1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
NGUYỄN HỒNG PHÚC

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG BIỂU QUYẾT ĐIỆN TỬ SỐ
Nghành: Công nghệ Điện tử- Viễn Thông
Chuyên nghành: Kỹ thuật Điện tử
Mã số: 60.52.70 LUẬN VĂN THẠC SĨ


động viên khích lệ tôi vượt qua mọi khó khăn để hoàn thành luận văn.
Hà Nội, ngày 24 tháng 12 năm 2009

Nguyễn Hồng Phúc
3
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi không trùng lặp với các đề tài
khóa trước đã thực hiện và nội dung luận văn không sao chép của bất kỳ luận
văn nào khác. Nếu có bất kỳ sự gian lận nào, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Người cam đoan

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BIỂU QUYẾT ĐIỆN TỬSỐ
(DCN) 11
1.2. Giới thiệu tổng quan hệ thống biểu quyết điện tử số DCN 12
1.2.1 Thiết bị phân tập 13
1.2.2 Thiết bị điều khiển trung tâm CCU 13
1.3. Định tuyến hệ thống âm thanh trong hệ DCN 14
1.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết số 15
1.4.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết điện tử số 15
1.4.2 Cấu trúc Bộ điều khiển trung tâm CCU 15
1.4.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết điện tử số DCN 16
1.5. Các phần mềm ứng dụng điều khiển hệ thống biểu quyết điện tử số DCN: 17
CHƯƠNG 2:

CẤU HÌNH HỆ THỐNG BIỂU QUYẾT ĐIỆN TỬ SỐ DCN
18
2.1 Cấu hình hệ thống biểu quyết số DCN 18
2.1.2 Hệ thống biểu quyết điện tử số DCN Multi- CCU 18
2.2 Thông số các cổng của CCU khi kết nối với PC và kết nối với camera 20
2.3 Thông số kỹ thuật cổng nối tiếp RS 232 21
2.3.1 Truyền thông giữa hai nút 25
2.3.2 Truy xuất trực tiếp thông qua cổng COM 26
CHƯƠNG 3:GIAO DIỆN ĐIỂU KHIỂN TỪ XA ĐẾN HỆ THỐNG DCN 27
3.1 Mô hình hệ thống điều khiển từ xa 27
3.2 Các thông số điều khiển từ xa 27
3.2.1 Kiểu thông báo định dạng 27
3.2.2 Kiểu định dạng thông báo cơ bản 28
3.2.3 Định dạng yêu cầu điều khiển từ xa 28
3.2.4 Định dạng đáp ứng điều khiển từ xa 29
3.2.5 Định dạng thông báo cập nhật MDSC_NOTIFY 29
3.2.6 Định dạng thông số truyền thông 30

6 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT

T
Ừ VIẾT
TẮT
NỘI DUNG Ý NGHĨA
ACN Audio Communication Network Mạng truyền âm thanh
AT Attendance Registration Đăng ký điểm danh
CCU Central Control Unit. Bộ điều khiển trung tâm

number.
Thiết bị được khai báo trong hệ
thống DCN.
VT Voting application Ứng dụng biểu quyết
7 DANH MỤC CÁC BẢNG

Tên bảng Nội dung
Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của chuẩn RS232
Bảng 1.2 Chức năng cổng nối tiếp
Bảng 1.3 Các ngắt cổng COM
Bảng 1.4
Thông số kết nối đường truyền
Bảng 1.5
Sự kiện comevent

Bảng 1.6
Bảng các sự kiện

Bảng 1.7 Bảng thiết lập giao thức bắt tay
Tín

hiệu

truyền

của

ký

tự

‘A’

