Tài liệu Luận văn Hệ thống SCADA ứng dụng GPRS và WebServer

ĐẠI HỌC HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ---------------o0o--------------- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP: HỆ THỐNG SCADA TRONG THỦY LỢI ỨNG DỤNG GPRS, WEBSERVER GVHD: TS Trương Đình Châu SVTH: Đỗ Minh Quốc MSSV: 40801734 Tp HCM, tháng 12/2012 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -----☆----Số: ______ /BKĐT Khoa: Điện – Điện tử Bộ Môn: Điều Khiển Tự Động CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc -----☆----- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 1. HỌ VÀ TÊN SV: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 2. NGÀNH:ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LỚP : DD08KSTD 3. Đề tài: HỆ THỐNG SCADA TRONG THỦY LỢI ỨNG DỤNG GPRS, WEBSERVER 4. Nhiệm vụ (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu): .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 5. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: ............................... 6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ................................... 7. Họ và tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn ................................................................. ..................................... Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ Môn. Tp.HCM, ngày…... tháng….. năm 201.. CHỦ NHIỆM BỘ MÔN PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN: Người duyệt (chấm sơ bộ):....................... Đơn vị:...................................................... Ngày bảo vệ : ........................................... Điểm tổng kết: ......................................... Nơi lưu trữ luận văn: ................................ NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ -----☆?----- CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc. -----☆?----Ngày tháng năm 201.. PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN (Dành cho người hướng dẫn) 1. Họ và tên SV: ĐỖ MINH QUỐC MSSV: 40801734 Chuyên ngành: Điều Khiển Tự Động 2. Đề tài : HỆ THỐNG SCADA TRONG THỦY LỢI ỨNG DỤNG GPRS, WEBSERVER 3. Họ và Tên giáo viên hướng dẫn: ....................................................................................... 4. Tổng quát về bản thuyết minh : Số trang : ................... Số chương : ................... Bảng số liệu : ................... Số hình vẽ : ................... Số tài liệu tham khảo : ................... Phần mềm tính tóan : ................... Hiện vật (sản phẩm) : ................... 5. Tổng quát về các bản vẽ : - Số bản vẽ : Bản A0 ..... Bản A1 ..... Khổ khác ..... - Số bản vẽ vẽ tay : ........ Số bản vẽ trên máy tính : 6. Những ưu điểm chính của LVTN : .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 7. Những thiếu sót chính của LVTN : .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 8. Đề nghị : Được bảo vệ Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ 9. 3 câu hỏi SV phải trả lời trước Hội đồng : a)....................................................................................................................... b) ...................................................................................................................... c)....................................................................................................................... 10. Đánh giá chung (bằng chữ : giỏi, khá, TB) : Điểm ________/10 Giáo Viên Hướng Dẫn Ký tên (ghi rõ họ tên) ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ -----☆----- CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc -----☆----Ngày tháng năm 201.. PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN (Dành cho người phản biện) 1. Họ và tên SV: ĐỖ MINH QUỐC MSSV: 40801734 Chuyên ngành: Điều Khiển Tự Động 2. Đề tài: HỆ THỐNG SCADA TRONG THỦY LỢI ỨNG DỤNG GPRS, WEBSERVER 3. Họ và Tên giáo viên phản biện: ........................................................................................ 