Thiết kế hệ thống giám sát thông minh dành ho người ao tuổi và trẻ em

ổ ếM t trong s ộ ố đó chính là việc theo dõi và giám sát con người, đặc biệt là người già và tr em.. ụ ệNội dung luận văn bao gồm 3 chương:Chương 1: Cơ sở lý thuy t ếChương 2: Thiế ết k

B GIÁO D Ộ ỤC VÀ ĐÀO TẠ O TRƯỜNG ĐẠ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

THI T K H Ế Ế Ệ THỐNG GIÁM SÁT THÔNG MINH DÀNH CHO NGƯỜ I CAO TU I VÀ TR Ổ Ẻ EM

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA H C Ọ PGS.TS NGUY N QU C TRUNG Ễ Ố

HÀ NỘI - 2016

1706413393013e375e182-db6d-49d0-a7d0-3d279d71db3e

17064133930133a873fc9-55cb-4b1b-b1ed-4d6b3a1f30d7

1.1 T ng quan v ổ ềluận văn 11.1.1 Tính c p thi t 1ấ ế1.1.2 Các vấn đề ầ c n gi i quyả ết của luận văn 11.1.3 Gi i pháp 1ả1.2 T ng quổ an về ệ thống đị h nh v toàn c u 2ị ầ1.2.1 Giới thiệu 21.2.2 C u trúc h ng GPS 3ấ ệthố1.2.3 C u trúc tín hi u GPS 7ấ ệ1.2.4 Nguyên lý định v ịGPS 111.2.5 Các ngu n sai s ồ ốtrong kết qu ả đo GPS 151.2.6 Các ng d ng cứ ụ ủa hệ thống định v toàn c u GPS 18ị ầ

CHƯƠNG 2 THIẾ T K MÔ HÌNH H TH NG 22 Ế Ệ Ố

2.1 Mô hình h ng 22ệthố2.1.1 Sơ đồ ng c nh 22ữ ả2.1.2 Sơ đồ kh i h th ng 23ố ệ ố2.2 Phân tích hoạt động của hệ thố ng 242.3 Xây d ng ph n c ng 25ự ầ ứ2.4 Lựa chọn linh ki n s d ng 26ệ ử ụ2.4.1 Khối điều khi n 26ể2.4.2 Khố ịi đ nh v và kị ết nối 272.4.3 Khối cảm bi n 38ế2.5 Các giao th c truy n thông gi a các kh i 40ứ ề ữ ố2.5.1 Truy n thông n i tiề ố ếp không đồng b UART 40ộ

2.5.2 Giao di n TWI ệ –I2C 44

CHƯƠNG 3 XÂY DỰ NG PH N M M VÀ K T QU TH C NGHI M 49 Ầ Ề Ế Ả Ự Ệ 3.1 T ng quan v ổ ề các môi trường l p trình 49ậ 3.1.1 L p trình nhúng vậ ới nề ản t ng Arduino 49

3.1.2 Net framework và ASP NET 54

3.1.3 H u hành Android 59ệ điề 3.2 Xây dựng lưu đồ thuật toán 64

3.2.1 Lưu đồ thu t toán ph n m m nhúng trên thi t b nh v 64ậ ầ ề ế ị đị ị 3.2.2 Lưu đồ thuật toán chương trình android 67

3.3 Kết quả thực nghiệm 68

3.3.1 Hình nh thiả ết bị giám sát 68

3.3.2 H ng hoệthố ạ ột đ ng thực tế 69

K Ế T LUẬ N 74 HƯỚ NG PHÁT TRI N 75 Ể TÀI LIỆ U THAM KH O 76 Ả

I

L ỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Vũ Thúy Hằng

Sinh ngày 15 tháng 10 năm 1990

H c viên l p cao họ ớ ọc Kỹ thuật Vi n thông 2014ễ B - Trường đại h c Bách Khoa ọ

Hà Nội

Xin cam đoan nội dung đề tài Thiế ế ệ ố“ t k h th ng giám sát thông minh dành

cho người cao tu i và tr ổ ẻ em ” là do tôi tự tìm hi u, nghiên c u và th c hiể ứ ự ện dướ ựi s hướng d n c a th y giáo PGS.TS Nguy n Qu c Trung M i trích d n và tài li u tham ẫ ủ ầ ễ ố ọ ẫ ệ

kh o mà tôi s dả ử ụng đều có ghi rõ ngu n gồ ốc

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhi m v lệ ề ời cam đoan trên

Hà Nội, tháng 05 năm 2016

Học viên thực hi n ệ

Vũ Thúy Hằ ng

Range/Distance Measuring Equipment

H ệthống định v c a M ị ủ ỹ

RTK Real Time Kinematic Định v ng th i gian ị độ ờ

thực PPK Postprocessing Kinematic Định v ng x lý sau ị độ ửLBS Location Based Services Dịch vụ ự d a trên v ịtríPDAs Personal Digital Assistances Thiết bị ỹ k thuậ ố ỗ trợt s h

cá nhân GSM Global System for Mobile H ệ thống thông tin di

động toàn c u ầPWM Pulse Width Modulation Điều ch r ng xung ế độ ộ

IMU Inertial Measurement Unit Đơn vị đo lường quán tính MEMS Micro ElectroMechanical Systems H ệthống vi cơ điệ ửn t USART Universal Synchronous &

Asynchronous Serial Reveiver and

LCD Liquid Crystal Display Màn hình tinh thể ỏ l ng

III

GUI Graphical User Interface Giao diện đồ ọa ngườ h i

dùng MSIL Microsoft Intermediate Language Ngôn ng thông dữ ịch

trung gian DLL Dynamic Link Library Thư viện liên k t đ ng ế ộXML Extensible Markup Language Ngôn ng liên k t siêu ữ ế

văn bản URL Uniform Resource Locator Đơn vị tài nguyên th ng ố

nh t ấSQL Structured Query Language Ngôn ng truy v n c u ữ ấ ấ

trúc

B ng 2.5 AT+CGPSINF - L y v thông tin tả ấ ề ọa độ hi n t i 30ệ ạ

B ng 2.6 AT+CGPSOUT - ả Điều khi n chu i d u GPS NMEA 31ể ỗ ữliệ

V

M C L C HÌNH Ụ Ụ Ả NH

Trang

Hình 1.1 Hệ ố th ng v ệ tinh quay quanh trái đất 3

Hình 1.2 Sơ đồ liên quan gi a ba ph n c a GPS 4ữ ầ ủ Hình 1.3 Quỹ đạ ệ o v tinh GPS 5

Hình 1.4 Vị trí các trạm điều khi n và giám sát c a hệ ốể ủ th ng GPS 7

Hình 1.5 Cấu trúc tín hi u v tinh GPS 8ệ ệ Hình 1.6 Cấu trúc d li u v tinh GPS 8ữ ệ ệ Hình 1.7 Cấu trúc d li u trong b n l ch vệ tinh 10ữ ệ ả ị Hình 1.8 Các nguồn tác động khác nhau gây ra sai s trong p p ố hé đo ự c ly 16

Hình 2.1 Sơ đồ ng c nh h th ng 22ữ ả ệ ố Hình 2.2 Sơ đồ kh i ph n c ng h th ng 23ố ầ ứ ệ ố Hình 2.3 Sơ đồ kh i h th ng ph n m m 24ố ệ ố ầ ề Hình 2.4 Module Arduino Fio 26

