KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018 2019 P a g e 77 | 82 THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐỊNH VỊ NHÓM SỬ DỤNG GPS VÀ THU PHÁT THÔNG TIN KHÔNG DÂY Giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn Bình Sinh viên thực[.]
KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐỊNH VỊ NHÓM SỬ DỤNG GPS VÀ THU PHÁT THÔNG TIN KHÔNG DÂY Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Bình Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Châu Lớp: CQ.56.TĐH Nguyễn Tấn Phát Lớp: CQ.56.TĐH Trường Văn Trọng Lớp: CQ.56.TĐH Nguyễn Công Trường Lớp: CQ.56.TĐH Tóm tắt: Trên giới có nhiều ứng dụng GPS lĩnh vực: hàng không, hàng hải, nông nghiệp, khoa học, trắc địa, quân sự, dịch vụ tài chính, vơ tuyến viễn thơng, giao thơng, mạng xã hội, định vị vị trí,… Tầm quan trọng GPS sống thật cần thiết (có thể coi bắt buộc) Đây động lực để nhóm nghiên cứu tiến hành phân tích, lựa chọn hướng dẫn tiêu chuẩn phần mềm phù hợp để thiết kế thiết bị định vị nhóm sử dụng GPS thu phát thơng tin khơng dây Từ khóa: GPS, định vị đồ, google map, Neo ĐẶT VẤN ĐỀ Trên giới, hệ thống định vị phát triển sớm áp dụng lĩnh vực quân hay gọi hệ thống định vị tồn cầu (GPS) Từ thấy tầm quan trọng hệ thống định vị thu thập thông tin, với phát triển xã hội, cơng nghệ, dân số,… việc định vơ cần thiết Khả tìm đường vấn đề khó khăn khơng dùng hệ thống định vị Thế giới phát triển, đường xá ngày có nhiều tuyến phức tạp khiến người phải dựa vào hệ thống định vị có thiết bị thơng minh có điện thoại Nhưng phần vấn đề đề cập đến, nước ta có nhiều địa điểm du lịch cịn hoang sơ, chưa có phủ sóng vơ tuyến, muốn du lịch khám phá đòi hỏi khách du lịch phải có kinh nghiệm nhờ hướng dẫn viên thực chuyến Hằng năm, giới khơng người thất lạc thực chuyến vùng khắc nghiệt, hoang sơ, khơng có sóng liên lạc Chính ngun nhân nói dựa vào lợi GPS dùng miễn phí Khi người vị trí trái đất bắt tín hiệu vệ tinh để xác định vị trí mà khơng cần dùng đến sóng điện thoại hay internet,… Chỉ cần thiết bị sử dụng lượng điện để thực kết nối đến vệ tinh vấn đề giải gần 80% CÁC NỘI DUNG CHÍNH 2.1 Phương pháp nghiên cứu - Đọc, phân tích, so sánh tài liệu có liên quan ban hành VN giới - Sử dụng phần mềm để lập mơ hình thơng tin 2.2 Phương tiện nghiên cứu: Máy tính, internet, phần mềm ứng dụng P a g e 77 | 82 KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 2.3 Nội dung nghiên cứu thực 2.1 Tổng quan cơng nghệ định vị - Hệ thống định vị tồn cầu GPS (Global Positioning System )hiện giới biết đến sử dụng rộng rãi Bao gồm khoảng 27 ( có thêm ) vệ tinh quay xung quan trái đất có 3/27 vệ tinh có nhiệm vụ dự phòng xếp cách phù hợp để đứng vị trí bắt tín hiệu vệ tinh - Hệ thống định vị GPS gồm có thành phần : + Trạm khơng gian (Space Segment) + Trung tâm điều khiển (Control Segment) + Máy thu tín hiệu GPS (User Segment) - GPS thành cấp dịch vụ với độ xác khác nhau: dịch vụ định vị xác (PPS Precise Positioning Service), dịch vụ định vị chuẩn không rào chắn( SPS without SA Standard Positioning Service without SA) dịch vụ định vị chuẩn có rào chắn (SPS with SA) - GPS hệ thống định vị, giám sát ứng dụng vào nhiều hạng mục đời sống giúp người dùng làm chủ tình cần thiết, cung cấp thơng tin an tồn cho hành trình bạn 2.2 Nghiên cứu cơng nghệ thu phát tín hiệu khoảng cách xa - Nguyên lý công nghệ định vị GPS: Hình Ảnh mơ tọa độ tính tốn GPS - Ngun lý thu phát tín hiệu tầm xa sóng RF: dùng mạch dao động RF để tạo tín hiệu cho định tần số theo mạch cộng hưởng LC, để tạo lượng dạng sống điện từ trường có tần số RF ổn định, có biên độ sóng ổn định ta dùng P a g e 78 | 82 KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 làm sóng có lượng để tạo