Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Điện Tử Viễn Thông
======o0o======

Báo cáo tiến độ môn học: Hệ thống viễn thông
Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua Internet
Giảng viên hướng dẫn:

Th.s Nguyễn Anh Quang

Nhóm sinh viên thực hiện:
Họ và tên

SHSV

1.Nguyễn Đức Quân

20092119

2.Vương Sỹ Huấn

20109280

3.Trần Thanh Thủy

20092658

4.Sài Việt Hưng

20109293

Hà Nội/04/2014


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

Lời nói đầu
Hệ thống mạng truyền thông công nghiệp thường liên kết số lượng lớn
đòi hỏi các thiết bị được kết nối thông qua một đường truyền mạng duy nhất,
ổn định và có tính chống nhiễu cao.
Vì thế trong đề tài này, chúng em đã tập trung nghiên cứu, xây dựng
giao thức truyền tin giữa máy tính và vi điều khiển qua mạng Ethernet - giao
thức có băng thông đủ lớn, đáng tin cậy và có nhiều ưu điểm - để ứng dụng
trong mạng truyền thông công nghiệp.
Trong đề tài này mục tiêu của chúng em là điều khiển 1 vài module
công suất (thông qua relay điện tử) như máy bơm, quạt, chuông, đèn,… được
lắp đặt ở nhà. Các lệnh điều khiển có thể thực hiện bằng bất cứ công cụ nào
có kết nối internet (điện thoại, laptop) và ở bất cứ đâu thông qua trình duyệt
web thông dụng như Firefox, GoogleChrome, Opera Mini trên mobile,…

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

1


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

Chương I: Tổng quan
1.1 Sơ đồ khối của hệ thống

Sau đây là sơ đồ khối chung nhất của hệ thống mà chúng em định xây

dựng.

Laptop, Mobile, các
thiết bị có thể kết nôi
Internet

TCP/IP

Modem –
Switch
Tại nơi đặt
thiết bị

Máy tính có kết nối
mạng LAN với thiết
bị
LAN

LAN

IC ENC28j60

SPI

Motor

I/O

Vi điều khiển trung
tâm

PIC 18F4550

I/O
Led

I/O

LCD

Hình 1: Sơ đồ khối chung của hệ thống
Ý tưởng : Chúng em sẽ xây dựng một website sử dụng phần mềm Adobe CS5
để viết giao diện HTML. Sau đó nhúng nó vào vi điều khiển PIC 18F4550.
Các thiết bị có thể kết nối Internet như laptop, điện thoại có thể truy cập
website này thông qua mạng. Vi điều khiển PIC sẽ được kết nối trực tiếp với

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

2


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

IC có chức năng điều khiển ethernet EN28j60 thông qua giao tiếp SPI. IC này
sẽ được kết nối với Modem – Switch tại nơi đặt thiết bị.
Mạch có chức năng bật tắt các thiết bị điện tử. Ở đây chúng e demo thử với 2
đèn LED được kết nối với PIC. Các nút bật tắt có thể điều khiển trực tiếp
được thông qua giao diện của Website với người dùng.

1.2 Chi tiết các khối
1.2.1 Khối điều khiển Ethernet - ENC28J60

 ENC28J60 Là bộ điều khiển Ethernet sử dụng định chuẩn 10Base
với tốc độ 10Mbps phù hợp với tiêu chuẩn IEEE 802.3
Nó được cấu thành từ lớp PHY (lớp vật lý) và lớp dưới MAC, một bộ
nhớ RAM có dung lượng 8Kbytes để nhận các gói tin trong quá trình
truyền nhận và một module truyền thông nối tiếp SPI.