4. Tổng quát về bản thuyết minh : Số trang : ................... Số chương : ................... Bảng số liệu : ................... Số hình vẽ : ................... Số tài liệu tham khảo : ................... Phần mềm tính tóan : ................... Hiện vật (sản phẩm) : ................... 5. Tổng quát về các bản vẽ : - Số bản vẽ : Bản A0 ..... Bản A1 ..... Khổ khác ..... - Số bản vẽ vẽ tay : ........ Số bản vẽ trên máy tính : 6. Những ưu điểm chính của LVTN : .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 7. Những thiếu sót chính của LVTN : .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 8. Đề nghị : Được bảo vệ Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ 9. 3 câu hỏi SV phải trả lời trước Hội đồng : a)....................................................................................................................... b) ...................................................................................................................... c)....................................................................................................................... 10. Đánh giá chung (bằng chữ : giỏi, khá, TB) : Điểm ________/10 Giáo Viên Phản Biện Ký tên (ghi rõ họ tên) SVTH: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 LỜI CẢM ƠN Trải qua 4 tháng thực hiện, vận dụng những kiến thức đã được truyền đạt và bên cạnh đó cũng được học hỏi thêm nhiều điều, giờ luận văn tốt nghiệp của em đã hoàn tất. Để có được thành công như vậy không chỉ riêng công sức của em bỏ ra, mà trong đó còn có sự dạy dỗ của cha mẹ, sự chỉ bảo của thầy cô, sự giúp đỡ của bạn bè. Do đó không thể thiếu những lời cảm ơn chân thành từ đáy lòng em đến với những người thân đáng quý này. Lời cảm ơn đầu tiên, em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến những thành viên trong gia đình em, cha mẹ và chị đã dùng tình yêu thương chăm sóc em, động viên em những lúc khó khăn trong lúc thực hiện đề tài, luôn ở bên cạnh em những lúc vui buồn .Bên cạnh đó em xin gửi đến toàn thể thầy cô khoa Điện – Điện tử nói chung và bộ môn tự động nói riêng , đã truyền đạt , chỉ bão , nuôi dưỡng cho em một nền kiến thức bổ ích, cần thiết . Đây chính là nền tảng để em có thể hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp, cũng như hành tranh sau này để em vững bước, hòa nhập trong môi trường làm việc thực tế . Và đặc biệt hơn , em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến với thầy Trương Đình Châu , người đã dìu dắt chỉ dạy, động viên , gợi ý những ý tưởng , hướng dẫn những kiến thức chuyên môn cần thiết, chuyên sâu cần thiết cho đề tài luận văn, nhờ thế mà em mới có thể hoàn thành luận văn này. Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2012 Sinh viên thực hiện ĐỖ MINH QUỐC ii SVTH: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 TÓM TẮT ĐỀ TÀI Ảnh hưởng biến đổi khí hậu mực nước biển dâng cao đang là vấn đề nóng hỏi , cấp bách mà các quốc gia, lãnh thổ trên thế giới đang đối mặt . Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nhiều nhất của hiện tượng này , ngoài ra ở các thành phố lớn ở Việt Nam do hạ tầng chưa phát triển theo kịp với tốc độ phát triển của kinh tế , nên thường xuyên gánh chịu ngập trên diện rộng khi triều cường dâng cao . Bài toán đặt ra hiện tại là tìm ra giải pháp đồng bộ , hiệu quả và có thể triển khai rộng rãi , tận dụng hệ thống cơ sở hạ tầng hiện tại. Được sự gợi ý từ thầy hướng dẫn là TS Trương Đình Châu về tính ứng dụng và khả năng của mạng GPRS , webserver và mô hình hệ thống GIS em đã nhận và thực hiện đề tài luận văn : “HỆ THỐNG SCADA TRONG THỦY LỢI ỨNG DỤNG GPRS, WEBSERVER” Với đề tài này em sẽ sự dụng tính năng phổ biến rộng rãi của mạng GPRS, 3G trong truyền thông hiện nay, tiện ích đồ họa, lưu trữ dữ liệu trong mô hình GIS , và khả năng đa truy cập từ nhiều nơi của mô hình Webserver để xây dựng nên một hệ thống tiện ích cho mọi đối tượng người dùng và quản lý. Hệ thống chỉ dừng ở mức giả lập chưa được đem vào thực tế , với mô hình thiết kế còn đơn giản, nhưng em hy vọng đây sẽ là một tài liệu bổ ích , một hướng đi thử nghiệm cho việc ứng dụng vào thực tế cho những ai quan tâm và muốn tìm hiểu về mô hình điều khiển này. Em xin đón nhận ý kiến đóng góp từ quý thầy cô , bạn bè sinh viên những học giả quan tâm để góp phần hoàn thiện thêm cho đề tài. Xin chân thành cảm ơn. Đỗ Minh Quốc iii SVTH: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 MỤC LỤC TRANG BÌA……………………………………………………………………………………….i NHIỆM VỤ LUẬN VĂN................................................................................................................. PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN ..................................................................................................... LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................... ii TÓM TẮT ĐỀ TÀI .................................................................................................................. iii MỤC LỤC ................................................................................................................................ iv DANH SÁCH HÌNH VẼ .......................................................................................................... vi DANH SÁCH BẢNG BIỂU ..................................................................................................... ix CHƯƠNG 1: .............................................................................................................................. 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN ........................................................... 1 1.1. Giới thiệu sơ lược về GIS: ............................................................................................ 1 1.1.1. Định nghĩa về GIS : ............................................................................................... 1 1.1.2. Ứng dụng trong thực tế: ......................................................................................... 3 1.1.3. Cơ sở dữ liệu địa lý ( Geo Database): ..................................................................... 3 1.2. Mô hình GIS thực hiện trong đề tài : ............................................................................. 5 1.3. Tính ứng dụng của GIS trong việc chống ngập trên diện rộng: .................................... 11 CHƯƠNG 2: ............................................................................................................................ 12 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG GSM và GPRS ....................................................... 12 2.1. Tổng quan về mạng di động GSM: .............................................................................. 12 2.2. Sơ lược tổng quát về hệ thống GPRS: ......................................................................... 18 2.3. Module SIM 900:........................................................................................................ 21 2.3.1. Đặc điểm kỷ thuật của Module Sim 900: .............................................................. 21 2.3.2. Khảo sát sơ đồ chân và chức năng từng chân: ...................................................... 