin ..................................................................... 21 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ. ........................................... 23 3.1 GIỚI THIỆU ............................................................................................... 23 3.2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ PHẦN CỨNG ............................................ 23 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống ................................................................... 23 3.2.2 Tính toán và thiết kế mạch ...................................................................... 27 3.2.3 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch ..................................................................... 32 3.3 THIẾT KẾ PHẦN MỀM ............................................................................ 33 xi 3.3.1 Lựa chọn môi trường để thiết kế, quản trị và lưu dữ liệu trên database . 33 3.3.2 Thiết kế trang webserver ......................................................................... 34 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG ................................................. 35 4.1 GIỚI THIỆU .............................................................................................. 35 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG ............................................................................ 35 4.2.1 Thi công bo mạch .................................................................................... 35 4.2.2 Lắp ráp và kiểm tra .................................................................................. 37 4.3 ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH ................................................... 38 4.3.1 Đóng gói bộ điều khiển ........................................................................... 38 4.3.2 Thi công mô hình .................................................................................... 39 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG .......................................................................... 41 4.4.1 Lưu đồ giải thuật ..................................................................................... 41 4.4.2 Nguyên lý hoạt động của mạch ............................................................... 46 4.4.3 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển ..................................................... 52 4.4.4 Phần mềm lập trình cho máy tính ............................................................ 57 4.5 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC ....................... 62 4.5.1 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng .............................................................. 62 4.5.2 Quy trình thao tác .................................................................................... 65 CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ .......................... 66 5.1 KẾT QUẢ ................................................................................................... 66 5.1.1 Kết quả phần cứng ................................................................................... 66 5.1.2 Kết quả phần mềm ................................................................................... 66 5.1.3 Kết quả chạy trong thực tế ...................................................................... 68 5.2 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ .................................................................... 74 5.2.1 Về phần cứng ........................................................................................... 74 xii 5.2.2 Về phần mềm ........................................................................................... 75 CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN. ...................... 76 6.1 KẾT LUẬN ................................................................................................ 76 6.2 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI .......................................................................... 76 6.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ............................................................................. 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................... 78 PHỤ LỤC .................................................................................................. 79 xiii LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2-1: Máy may 1 kim ........................................................................................... 4 Hình 2-2: Máy đính cúc .............................................................................................. 5 Hình 2-3: Sơ đồ chân của ESP6266MOD ................................................................... 6 Hình 2-4: Sơ đồ chân của Module ESP8266-12E Node MCU ................................... 8 Hình 2-5: Các bit dữ liệu tương ứng với các đoạn của mã 7 đoạn ........................... 11 Hình 2-6: Hình ảnh mặt trước của LCD 16x2 .......................................................... 12 Hình 2-7: Module chuyển đổi I2C cho LCD16x2 .................................................... 13 Hình 2-8: Sơ đồ nguyên lý của ma trận phím 4x4 .................................................... 14 Hình 2-9: Sơ đồ nguyên lý của mạch chia áp ........................................................... 15 Hình 2-10: Mô hình Wi-Fi ........................................................................................ 16 Hình 2-11: Giao diện của phpMyAdmin .................................................................. 22 Hình 3-1: Sơ đồ khối của đề tài................................................................................. 24 Hình 3-2: Nguồn adapter ........................................................................................... 31 Hình 3-3: Sơ đồ nguyên lý của khối tiếp nhận lỗi .................................................... 32 Hình 3-4: Sơ đồ nguyên lý của khổi hiển thị ở phòng giám sát ................................ 33 Hình 4-1: Mạch in của mạch chia áp ........................................................................ 35 Hình 4-2: Vị trí các linh kiện của mạch chia áp ........................................................ 36 Hình 4-3: Hình 3D của mạch chia áp ........................................................................ 36 Hình 4-4: Mạch chia áp ............................................................................................. 37 Hình 4-5: Lắp ráp và kiểm tra khối tiếp nhận lỗi ...................................................... 37 Hình 4-6: Lắp ráp và kiểm tra khối hiển thị lỗi ........................................................ 38 Hình 4-7: Bản vẽ 2D của khối hiển thị ở phòng giám sát ......................................... 38 Hình 4-8: Bản vẽ 2D của khối tiếp nhận lỗi ............................................................ 39 Hình 4-9: Bản vẽ 3D của khối hiển thị lỗi và khối tiếp nhận lỗi .............................. 39 Hình 4-10: Các phần của mô hình............................................................................. 40 Hình 4-11: Mô hình khối hiển thị trong phòng giám sát .......................................... 40 Hình 4-12: Mô hình khối tiếp nhận lỗi ..................................................................... 40 Hình 4-13: Lưu đồ giải thuật của hệ thống ở máy may 1 kim .................................. 42 xiv Hình 4-14: Lưu đồ chương trình con gửi dữ liệu tới khối ở phòng giám sát ............ 43 Hình 4-15: Lưu đồ chương trình con gửi dữ liệu lên cơ sở dữ liệu .......................... 43 Hình 4-16: Lưu đồ chương trình con chuyển trang .................................................. 44 Hình 4-17: Lưu đồ giải thuật khối hiển thị trong phòng giám sát ............................ 45 Hình 4-18: Lưu đồ giải thuật của giao diện người dùng trên web ............................ 46 Hình 4-19: Trang web giám sát khi xảy ra lỗi trên máy may 1 kim ......................... 47 Hình 4-20: Khối hiển thi ở phòng giám sát (bên trái) và khối tiếp nhận lỗi (bên phải) khi xảy ra lỗi trên máy may 1 kim ................................................................... 48 Hình 4-21: Trang web giám sát khi lỗi trên máy may 1 kim đang được xử lý ......... 48 Hình 4-22: Khối hiển thị ở phòng giám sát (bên trái) và khối tiếp nhận lỗi (bên phải) khi lỗi trên máy may 1 kim đang được xử lý ................................................... 49 Hình 4-23: Trang web giám sát khi lỗi ở máy may 1 kim xử lý lỗi xong ................ 49 Hình 4-24: Khối hiển thị ở phòng giám sát (bên trái) và khối tiếp nhận lỗi (bên phải) khi lỗi trên máy may 1 kim được xử lý xong................................................... 50 Hình 4-25: Khối tiếp nhận lỗi khi xảy ra các trường hợp mất kết nối ...................... 51 Hình