kết nối thiết bị phát thiết bị thu, cịn gọi sóng RF hay sóng mang - Nguyên lý truyền sóng Bluetooth: Bluetooth giao tiếp sóng radio băng tần 2.4 đến 2.480 GHz, gần với chuẩn Wifi 2.4GHz - Giới thiệu module GPS (Neo 6M) – Máy thu GPS: Module NEO-6 dòng mang lại hiệu suất cao hãng ublox với máy định vị kết hợp thu nhỏ Thiết kế với mục đích tiêu thụ điện thấp, chi phí giá thành thấp Quản lý lượng thông minh bước đột phá cho ứng dụng cần lượng thấp - Giới thiệu Module RF CC2530: Module ZigBee CC2530+PA 2.4GHz 2.5mW dùng chip RF CC2530 hãng TI (Texas Instruments) tích hợp với vi điều khiển 8051 thu phát khơng dây bên trong, module truyền sóng 2.4 GHZ chuẩn IEEE 802.15.4, khoảng cách xa, sử dụng giao tiếp SPI Module ZigBee CC2530 phù hợp với dự án robot thám hiểm, thăm dò, Smarthome, IoT Cấu hình nút trực tiếp module Hình Sơ đồ chân chip CC2530 - Giới thiệu module Bluetooth HC-05: Đây module bluetooth 2.0 truyền nhận tín hiệu có khoảng cách tối đa tầm 15m - Giới thiệu truyền thông Serial UART 2.3 Thiết kế thiết bị thu phát thông tin từ xa - Nhiệm vụ khối module thiết bị: + Vi xử lý: Nhiệm vụ vi xử lý lấy liệu truyền qua cổng UART kết nối module RF CC2530 BlueTooth,… P a g e 79 | 82 KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 + Module GPS Neo-6M: kết nối đến vệ tinh để lấy tín hiệu tọa độ trái đất, tín hiệu trả bao gồm : tên vệ tinh, tốc độ truyền, tọa độ, thời gian thực + Module Bluetooth HC06: Lấy tín hiệu xử lý dạng số gửi lên thiết bị di động có hỗ trợ kết nối Bluetooth để người dùng quan sát - Sơ đồ kết nối mạch thiết bị: Hình Sơ đồ khối nguyên lý thiết bị - Lập trình giải thật - Hình ảnh mạch hồn thiện Khối mạch thu xử lý tín hiệu GPS: Hình Sơ đồ kết nối mạch phần tử dùng PIC 18F43K22 P a g e 80 | 82 KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 Hình Sơ đồ kết nối mạch phần tử dùng Arduino Khối Phát GPS qua sóng mang RF CC2530 có sơ đồ sau: Hình Sơ đồ mạch phát GPS 2.4 Xây dựng chương trình giám sát vị trí, hỗ trợ liên lạc điều kiện khơng có tín hiệu điện thoại - Giới thiệu phần mềm Android Studio - Xây dựng giao diện người dùng ứng dụng - Phương pháp lập trình ứng dụng - Hướng dẫn sử dụng ứng dụng Kết nghiên cứu bình luận: Thiết kế thành cơng mạch thiết bị định vị nhóm dùng GPS thu phát thơng tin không dây P a g e 81 | 82 KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 KẾT LUẬN Việc ứng dụng thành tựu khoa học công nghệ lĩnh vực đời sống quan trọng.Vì thế,đề tài xây dựng thành công thiết bị định vị giám sát vị trí thu phát thơng tin khơng dây dựa thiết bị thực tế đưa vào thử nghiệm Tuy số yếu mặt phần cứng phần mềm thiết bị đáp ứng yêu cầu đặt Tài liệu tham khảo [1] Nguồn: https://stackoverflow.com/: Diễn đàn lập trình giới, giải tấc vấn đề lập trình cung cấp code mẫu.Tài liệu lập trình Android trang: https://github.com [2] Nguồn: https://developers.google.com: diễn đàn hỗ trợ tính năng, API, liên quan mà Google cung cấp [3] Nguồn: https://www.arduino.cc/: Lập trình cho dịng Arduino.ZIGBEE CC2530 manual [4] Nguồn: https://www.ccsinfo.com: Diễn đàn hỗ trợ lập trình họ PIC P a g e 82 | 82 ... dùng ứng dụng - Phương pháp lập trình ứng dụng - Hướng dẫn sử dụng ứng dụng Kết nghiên cứu bình luận: Thiết kế thành cơng mạch thiết bị định vị nhóm dùng GPS thu phát thông tin không dây P a g... 2018-2019 KẾT LUẬN Việc ứng dụng thành tựu khoa học công nghệ lĩnh vực đời sống quan trọng.Vì thế,đề tài xây dựng thành công thiết bị định vị giám sát vị trí thu phát thơng tin không dây dựa thiết bị. .. Giới thiệu truyền thông Serial UART 2.3 Thiết kế thiết bị thu phát thông tin từ xa - Nhiệm vụ khối module thiết bị: + Vi xử lý: Nhiệm vụ vi xử lý lấy liệu truyền qua cổng UART kết nối module RF