Hình 2.5 Ví dụ ự ạt độ s ho ng c a gia t c kế 39ủ ố Hình 2.6 Con quay hồi chuy n s d ng hi u ng Coriolis 39ể ử ụ ệ ứ Hình 2.7 Truyền 8 bit theo phương pháp song song và nối tiếp 41

Hình 2.8 Khung truyền UART cơ bản 43

Hình 2.9 Mạng TWI (I2C) v i nhi u thi t bi 45ớ ề ế Hình 2.10 Tương quan giữa xung nh p SCL v i d li u SDA 46ị ớ ữ ệ Hình 3.1 Board mạch Arduino 50

Hình 3.2 Môi trường l p trình Arduino 50ậ Hình 3.3 Máy in 3D 51

Hình 3.4 Robot 52

Hình 3.5 Máy bay không người lái 52

Hình 3.6 Lập trình game tương tác 53

Hình 3.7 Điều khi n hi u ng ánh sáng 53ể ệ ứ Hình 3.8 Quá trình chuyể ừn t ngôn ng l p trình sang MSIL 55ữ ậ Hình 3.9 Quá trình xử lý trang web ASP NET 58

VI

Hình 3.10 Quá trình x ửlý tập tin ASPX 59Hình 3.11 Nhân Linux trên Android 60Hình 3.12 Thư ệ vi n lâp trình ứng d ng trên Android 61ụHình 3.13 Khung ứng d ng 63ụHình 3.14 Các ứng d ng trên Android 63ụHình 3.15 Lưu đồ thu t toán chương trình nhúng chính 65ậHình 3.16 Lưu đồ chương trình đọc d li u GPS 66ữ ệHình 3.17 Lưu đồ thu t toán chương trình Android 67ậHình 3.18 Mặt trong thi t bị giám sát 68ếHình 3.19 Thiết bị giám sát sau khi đóng hộp 69Hình 3.20 Khung đăng nhập 69Hình 3.21 Giao diện hi n th v ể ị ị tri người dùng qu n lý 70ảHình 3.22 Website hiển th ị thông báo người dùng b ngã 70ịHình 3.23 Trạng thái người dùng và màu chữ ể hi n th ị thay đổi 71Hình 3.24 Theo dõi lịch s v trí cử ị ủa người thân 71Hình 3.25 Thời gian c p nh t tạ ịậ ậ i v trí đư c nh p chu t 72ợ ấ ộHình 3.26 Giao diệ ủn c a phần m m giám sát trên Android 72ề

m t k u t mà c h th ng c không th ộ ỹ th ậ ác ệ ố ũ ể đáp ứ ng được đó nh v trong không là đị ị

g 3 chiian ều, và như vậy h ệ thống định v toàn c u - GPS (Global Positioning ị ầSystem) ra đời

Ở Vi t Nam, các ng d ng cệ ứ ụ ủa GPS đã bắt đầu được th nghi m trong các ử ệlĩnh vực lâm nghi p, thu lợi, giao thông… Tuy nhiên các ứệ ỷ ng d ng GPS mang tính ụtích h p h ng, ph c v các nhu cợ ệ thố ụ ụ ầu đặc thù c a xã h i vủ ộ ẫn chưa được ph bi n ổ ế

M t trong s ộ ố đó chính là việc theo dõi và giám sát con người, đặc biệt là người già

và tr em Các s n ph m giám sát hi n nay ch y u là s n phẻ ả ẩ ệ ủ ế ả ẩm được s n xu t tả ấ ại Trung Qu c, không th tùy bi n theo nhu cố ể ế ầu ngườ ử ụng, tương thích kém với s d i điều ki n t i Vi t Nam Ngoài ra, m t vệ ạ ệ ộ ấn đề đặ t ra là các s n phả ẩm này chưa có sựcam kết đảm b o v b o m t c a thông tin v ả ề độ ả ậ ủ ị trí ngườ ử ụi s d ng M t lý do n a là ộ ữcác s n phả ẩm này chưa hoàn toàn hỗ trợ người dùng hi n th v trí mể ị ị ột cách tr c quan, ự

d n tẫ ới việc theo dõi gặp nhiều khó khăn

Chính vì v y em l a ch n ậ ự ọ đề tài “Thiế ế ệ ố t k h th ng giám sát thông minh dành cho ngườ i cao tu i và tr em” nhằ ổ ẻ m xây d ng m t h thự ộ ệ ống định v , giám sát ịphù h p vợ ới điều kiện ở nước ta, giúp mọi người có th yên tâm khi theo dõi hoể ạt

động của người cao tu i ho c tr ổ ặ ẻ em trong gia đình d a trên công ngh GPS cùng các ự ệ

ứng d ng công ngh thông tin ụ ệ

Nội dung luận văn bao gồm 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý thuy t ế

Chương 2: Thiế ết k mô hình h th ng ệ ố

Chương 3: Xây dựng ph n m m và k t qu th c nghi m ầ ề ế ả ự ệ

VIII

Để có th hoàn thành luể ận văn này, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguy n Qu c Trung cùng các th y, cô tễ ố ầ ại Trường Đạ ọi h c Bách Khoa Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ em trong su t quá trình th c hi n luố ự ệ ận văn Tuy đã cố ắ g ng

h t sế ức, nhưng do thời gian và ki n th c còn h n ch nên luế ứ ạ ế ận văn không tránh khỏi sai sót, em rất mong s b sung, góp ý c a các th y cô! ự ổ ủ ầ

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2016

1

CHƯƠNG 1 CƠ S THUY Ở LÝ Ế T 1.1 T ổ ng quan v n ề luậ văn

1.1.1 Tính ấ c p thi t ế

Hiện nay v n toàn dành ấ đềan cho người cao tu i và tr ổ ẻemđang ấ đượ r t c xã

h i quan tâm nhi u ộ Có ề trường h p ợ người i do nh không minh m n, ho c cao tuổ trí ớ ẫ ặtrẻ em đi m t mình d b l c, d n n g p nhi u nguy hi m ộ ễ ị ạ ẫ đế ặ ề ể cũng như gia đình khó khăntrong việc tìm ki m ế

Các s n ph m giám sát hi n nay ả ẩ ệ chủ ế là ả y u s n ph m ẩ nước ngoài, có tính tùy

bi n ế thấp, tương thích kém v i ớ điều ki n t i ệ ạ Việt Nam M t ộ lý do n a ữ là các s n ph m ả ẩnày chưa hoàn toàn ỗ trợ ngườ h i dùng hi n v m t ể thị ị trí ộ cách trự c quan, d n t i vi c ẫ ớ ệtheo dõi g p nhi u khó ặ ề khăn

Vì v y v n c p ậ ấ đề ấ thiế đặ ra làt t xây d ng m t h ng giám nh v ự ộ ệ thố sát và đị ịdành cho người cao i tuổ cũng như trẻ em phù hợp với điều kiện tại Vi t Nam gia ệ đểđình có th ểtheo dõi khi cần thi t ế

1.1.2 Các ấ đề ầ giả v n c n i quy t c a n ế ủ luậ văn

V i m c ớ ụ đíchthiế ế ộ ệt k m t h ống giám thông minh bao g m m t th sát ồ ộ thiế ịt b được g n trên ắ người dùng và website cũng như ph n m m Android ầ ề tích p b n hợ ả đồGoogleMap dành cho người qu n lý thu n n ả ậ tiệ trong ệ vi c theo dõi v ị trí ngườ ửi s

d ng v n c n gi i quy t c a n ụ thì các ấ đề ầ ả ế ủ luậ văn bao gồm:

- Xây d ng, thiự ết kế ầ ứ thu thậ ữ liệ ề ọ độ ngườ ph n c ng p d u v t a i dùng, ng đồ

thờ ửi g i thông scác ố đã ậ đượ ềthu th p c v server

- Xây dựng server qu n ả lý thông tin người già ho c tr em và d u t a ặ ẻ các ữ liệ ọ

- L p trình ng d ng trên h u hành Android hi n th v ậ ứ ụ ệ điề ể ị ị trí người dùng cũng như vị trí của người qu n lý ả

1.2 T ổ ng quan v h ề ệ thống định ị toàn ầ v c u

1.2.1 Giớ i thi u ệ

GPS (Global Positioning System) h ng nh v - ệ thố đị ị toàn ầ c u, là h ng xác ệthố

định v dị trí a ự trên trí c a các v vị ủ ệtinh nhân tạo Trong cùng m t th i m, m t ộ ờ điể ở ộ

v ịtrí trên m t ặ đấ ết n u xác nh đị được kho ng cách n ba v ả đế ệtinh (tối thi u) thì s tính ể ẽđược to c a v ạ độ ủ ịtríđó

GPSđược thiế ết k và quả lý ở ộn b i B Quốc phòng Hoa K , ỳ nhưng chính ph ủHoa K ỳcho phép m i ọ ngườ ử ụi s d ng nó miễn phí, b t k qu c t nào t ấ ể ố ịch ừ năm 1980, GPS ho t ng trong m i u ki n i ạ độ ọ điề ệ thờ tiết, ọ nơi trên Trái Đất, m i 24 gi m t ngày ờ ộ

GPS là h d n ệ ẫ đường d a ự trên ộ ạ lưới 24 v m t m ng ệtinh đượ đặt c trên ỹ đạo qu không gian, hoạ đột ng d a trên ự các trạm phát tín hi u vô tuy n n ệ ế điệ Được bi t nhi u ế ề

nh t h ấ là các ệ thống có tên ọ g i LORAN (LOng RAnge avigation) ho t ng d iN ạ độ ở ả

t n 90-100 K ầ Hz chủ ế y u dùng cho hàng h i,ả hay TACAN (Tactical A avigation) irN

dùng cho quân i M và bi n v i độ ỹ ế thể ớ độ chính xác p VOR/DME ( ery thấ V High

Frequency mnidirectional ange/ istance easuring quipment) dùng O R D M E cho hàng không dân d ng ụ

G n ầ như đồng th i v i M phát ờ ớ lúc ỹ triển GPS, Liên Xô cũng phát tri n mể ộ ệt h thố tương ự ớng t v i tên g i GLONASS Hi n nay ọ ệ Liên minh châu Âu đang phát n triể

h d n ệ ẫ đường v ệtinh ủ c a mình mang tên Galileo, Trung Quốc thì phát tri n h thống ể ệ

định v toàn c u c a mình mang tên B c u ] bao gị ầ ủ ắ Đẩ [4 ồm 35 v tinh ệ

3

Các v ệ tinh GPS bay vòng quanh Trái Đấ t hai l n ầ trong ộ m t ngày theo m t ộ

qu o r t chính xác ỹ đạ ấ và phát hi u thông tín ệ có tin xuống Trái Đất Các máy thu GPS

nh n ậ thông tin này và b ng phép tính ng giác ằ lượ tính được chính xác v ịtrí c a ủ người dùng V b n ề ả chất máy thu GPS so sánh i gian hi u thờ tín ệ được phát đi ừ ệ t v tinh v i ớthời gian nh n ậ được chúng Sai lệch ề thờ v i gian cho bi t máy thu GPS ế ởcách ệ tinh v bao xa R i vồ ới nhi u quãng ề cách đo đượ ớ c t i nhi u v tinh máy ề ệ thu có thể tính được

v c a ịtrí ủ người dùng hi n lên b n n t c a máy và ể thị ả đồ điệ ử ủ

Máy GPS ph i khoá thu ả được v i hi u c a nh t ba v tinh tính v ớ tín ệ ủ ít ấ ệ để ra ịtrí hai chiề (kinh độ và vĩ độu ) và đểtheo dõi được chuy n ng V i b n hay nhi u ể độ ớ ố ềhơn ố s v tinh ệ trong ầ t m nhìn máy thì thu có thể tính đượ ịc v trí ba chi u ề (kinh độ vĩ,

độ và độcao) M t khi v ộ ịtrí người dùng tính đã được thì máy thu GPS có thể tính cácthông tin khác, như ố độ hướ t c , ng chuy n ng, bám di chuy n, khoể độ sát ể ảng hành trình, quãng cách ớ điể đế t i m n, thời gian M t Tr i m c, l n và nhi u ặ ờ ọ ặ ề thứ khác n a ữ

Hình 1.1 H ệ thống v ệ tinh quay quanh trái đấ t

1.2.2 C u trúc h ấ ệ thống GPS

H ệthống nh v toàn c u GPS đị ị ầ được c u ấ thành ừ t ba m ng: M ng không gian, ả ả

ki m soát và s d ng [9 M ng v ể ử ụ ] ả các ệ tinh trong không gian nhi m v nh n có ệ ụ ậ cácthông tin tr t ừ ạ điềm u khi n ể trên m t t phát các ặ đấ và đi tín hi u vô ệ tuyế định ị cón v

t n s kho ng 1.5 ầ ố ả GHz Tín ệ hi u này chứ các ữ liệ địa d u nh v ị được m u khi n trạ điề ể

t m t t truy n n M ng m u khi n ừ ặ đấ ề đế ả các trạ điề ể trên ặ đấ m t t dùng quan c để trắ các

v ệtinh, tính toán thông s qu các ố ỹ đạo, thông s hi u nh ng h phát ố ệ chỉ đồ ồsau đó các

4

thông tin c p nh t và các l nh u khi n t i m i v ậ ậ ệ điề ể ớ ỗ ệtinh M ng máy ả các thu có chức năng thu th p d u t ậ ữliệ ừ các v ệtinh đểtính ra a độ ủ tọ c a chúng a vào các dự thông tin

màchúng nhậ đượ ừ các tín ện c t hi u mà nó quan c trắ đượ trên ỗ ệ tinh.c m i v

Hình 1.2 Sơ đồ liên quan giữa phba ần c a ủ GPS

a M ảng không gian (space segment)

M ng không gian g m 27 v tinh (24 v tinh hoả ồ ệ ệ ạt động và 3 v tinh d phòng) ệ ự

n m trên các qu ằ ỹ đạo xoay quanh trái đất Chúng cách mặt đất 20.200 km, bán kính

qu o 26.600 km Các v ỹ đạ ệ tinh này được nhóm vào 6 qu ỹ đạo, m i qu o nghiêng ỗ ỹ đạ

0so v i m t phớ ặ ẳng xích đạo nên không có qu ỹ đạo nào đi trực ti p qua các cế ực Tuy nhiên, t i các cạ ực cũng như tại mộ ịt v trí b t k trên trái đất đềấ ỳ u có th nhìn thầy ể

r t nhi u quấ ề ỹ o Các v tinh chuyđạ ệ ển động ổn định và quay hai vòng qu o trong ỹ đạkho ng th i gian g n 24 gi v i v n t c 7 nghìn d m m t gi ả ờ ầ ờ ớ ậ ố ặ ộ ờ [2].Các v tinh trên ệ

qu ỹ đạo được bố trí sao cho các máy thu GPS trên mặ ất đ t có th nhìn th y t i thiể ấ ố ểu

