Đồ án Ứng dụng google map trong quản lý lưới điện phân phối (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Ứng dụng google map trong quản lý lưới điện phân phối (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG GOOGLE MAP TRONG QUẢN LÝ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI GVHD: ThS. LÊ TRỌNG NGHĨA SVTH: NGUYỄN TRỌNG TÍN MSSV: 12142331 CAO ĐỨC NHẬT THUẬN MSSV: 12142257 S K L 0 0 4 5 2 0 Tp. Hồ Chí Minh, năm 2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG GOOGLE MAP TRONG QUẢN LÝ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI SVTH: NGUYỄN TRỌNG TÍN - 12142331 CAO ĐỨC NHẬT THUẬN - 12142257 Khoá: 2012 Ngành: CNKT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ GVHD: Th.S LÊ TRỌNG NGHĨA Tp. Hồ Chí Minh, năm 2016
3. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do– Hạnh phúc Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và Tên : NGUYỄN TRỌNG TÍN MSSV: 12142331 CAO ĐỨC NHẬT THUẬN MSSV: 12142257 Lớp : 12142CLC Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Hệ : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Niên khóa : 2012 ÷ 2016 1. Tên đề tài: ỨNG DỤNG GOOGLE MAP TRONG QUẢN LÝ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI. 2. Nhiệm vụ và nội dung: Tìm hiểu các công nghệ GIS hiện nay và các ứng dụng. Thiết kế Bản đồ và giao diện trên Website. Tạo cơ sở dữ liệu cho Bản Đồ. Tạo ứng dụng cập nhật dữ liệu công tơ điện và sơ đồ lưới điện phân phối lên bản đồ. Vận hành mô hình cập nhật dữ liệu tự động lên Bản đồ. 3. Giáo viên hướng dẫn: Th.S LÊ TRỌNG NGHĨA 4. Ngày giao đề tài: Ngày tháng năm 2016 5. Ngày hoàn thành đề tài: Ngày tháng năm 2016 Tp. HCM, ngày tháng năm 2016 Tp. HCM, ngày tháng năm 2016 Giáo viên hướng dẫn Chủ nhiệm bộ môn i
4. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc PHIẾU NHẬN XÉTỦ C A GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: NGUYỄN TRỌNG TÍN MSSV: 12142331 CAO ĐỨC NHẬT THUẬN MSSV: 12142257 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện – Điện Tử Tên đề tài: ỨNG DỤNG GOOGLE MAP TRONG QUẢN LÝ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: Th.S LÊ TRỌNG NGHĨA NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii
5. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc PHIẾU NHẬN XÉTỦ C A GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: NGUYỄN TRỌNG TÍN MSSV: 12142331 CAO ĐỨC NHẬT THUẬN MSSV: 12142257 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện – Điện Tử Tên đề tài: ỨNG DỤNG GOOGLE MAP TRONG QUẢN LÝ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Họ và tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 iii
6. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ  Tp. HCM, ngày tháng năm 2016 Hội đồng bảo vệ iv
7. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Trong suốt khoá học (2012-2016) tại Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, chúng em đã nhận được sự tận tình dạy dỗ của quý Thầy Cô về kiến thức chuyên môn cũng như những kiến thức trong cuộc sống. Từ những kiến thức đó đã giúp chúng em hoàn thành Đồ Án Tốt Nghiệp trong thời gian cho phép. Chúng em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô trong Khoa Điện - Điện tử đã giảng dạy chúng em những kiến thức về chuyên môn và giúp chúng em định hướng theo sự hiểu biết và khả năng để chúng em thực hiện tốt đề tài “Ứng dụng Google Map trong quản lý lưới điện phân phối.” và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn tất khoá học. Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy Lê Trọng Nghĩa, người đã hướng dẫn, giúp đỡ chúng em tận tình và tạo mọi điều kiện tốt cho chúng em thực hiện Đồ Án Tốt Nghiệp này. Ngoài ra, nhóm cũng hết lòng biết ơn Gia Đình, Bạn Bè đã hết lòng giúp đỡ, động viên, ủng hộ và đóng góp ý kiến cho chúng em trong suốt thời gian thực hiện Đồ Án Tốt Nghiệp này. Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! TP. HCM, ngày tháng năm Nhóm thực hiện: Nguyễn Trọng Tín Cao Đức Nhật Thuận v
8. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii NHẬN XÉT ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii NHẬN XÉT iii NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ iv LỜI CẢM ƠN v CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 3 1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3 1.4 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 3 1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 3 1.6 PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN VÀ QUUY TRÌNH THIẾT KẾ 4 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 8 2.1 CƠ SỞ DỮ LIỆU THIẾT KẾ 8 2.1.1 Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý GIS 8 2.1.1.1 Khái niệm công nghệ GIS 8 2.1.1.2 Các thành tố của một hệ thống thông tin địa lý 10 2.1.1.3 Các lĩnh vực khoa học công nghệ liên quan tới GIS 11 2.1.1.4 Ứng dụng công nghệ GIS trong ngành điện 12 2.1.2 Chức năng của hệ thống thông tin địa lý 13 2.1.2.1 Thu thập dữ liệu 13 2.1.2.2 Lưu và thu thập dữ liệu 14 2.1.2.3 Tìm kiếm và phân tích không gian 15 2.1.2.4 Hiển thị đồ họa và tương tác 16 2.1.3 Bản đồ và giao diện trên Website 16 2.1.3.1 Giới thiệu Google Maps APIs 16 vi
9. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.1.3.2 Ngôn ngữ lập trình PHP và HTML 22 2.1.3.3 Cơ sở dữ liệu 23 2.1.4 Chương trình cập nhật dữ liệu tự động 25 2.1.4.1 Giới thiệu Visual Studio 2012 Express 25 2.1.4.2 Hướng dẫn cài đặt Visual Studio 2012 Express 26 2.1.4.3 Làm việc với Visual Studio 2010 30 2.1.5 PHP Designer 8 32 2.1.5.1 Giới thiệu php Designer 8 32 2.1.5.2 Hướng dẫn cài đặt php Designer 8 33 2.2 TIẾN HÀNH THIẾT KẾ 39 2.2.1 Sơ đồ khối của hệ thống 39 2.2.2 Thiết kế Website 40 2.2.4 Thiết kế ứng dụng cập nhật dữ liệu tự động 44 CHƯƠNG III: THI CÔNG MÔ HÌNH 45 3.1 WEBSITE 45 3.1.1 Đăng kí sử dụng Website 45 3.1.2 Đăng kí cơ sở dữ liệu dữ liệu 47 3.1.3 Đưa Google Map lên Website 51 3.1.3.1 Đăng ký Google Map API Key 51 3.1.3.2 Google Map trên Website 53 3.2 MÔ HÌNH ỨNG DỤNG CẬP NHẬT DỮ LIỆU TỰ ĐỘNG 58 CHƯƠNG IV: VẬN HÀNH VÀ KIỂM TRA MÔ HÌNH 61 4.1 VẬN HÀNH MÔ HÌNH 61 4.2 KIỂM TRA TÍNH ỔN ĐỊNH 64 4.3 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH VÀO THỰC TẾ 65 4.4 HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI 66 4.4.1 Điều khiển thiết bị. 66 4.4.2 Kết hợp các thiết bị ghi hình. 67 vii
10. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.4.3 Kết hợp tính năng dẫn đường vào chỉ dẫn sự cố. 68 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN 69 5.1 CÁC VẤN ĐỀ ĐÃ ĐƯỢC GIẢI QUYẾT TRONG ĐỒ ÁN 69 5.1.1 Các vấn đề đã được nghiên cứu 69 5.1.2 Các vấn đề đã được thực hiện 69 5.2 CÁC PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 70 5.2 KẾT LUẬN 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 viii
11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Danh mục hình ảnh Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống quản lý vận hành lưới điện trên bản đồ 1 Hình 1.2: Hệ thống điện thông minh trong tương lai 2 Hình 1.3: Các bước thực hiện đề tài 4 Hình 1.4: Quá trình hình thành ý tưởng 5 Hình 1.5: Quá trình thiết kế 6 Hình 2.1: Hệ thống thông tin địa lý 8 Hình 2.2: Tầng bản đồ 9 Hình 2.3: Tổng quan hệ thống điện 13 Hình 2.4: Thu thập và lưu dữ liệu 15 Hình 2.5: Ứng dụng tạo bản đồ đơn giản được Google hỗ trợ. 17 Hình 2.6: Lập trình Website với PHP và HTML 23 Hình 2.7: Mối liên kết giữa cơ sở dữ liệu và Website 25 Hình 2.8: Phần mềm PHP Designer. 32 Hình 2.9: Giao diện thiết kế của phần mềm PHP Designer. 33 Hình 2.10: Sơ đồ khối của hệ thống. 39 Hình 2.11: Bố cục các thành phần trên Website 41 Hình 2.12: Lưu đồ chương trình tự cập nhật 44 Hình 3.1: Giao diện trang chủ của Hostinger. 45 ix