22 2.3.3. Các chế độ hoạt động của module SIM 900: ........................................................ 25 2.3.4. Tập lệnh AT dùng trong module SIM 900: ........................................................... 26 2.3.5. GPRS và tập lệnh AT trong SIM 900: .................................................................. 29 2.4. Giới thiệu sơ nét về 3G: .............................................................................................. 32 2.4.1. 3G là gì? ............................................................................................................. 32 iv SVTH: ĐỖ MINH QUỐC 2.4.2. MSSV:40801734 Kiến trúc mạng 3G(W-CDMA):.......................................................................... 36 CHƯƠNG 3:............................................................................................................................ 40 THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIS CỦA ĐỀ TÀI .......................................................................... 40 3.1. Module thu thập dữ liệu : ............................................................................................ 40 3.1.1. Mô hình trạm thu thập dùng GPRS: .................................................................... 40 3.1.2. Mô hình trạm thu thập RTU 3G: .......................................................................... 52 3.2. Module trung tâm điều khiển (MTU): ......................................................................... 57 3.2.1. Nhiệm vụ : ........................................................................................................... 57 3.2.2. Chương trình điều khiển PLC MTU: .................................................................... 58 3.2.3. Chương trình điều khiển trên nền ngôn ngữ C# : .................................................. 66 3.3. Chương trình Websevices và webserver hiển thị cập nhật mực nước: .......................... 93 3.3.1. Webservice: ......................................................................................................... 93 3.3.2. Web Server: ......................................................................................................... 95 Chương 4: ...............................................................................................................................107 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI...................................107 4.1. Kết quả đạt được:...........................................................................................................107 4.2. Điểm hạn chế: ................................................................................................................107 4.3. Hướng phát triển của đề tài: ...........................................................................................108 TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................................109 v SVTH: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Các thành phần của GIS Hình 1.2 : Mô hình GIS sử dụng trong đề tài Hình 1.3: Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của hệ thống GIS Hình 1.4 :Module thu thập dữ liệu bằng GPRS Hình 1.5 :Module trạm thu thập dữ liệu dùng 3G Hình 1.6 : Mô hình minh họa trạm điều khiển trung tâm Hình 1.7: Mô hình webserver ASP.NET Hình 2.1 : Sơ đồ cấu trúc cơ bản hệ thống GSM. Hình 2.2: Ví dụ về phân cấp địa lý của mạng di động GSM Hình 2.3 : Cấu trúc mạng GPRS dựa trên mạng GSM Hình 2.4. Tham chiếu mô hình GPRS vào mô hình OSI Hình 2.5: Tốc độ truyền trong GPRS Hình 2.6 : Module Sim 900 Hình 2.7 : Sơ đồ chân SIM 900 nhìn từ phía trên Hình 2.8: Thiết lập kết nối giửa SIM 900 và TCP server Hình 2.9: Truyền và nhận dữ liệu