4 v tinh vào bệ ất kỳ thờ ểi đi m nào

v ệtinh ạ độ cho m c ho t ng ụ đích đị nh v và con s này ị ố có thể lên n 27 ho c 28 M c đế ặ ụtiêu c a h ủ ệ ốth ng cho phép m t v trí b t k nào là ộ ị ấ ỳ trên trái t đấ cũng có ể nhìn ấy th th

ít nh t b n v ấ ố ệtinh ạ ộ thờ điểm và trong thực t , s v t i m t i ế ố ệtinh có thể nhìn thấy được nhi u ề hơn ấ r t nhi u v i ề so ớ con ố s này, nh tho ng s v tinh nhìn y thỉ ả ố ệ thấ đượ có thểc lên con ố là s 12 v tinh ệ

M i v ỗ ệtinh ẽ s phát hi u vô tuy n, các hi u này đicác tín ệ ế tín ệ đượ “làm ấu”c d

b i nh ng nh n d ng ở ữ mã ậ ạ đơn ất nh Các đồng ồ h nguyên t v i chính xác r t ử ớ độ ấ caođược g n ắ trên ỗ ệ m i v tinh s điềẽ u khi n vi c phát nh ng tín hi u ể ệ đi ữ ệ và này M ng mã ả

v ệtinh có nhi m v ệ ụthu nh n và ậ lưutrữ các thông tin t mừ ảng điều khi n trên mặt đất ểtruy n n, c hi n ề đế thự ệ các ử lý ữ liệ có chọ ọc, x d u n l duy i gian trì thờ chính xác và phát thông tin ố xu ng cho m ng ả ngườ ử ụi s d ng

b M ảng điều khi n (control segment) ể

Các tính năng chủ ế ủ y u c a m ng u khi n: ả điề ể

6

- Quan sát chuy n ng c a v ể độ ủ ệtinh và tính toán d u qu o; ữliệ ỹ đạ

- Giám ng h v tinh và d sát đồ ồ ệ ự đoán thay i c a nó; đổ ủ

- Đồng b i gian c a ng h v ộthờ ủ đồ ồ ệ tinh;

- Phát d u g n đi ữliệ ầ đúng ỹ đạ ệ tinh qu o v ;

- Phát d u khác đicác ữ liệ như ứ s c kh e v ỏ ệtinh, sai ố đồng ồ s h

H ng ệ thố GPS đượ ậc v n hành u khi n b i B và điề ể ở ộ Quốc phòng Mỹ (U.SDepartment Defense) thông qua 5 m giám t trên m t t bao g m m t m trạ sát đặ ặ đấ ồ ộ trạchủ (Master Control Station) Colorado Spring bang Colarado và b n m giám sát ở ố trạ(monitor stations) và ba trạm h tr (Upload station) Các tr m giám ỗ ợ ạ sátđượ đặ ạc t t i các v bi t chính xác và ho t ng liên t c trong ị trí đã ế ạ độ ụ suốt 24 gi M ng ờ ạ lưới cáctrạm này hi n i t t i ệ thờ đặ ạ Ascension, Diego Garcia, Kwajalein, Hawaii và Colorado Spring [14] Nhữ trạng m này c hi n thự ệ các chứ năng chính sau đây: c

- Các trạm giám sát thực hi n quan trắc các v tinh m t ệ ệ ộ cách liên t c và ụ cung

c p d u quan c ấ ữliệ trắ đượ ề cho trạ chủc v m

- Trạ chủ ẽ tính các hiệ chỉnh để đồm s u ng b các ng h nguyên t ộ đồ ồ ửtrêncác v ệ tinh và nó cũng duy t l i ệ ạ các thông tin v qu o, ki m ề ỹ đạ ể tra tìnhtrạng c a m i v ủ ỗ ệtinh Sau đó ạ tr m chủ ẽ s truy n ề ngược các k t ế quả này t i ớcác m h trạ ỗtrợ

- Các m h s dtrạ ỗtrợ ử ụng các thông tin đượ c cung c p b i m ấ ở trạ chủ để ậ c p

nh t ậ cho ừ t ng v ệtinh riêng l ẽ

c a ng d ng các máy thu ủ các ứ ụ mà GPS có thiế ế ấ ạ t k c u t o khác nhau cùng ớ v i ph n ầ

m m x và quy trình ề ửlý thao tác thu p s u c thậ ố liệ ở thự địa

1.2.3 C u trúc tín u GPS ấ hiệ

M t ộ thành ầ ph n quan ng c a h ng GPS hi u phát t v trọ ủ ệthố là tín ệ ừ ệtinh đế n các máy thu Tín hi u v ệ ệtinh là sóng n t điệ ừ Sóng điệ ừ đượ n t c dùng cho m c ụ đích

đo đạ c nhcó ững thông c số đặ trưng, được nghiên c u, th nghi m m b o yêu ứ ử ệ đả ả các

c u nghiêm ng t v ầ ặ ề độ chính xác, tính ổ đị n nh và yêu c n kầ ỹ thu t khác V m t v t ậ ề ặ ậ

lý, c u ấ trúc tín hi u v tinh bao gệ ệ ồm: ầ ố cơ ả sóng T n s b n, mang L1 và sóng mang L2, các gi kho ng cách mã ả ả P, C/A, và b n lả ịch v ệtinh (dữ liệ thông điệ u p phát hi u tín ệhàng h ải)

Các gi kho ng cách và d u b n l mã ả ả ữliệ ả ịch đượ điề chế trênc u các kênh sóngmang truy n n máy thu để ề đế ngườ ử ụi s d ng theo nguyên sơ đồ lý sau:

b Các thông tin điều bi n ế

Việc s d ng hiử ụ tín ệu hóa cho phép vmã các ệ tinh GPS cùng ạ độ mà ho t ng không b nhi u, m i v ị ễ ỗ ệ tinh phát m t ng u nhiên riêng bi Máy đi ộ mã giả ẫ ệt thu GPS

nh n dậ ạng đượ tín ệ ủ ừc hi u c a t ng v ệtinh trên ề n n nhi u không xác nh c a không ễ đị ủ

9

gian bao quanh m u trạ đó, điề đó cho phép hi u tín ệ GPS không h i đòi ỏ công suấ ớ t l n

và máy GPS s d ng anten nh thu có thể ử ụ ỏ hơn, kinh t ế hơn 3 i u bi n Có loạ mã điề ếtrênsóng ả đó C/A Code, P.Code và Y.Code t i là:

- Mã C/A(Coarse Acquisition Code)

Mã C/A Code gi ng u nhiên (PRN - Pseudo Random Noise) là mã ả ẫ được phát

đi ớ ầ v i t n s 1.023 MHz (ố f0/10) này chu i Mã là ỗ chữ ố s 0 và 1 s p x p ắ ế theo quy luậ ả ẫt gi ng u nhiên l p l i v i t n t 1 M i v ặ ạ ớ ầ suấ ms ỗ ệtinh được gán m t ộ mã C/A riêng

bi C/A u n ệt Mã chỉ điề biế trên sóng t i L1 ả

- Mã P (Precise Code)