Hình 2: Khối điều khiển Ethernet - ENC28J60

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

3


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

 ENC28J60 gồm 7 khối chính
1 - Giao diện SPI làm việc như một kênh truyền .
2 - Các thanh ghi điều khiển để điều khiển và giám sát ENC28J60.
3 - Một bộ đệm RAM cổng đôi để truyền nhận các gói dữ liệu.
4 - Một bộ phân xử để điều khiển truy nhập tới bộ đệm RAM khi có
yêu cầu từ các khối truyền, nhận và DMA.
5 - Một giao tiếp bus để chuyển dữ liệu và lệnh đã nhận qua giao diện
SPI.
6 - Khối MAC (Medium Access Control) phù hợp với tiêu chuẩn IEEE
802.3.
7 - Khối PHY (Physical layer – Lớp vật lý) để mã hoá và giải mã dữ
liệu tương tự trên cáp xoắn đôi.

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet


4


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

Hình 3: Sơ đồ các khối chính của ENC28J60
 Đặc Điểm:
Tất cả bộ nhớ bên trong ENC28J60 là kiểu RAM tĩnh (SRAM ).
- Có 3 loại bộ nhớ :
+ Bộ nhớ chứa các thanh ghi điều khiển được sử dụng để cấu hình, điều
khiển và lấy lại trạng thái của ENC28J60. Chúng được đọc và ghi trực
tiếp bởi giao tiếp SPI.
+ Bộ nhớ chứa các thanh ghi điều khiển được chia thành 4 ngăn (bank )
có thể được chọn bởi các bit chọn ngăn BSEL1:BSEL0 trong thanh ghi
ECON1. Mỗi bank dài 32 bytes và được đánh 5 bit địa chỉ. Vị trí của 5

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

5


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

bytes cuối cùng (từ 1Bh đến 1Fh) của tất cả các bank đều có chung năm
thanh ghi EIE, EIR, ESTAT, ECON1, ECON2.
+ Bộ đệm Ethernet là bộ nhớ đệm có được sử dụng để truyền và nhận
dữ liệu. Kích thước của bộ đệm là 8Kbyte và được chia thành bộ đệm
nhận và bộ đệm truyền. Trong đó, kích thước và vị trí của các bộ đệm
trên được lập trình bởi vi điều khiển qua giao tiếp SPI. Nội dung của
bộ đệm Ethernet được truy cập thông qua các con trỏ đọc và ghi kết

hợp với các lệnh đọc và ghi bộ nhớ đệm SPI.
+ Bộ đệm nhận là vùng nhớ tạm thời dùng để lưu dữ liệu nhận được từ
mạng Ethernet. Các cặp thanh ghi ERXSTH: ERXSTL và ERXNDH :
ERXNDL đóng vai trò như là các con trỏ để xác định kích thước và vị
trí của bộ đệm trong bộ nhớ. Khi các byte của dữ liệu nhận được từ
giao diện Ethernet thì chúng sẽ được ghi vào trong bộ đệm nhận một
cách tuần tự.
+ Bộ đệm truyền sẽ chiếm phần bộ nhớ còn lại trong bộ đệm Ethernet.
Bộ đệm này cũng được xác định kích thước và vị trí thông qua các cặp
thanh ghi ETXST và ETXSN như các con trỏ. Dữ liệu trước khi truyền
lên mạng Ethernet sẽ được lưu tạm thời trong vùng nhớ này.
Các thanh ghi PHY được sử dụng để cấu hình, điều khiển và lấy lại trạng
thái của module PHY. Các thanh ghi này không được truy nhập trực tiếp qua
giao diện SPI, chúng chỉ có thể được truy nhập qua MII thực hiện trong
MAC.
Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