giữa module SIM và GPRS server. Hình 2.10: Thực hiện hủy kết nối SIM 900 và GPRS Server Hình 2.11: Băng tần 3G vi SVTH: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 Hình 2.12: Bằng tần chia sẻ các ISP Hình 2.13: Quá trình chuyển đổi Hình 2.14: Kiến trúc mạng 3G W-CDMA Hình 2.15: Mạng lõi Hình 2.16: Mạng truy cập vô tuyến Hình 3.1: Mô hình trạm RTU thu thập mực nước qua GPRS Hình 3.2: Sơ đồ chân Lm3s8962 Hình 3.3: Sơ độ khối module ADC ARM lm3s8962 Hình 3.4: Sơ đồ mạch module SIM 900 Hình 3.5: Giải thuật xử lý và gửi dữ liệu Hình 3.6: Mô hình minh họa trạm đo RTU 3G Hình 3.7: Gửi tín hiệu từ RTU về MTU bằng truyền thông modbus TCP/IP Hình 3.8: Mô hình hệ thống MTU Hình 3.9: Thuật toán di chuyển dữ liệu từ bộ nhớ %MW vào bộ nhớ không xác định Hình 3.10: Mô hình ứng dụng PC server. Hình 3.11: Module kết nối Hình 3.12: Module điều khiển trạm bơm và cổng thoát nước Hình 3.13: Module hiển thị Hình 3.14: Biểu đồ hiển thị dữ liệu mực nước Hình 3.15: Module thực hiện chức năng report vii SVTH: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 Hình 3.16: Giao diện report qua mail Hình 3.17: Giao diện report excel Hình 3.18: Mô hình web xây dựng trên ngôn ngữ ASP.NET Hình 3.19: Màn hình đăng nhập Web Server Hình 3.20: Biểu đồ trên Webserver Hình 3.21: Trang tích hợp giao diện Google Maps viii SVTH: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Bảng chức năng của từng chân SIM 900 Bảng 2.2: Chế độ lệnh AT Bảng 2.3: Tốc độ tối đa có thể đạt được theo lý thuyết: Bảng 3.1: Phân vùng bộ nhớ trong ARM Cortex M3 Lm3s8962 Bảng 3.2: Nguyên tắc phân vùng bộ nhớ Lm3s8962 Bảng 3.3: Danh sách biến trong chương trình PLC RTU GPRS Bảng 3.4: Danh sách biến trong chương trình PLC RTU 3G Bảng 3.5. Danh sách biến trong chương trình PLC MTU ix SVTH: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Giới thiệu tổng quan sơ nét về tính năng ưu điểm mô hình ứng dụng GIS trong SCADA thủy lợi và tổng quan mô hình thiết kế được sử dụng trong đề tài 1.1. Giới thiệu sơ lược về GIS: 1.1.1. Định nghĩa về GIS : GIS là chữ viết tắt của cụm từ Geographic Information System , có nghĩa là hệ thống thông tin địa lý, được hình thành từ những năm 1960 và phát triển rộng rãi trong 10 năm trở lại đây . GIS là một ứng dụng công nghệ tin học được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như kinh tế , xã hội, quốc phòng ở nhiều quốc gia trên thế giới . GIS với mô hình thế giới thực (Real World) cung cấp công cụ hữu dụng cho chính phủ các nước quản lý và quy hoạch một cách hệ thống tài nguyên thiên nhiên của quốc gia mình một cách bền vững và hợp lý . Tuy nhiên, hiện nay có nhiều định nghĩa, quan niệm hay cách nhìn nhận và cách hiểu khác nhau về GIS , nói chung GIS là một hệ thống có thể bao gồm các thành phần sau : con người, phần cứng , phần mềm , cơ sở dữ liệu và quy trình kiến thức chuyên gia nơi tập hợp các quy định , quy phạm , định hướng , chủ trương ứng dụng của nhà quản lý, các kiến thức chuyên ngành , kiến thức về công nghệ thông tin. 1 SVTH: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 Hình 1.1 : Các thành phần của GIS Khi xây dựng hệ thống GIS ta cần quyết định nên thiết lập theo mô hình nào, lộ trình , phương thức thực hiện nào cho phù hợp , phát huy tối đa ưu điểm mà GIS mang lại .Hệ GIS điển hình được thiết lập dựa trên một số khái niệm sau:  Các đặc điểm của thế giới thực trên bề mặt Trái Đất được mô tả lại trên một hệ quy chiếu bản đồ và được lưu lại trong máy tính . Đồng thời , máy tính cũng lưu lại lưới chiếu và các thuộc tính của các đặc điểm bản đồ đó để có thể trả lời câu hỏi như “ chúng ở đâu ?” và “ chúng là cái gì ?”  