Mã P gi ng u nhiên hai, phát v i t n s b n là mã ả ẫ thứ đi ớ ầ ố cơ ả f0 10,23MHz

Mã này t o b i nhi u ạ ở ề chữ ố s 0 và 1 s p x p ắ ế theo quy t gi ng u nhiên Tín u luậ ả ẫ hiệ

l p l i vặ ạ ới t n t 267 ngày ầ suấ Chu ỳ k 267 ngày chia thành 38 đoạn 7 ngày, trong 6 đóđoạn dành riêng cho mụ đích ậc v n hành M i m t ỗ ộ đoạn 7 ngày còn i lạ được gán mãphân bi t ệ cho ừ t ng v tinh P ệ Mã cũng ử ụng cho ụ đích ứ s d m c ng d ng c quân ụ đo đạ

s ựcó độ chính xác cao

- Mã Y

Mã Y b o m t c a P, vi c gi i Y là mã ả ậ ủ mã ệ ả mã chỉ thuộ ề ngườ có thẩc v i m quy n, vì v y khi kích ho t Y thì ể ậ ạ mã người dùng s không kh ẽ có ả năng ử ụ s d ng c ả

mã P và mã C/A Việ ử ụ mã được coi c s d ng Y là mã b o mả ậ ủt c a người chủ ệ h thống

c Các loại sóng t i c a h ả ủ ệ thống GPS

Tín hi u ph c v ệ ụ ụcho việ đo đạ ằ c c b ng h ng ệthố GPS đượ điềc u bi n ế sóng ả t i

có dài bu c độ ớ sóng khác nhau Đólàcác thông v i gian và v c a v tin ề thờ ịtrí ủ ệ tinh

M i v tinh phát ỗ ệ có mã trên ầ ố ải 2 t n s t

kh e hay không kh v ỏ ỏe, ệ tinh ạ độ ho t ng hay không ho t ng ạ độ

Thông p nh v GPS bao g m bit d u điệ đị ị ồ các ữliệ đượ ắ thờc g n i gian, bit cácnày làm d u i gian truy n c a m i khung ấ thờ ề ủ ỗ con ạ thờ điể t i i m chúng được v ệ tinhtruy n M t khung bit d u ề đi ộ ữliệ chứa 1500 bit và được chia thành 5 khung con ộ M t khung d u ữliệ được phát m i 30 giây khung đi sau ỗ Ba con 6 giây chứ ữ liệa d u qu ỹ

đạo và ng h Hi u ch nh ng h v đồ ồ ệ ỉ đồ ồ ệ tinh được g i ử đi trong một khung con th ứ

nh t và t p d u qu o v tinh chính xác ấ các ậ ữ liệ ỹ đạ ệ cho ỗ ệ tinh m i v phát được g i ử đitrong khung các con 2 và 3 Các khung con 4 và 5 đượ ử ục s d ng để phát trang đicáckhác nhau c a d u h ng, m i khung ủ ữliệ ệ thố ỗ chứa 25 trang khác nhau

Hình 1.7 C u ấ trúc ữ liệ d u trong b n lả ịch ệ tinh v Ngoài bit d các ữliệu, ữ nh ng khung con còn ạ chứ các l i a bit ki m tra ể chẵ ẻn l cho phép ki m d u và hi u ể tra ữ liệ ệ chỉnh sai s trong u ki n gi i h n M t t p các ố điề ệ ớ ạ ộ ậ

g m 25 khung ồ con ạ thành ộ t o m t thông p nh v hoàn nh điệ đị ị chỉ chứa 37500 bit và được phát trong m t đi ộ chu 12,5 phút kỳ

11

Các thông s d ố ữliệu đồng h t ồmô ả trạng thái c a ủ đồng h v ồ ệtinh và m i quan ố

h c a nó v i ệ ủ ớ thời gian GPS Thông thường, m t máy thu ộ có thể thu th p d li u b n ậ ữ ệ ả

l m i m i gi , ịch ớ sau ỗ ờ nhưng nó cũng s d ng d u t i 4 gi không có thể ử ụ ữliệ cũ ớ ờ màgây nhi u sai s ề ố

1.2.4 Nguyên lý định ị v GPS

a. Các trị đo GPS

Vi c nh vệ đị ị ằ b ng GPS được thực hi n tr cệ ên s s d ng hai i ơ ở ử ụ đạ lượng c đo ơ

b n, là khoả đó đo ảng ch giả theo ác mã giả ẫ cá c ng u nhiên ( mã C/A và mã P) và đopha c a sóng t i (L1 và L2 ủ ả )

- Đo khoảng cách gi theo ả mã C/A và mã P

Mã ng u nhigiả ẫ ên được phát t v đi ừ ệ tinh cùng v i sóng t i Mớ ả áy u S th GP

c ng t o ra ũ ạ mã giả ngẫu nhiên đúng nh vư ậy B ng cách so sá thu ằ nh mã đượ ừ ệc t v tinh và chính c a y thu th xác nh mã ủ má có ể đị được kho ng ả thờ ian an uyền i g l tr

c a t u , và t ây d dàng tí ủ ín hiệ mã ừ đ ễ nh được kho ng cá t v tinh n mả ch ừ ệ đế áy thu (trung tâm anten c a mủ áy thu) Do s không ng b gi a có ự đồ ộ ữ đồng ồ ủ ệ tinh và h c a v

c a y thu và do có nh hủ má ả ưởng ủ c a môi tr ng lan truyườ ền tín u, nên kho ng cách hiệ ảtính theo okh ảng thờ gian đo đượ i c không ph i là o ng cách th c a v tinh và ả kh ả ự giữ ệ

- x y zs, ,s s: T a ọ độ ủ c a v tinh ệ

- x y z , , : T a c a m xét (mọ độ ủ điể áy u) th

-

t: Th i gian truyờ lan ền tín hi u t v tinh n máy ệ ừ ệ đế thu

- ∆t : Sai s không ng b gi a ng h tr v ố đồ ộ ữ đồ ồ ên ệ tinh và máy u th

- R: Khoảng cách ả đo đượ gi c

- c: V n t c lan truyậ ố ền sóng b ng 3.10ằ 5 km/ s

12

Trong tr ng h p s d ng ườ ợ ử ụ mã C/A ỹ th ậ đo, k u t kho ng i g l trả thờ ian an uyền tín hi u ch th m b o chính x khoệ ỉ có ể đả ả độ ác đo ảng cá tch ương ng c 30 m N u ứ ỡ ếtính n nh hđế ả ưởng ủ đ ề c a i u ki n lan truy n t u, s s khoệ ề ín hiệ ai ố đo ảng cách th eo mãC/A s mẽ ở ức 100 m là mức có th ch p nh n khách hể ấ ậ để àng ân d s có th khai thác ự ểTuy nhiên k u t x lý tín ỹ th ậ ử hiệ mã đã đượu c phát tri n n m c m b o ể đế ứ đả ả độchính xác o ng cách t i c 3 m, t c h u nh không đo kh ả ớ ỡ ứ là ầ ư thua k so v i tr ng ém ớ ườ

h p s d ng P v n không ợ ử ụ mã ố được dùng cho khách hàng đại trà

- Đo pha ủ c a sóng t i ả

C sóng t i L1 và L2 ác ả được s d ng cho vi c nh v v i chính x cao ử ụ ệ đị ị ớ độ ác