6


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

Mọi hoạt động của ENC28J60 phụ thuộc vào toàn bộ các lệnh được
đưa từ vi điều khiển thông qua giao diện SPI. Các lệnh này được sử dụng để
truy nhập tới bộ nhớ chứa các thanh ghi điều khiển và bộ đệm Ethernet.
 Quá trình gửi và nhận
Module MAC bên trong ENC28J60 sẽ tự động gửi đi trường mở đầu và
phân định đầu khung khi truyền. Ngoài ra, MAC có thể gửi thêm bất kì phần
đệm nào (nếu cần) và phần kiểm soát lỗi CRC. Trong khi đó, vi điều khiển sẽ
phải thực hiện việc ghi tất cả những trường hợp còn lại của khung Ethernet

vào bên trong bộ nhớ đệm trước khi được truyền đi. Để truyền đi một bức
điện Ethernet thì vi điều khiển cần thực hiện các bước sau:
1. Điều khiển con trỏ ETXST để trỏ vào vùng nhớ nào hiện thời không sử
dụng.
2. Sử dụng lệnh ghi bộ nhớ đệm WBR để ghi byte điều khiển, sau đó đến các
trường của khung Ethernet : địa chỉ MAC đích và nguồn, kiểu/ độ dài và dữ
liệu mạng.
3. Điều khiển con trỏ ETXSD để chỉ tới byte cuối cùng của dữ liệu mang.
4. Xóa bit TXIF và đặt bit TXIE trong thanh ghi EIR, đặt bit INTIE trong
thanh ghi EIE để có thể thực hiện một ngắt khi cần thiết.
5. Quá trình truyền được bắt đầu khi đặt bit TXRTS của thanh ghi ECON1.
Khi quá trình truyền bức điện được thực hiện thành công hoặc ngưng lại khi
có một nguyên nhân nào đó thì bit TXRTS của thanh ghi ECON1 sẽ được

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

7


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

xóa, 7 byte vector trạng thái truyền sẽ được ghi vào vị trí bởi ETXND +1, bit
TXIF của thanh ghi EIR sẽ được đặt và ngắt được tạo ra. Để kiểm tra nếu bức
điện được gửi thành công, bit TXABRT của thanh ghi ESTAT sẽ được đọc.
1.2.2 Khối vi điều khiển trung tâm PIC 18F4550

Hình 4: PIC 18F4550
Các thông số cần quan tâm:
+ Kiểu bộ nhớ: FLASH
+ Bộ nhớ chương trình: 32KB

+ Tốc độ CPU chuẩn: 12 MIPS
+ RAM: 2048 bytes
+ EEPROM 256 bytes
+ Các giao tiếp: UART, I2C, SPI, USB2.0
+ Công cụ lập trình: CCS PICC
+…

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

8


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

1.3 Một số khái niệm
1.3.1 Cấu trúc một gói tin IP:
Bit

0-3

4-7

8-15

16-

offset
0

19-31


18
Version Header Differentiated
length

32

Services

Identification

64

Time to Live

Total length

Flag

Protocol

Fragment offset
Header Checksum

96

Source Address

128


Destination Address

160

Options

160/192

Padding

Data

 Flags: Các gói tin khi truyền trên đường đi có thể bị phân thành nhiều gói
tin nhỏ. Trường Flags dùng để điều khiển phân đoạn và lắp ghép gói tin.
Bít 0: chưa sử dụng, luôn lấy giá trị 0
Bít 1: 0 ứng với gói tin bị phân mảnh, 1 ứng với gói tin không bị phân
mảnh.
Bít 2: 0 ứng với gói tin thuộc phân đoạn cuối cùng của gói tin gốc, 1
ứng với gói tin không phải là phân đoạn cuối cùng của gói tin gốc.