2.4
Sơ

đồ

chân

cổng

nối

tiếp

2.5
Kết



dùng

tín

hiệu

bắt

tay

3.1
Sơ đồ ghép nối với bộ điều khiển từ xa
3.2
Sơ đồ trạng thái truyền trong thủ tục truyền “ FULL”
4.1
Giao diện chính phần mềm biểu quyết
4.2
Giao diện Danh sách đăng ký phát biểu
4.3
Giao diện hiển thị kết quả biểu quyết
4.4
Cơ sở dữ liệu đại biểu
4.5
Cơ sở dữ liệu các tỉnh, thành phố
4.6
Toàn cảnh phiên họp Quốc hội
4.7
Hệ thống biểu quyết tại Hội trường Bộ Quốc phòng
4.8
10 MỞ ĐẦU
Ngày nay, lĩnh vực Công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) đang được
phát triển mạnh mẽ với những công nghệ hiện đại mới được ra đời. Nó đã xâm
nhập vào mọi lĩnh vực của đời sống xã hội. Việc xã hội hoá thông tin trong đó
phát triển từ phần cứng, phần mềm, hệ thống mạng viễn thông cho tới các hệ
thống dành cho xử lý thông tin, hệ thống truyền thông, các hệ thống điều khiển
từ xa, v.v…đã góp phần nâng cao chất lượng, độ tin cậy, hiệu quả công việc tiết
kiệm về mặt thời gian, không gian, địa điểm với khoảng cách xa có thể kết nối
điều khiển từ xa.
Hệ thống biểu quyết điện tử số DCN sử dụng các công nghệ kỹ thuật số
hiện đại cho việc điều khiển các hội nghị với hàng nghìn người. Hệ thống này
đạt được hiệu quả ưu việt từ điều khiển âm thanh, đăng ký đại biểu, phân quyền
người truy cập, truyền đa ngôn ngữ, biểu quyết điện tử, ghép nối điều khiển từ
xa đều đã được tích hợp vào hệ thống.
Với phương thức biểu quyết truyền thống bằng hình thức giơ tay, bỏ phiếu
kín thì mất nhiều công sức và thời gian kiểm phiếu mất thời gian, dễ sai sót.
Biểu quyết điện tử số cho kết quả biểu quyết nhanh chóng, độ tin cậy cao và có
khả năng lưu trữ trạng thái biểu quyết.
Đề tài Luận văn “Nghiên cứu Hệ thống biểu quyết điện tử số” có nội dung
nghiên cứu một hệ thống với các tính năng nổi trội, độ tin cậy về kỹ thuật, các
thông số truyền dẫn, ghép nối điều khiển từ xa với trung tâm điều khiển. Qua đó,
ta có thể phát triển nhiều ứng dụng nhằm khai thác hệ thống tốt nhất như điều
khiển hội nghị từ xa, biểu quyết điện tử từ xa.
Luận văn gồm 4 chương.
Chương 1: Tổng quan hệ thống biểu quyết điện tử số DCN.

Hình 1.1: Sơ đồ tổng quan hệ thống biểu quyết số.
Hệ thống biểu quyết điện tử số sử dụng công nghệ kỹ thuật điện tử viễn thông
mới nhất hiện nay. Hệ thống biểu quyết điện tử DCN bao gồm như hình 1.1:
1. Trung tâm điều khiển.
Bộ vi xử lý trung tâm, Bộ xử lý số tín hiệu, Bộ nhớ EPROM,…
Quản lý cơ sở dữ liệu đại biểu, Quản lý điều khiển microphone đại biểu:
danh sách đăng ký phát biểu, danh sách phát biểu, điều khiển tắt mở
microphone, Điều khiển biểu quyết điện tử: khởi tạo thời gian, biểu quyết, huỷ
biểu quyết, hiển thị kết quả biểu quyết, quản lý điểm danh đại biểu v.v…
2. Hệ thống ghép nối âm thanh mở rộng.
Hệ thống này tạo đường âm thanh chất lượng cao ghép nối với hệ thống âm
thanh ngoài: mixer, bộ khuyếch đại công suất (amplifier), loa.
3. Hệ thống phát hồng ngoại.
12

Hệ thống phiên dịch hồng ngoại sử dụng sóng hồng ngoại để phát các
kênh dịch riêng lẻ. Ứng với mỗi kênh hồng ngoại là một ngôn ngữ dịch. Qua bộ
thu hồng ngoại người nghe lựa chọn ngôn ngữ phù hợp với ngôn ngữ của mình.
4. Hệ thống mạng.
Hệ thống này sử dụng để kết nối điều khiển từ xa, chẳng hạn: truyền hình
hội nghị, điều khiển từ xa hệ thống biểu quyết điện tử số DCN, mạng máy tính
điều khiển, hiển thị thông tin đại biểu, kết quả biểu quyết, thông báo hội nghị,
nhắn tin…
1.2. Giới thiệu tổng quan hệ thống biểu quyết điện tử số DCN:

- Quản lý cơ sở dữ liệu.
- Quản lý điều khiển microphone.
- Quản lý danh sách đại biểu.
- Quản lý điều khiển biểu quyết điện tử số.
6. Các thiết bị lắp đặt:
- Hộp kết nối đa mục đích,
- Bộ khuyếch đại
- Bộ điều khiển microphone
- Bộ điểu khiển biểu quyết.
- Hộp đọc thẻ.
Ngoài ra, thiết bị DCN có thể mở rộng một cách thích nghi với các hệ
thống như hệ thống video, hiển thị dữ liệu, hệ thống Camera TV, PC, hệ thống
giám sát hiển thị, hệ thống khuếch đại PA, hệ thống loa và hệ thống in ấn.
1.2.1 Thiết bị phân lập
Bao gồm các thiết bị thực hiện các chức năng như sau:
Nghe, đăng ký phát biểu, phát biểu, nhận thông tin thông báo trên màn
hình, liên lạc nội bộ giữa các đại biểu và thực hiện biểu quyết, cắm thẻ đại biểu.
Chẳng hạn như: Hộp microphone chủ toạ, Hộp microphone đại biểu, bàn phiên
dịch…
1.2.2 Thiết bị điều khiển trung tâm CCU
Thiết bị điều khiển trung tâm CCU là trái tim của hệ thống DCN. Bộ điều
khiển trung tâm CCU có thể hoạt động điều khiển hội nghị độc lập.
- CCU có thể hoạt động thông qua máy tính sử dụng phần mềm điều
khiển.
- CCU có khả năng điều khiển 240 thiết bị phân tập;
- Khi tăng dung lượng điều khiển thì có thể mở rộng CCU slave kết nối
tối đa 16 có nghĩa là có khả năng điều khiển mở rộng hệ thống lên 3840 thiết bị
tương ứng với hội nghị có 3840 đại biểu.
- CCU cho phép quản lý điểu khiển microphone, hệ thống dịch đồng bộ,
biểu quyết điện tử, nhiều phương tiện khác như các kênh tiếng số, kênh dữ liệu

Tín hiệu âm thanh Voice từ người phát biểu được thu bởi microphone, tín
hiệu microphone được qua bộ chuyển đổi A/D rồi qua ghép kênh truyền dẫn đến
bộ trộn âm thanh Audio Mixer rồi đến bộ chuyển đổi D/A đưa ra đến bộ
khuyếch đại công suất rồi đến Loa ( loa đại biểu, loa PA,…).

15

1.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết số
1.4.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết điện tử số
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống biểu quyết số được trình bày trên
hình 1.3 dưới đây.


phương tiện giữa vi xử lý trung tâm đến các thiết bị ghép nối vào CCU.
- Việc truyền thông thông qua hệ thống dây mạng để kết nối các thiết bị
với nhau và truyền thông của CCU với các khối IC chức năng được thực hiện
trên nguyên tắc truyền thông giữa các khối truyền thông mạng và âm thanh
ACN1, ACN2 và ACN3 với nhau.
- ACN1 được lắp đặt trong các thiết bị đại biểu, chủ toạ, bàn phiên dịch
ACN1 kết nối với CCU thông qua ACN2, bằng việc gửi và nhận (hoạt động hay
không hoạt động, kích hoạt hay thụ động).
- ACN2 nhận thông tin từ ACN1 và ACN3 và truyền đến bộ vi xử lý
trung tâm.
- ACN3 có chức năng chỉ nhận dữ liệu chẳng hạn bộ chọn kênh chỉ nhận
thông tin.
- PREADIC ( Profession Audio Encoding Decoding Intergrated Circuit)
là bộ xử lý tích hợp bộ chuyển đổi tương tự ra số và bộ chuyển đổi số sang
tương tự: chẳng hạn tín hiệu từ microphone qua A/D để xử lý tương tự ra tín
hiệu số rồi qua bộ mã hóa để mã hóa tín hiệu số rồi truyền đi, còn tín hiệu số
nhận được qua bộ giải mã đến bộ D/A để xử lý số ra tương tự rồi khuếch đại ra
loa.
- Để đưa kết quả biểu quyết ra bảng hiển thị thì bộ điều khiển trung tâm
truyền dữ liệu qua cổng COM theo chuẩn RS 232.
- Để dùng máy vi tính PC điều khiển, kết nối với bộ điều khiển trung tâm
thông qua Card mạng kết nối chuyên dụng.
- Để đưa hình ảnh camera ra màn hình ngoài thông qua đường video của
hệ thống chuyển mạch camera.
Hình ảnh bên trong thiết bị trung tâm CCU như trình bày trên hình 1.4.
được phát biểu hay không được phát biểu hoặc dự thính.
+ Phần mềm biểu quyết điện tử là phần mềm điều khiển hệ thống DCN
biểu quyết: đặt chế độ biểu quyết: nghị viện kín hay nghị viện công khai, thời
gian biểu quyết, khởi tạo biểu quyết, tạm dừng quá trình biểu quyết, kết thúc quá
trình biểu quyết, huỷ bỏ quá trình biểu quyết và hiện thị kết quả biểu quyết.
+ Phần mềm hiển thị kết quả biểu quyết là phần mềm đưa ra số liệu biểu
quyết.
+ Phần mềm quản lý Microphone là phần mềm cho phép đại biểu đăng ký
phát biểu vào danh sách đại biểu, huỷ đăng ký, thêm đăng ký, điều khiển phát
biểu, vào danh sách phát biểu…Điều khiển DCN hoạt động ở các chế độ
microphone: chế độ đăng ký phát biểu, chế độ tự động bật microphone, chế độ
chiếm microphone (FIFO)…
+ Phần mềm quản lý vắng mặt, điểm danh là phần mềm kiểm tra số
lượng đại biểu có mặt, vắng mặt, hiển thị thông tin đại biểu đăng nhập hệ thống,
thoát khỏi hệ thống.