V i m c í này ng i n hành hi u s pha c a sóng t i do y u nh n ớ ụ đ ch ườ ta tiế đo ệ ố ủ ả má th ậđượ ừc t vệ ti và pha cnh ủa t hiín ệu do chính máy thu t o ra ạ Hiệ ốu s pha do máy thu đo được là (Φ 0  2)

N: S nguyên l n ố ầ bước sóng λ chứ trong a R

t: S s không ng b gi a ng h c a v ai ố đồ ộ ữ đồ ồ ủ ệtinh và c a máy ủ thu

N: s n yLà ố gu ên l n ầ bước sóng v tinh từ ệ đến anten máy thu

Trong trường ợ đo h p pha theo sóng ả t i L1 xác nh kho ng cách gi a có thể đị ả ữ

v ệtinh và máy thu v i ớ chế độ chính xác c centimet m milimet ỡ thậ chí Sóng ả L2 t i cho độ chính xác p thấ hơn ít nhi u, ề nhưng tác d ng ụ chủ ế y u c a nó ủ làcùng v i ớ sóng

t i L1 t o kh ả ạ ra ả năng làm ả ả hưở đáng ể ủ ầ điệ gi m nh ng k c a t ng n ly, thêm vào đólàm cho ệ vi c xác định ố s nguyên l n ầ bước sóng đượ đơn ả hơnc gi n

b. Định ị v tuy t i ệ đố

Định v tuy t i (Absolute point positioning) ị ệ đố còn được g i ọ là nh v m đị ị điể(Point positioning) hay nh v m đị ị điể đơn (Single point positioning) nh v m Đị ị điể là

13

ki u nh v khai nh ể đị ị sơ ất Đây là ể đị ki u nh v d a ị chỉ ự trên ố liệ s u quan c t m t trắ ừ ộmáy thu Đị nh v m không i ị điể loạ trừ được các s GPS sai ố

Định v tuyệ đốị t i là trường h p s d ng máy thu ợ ử ụ GPS xác nh tđể đị ra a ọ độ

c a ủ điểm quan sát trong h ệthống t a ọ độ WGS - 84 Đó có thể là các thành ph n vuông ầgóc không gian ho c thành ph n t a m t c u (X, Y, Z) ặ ầ ọ độ ặ ầ (B, L, H)

Vi c ệ đo GPS tuyệ đố đượt i c th c hi n tr cự ệ ên s s d ng i l ng ơ ở ử ụ đạ ượ đo làkhoảng cá ch gi t v tinh n máy thu theo nguyên t c giao h i không ả ừ ệ đế ắ ộ gian ừ ác t c

đ ểi m có t a bi t các v tinh ọ độ đã ế là ệ

N u bi t chính xác kho ng th i gi lan truyế ế ả ờ an ền t ín hi u giệ mã ả ng u nhi tẫ ên ừ

v tinh n mệ đế áy u, ta s tính th ẽ được kho ng cá chính x gi a v tinh và mả ch ác ữ ệ áy u thKhi ba kho ng cách đó ả được xác nh ng th i t ba v tinh n y u s cho đị đồ ờ ừ ệ đế má th ẽ ta

v trí không g ị ian đơn ị ủ má v c a y thu Song tr c t cên thự ế ả đồ ng h máy u và ng ồ th đồ

h v tinh u s s , nên các khoồ ệ đề có ai ố ảng cách đo được ông kh ph i kho ng cáả là ả ch chính xác K t qu là chúng không th c t nhau t i m t i m, ng là ông ế ả ể ắ ạ ộ đ ể hĩa kh thểxác nh đị được v trí y u kh c ị má th Để ắ phục tình tr ng này, c n s d ng ạ ầ ử ụ thêm ộ m t

đạ ượi l ng n a, ođo ữ đó là kh ng cá tả ch m t v tinh thứừ ộ ệ tư th y rõ i u nà ta Để ấ đ ề y,

có h gệ ồm b n ph ng trình cho b n v tinh: ố ươ ố ệ

T a máy ọ độ thu được xác nh b ng đị ằ cách ả ệ ồ gi i h g m b n ố phương trình c độ

l p ậ trên ậ là ằ V y b ng cá kho ng cách ng th i t b nv tinh n y u ch đo ả giả đồ ờ ừ ố ệ đế má th

ta có th xác nh ể đị đượ ọ độc t a tuyệ đố ủt i c a y thu, ngoài còn xác nh thêm má ra địđược s hi u ch nh cho ng h c a mố ệ ỉ đồ ồ ủ áy u n a th ữ

Quan s ng át đồ thờ ố ệ ti lài b n v nh yêu c u t i c n thi t xác ầ ố ầ ế để định ọ độ t a không g tuy t i c a i m quan sát Tian ệ đố ủ đ ể uy v n u y thu ậy, ế má được trang b ị đồng

h chính xác cao thì i ch cồ kh đó ỉ òn ba n s ba thành ph n tẩ ốlà ầ ọ độ ủ đ ểa c a i m quan sát quan s Để át chúng ta c n quan s ng i ba v nh chỉ ầ át đồ thờ ệti

14

c Định v ị tương đố i

Ngược v i nh v m tuy t i, nh v ớ đị ị điể ệ đố đị ị tương đố đượ i c th c hi n b i hai ự ệ ởmáy thu Các máy thu này đượ đặ ạc t t i hai m khác nhau trong t a m t m điể đó ọ độ ộ điểđược bi t ế trước và t a ọ độ c a ủ điểm khác được xác định liên quan t i ớ điểm đã ế bi t này Hai máy này c hi n quan c v tinh m t thu thự ệ trắ các ệ ộ cách đồ thời ng Sau đócác trị

đo ghi được trên hai máy thu này được k t h p c p ế ợ trự tiế tính ra ị trí ủ v c a m t máy ộthu nh v Đị ị tương đố i có th thể ực hi n ệ theo ki u x ể ửlý thời gian ựth c ho c x sau ặ ửlýMáy thu đặt t i v ạ ịtrí đã bi t trong t kho ng i gian quan ế suố ả thờ trắc và được đề ậ c p v i ớtên g i ọ là máy tham chiếu

Trong quá kh , thu t ng ứ ậ ữ “tương đối” được s d ng ử ụ cho các quan c pha trắsóng mang (phase observations), ngượ ạc l i thu t ng vi ậ ữ saiđược dùng cho các quan

tr trênắc tương quan mã gi khoả ảng cách (code range observations)

d. Định vị động

Các i đố tượng trong thế ớ thự gi i c luôn t n t i m t trong hai ồ ạ ở ộ trạng thái tĩnh(đứng yên) ho c ng (chuy n ng) xét ặ độ ể độ trên ộ ệ m t h quy chiế ắu g n vào trái đất Đố i

v i ớ các i đố tượng tĩnh, v c a m i ịtrí ủ ỗ đối tư ng hoàn ợ toàn được xác nh b ng giá đị ằ các

trị ọ độ t a trong m t h quy chi u xác nh ộ ệ ế đị Ngượ ạc l i v i i ng ng, v i, đố ớ các đố tượ độ ịtrí c a chúng trong không gian thay i ủ đổ liên ụ theo thời gian v y qu o c a t c Do ậ ỹ đạ ủcác i đố tượng ng m t hàm độ là ộ theo (x, y, Hay nói z) cách khác, thông v v tin ề ị trí