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

9


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

 Time To Live-1byte: quy định thời gian tồn tại tính bằng giây của gói tin
trong mạng. Thời gian này được đặt bởi trạm gửi và giảm đi (thường quy
ước là 1) khi gói tin đi qua mỗi router của liên mạng. Một giá trị tối thiểu

phải đủ lớn để mạng hoạt động tốt.
 Protocol: Chỉ tầng giao thức kế tiếp sẽ nhận vùng dữ liệu ở trạm đích. TCP
có ứng với giá trị 6.
 IP Option-độ dài thay đổi: Khai báo các lựa chọn do người sử dụng yêu
cầu, ví dụ: mức độ bảo mật, đường mà gói tin được gửi đi, timestamp ở
mỗi router.
 Data: chứa thông tin lớp trên ,chiều dài thay đổi đến 64Kb.
1.3.2 Cấu trúc gói tin TCP và quá trình kết nối của giao thức TCP

Header

0-3

0

4-9

10-15

16-31

Source Port

Destination Port

32

Sequential Number

64


Acknowledgement Number

96

Data

Reserved

Flags

Windown

offset
128

Checksum

Urgent Point

160

Options

160/192

Data

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet


10


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

Đơn vị dữ liệu trong TCP được gọi là Segment với cấu trúc như sau:
 Data offset-4bit: độ dài của phần header tính theo đơn vị từ 32 bit.
Tham số này chỉ ra vị trí bắt đầu của nguồn dữ liệu.
 Flags: các bít điều khiển
URG: Vùng con trỏ khẩn (Urgent pointer) có hiệu lực
ACK: Vùng báo nhận ACK number có hiệu lực
PSH: Chức năng PUSH
RST: khởi động lại liên kết
SYN: đồng bộ hoá số hiệu tuần tự
FIND: không còn dữ liệu từ trạm nguồn
 Urgent Pointer-2byte: nếu cờ URG bật thì giá trị trường này chính là số
từ 16 bit mà số thứ tự gói tin (sequence number) cần dịch trái.
 Option-2byte: vùng tuỳ chọn, khai báo các option của TCP trong đó có
độ dài tối đa của vùng TCP data trong một segment.
 TCP data: chứa dữ liệu của tầng trên (trong mô hình 7 lớp OSI). Thông
tin về giao thức của tầng trên không được chỉ rõ trong phần header mà
phụ thuộc vào cổng được chọn .Có độ dài tối đa ngầm định là 536byte.
Giá trị này có thể khai báo trong trường Option.

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

11


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông


1.3.3 Quá trình thiếp lập kết nối của giao thức TCP
TCP đòi hỏi phải thiết lập kết nối trước khi bắt đầu gửi dữ liệu và kết thúc kết
nối khi việc gửi dữ liệu hoàn tất.
Các trạng thái kết nối :
- LISTEN: đang đợi yêu cầu kết nối từ một TCP và cổng bất kỳ ở xa
(trạng thái này thường do các TCP server đặt).
- SYN-SENT: đang đợi TCP ở xa gửi một gói tin TCP với các cờ SYN
và ACK được bật (trạng thái này thường do các TCP client cài đặt).
- SYN-RECEIVED: đang đợi TCP ở xa gửi lại một tin báo nhận sau khi
đã gửi cho TCP ở xa đó một tin báo nhận kết nối(connnection
acknowledgment)(thường do TCP server đặt).
- ESTABLISHED: cổng đã sẵn sàng nhận/gửi dữ liệu với TCP ở xa (đặt
bởi TCP client và server).
- TIME-WAIT: đang đợi qua đủ thời gian để chắc chắn là TCP ở xa nhận
được đã nhận được tin báo nhận về yêu cầu kết thúc kết nối của nó. Một
kết nối có thể ở trạng thái TIME-WAIT trong vòng tối đa 4 phút.
1.3.4 Thiết lập kết nối
TCP sử dụng quy trình bắt tay 3 bước. Trước khi client thử kết nối với một
server, server phải đăng ký một cổng và mở cổng đó cho các kết nối: đây
được gọi là mở bị động. Một khi mở bị động đã được thiết lập thì một client
có thể bắt đầu mở chủ động. Quá trình kết nối diễn ra :