Các đặc điểm bản đồ có thể được hiển thị hoặc vẽ ra khi ta kết hợp bất kỳ hai hay nhiều đối tượng và hầu như trên bất kỳ một tỷ lệ bản đồ . Tin học hóa các dữ liệu bản đồ phải được sử dụng một cách linh hoạt hơn so với các bản đồ giấy truyền thống.  GIS có khả năng phân tích các mối quan hệ trong không gian giữa các đặc điểm bản đồ. 2 SVTH: ĐỖ MINH QUỐC 1.1.2. MSSV:40801734 Ứng dụng trong thực tế: Theo cách tiếp cận truyền thống , GIS là một hệ thống phần mềm giao điện bản đồ dùng để phân tích hiện tượng sự vật trên Trái Đất . Công nghệ GIS tích hợp các thao tác truy xuất vấn đáp cơ sở dữ liệu và các thống kê phân tích theo không gian. Những đặc điểm này khiến cho GIS phân biệt rõ rang với hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng rãi hơn . Việc áp dụng tin học vào trong thông tin địa lý đã có những bước tiến dài : từ hỗ trợ lập bản đồ ( CAD mapping) đến hệ thống thông tin địa lý (GIS ). Hiện nay từ việc tích hợp công nghệ thông tin mới như hướng đối tượng ,GIS đang có bước chuyển từ hướng tiếp cận dữ liệu ( data approach) sang hướng tri thức(knowledge approach). Vì GIS được thiết kế như một hệ thống chung để quản lý dữ liệu không gian, nó có rất nhiều ứng dụng trong việc phát triển đô thị và môi trường tự nhiên như là: quy hoạch đô thị, quản lý nhân lực, nông nghiệp, điều hành hệ thống công ích, lộ trình, nhân khẩu, bản đồ, giám sát vùng biển, cứu hoả và bệnh tật. Trong phần lớn các lĩnh vực này, GIS đóng vai trò như là một công cụ hỗ trợ quyết định cho việc lập kế hoạch hoạt động. 1.1.3. Cơ sở dữ liệu địa lý ( Geo Database): Hệ thống thông tin địa lý (GIS) sử dụng cơ sở dữ liệu địa lý (geodatabase) làm dữ liệu của mình. Các thành phần của cơ sở dữ liệu không gian bao gồm: * Tập hợp các dữ liệu dạng vector (tập các điểm, đường và vùng) * Tập hợp các dữ liệu dạng raster (dạng mô hình DEM hoặc ảnh) * Tập hợp các dữ liệu dạng mạng lưới (ví dụ như đường giao thông, lưới cấp thoát nước, lưới điện ...) * Tập hợp các dữ liệu địa hình 3 chiều và bề mặt khác * Dữ liệu đo đạc * Dữ liệu dạng địa chỉ 3 SVTH: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 * Các bảng dữ liệu là thành phần quan trọng của cơ sở dữ liệu không gian, được liên kết với các thành phần đồ họa với nhiều kiểu liên kết khác nhau. Về khía cạnh công nghệ, hình thể, vị trí không gian của các đối tượng cần quản lý, được miêu tả bằng các dữ liệu đồ hoạ. Trong khi đó, tính chất các đối tượng này được miêu tả bằng các dữ liệu thuộc tính. Mô hình cơ sở dữ liệu không gian không những quy định mô hình dữ liệu với các đối tượng đồ hoạ, đối tượng thuộc tính mà còn quy định liên kết giữa chúng thông qua mô hình quan hệ và định nghĩa hướng đối tượng bao gồm các tính chất như thừa kế (inherit), đóng gói (encapsulation) và đa hình (polymorphism). Ngoài ra, cơ sở dữ liệu không gian hiện đại còn bao gồm các ràng buộc các đối tượng đồ hoạ ngay trong cơ sở dữ liệu, được gọi là topology. Lập bản đồ và phân tích địa lý không phải là kỹ thuật mới, nhưng GIS thực thi các công việc này tốt hơn và nhanh hơn các phương pháp thủ công cũ. Trước công nghệ GIS, chỉ có một số ít người có những kỹ năng cần thiết để sử dụng thông tin địa lý giúp ích cho việc giải quyết vấn đề và đưa ra các quyết định. GIS cung cấp cả khả năng hỏi đáp đơn giản và các công cụ phân tích tinh vi để cung cấp kịp thời thông tin cho những người quản lý và phân tích. Các hệ GIS hiện đại có nhiều công cụ phân tích hiệu quả, trong đó có hai công cụ quan trọng đặc biệt là phân tích liền kề và phân tích chồng xếp. Nhóm này tạo nên ứng dụng quan trọng đối với nhiều ứng dụng mang tính phân tích. Quá trình chồng xếp sử dụng một số bản đồ để sinh ra thông tin mới và các đối tượng mới. Trong nhiều trường hợp topology mới sẽ được tạo lại. Phân tích chồng xếp khá tốn thời gian và thuộc vào nhóm các ứng dụng có tính chất sâu, khi