c a i ng ủ các đố tượ động thườ đượ đing c kèm v i ớ thông tin v i gian ềthờ

Định v ng xác nh v ị độ đị ị trí trên quỹ đạ o c a ủ các i tư ng ng đố ợ độ theo th i ờgian thực Đị nh v ị động liên quan n đế các ứng ụ d ng giám theo dõi và d n sát, ẫ đường trên các phương ệ lưuti n thông như máy bay, tàu thủy, các phương tiệ n di ng độ trênđường bộ…Trong các ng d ng nh v ng s d ng h th ng ứ ụ đị ị độ ử ụ ệ ố GPS, mỗ đối i tư ng ợ

di ng c n nh v độ ầ đị ị được g n m t máy GPS Máy thu GPS s cung c p v trí c a ắ ộ thu ẽ ấ ị ủ

nó theo thờ i gian và qua v c a i đó ị trí ủ đố tượ cũng đượng c xác nh đị theo Định vị động cũng hai có kiểu: uyệt đối T và tương đối Với định vị điểm động, một máy thudùng quan để trắc các điểm di chuyển theo thời gian, thời gian quan trắc trên mộtđiểm không đáng kể Kết quả định vị được xác định dựa trên số liệu từ một vài chu

15

kỳ quan trắc của máy thu Định vị điểm động được ứng dụng để giám sát các quỹ đạo

ba chiều của các phương tiện giao thông Đây là trường hợp cho độ chính xác kém nhất Ngược lại, với định vị tương đối động xử lý trên cơ sở kết hợp các số liệu quan trắc từ hai máy thu Trong máy tham đó chiếu được đặt cố định tại vị trí đã biết để thu thập số liệu tham chiếu Máy còn lại được di chuyển dọctheo các điểm cần quan trắc, máy này được gọi máy di là động Để có thể xử lý tương đối được thì các máy thu bắt buộc phải quan trắc số liệu đồng thời Độ chính xác đạt được trong kỹ thuật

đo này ở mức centimet Kỹ thuật này có thể thực hiện xử theo lý thời gian thực hoặc

xử lý sau

- Đị nh v ng th i gian th c (RTK - Real Time Kinematic) ị độ ờ ự

Trạm tĩnh trang thêm có bị bộ phận phát radio phát thông (bao để các tin gồm

vị trí trạm tĩnh và các số hiệu chỉnh khác) phía về trạm động để trạm này giải ngay ratọa độ củamình Phương pháp này đo cho phép gi i ả đượ ọ độ điể đặc t a m t máy m trạ

động ngay t i th c a nh vi c x tạ ự đị ờ ệ ửlý c th i s li u vứ ờ ố ệ thu tinh t i tr m c nh và ệ ạ ạ ố đị

trạm di ng trên b x độ ộ ử lý s ố ệli u chuyên d ng kèm v i m ng t i c a ụ đi ớ trạ độ ạ thự địnhưng ch c n hiỉ ầ thu tín ệu v ệtinh th i gian ng n nhờ ắ ít ất m t tr N u khu ộ ị đo ế đo cácđiể đom tcó a trong h t a a ọ độ ệ ọ độ đị phương ấ b t k ỳcó th th c hi n vi c c ể ự ệ ệ đo đạtrong h t a a ệ ọ độ đị phương thông qua vi c quy chuy n h ệ đo ể ệthống t a ọ độ Phươngpháp này c n ph i h ng truy n s u (Radio ầ ả có ệ thố ề ốliệ Link) để truy n ề liên ụ ố liệ t c s u thuđượ ạc t i trạm tĩnh n ế ị ửđế thi t b x s lý liố ệ ạu t i ạ độtr m ng

- Đị nh v ng x sau ị độ ử lý (PPK - Postprocessing Kinematic)

Phương pháp này cho phép thu nhận t a m ọ độ điể đo có độ chính xác c ỡcentimet trên cơ s x ở ửlý s ốliệu thu v ệtinh t i ạ trạm c ố định và trạm di động trên ph n ầ

m m x s u chuyên d ng sau khi ề ử lý ố liệ ụ đo thự địa Thờc i gian tín hi u v tinh thu ệ ệ

ng n (t i ắ ố thiểu 2 trị đo) Phương pháp này không c n n h ng Radio ầ đế ệthố Link truy n ề

s u ốliệ

1.2.5 Các nguồ sai ố n s trong k t ế quả đo GPS

Như chúng ta bi t xác nh v trí c a m t vậ ểđã ế để đị ị ủ ộ t th , ta c n ph i tính toán ầ ảđược kho ng cá tả ch ừ nó n b n v nh d a v phép kho ng i g trđế ố ệti ự ào đo ả thờ ian uyền tín

16

hi u sóng i n t t c v tinh n v t th nà Do chính xác c a ng h v ệ đ ệ ừ ừ ác ệ đế ậ ể y đó độ ủ đồ ồ ệtinh và ng h y thu các thông s r t quan tr ng nh h ng n c ph đồ ồmá là ố ấ ọ ả ưở đế ác ép đo

c ựly c n thi t oài r c y u t ầ ế Ng a, ác ế ố khác ư ầ đ ệ ly, t ng i l qu nh t ng i n ầ đố ưu, ỹ o v đạ ệtinh, n c a mđộ ồ ủ áy thu, nhi u ễ đa đường (multipath) cũng góp ph n gầ ây ra c ácsai s không nh trong c phép c ố ỏ ác đo ựly này

Hình 1.8 Các ngu n tác ồ động ác kh nhau gây ra sai s trong p p ố hé đo c ly ự

a Sai s do ng h ố đồ ồ

Đây là s s c a ng h tr v t h, ai ố ủ đồ ồ ên ệ in đồng h trên máy thu và s không ồ ự đồng

b c a chúng ộ ủ Đồng h tr vồ ên tinh ệ được tr m u khi n trên mặ đấạ điề ể t t theo dõi và do

đó n u phát hi n s lế ệ có ai ch tr m này s ph tín u ch th ông b s c i ch h ệ ạ ẽ át hiệ ỉ ịth áo ố ả íncho máy thu G t x PS biế để ử lý Để làm gi m nh h ng c a sai s ả ả ưở ủ ố đồng h c a c v ồ ủ ả ệtinh và máy , thu ngườ ta ử ụi s d ng hi u tr gi a v nh c ng ệ các ị đo ữ các ệ ti ũ như giữa các trạm qu sát an

b Sai s qu o v ti ố ỹ đạ ệ nh

Độ chính xác c a v trí c n tính toán c ng ủ ị ầ ũ phụ th ộ ào u c v cách xác nh v đị ịtrí chính x c a các v tinh (ác ủ ệ được xem clà ác i m tđ ể ham chi u) Qu o c a các ế ỹ đạ ủ

v tinh ệ liên ụ đượ t c c th dõi t nhi u tr m giám s n m xung quanh tr t và eo ừ ề ạ át ằ ái đấthông tin qu o d o ỹ đạ ự đ án đượ uyề đếc tr n n c v tinh, t v tinh cung c p c ác ệ ừ đó ệ ấ ácthông tin này cho y thu chímá Độ nh x tiêu bi u c a c ác ể ủ việ tiên đ án qu o n o ỹ đạ ày

vào kho ng ả vài t và do c ng s gmé đó ũ ẽ ây ra sai s kho ng v mố ả ài ét khi nh to v tí án ịtrí Máy u duy trì m t b ng ni th ộ ả ên giám ữ liệ d u qu o cho t t c các v tinh và ỹ đạ ấ ả ệchúng c p nh t c b ng nậ ậ ác ả ày mỗ ời gi khi có d li u m i ữ ệ ớ