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

12


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông


1. Mở chủ động được thực hiện bằng các gửi một SYN cho server
2. Server trả lời bằng một SYN-ACK
3. Cuối cùng, client gửi một ACK lại cho server
Tại đây cả client và server đều đã nhận được một tin báo
nhận(acknowledgement) về kết nối.
1.3.5 Truyền dữ liệu
+Truyền dữ liệu không lỗi (do có cơ chế sữa lỗi/truyền lại)
+Truyền lại các gói dữ liệu mất trên đường truyền
+Loại bỏ các gói dữ liệu trùng lặp
+Cơ chế hạn chế tắc nghẽn đường truyền
Ở hai bước đầu tiên trong ba bước bắt tay, hai máy tính trao đổi một số thứ tự
gói ban đầu (Initial Sequence Number-ISN). Số này có thể chọn một cách
ngẫu nhiên. Số thứ tự này được dùng để đánh dấu các khối dữ liệu gửi từ mỗi
máy tính. Sau mỗi byte được truyền đi, số này được tăng lên. Nhờ vậy ta có
thể sắp xếp lại chúng cho khi tới máy tính kia bất kể các gói tin tới nơi theo
thứ tự thế nào.Chỉ có byte dữ liệu đầu tiên được gán số thứ tự trong trường số
thứ tự của gói tin và bên nhận sẽ gửi tin báo nhận bằng cách gửi số thứ tự của
byte đang chờ.
Số thứ tự và tin báo nhận giải quyết được các vấn đề về lặp gói tin,
truyền lại những gói tin bị hỏng/mất và các gói tin đến sai thứ tự. Để phục vụ
mục đích kiểm tra, các gói tin có trường giá trị tổng kiểm (checksum).

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

13


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

Kích thước cửa sổ TCP là chiều dài (byte) của khối dữ liệu có thể lưu

trong bộ đệm bên nhận. Bên gửi chỉ có thể gửi tối đa lượng thông tin chứa
trong cửa sổ này trước khi nhận được tin báo nhận.
1.3.6 Kết thúc kết nối
Sử dụng quá trình bắt tay 4 bước và chiều của kết nối kết thúc độc lập với
nhau. Khi một bên muốn kết thúc, nó gửi đi một gói tin FIN và bên kia gửi lại
tin báo nhận ACK. Vì vậy, một quá trình kết thúc tiêu biểu sẽ có 2 cặp gói tin
trao đổi. Một kết nối có thể tồn tại ở dạng nửa mở: một bên đã kết thúc gửi
dữ liệu nên chỉ nhận thông tin, bên kia tiếp tục gửi.
1.3.7 Khái niệm về IPv4
Bit class

Net ID

Host ID

Bit class : xác định lớp sử dụng.
Class A : bit 0 , 7 bit Net ID , 24 bit Host ID
Class B : bit 10 ,14 bit Net ID , 16 bit Host ID
Class C : bit 110 , 21 bit Net ID , 8 bit Host ID
1.3.8 Khái niệm Ethernet
Ethernet là kiểu mạng cục bộ (LAN) được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay vì
Ethernet chỉ là mạng cấp dưới (lớp vật lý và một phần lớp liên kết dữ liệu), do
đó có thể sử dụng các giao thức khác nhau ở phía trên, trong đó TCP/IP là tập
giao thức được sử dụng phổ biến nhất bởi Ethernet có tính năng mở.

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

14



Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

+ Ethernet chỉ qui định lớp vật lí và lớp MAC, cho phép các hệ thống khác
nhau tùy ý thực hiện các giao thức và dịch vụ phía trên.
+ phương pháp truy nhập bus ngẫu nhiên CSMA/CD không yêu cầu các trạm
tham gia phải biết cấu hình mạng, vì vậy có thể bổ xung hay tách một trạm ra
khỏi mạng mà không ảnh hưởng tới các phần còn lại.
+ việc chuẩn hóa sớm trong IEEE 802.3 giúp cho các nhà cung cấp sản phẩm
thực hiện dễ dàng hơn.
1.3.9 Mô hình osi 7 lớp

- Lớp ứng dụng (Application layer)
Có chức năng cung cấp các dịch vụ cao cấp (trên cơ sở các giao thức
cao cấp) cho người sử dụng và các chương trình ứng dụng. Lớp này
như là giao diện của người sử dụng và các ứng dụng để truy cập các
Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

15


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

dịch vụ mạng.
Lớp ứng dụng cung cấp các chức năng sau:
- Chia sẻ tài nguyên và các thiết bị.
- Truy cập file từ xa.
- Truy cập máy in từ xa.
- Hỗ trợ RPC.
- Quản lý mạng.
- Dịch vụ thư mục.


