Đồ án điện viễn thông mô phỏng và thực nghiệm một trong những ứng dụng thực tế nhất

    111Equation Chapter Section TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN ĐIỆN VIỄN THƠNG MƠ HÌNH ĐÈN GIAO THƠNG NGÃ TƯ Ngành: CNKT Điện tử - Viễn thông Mã số: 7510302 Sinh viên thực : Ngô Ngọc Vũ Trần Ngọc Cương   Nguyễn Văn Đương Giảng viên hướng dẫn : TS.Lê Trọng Hiếu i     TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN VIỄN THƠNG MƠ HÌNH ĐÈN GIAO THƠNG NGÃ TƯ Ngành: CNKT Điện tử - Viễn thông Mã số: 7510302 Sinh viên thực : Ngô Ngọc Vũ Trần Ngọc Cương   Nguyễn Văn Đương Lớp : D14-DTVT Giảng viên hướng dẫn : TS.Lê Trọng Hiếu ii   LỜI CẢM ƠN  Hà Nội, ngày 05 tháng năm 2023 SINH VIÊN Ngô Ngọc Vũ Trần Ngọc Cương   Nguyễn Văn Đương iii   MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIẢI PHÁP MƠ HÌNH ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ HIỆN  NAY 1.1 Hiện trạng ứng dụng công nghệ điều khiển giao thông Việt Nam 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Tổng quan hoạt động mơ hình đèn giao thơng ngã tư CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ VÀ THIẾT KẾ 2.1 Thiết kế phần cứng 2.1.1 Sơ đồ khối 2.2 Lựa chọn linh kiện cho mạch 2.2.1.Chip Atmega16 2.2.2.Led 2.2.3.Led đơn 2.2.4 Các thành phần linh kiện khác 2.1.3 Sơ đồ nối dây 2.3 Thiết kế phần cứng CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH VÀ KẾT QUẢ 3.1 Mơ hình hoàn thiện 3.1.3 Thiết kế mơ hình 3.2 Kết thử nghiệm 3.3 Đánh giá sản phẩm KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC i   ii   DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1: Hệ thống đèn giao thông ngã tư đường Hình 2: Sơ đồ mơ tả hoạt động hệ thống đèn giao thông Hình 1: Sơ đồi khối hệ thống Hình 2: Chip Atmega16 Hình 3: Led Hình 5: Sơ đồ chân kết nối led Hình 6:LED đơn Hình 2.7 Sơ đồ kết nối dây chip linh kiện Hình 4: Hình ảnh sản phẩm thực tế iii   MỞ ĐẦU   Ngày với phát triển khoa học công nghệ kĩ thuật, sống người thay đổi tích cực Nhiều phát minh sáng kiến, máy móc thiết bị đại đời để phục vụ sống cơng nghiệp hóa Đặc biệt góp phần vào phát triển ngành kĩ thuật điện tử góp  phần khơng nhỏ nghiệp phát triển xây dựng đất nước.Những thiết  bị điện tử phát triển mạnh mẽ để sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực.Từ thời gian đầu, ngành điện tử cho thấy ưu việt tới ngày nay, tính ưu việt khẳng định rõ ràng Những thành tựu đạt nhờ phát triển kĩ thuật điện tử trở thành phần thiếu sống ngày, biến khơng thể thành có thể, tối ưu hóa sống người   Chúng em, nhóm sinh viên chun ngành điện tử viễn thơng may mắn học tập kiến thức chuyên ngành nhận hướng dẫn từ thầy cô giáo khoa đồng thời nhận giúp đỡ nhiệt tình từ thầy Lê Trọng Hiếu Để làm rõ luận điểm quan trọng Kĩ thuật Điện tử, chúng em xin thực mô thực nghiệm ứng dụng thực tế mà bắt gặp đâu hệ thống đèn giao thơng Do thời gian kiến thức cịn có hạn chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế, đề tài chúng em cịn nhiều thiếu sót.Chúng em mong nhận giúp đỡ tham khảo ý kiến thêm từ thầy bạn để tiếp tục hồn thiện đề tài phát triển thêm ý tưởng khác   CHƯƠNG 1: GIẢI PHÁP MƠ HÌNH ĐÈN GIAO THƠNG NGÃ TƯ  HIỆN NAY 1.1 Hiện trạng ứng dụng công nghệ điều tiết giao thông Việt Nam Bước vào thập kỷ thứ 20 kỷ 21, giới chuyển nhanh sang kỷ nguyên công nghiệp 4.0 mà vai trị cơng nghệ thơng tin –  viễn thơng nói chung cơng nghệ nói riêng như: Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence - AI), Tự động hóa (Robotícs), Internet vạn vật (Internet of Thing - IoT), trở thành then chốt, có tính định đến  phát triển, tồn vong quốc gia giới Khái niệm, thuật ngữ “Thành phố thông minh - SmartCity” xuất thời gian dài giới trở thành định hướng phát triển cho quốc gia, thành phố Với mục tiêu xây dựng thành phố thông minh, xây dựng phát triển Hệ thống giao thông thông minh (ITS- Intelligen Transoprt System) trở thành lĩnh vực then chốt đô thị thông minh, hỗ trợ cho công tác quản lý nhà nước mang lại lợi ích cho xã hội thúc đẩy phát triển sản xuất lưu thơng hàng hóa, nâng cao chất lượng dịch vụ ngành du lịch, giảm ô nhiễm môi trường Công nghệ IoT giao thông thông minh không ứng dụng rộng rãi cho quản lý giao thông, giải pháp đỗ xe thông minh, … mà ứng dụng cho quản lý đội tàu, giải pháp viễn thơng, giải trí hành khách giải pháp an ninh Hơn nữa, công nghệ IoT cho phép thúc đẩy hệ thống quản lý giao thông thực thi, quản lý giải pháp liên quan đến mạng lưới, cung cấp dịch vụ thu phí điện tử lĩnh vực giao thông vận tải 1.2 Mục tiêu nghiên cứu  Nghiên cứu, thử nghiệm chế tạo thành cơng mơ hình đèn giao thơng ngã tư đường ứng dụng cơng nghệ IoT Kèm theo mục tiêu cho thân:    Nâng cao kiến thức cho thân Thực nghiệm kiến thức học trường   1.3 Tổng quan hoạt động mơ hình đèn giao thơng ngã tư đường    Hình 1: Sơ đồ mơ tả hoạt động mơ hình đèn giao thơng ngã tư Các thành phần hoạt động sau: Mạch điều khiển đèn giao thơng ngã tư đường bố trí hình vẽ 1.2 Mỗi góc ngã tư có đèn gồm xanh đỏ vàng để hiển thị tín hiệu để người tham gia giao thơng tiện quan sát đồng thời có led hiển thị thời gian chờ đếm ngược đèn Hướng chiếu đèn hướng lại mơ tả hình vẽ Khi điều tiết giao thơng đèn đối có trạng thái màu đèn đèn kề sát ngược đối lập màu đèn   CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ VÀ THIẾT KẾ 2.1 Thiết kế phần cứng 2.1.1 Sơ đồ khối   Hình 1: Sơ đồi khối hệ thống  Mô tả: - Khối nguồn: Khối cấp nguồn điện cho toàn hệ thống - Khối điều khiển : xử lý truyền nhận liệu đến lên khối hiển thị - Khối hiển thị : đèn led thay đổi báo trạng thái tham gia giao thông ( di chuyển chờ tín hiệu đèn cho phép di chuyển) đèn led hiển thị thời gian đếm ngược đèn  2.2 Lựa chọn linh kiện cho mạch Từ sơ đồ khối thực lựa chọn linh kiện phù hợp cho hệ     2.2.2 Led đôi LED đoạn bao gồm LED kết nối song song để thắp sáng hiển thị số “0, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, A, b, C, d, E, F, …” Mỗi đoạn Led đánh dấu từ A tới G Đoạn thứ tám gọi “chấm thập phân” ( Decimal Point) ký hiệu DP sử dụng hiển thị số số nguyên Phân loại LED đoạn:    Dựa vào cực nối, phân loại LED đoạn sau:  Loại dương chung (Common Anode): cực dương (anode) tất LED nối với cực âm (cathode) đứng riêng lẻ      Loại âm chung (Common Cathode): cực âm (cathode) tất LED nối với cực dương (anode) đứng riêng lẻ LED đoạn có 10 chân, chân nối với LED (A, B, C, D, E, F, G, DP) Tùy vào loại LED đoạn, hai chân đánh dấu COM dương chung âm chung LED 2.2.3 Led đơn LED biến thể diode (điốt) Diode thành phần điện tử dẫn điện theo hướng Nó xác định độ chênh điện áp nhỏ Anode (+) Cathode (-) LED giống Diode, khác biệt tạo ánh sáng dòng điện qua Đèn LED 5mm thực tế chip LED DIP được bọc cấu trúc vòm epoxy để bảo vệ Kết nối nguồn thực thông qua hai chân nối Như đề cập, diode cho phép dòng điện theo   hướng lên phải phân biệt cực (+) cực (-) Với đèn LED 5mm việc dễ dàng, ý chân có độ dài khác nhau? Chân dài cực dương ngắn cực âm Hãy chắn bạn kết nối cực dương nguồn điện bạn với Anode cực âm với cathode đèn LED 5mm Điều đảm bảo phân cực phù hợp dòng điện có đủ điện áp đầu vào, đèn phát sáng Nếu  bạn nối dây ngược khơng có xảy đèn khơng sáng Có hai mức đánh giá quan trọng bạn nên ý nhìn vào thơng số kỹ thuật LED: điện áp dịng điện  Điện áp Mỗi đèn LED có mức điện áp đầu vào định để