hệ thống được khai thác sử dụng ở mức độ cao hơn là được sử dụng cho từng vùng cụ thể hoặc cả nước với tỷ lệ bản đồ phù hợp. Chồng xếp là quá trình tích hợp các lớp thông tin khác nhau. Các thao tác phân tích đòi hỏi một hoặc nhiều lớp dữ liệu phải được liên kết vật lý. Sự chồng xếp này, hay liên kết không gian, có thể là sự kết hợp dữ liệu về đất, độ dốc, thảm thực vật hoặc sở hữu đất với định giá thuế. Với nhiều thao tác trên dữ liệu địa lý, kết quả cuối cùng được hiển thị tốt nhất dưới dạng bản đồ hoặc biểu đồ. Bản đồ khá hiệu quả trong lưu giữ và trao đổi thông tin địa lý. GIS cung cấp nhiều công cụ mới để mở rộng tính nghệ thuật và khoa học của ngành bản đồ. Bản đồ hiển thị có thể được kết hợp với các bản báo cáo, hình ảnh ba chiều, ảnh chụp và những dữ liệu khác (đa 4 SVTH: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 phương tiện). Nhờ khả năng xử lý các tập hợp dữ liệu lớn từ các cơ sở dữ liệu phức tạp, nên GIS thích hợp với các nhiệm vụ quản lý tài nguyên môi trường. Các mô hình phức tạp cũng có thể dễ dàng cập nhật thông tin nhờ sử dụng GIS. Các lớp dữ liệu GIS có thể như hình sau: GIS được sử dụng để cung cấp thông tin nhanh hơn và hiệu quả hơn cho các nhà hoạch định chính sách. Các cơ quan chính phủ dùng GIS trong quản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên, trong các hoạt động quy hoạch, mô hình hoá và quan trắc. Thông tin địa lý là những thông tin quan trọng để đưa ra những quyết định một cách nhanh chóng. Các phân tích GIS phụ thuộc vào chất lượng, giá trị và tính tương thích của các dữ liệu địa lý dạng số. Việc chia sẻ dữ liệu sẽ kích thích sự phát triển các nhu cầu về sản phẩm và dịch vụ GIS. Các nguồn dữ liệu tăng thêm nhờ sự kết hợp của GIS với GPS (hệ thống định vị toàn cầu) và công nghệ viễn thám, đã cung cấp các công cụ thu thập dữ liệu hiệu quả hơn. GIS đã được công nhận là một hệ thống với nhiều lợi ích không chỉ trong các công tác thu thập đo đạc địa lý mà còn trong các công tác điều tra tài nguyên thiên nhiên, phân tích hiện trạng và dự báo xu hướng diễn biến tài nguyên môi trường. Tại Việt Nam công nghệ GIS cũng được thí điểm khá sớm, và đến nay đã được ứng dụng trong khá nhiều ngành như quy hoạch nông lâm nghiệp, quản lý rừng, lưu trữ tư liệu địa chất, đo đạc bản đồ, địa chính, quản lý đô thị... Tuy nhiên các ứng dụng có hiệu quả nhất mới giới hạn ở các lĩnh vực lưu trữ, in ấn các tư liệu bản đồ bằng công nghệ GIS. Các ứng dụng GIS thuộc lĩnh vực quản lý, điều hành, trợ giúp quyết định hầu như mới dừng ở mức thử nghiệm, còn cần thời gian và đầu tư mới có thể đưa vào ứng dụng chính thức. 1.2. Mô hình GIS thực hiện trong đề tài : Trong đề tài tốt nghiệp mô hình GIS được thiết kế dựa trên 4 module : 5 SVTH: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 Hình 1.2 : Mô hình GIS sử dụng trong đề tài 6 SVTH: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 Hình 1.3: Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của hệ thống GIS 7 SVTH: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 Module 1: Thiết bị thu thập dữ liệu GPRS UART Hình 1.4 Module thu thập dữ liệu bằng GPRS - Mô hình biến trở mô phỏng dữ liệu cảm biến mực nước , giá trị analog thay đổi khi vặn chỉnh biến trở. - Module bao gồm một vi xử lý ARM Cortex M3 LM3S8962 của hãng Texas Instrument , có bộ ADC được định khoảng thời gian đọc giá trị analog từ cảm biến về ( ở đây ta dùng biến trở để mô phỏng dữ liệu đọc về ) , dòng thời giao tiếp UART với module SIM 900 để gửi thông tin từ cảm biến về cho PC server - Module SIM 900 dùng làm GPRS client giao tiếp với PC qua gói data theo chuẩn TCP/IP, dùng làm bộ chuyển tiếp thông tin đọc từ vi xử lý ARM chuyển đến cho server. Module 2: Trạm thu thập dữ liệu dùng 3G 8