12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.2: Giao diện các loại dịch vụ. 46 Hình 3.3: Giao diện đăng ký tên miền. 46 Hình 3.4: Giao diện quản lý file. 47 Hình 3.5: Giao diện trang Web db4free.net 48 Hình 3.6: Giao diện điền thông tin tạo tài khoản. 48 Hình 3.7: Giao diện trang đăng nhập cơ sở dữ liệu. 49 Hình 3.8: Giao diện bảng quản lý thông tin. 49 Hình 3.9: Giao diện các trường dữ liệu. 50 Hình 3.10: Bản đồ đại học sư phạm kỹ thuật trên Google Map 55 Hình 3.11: Giao diện web hoàn thiện 57 Hình 3.12: Chương trình tự động cập nhật hoàn thiện 60 Hình 4.1: Sơ đồ vận hành hệ thống 61 Hình 4.2: Ứng dụng thu thập dữ liệu tổng hợp vào file excel. 62 Hình 4.3: Ứng dụng tự động cập nhật số liệu. 63 Hình 4.4: Giao diện Web với số liệu cập nhật 63 Hình 4.5: Ứng dụng hệ thống vào thực tế. 65 Hình 4.7: Kết hợp thiết bị ghi hình kỹ thuật số vào giám sát 67 Hình 4.8: Tính năng dẫn đường đến đối tượng 68 x
13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Dạng dữ liệu của GIS 8 Bảng 2.2: Bảng dữ liệu chỉ số sử dụng điện của khác hàng. 14 Bảng 2.3: Các ứng dụng trên bản đồ khác được Google hỗ trợ để tham khảo 17 xi
14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt 1. GIS: Geographic Information System: Hệ thống thông tin địa lý 2. GIS.FM: Facilities Management: Quản lý thiết bị 3. CMIS: Customer Management Information System: Hệ thống quản lý khác hàng 4. MDMS: Metering Device Management System: Hệ thống quản lý đo đếm 5. AMR: Automatic Meter Reading: Hệ thống tự động đọc công tơ điện 6. DCU: Data Collection Unit: Khối thu thập dữ liệu 7. RF: Radio Frequency: Sóng Radio 8. PHP: Hypertext Preproessor: Ngôn ngữ lập trình PHP 9. HTML: Hypertext Markup Language: Ngôn ngữ lập trình HTML 10. CSDL: Cơ sở dữ liệu xii
15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Chương này trình bày sơ lược quá trình thực hiện đề tài cũng như toàn bộ nội dung của đề tài. Nội dung gồm các phần chính như sau: lý do chọn đề tài, mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, phạm vi và giới hạn nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ngày nay với sự phát triển của công nghệ GIS đã có rất nhiều ứng dụng sử dụng công nghệ này trong giám sát và thu thập thông tin từ xa thông qua hệ thống bản đồ địa lý. Trong lĩnh vực điện năng, việc đưa hệ thống lưới điện lên Google Map giúp cho việc giám sát và thu thập dữ liệu một cách tiện lợi và nhanh chóng bất cứ ở nơi đâu. Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống quản lý vận hành lưới điện trên bản đồ GVHD: TH.S LÊ TRỌNG NGHĨA Trang 1
16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bên cạnh đó để có sự khác biệt với các hệ thống GIS hiện nay trong lĩnh vực điện nhóm nghiên cứu đã kết hợp hệ thống Automatic Meter Reading. Hệ thống Automatic Meter Reading (AMR) là một hệ thống tự động đọc công tơ điện. Hệ thống AMR cho phép tiết kiệm chi phí và lao động, thực hiện việc đo đạc một cách chính xác hơn và cũng có khả năng thực hiện nhiều chức năng khác nhau mà tiện ích không chỉ cho các nhà cung cấp điện, mà còn cho người sử dụng điện. Automatic Meter Reading là một quá trình lưu lại việc đọc các công tơ năng lượng dựa trên kỹ thuật số. Thấy được lợi ích to lớn của hệ thống GIS và hệ thống Automatic Meter Reading nên nhóm nghiên cứu quyết định kết hợp cả hai để trở thành một ứng dụng hiệu quả hơn nên chúng em đã chọn đề tài là “Ứng dụng Google Map trong quản lý lưới điện phân phối” Hình 1.2: Hệ thống điện thông minh trong tương lai GVHD: TH.S LÊ TRỌNG NGHĨA Trang 2