18 CHƯƠNG 2
CẤU HÌNH HỆ
THỐNG BIỂU QUYẾT ĐIỆN TỬ SỐ DCN
VÀ GIAO

TIẾP

CỐNG

NỐI


- Bộ chuyển mạch điều khiển camera được kết nối vào (port) 2 của bộ
điều khiển trung tâm CCU theo thông số cổng: (8,N,1) với tốc độ 19.2 kbps,
giao thức protocol: CAMERA. Bằng kết nối này, hệ thống biểu quyết điện tử
số sẽ tự động tìm đến vị trí đại biểu khi đại biểu bật microphone.
2.1.2 Hệ thống biểu quyết điện tử số DCN Multi- CCU
Khi hội nghị có số lượng lớn đại biểu tham dự thì hệ thống biểu quyết
19

điện tử số cần được mở rộng bằng cách sử dụng kết nối nhiều bộ điều khiển
trung tâm được kết nối theo hình 2.2

Hình 2.2: Kết nối hệ thống biểu quyết điện tử số Multi CCU

Thiết lập tốc độ truyền dẫn:
Serialspeed <number> <baudrate>
Number 1 or 2 cổng lôgic 1 hoặc 2
Baudrate 19200 Các giá trị: 9600,19200,57600 và 115200
Các kiểu thủ tục truyền thông:
Serial protocol<number><type>
Number 1 or 2 Cổng lôgic 1 hoặc 2
Terminal cổng sử dụng mã ACII
Simple Thủ tục truyền simple
Full Thủ tục truyền Full
Type
Camera Cổng sử dụng chuyển mạch video
Thông số 2 cổng COM:
Chức năng
cổng COM
Remote control
( Điều khiển từ xa)
Camera control
( Điều khiển
Camera)
DCN PC control
( Máy tính điều
khiển DCN)
Port 1:
Remote
SERIALPORT2

1

SERIALSPEED2

Port 1:
DCN PC
control
Port 2
Camera
control
SERIALPORT1

2

SERIALSPEED1

19200

SERIALPROTOCOL
1

CAMERA
Không ứng dụng SERIALPORT2

1

SERIALSPEED2

115200

SERIALPROTOCOL
2

FULL


tính

và

ngoại

vi

có các

ưu

điểm

sau:

-

Khoảng

cách

truyền

xa

hơn

truyền


khiển

hay

PLC

(Programmable

Logic

Device).

-

Cho

phép

nối

mạng.

-

Có

thể

tháo


nguồn

cho

các

mạch

điện

đơn

giản

Các

thiết

bị

ghép

nối chia thành

2

loại:

DTE


MODEM

còn

DTE

là các

thiết

bị

tiếp

nhận

hay

truyền

dữ

liệu

như

máy

tính,


(nhận)

và

TxD

(truyền).