tạo ánh sáng Nếu  bạn cung cấp mức này, khơng phát sáng Nếu bạn có nhiều đèn nối tiếp mạch, bạn phải tính mức điện áp cần cấp cho loạt Ví dụ, ta có đèn LED 5mm có mức điện áp đầu vào 3,4V Chúng ta lấy cấp nguồn cho pin AA 1,5V khơng phát sáng Tuy nhiên, thêm pin AA để cấp nguồn, tức khoảng 3V đèn LED sáng Trị số thập phân 0,4 bỏ qua trường hợp  Dòng điện Dòng điện trị số quan trọng hàng đầu cần quan tâm Nhiệt độ kẻ thù công nghệ LED, bạn cung cấp dòng điện vượt qua ngưỡng cho  phép, tương đương với việc làm gia tăng nhiệt độ làm đèn nhanh chóng bị hỏng Dịng điện phù hợp với đèn LED 5mm thường mức 20mA, tối đa tới 30mA Chúng ta kiểm sốt dịng điện cách đặt điện trở nối tiếp với đèn LED Nó giúp dịng điện cấp cho đèn ln mức cho phép  Ánh sáng Bước sóng cách xác để giải thích màu sắc ánh sáng Đối với đèn LED, có khác biệt màu sắc trình sản xuất Trên bảng đèn LED 5mm, bạn thấy bước sóng tối thiểu tối đa Các biến thể dải, bạn mua LED có màu nhiều đợt khác nhau, có số biến thể nhỏ (ngay mắt không nhận thấy chúng) Bước sóng thực định loại vật liệu bán dẫn sử dụng để tạo diode bên gói 5mm Cấu trúc dải lượng   chất bán dẫn thay đổi vật liệu, photon phát tần số khác có ảnh hưởng đến ánh sáng thấy 2.1.3 Sơ đồ nối dây Với linh kiện lựa chọn thực vẽ sơ đồ nối dây dựa theo thành phần linh kiện sau:  Hình 2: Sơ đồ nối dây mơ hình 2.3 Thiết kế phần mềm 10   2.3.1 Thiết kế phần mềm 11   12     13   CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH VÀ KẾT QUẢ 3.1 Mơ hình hồn thiện.= 3.1.3 Thiết kế 14 mơ hình   15   3.2 Kết thử nghiệm  Kết cho thấy hệ thống hoạt động tốt tất chức thiết kế  hoạt động 3.3 Đánh giá sản phẩm Sau trình thử nghiệm em có đưa đánh sau: Ưu điểm: - Mạch điều khiển giám sát hoạt động ổn định khơng có độ trễ - Kết nối giám sát điều khiển cho người dùng dễ dàng có tính trực quan tốt - Mơ hình nói lên chức mô hoạt động tốt Nhược điểm: 16   - Mạch điều khiển phù hợp cho vận hành mơ hình thực tế cần thay đổi thiết kế lựa chọn cáclinh kiện phù hợp - Các điều khiển tự động chưa đầy đủ dẫn đến vài yếu tố khơng thể kiểm sốt 17   KẾT LUẬN Trải qua trình nghiên cứu viết báo cáo cho đề tài “ Mô Hình Đèn Giao Thơng Ngã Tư ” em hồn thành tốt tiêu chí đặt từ  ban đầu lúc chọn đưa yêu cầu cho đề tài Mơ hình hoạt động ổn định có độ chắn Mô hoạt động tốt cho thấy, chức xác tiện dụng cho người dùng Tuy nhiên, trình phát triển thực đề tài em nhận thiết kế cịn nhiều thiếu sót kể đến như: - Hệ thống chưa phù hợp cho việc hoạt động thực tế - Bề ngồi mơ hình cịn Đề tài đề tài rộng mở nên phát triển nhiều chức khác đảm bảo hoạt động Ví dụ như: - Thêm hệ thống camera để áp dụng thêm công nghệ vào hệ thống nâng cấp độ ưu việt - Lắp thêm cảm biến chuyển động cảnh báo có người vượt tín hiệu đèn   Mong nội dung em thể báo cáo thể hết nghiên cứu em thời gian vừa qua Và hệ thống sớm hoàn thiện để ứng dụng vào thực tế i     TÀI LIỆU THAM KHẢO An internet of things based intelligent transportation system International Research  Journal of Engineering and Technology (IRJET) e-ISSN: 2395-0056  ( https://ieeexplore.ieee.org/document/7063743/   ) Survey On The Role Of IoT In Intelligent Transportation System ( https://www.iaescore.com/journals/index.php/IJEECS/article/view/10314 ) Smart Transport System Based on “The Internet of Things” ( https://www.scientific.net/AMM.48-49.1073 ) Electronic Road Pricing Singapore (ERP) https://www.lta.gov.sg/content/ltaweb/en/roads-and-motoring/managing-traffic-andcongestion/electronic-road-pricing-erp.html  Electronic Road Pricing: Experience & Lessons from Singapore Prof Gopinath Menon and Dr Sarath Guttikunda ii   PHỤ LỤC iii