17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Mục tiêu của đề tài này chủ yếu tập trung vào nghiên cứu việc cập nhật dữ liệu tự động từ đồng hồ EPM 5500P và hiển thị thông tin của các trạm biến áp trong trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM thông qua các ứng dụng của Google Maps APIs. Mục tiêu cụ thể như sau: Giới thiệu tổng quan về GIS. Giới thiệu tổng quan về Google Maps APIs. Lập trình Website bằng ngôn ngữ lập trình PHP. Viết chương trình cập nhật dữ liệu tự động. 1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Dựa vào kết quả mô hình thu thập dữ liệu, tập trung tìm cách đưa dữ liệu đã đưa về máy tính dưới dạng file Excel lên bản đồ Google Map tự động. Tiến hành xây dựng mô hình Bản đồ Google Map thực tế để kiểm tra tính thực thi, khả năng ứng dụng cũng như đánh giá được ưu nhược điểm để có phương hướng phát triển cho các sản phẩm tiếp theo. Nội dung nghiên cứu chỉ xoay quanh vấn đề thu thập dữ liệu tự động và cập nhật. Tiến hành nghiên cứu cải tiến phương pháp cập nhật dữ liệu thủ công thành một hệ thống tự động và thông minh hơn, tiến tới điều khiển online lưới điện phân phối sử dụng GIS. 1.4 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Do bị giới hạn về thời gian và kinh phí nên nhóm nghiên cứa chỉ giới hạn đề tài ở mức độ đưa dữ liệu của đồng hồ EPM 5500 lên bảng đồ tự động và thể hiện thông tin của một số đối tượng khác được kí hiệu trên Google Map. 1.5 . Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Việc nghiên cứu thành công đề tài này mang lại nhiều ý nghĩa sâu sắc: Giám dữ liệu công tơ điện trực tiếp trên Google Map, từ đó điện lực không phải đi đến trực tiếp từng hộ để ghi số điện kế sử dụng. Tốc độ cập nhật dữ liệu nhanh. GVHD: TH.S LÊ TRỌNG NGHĨA Trang 3
18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hiển thị các thành phần và thông tin của lưới điện phân phối trên Google Map để cung cấp thông tin cho các mục đích khác như sửa chữa, bảo trì. Hướng tới mô hình ngoài khả năng cập nhật dữ liệu và giám sát còn có khả năng cảnh báo và điều khiển từ xa. Có thể sử dụng ứng dụng chỉ đường của Google Map để chỉ dẫn đến địa điểm sự cố trên lưới điện. Kết hợp với các hệ thống ghi hình trực tuyến như Camara để giám sát trực tiếp các thiết bị trên hệ thống điện. Quản lý mất điện trên lưới điện trên bản đồ. 1.6 PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN VÀ QUUY TRÌNH THIẾT KẾ Để thực hiện đề tài nhóm chia đề tài thành 4 phần: VẬN HÀNH VÀ HÌNH THÀNH THIẾT KẾ HỆ THI CÔNG Ý TƯỞNG THỐNG KIỂM TRA Hình 1.2: Các bước thực hiện đề tài GVHD: TH.S LÊ TRỌNG NGHĨA Trang 4
19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình thành ý tưởng Hình 1.3: Quá trình hình thành ý tưởng GVHD: TH.S LÊ TRỌNG NGHĨA Trang 5
20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế hệ thống Hình 1.4: Quá trình thiết kế GVHD: TH.S LÊ TRỌNG NGHĨA Trang 6
21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tìm hiểu và thu thập dữ liệu thiết kế. Tìm hiểu về Google Maps APIs, tìm hiểu về ngôn ngữ lập trình PHP và HTML, tìm hiểu về các cơ sở dữ liệu. Xây dựng cấu trúc Website. Khởi tạo các trường dữ liệu trong cơ sỡ dữ liệu. Thiết lập cấu trúc ứng dụng cập nhật dữ liệu tự động. Vẽ lưu vận hành hệ thống. Thi công. Thiết kế giao diện Website. Tạo cơ sở dữ liệu. Thiết kế ứng dụng cập nhật dữ liệu tự động. Vận hành và kiểm tra Mô hình cập nhật dữ liệu tự động từ đồng hồ EPM 5500P lên Google Map. Kiểm tra lỗi và tính ổn định của mô hình trong quá trình vận hành. GVHD: TH.S LÊ TRỌNG NGHĨA Trang 7
22. S K L 0 0 2 1 5 4