Các

tín

hiệu

còn

lại

có

chức năng

hỗ

trợ

để

thiết


điểm

của

quá

trình

truyền

dùng

tín

hiệu

bắt

tay

là

có

thể

kiểm

soát

định

mức

logic

1

ứng

với

điện

áp

từ

-3V

đến

-25V

(mark),

mức

logic


dòng

từ

10

mA

đến

20

mA. Ngoài

ra,

tất

cả

các

ngõ

ra

đều

có


đến

20.000

bps

nhưng

nếu

cáp truyền

đủ

ngắn

có

thể

lên

đến

115.200

bps.

22


chỉ

được

truyền

theo

1

hướng.

-

Bán

song

công

(half-duplex):

dữ

liệu

truyền

theo


số

liệu

được

truyền

đồng

thời

theo

2

hướng.

Định

dạng

của

khung

truyền

dữ



P

Stop

0

1

Khi

không

truyền

dữ

liệu,

đường

truyền

sẽ

ở

trạng

thái


10V)

và

sau

đó

lần

lượt

truyền

từ

D0

đến

D7
và

Parity,

cuối

cùng


mô

tả

như

sau

(truyền

ký

tự

A):

Hình



thuật

của

chuẩn

RS-232

như

sau:

Chiều

dài

cable

cực

đại

15m

Tốc

độ

dữ


ngõ

ra

có

tải



5V

đến



15V

Trở

kháng

tải

3K

đến

7K


vào

3K

đến

7K

Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật của chuẩn RS 232
Các

tốc

độ

truyền

dữ

liệu

thông

dụng

trong

cổng



Hình

2.4:

Sơ

đồ

chân

cổng

nối

tiếp.
Cổng

COM

có

hai



các

chân
cổng nối tiếp RS232 được
mô

tả

theo bảng 1.2 sau:

D25

D9

Tín

hiệu

Hướng

truyền

Mô
t
ả

1

-


liệu

truyền

3

2

RxD

DCE->DTE

Received

data:

dữ

liệu

nhận

4

7

RTS

DTE->DCE


send:

DCE

sẵn

sàng

nhận

dữ

liệu

24

6

6

DSR

DCE->DTE

Data

set

ready:


DCD

DCE->DTE

Data

carier

detect:

DCE

phát

hiện

sóng

mang

20

4

DTR

DTE->DCE

Data


23

-

DSRD

DCE->DTE

Data

signal

rate

detector:

dò

tốc

độ

truyền

24

-

TSET


Element

Timing:

tín

hiệu

định

thời

17

-

RSET

DCE->DTE

Receiver

Signal

Element

Timing:

tín


Remote

Loopback:

Tạo

ra

bởi

DCE

khi

tín

hiệu

nhận

14

-

STxD

DTE->DCE

Secondary


To

Send

13

-

SCTS

DCE->DTE

Secondary

Clear

To

Send

12

-

SDSRD

DCE->DTE

Secondary


độ

test

10

-

Dành

riêng

cho

chế

độ

test

11

Không

dùng

Bảng 1.2: Chức năng các chân của cổng nối tiếp.
Hình

2.5:

Kết

nối

đơn

giản

trong

truyền

thông

nối

tiếp
Khi

thực

hiện

kết

nối


nhau.

Khi

có

dữ

liệu

đến

DTE,

dữ

liệu

này

sẽ

được

đưa

vào

bộ


dùng

sơ

đồ

sau:

Hình

2.6:

Kết

nối

trong

truyền

thông

nối


tích

cực

tác

động

lên

DSR

của

DTE2 cho

biết

sẵn

sàng

nhận

dữ

liệu

và


RTS

để

tác

động

đến

chân

CTS

của

DTE2

cho

biết

DTE1

có

thể nhận

dữ


nhau

nên

phải thực

hiện

điều

khiển

lưu

lượng.

Quá

trinh

điều

khiển

này

có

thể

thực

hiện

bằng

hai

ký

tự

Xon
có giá trị 11h
và

Xoff có giá tri 13h.

Ký

tự

Xon

được

DCE

gửi


tự Xoff.

Quá

trình

điều

khiển

bằng

phần

cứng

dùng

hai

chân

RTS

và

CTS.

Nếu