- Lớp biểu diễn dữ liệu (Presentation layer)
Lớp này trên máy tính truyền dữ liệu làm nhiệm vụ dịch dữ liệu được
gửi từ tầng Application sang dạng Fomat chung. Và tại máy tính nhận,
lớp này lại chuyển twf Fomat chung sang định dạng của tầng
Application. Lớp thể hiện thực hiện các chức năng sau:
- Dịch các mã kí tự từ ASCII sang EBCDIC.
- Chuyển đổi dữ liệu, ví dụ từ số interger sang số dấu phảy động.
- Nén dữ liệu để giảm lượng dữ liệu truyền trên mạng.
- Mã hoá và giải mã dữ liệu để đảm bảo sự bảo mật trên mạng.
- Lớp phiên (Session layer)
Lớp phiên thành lập một kết nối giữa các tiến trình đang chạy trên các
máy tính khác nhau. Các chức năng của tầng phiên bao gồm:
- Cho phép tiến trình ứng dụng đăng kí một địa chỉ duy nhất như là

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

16


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

NetBIOS name. Lớp này lưu các địa chỉ đó để chuyển sang địa chỉ của
NIC từ địa chỉ của tiến trình.
- Thành lập, theo dõi, kết thúc Virtual circuit session giữa hai tiến trình
dựa trên địa chỉ duy nhất của nó.
- Định danh thông báo, thêm các thông tin xác định bắt đầu và kết thúc
thông báo.
- Đồng bộ dữ liệu và kiểm tra lỗi.
- Lớp vận chuyển (Transport layer) :

Cung cấp các dịch vụ cho việc thực hiện vận chuyển dữ liệu giữa các
chương trình ứng dụng một cách tin cậy, bao gồm cả khắc phục lỗi và
điều khiển lưu thông. Đảm bảo dữ liệu được truyền đi không bị mất và
bị trùng.
Các nhiệm vụ cụ thể của lớp vận chuyển là :
- Nhận các thông tin từ tầng trên và chia nhỏ thành các đoạn dữ liệu
nếu cần.
- Cung cấp sự vận chuyển tin cậy (End to End) với các thông báo
(Acknowledment).
- Chỉ dẫn cho máy tính không truyền dữ liệu khi buffer là không có sẵn.
- Lớp mạng (Network layer)
Cung cấp các dịch vụ về chọn đường đi và kết nối giữa hai hệ thống,
điều khiển và phân phối dòng dữ liệu truyền trên mạng để tránh tắc
nghẽn. Lớp mạng có trách nhiệm địa chỉ hoá, dịch từ địa chỉ logic sang
Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

17


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

địa chỉ vật lý, định tuyến dữ liệu từ nơi gửi tới nơi nhận.
Thành phần chính của lớp mạng là mỗi mạng trong liên mạng được gán
một địa chỉ, có thể dùng nó để định tuyến một gói tin. Nó đảm nhiệm
các nhiệm vụ sau:
- Định địa chỉ
- Xây dựng các thuật toán định tuyến
- Cung cấp các dịch vụ kiên kết
- Lớp liên kết dữ liệu (Data link layer)
Truyền các khung dữ liệu từ máy tính này sang máy tính khác qua tầng

vật lý, đảm bảo tin cậy, gửi các khối dữ liệu với các cơ chế đồng bộ
hoá, kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu. Cụ thể lớp dât link thực
hiện các chức năng sau:
- Thành lập và kết thúc liên kết logic giữa hai máy tính.
- Đóng gói dữ liệu thô từ tầng vật lý thành các Frame.
- Điều khiển các frame dữ liệu: phân tích các tham số của frame dữ
liệu, phát hiện lỗi và gửi lại dữ liệu nếu có lỗi.
- Quản lý quyền truy nhập cáp, xác định khi nào thì máy tính có quyền
truy nhập cáp.
- Lớp vật lý (Physical layer)
Đảm nhiệm toàn bộ công việc truyền dẫn dữ liệu bằng phương tiện vật
lý. Xác định các giao diện về mặt điện học và cơ học giữa một trạm
thiết bị và môi trường truyền thông cụ thể như sau:
Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

18


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

- Các chi tiết về cấu trúc mạng (bus, cây, hình sao,...)
- Chuẩn truyền dẫn (RS-485, IEC 1158-2, truyền cáp quang,...)
- Phương pháp mã hóa bit (NRZ, Manchester, FSK,...)
- Chế độ truyền tải
- Tốc độ truyền dữ liệu
- Giao diện cơ học ( phích cắm, giắc cắm,...)

1.3.10 Khái niệm ARP
- ARP là phương thức phân giải địa chỉ động giữa địa chỉ lớp network và địa
chỉ lớp datalink. Quá trình thực hiện bằng cách: một thiết bị IP trong mạng

gửi một gói tin broadcast đến toàn mạng yêu cầu thiết bị khác gửi trả lại địa
chỉ phần cứng ( địa chỉ lớp datalink ) .
- Quá trình thực hiện ARP được bắt đầu khi một thiết bị nguồn trong mạng IP
có nhu cầu gửi một gói tin IP. Trước hết thiết bị đó phải xác định xem địa chỉ
IP đích của gói tin có phải nằm cùng trong mạng nội bộ của mình hay không.
Nếu đúng vậy thì thiết bị sẽ gửi trực tiếp gói tin đến thiết bị đích. Nếu địa chỉ
IP đích nằm trên mạng khác, thì thiết bị sẽ gửi gói tin đến một trong các
router nằm cùng trên mạng nội bộ để router này làm nhiệm vụ forward gói tin.
- Các loại bản tin ARP
Có hai dạng bản tin trong ARP :
+Request : Khởi tạo quá trình, gói tin được gửi từ thiết bị nguồn tới thiết bị
đích

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

19


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

+ Reply : Là quá trình đáp trả gói tin ARP request, được gửi từ máy đích đến
máy nguồn
Có 4 loại địa chỉ trong một bản tin ARP :
1. Sender Hardware Address : địa chỉ lớp hai của thiết bị gửi bản tin
2. Sender Protocol Address : Địa chỉ lớp ba ( hay địa chỉ logic ) của thiết bị
gửi bản tin
3. Target Hardware Address : Địa chỉ lớp hai ( địa chỉ phần cứng ) của thiết bị
đích của bản tin
4. Target Protocol Address : Địa chỉ lớp ba ( hay địa chỉ logic ) của thiết bị
đích của bản tin

- Các bước hoạt động của ARP :
1. Source Device Checks Cache : Trong bước này, thiết bị sẽ kiểm tra cache (
bộ đệm ) của mình. Nếu đã có địa chỉ IP đích tương ứng với MAC nào đó rồi
thì lập tức chuyển lên bước 9
2. Source Device Generates ARP Request Message : Bắt đầu khởi tạo gói tin
ARP Request với các trường địa chỉ như trên
3. Source Device Broadcasts ARP Request Message : Thiết bị nguồn quảng
bá gói tin ARP Request trên toàn mạng
4. Local Devices Process ARP Request Message : Các thiết bị trong mạng đều
nhận được gói tin ARP Request. Gói tin được xử lý bằng cách các thiết bị đều
nhìn vào trường địa chỉ Target Protocol Address. Nếu trùng với địa chỉ của
mình thì tiếp tục xử lý, nếu không thì hủy gói tin.
Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

20


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

5. Destination Device Generates ARP Reply Message : Thiết bị với IP trùng
với IP trong trường Target Protocol Address sẽ bắt đầu quá trình khởi tạo gói
tin ARP Reply bằng cách lấy các trường Sender Hardware Address và Sender
Protocol Address trong gói tin ARP nhận được đưa vào làm Target trong gói
tin gửi đi. Đồng thời thiết bị sẽ lấy địa chỉ datalink của nó để đưa vào trường
Sender Hardware Address
6. Destination Device Updates ARP Cache : Thiết bị đích ( thiết bị khởi tạo
gói tin ARP Reply ) đồng thời cập nhật bảng ánh xạ địa chỉ IP và MAC của
thiết bị nguồn vào bảng ARP cache của mình để giảm bớt thời gian xử lý cho
các lần sau
7. Destination Device Sends ARP Reply Message : Thiết bị đích bắt đầu gửi

gói tin Reply đã được khởi tạo đến thiết bị nguồn. Gói tin reply là gói tin gửi
unicast
8. Source Device Processes ARP Reply Message : Thiết bị nguồn nhận được
gói tin reply và xử lý bằng cách lưu trường Sender Hardware Address trong
gói reply như địa chỉ phần cứng của thiết bị đích
9. Source Device Updates ARP Cache : Thiết bị nguồn update vào ARP cache
của mình giá trị tương ứng giữa địa chỉ network và địa chỉ datalink của thiết
bị đích. Lần sau sẽ không còn cần tới request.

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

21


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

1.3.11 So sánh mô hình OSI và mô hình TCP/IP
 TCP/IP dùng để chỉ cả một bộ giao
thức và dịch vụ truyền thông được
công nhận thành chuẩn cho Internet.
 Cho đến nay, TCP/IP đã thâm nhập
tới rất nhiều phạm vi ứng dụng khác
nhau, trong đó có mạng máy tính cục
bộ và mạng truyền thông công nghiệp.
 Kiến trúc giao thức TCP/IP gồm 5 lớp
độc lập như sau:
- Lớp ứng dụng
- Lớp vận chuyển
- Lớp mạng
- Lớp liên kết dữ liệu

- Lớp vật lý
 Nếu tách riêng TCP và IP thì đó là
những chuẩn riêng về giao thức
truyền thông, tương đương với lớp vận
chuyển và lớp mạng trong mô hình
OSI (Open Systems Interconnection
Reference Model - Mô hình tham
chiều kết nối các hệ thống mở).
 Nhưng ta cũng dùng TCP/IP để chỉ
một mô hình truyền thông ra đời trước
OSI

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

22


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

Hình 6: Giao diện Website với người dùng

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

23


Báo cáo môn học hệ thống viễn thông

Kết luận
Để đề tài có tính ứng dụng cao cần nhiều yếu tố, trong khoảng thời gian cho

phép chúng em sẽ cố gắng tối ưu, mở rộng và hoàn thiện để sản phẩm ngày
càng phù hợp với yêu cầu thực tế.
Với sự hiểu biết, kinh nghiệm làm việc và thời gian còn hạn chế nên
chúng em không thể tránh khỏi những khiếm khuyết. Để hoàn thành đề tài
này chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến nhiệt tình từ thầy cô
và bạn bè. Trong báo cáo tới chúng em sẽ hoàn thành tốt hơn và sẽ trình bày
chi tiết hơn nữa.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Th.s Nguyễn Anh Quang đã
hướng dẫn, tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đề tài này !
Chúng em xin chân thành cám ơn!
Nhóm sinh viên thực hiện

Đề tài: Điều khiển thiết bị điện tử qua mạng Internet

24