17

c Sai s do tố ầ ng điệ lyn

Khi tính toán kho ng cách n v tinh, u tiên kho ng th i gian trả đế ệ đầ ta đo ả ờ uyền

t hi u t v tinh n mín ệ ừ ệ đế áy thu và sau nh khođó ân ảng th i gian này v i v n t c ánh ờ ớ ậ ố

s g V n án ấ đề ở đây v n t c nlà ậ ố ày thay i ph u c v tình tr ng c a t ng í đổ ụ th ộ ào ạ ủ ầ khquy n L p tr c a t ng k quyể ớ ên ủ ầ hí ển g i là t ng i n ly gồọ ầ đ ệ m c hác t mạ ang i n, gây đ ệ

t ng làm ch m tác độ ậ ín u mã và nhanh tín hi u sóng mhiệ ệ ang

Ảnh h ng c a t ng i n ly n u ông ưở ủ ầ đ ệ ế kh được khắc ph c gụ có thể ây ra sai s ố

ph l n h n 10m i ép đo ớ ơ Và máy thu s d ng mô hình to h c tính ử ụ án ọ để toán ả nh

h ng c a t ng i n và xác nh g n ng m t c h t mang i n nên có ưở ủ ầ đ ệ ly đị ầ đú ậ độ ác ạ đ ệ thể

gi m ả đượ ảc nh h ng c a t ng này oưở ủ ầ kh ảng 50% tuy nhiên s s còn l i v n áng ai ố ạ ẫ đ

tr gễ ây ra b i t ng nà ở ầ y

e Nhiễ đa đườu ng

Khi đo kho ng cách ả đến m i v tinh, ỗ ệ ta giả s r ng tín hi u v ử ằ ệ ệtinh được truyền

th ng t v nh n ant c a y u ẳ ừ ệ ti đế en ủ má th Nhưng trong th c t ngoài tín hiự ế ệu tr c ti p ự ếnày ant y thu còn nh n en má ậ được c t hi u ph n x n t m t t và các v t ác ín ệ ả ạ đế ừ ặ đấ ậ thể

g n anten qua nhi u ầ ề đường g p khác nhau, xen nhi u vào tín hi u tr c p, gián tiế ễ ệ ự tiế ây

ra sai l ch vệ ề ờ đ ể đế th i i m n c a tủ ín u c s hiệ thự ự

N u ế đường truyền gián p dài h ng k so v i tiế ơn đá ể ớ đường truyền tr c tiếp (l n ự ớ

h 10m) h m u t hi u tr tá r i nhau thì nh h ng gơn để ai ẫ ín ệ ên ch ờ ả ưở ây ra b i nhi u ở ễ đađường về ơ ả c b n thcó ể được kh c ph c b i c k u t x lý t u ắ ụ ở ác ỹ th ậ ử ín hiệ

18

f Tầm nhìn v ti ệ nh và s ự trượt chu k ỳ

Đ ểi m qu tran ọng nh t khi o G là phấ đ PS ải thu được tín hi u ít nh t 4 v tinh ệ ấ ệ

t c là ph i t m nhìn thông t i v tinh ứ ả có ầ ớ các ệ đó

Tín hi u G là sóng c c ng n trong ph n t , nó th xuyệ PS ự ắ ổ điệ ừ có ể ên qua mây

mù, ng không truyso thể ền qua được t cán ây hoặ các ậ ảc v t c n che ch n Do v y t m ắ ậ ầnhìn v tinh thông thoáng có t m ệ ầ quan ọ đặ tr ng c bi t i v i công t o G ệ đố ớ ác đ PS

Khi s d ng o pha c n ph i m bử ụ trị đ ầ ả đả ảo thu tín hi u v tinh tr c ti p, ên t c ệ ệ ự ế li ụ

nh m x nh s nguy l n b c sóng kh i u Tuy nhi có tr ng h p ngằ ác đị ố ên ầ ướ ở đầ ên ườ ợ ay c ảkhi v tinh v n nhìn th y ệ ẫ ấ nhưng máy u v n b gi o n u tín u, tr ng h p th ẫ ị án đ ạ th hiệ ườ ợ

đó có m t s chu k không x ộ ố ỳ ác nh ã trôi qua mà máy u v n không m đị đ th ẫ đế được khi n cho s nguyế ố ên l n b c ng thầ ướ só ay i và l s k t qu nh v Do ó c n đổ àm ai ế ả đị ị đ ầ

ph i phát hi n và x nh s tr t chu k tr g tín u G M t s mả ệ ác đị ự ượ ỳ on hiệ PS ộ ố áy u có th

th nh n bi t s tr t chu k và th v s ể ậ ế ự ượ ỳ êm ào ố hiệu ch nh t ng ng khi x lý s ỉ ươ ứ ử ố

liệu M t kh khi tặ ác ín toh án x lý s li u G ử ố ệ PS th dùng sai phân b c ba nh n có ể ậ để ậ

bi t và x lý tr t chu k ế ử ượ ỳ

1.2.6 Các ứng ụng ủ ệ thống định ị d c a h v toàn c u ầ GPS

a Trong quân s ự

H ệthống đị nh v toàn c u GPS xây d ng v i m c ị ầ ự ớ ụ đích đầ u tiên h ho t là ỗ trợ ạ

động quân s c a M ự ủ ỹ Khả năng định v ịđược v ịtrí c a mình ủ cũng như c a ủ đối phương

là r t quan ấ trọng trong quân s ng d ng c a ự Ứ ụ ủ GPS đã được phát tri n m nh m , v i ể ạ ẽ ớ

độ chính xác c trong ao định v máy bay chi n u, máy bay dân d ng, nh y dù, ị ế đấ ụ ả tàuchiến cũng như đị nh v và u khi n lị điề ể tên a và ng m b n m c tiêu ử ắ ắ ụ Ngoài ra, cácthiế ị thămt b dò, theo dõi và ế ị ấthi t b t n công có khả năng di chuy n không ể người lái cũng u d a trên kh đề ự ả năng đị nh v ị đượ đố phương.c i

b. Trắ địc a, b n , c a ả đồ đo đạ đị chấn

M t trong ộ các ứng ụng d dân s u tiên c a h ng v tinh nh v ự đầ ủ ệthố ệ đị ịtoàn ầ c u

là ng d ng ứ ụ trong ngành c đo đạ trắ địc a bvà n , v i máy ả đồ ớ các định v ị chấ lượng t cao Ứng d ng ụ trong lĩnh v c này ự thường bao g m vi c xây d ng t a ồ ệ ự ọ độ cho các điểm

m c ố trong trắ đị ớ độ chính c a v i xác t i milimet ớ Ngoài ra, ỹ thuậ đị k t nh v ị còn được

19

dùng r t ph bi n trong xây d ng h ng thông a ví d ấ ổ ế ự ệthố tin đị lý, ụ như ạ t o d ng d ự ữ

liệu v h ố đườề ệ th ng ng giao thông và v ị c a trí ủ các nơi công ộ c ng quan trọng như

b nh vi n, ệ ệ trường h danh lam ng c nh, d v vui ọc, các thắ ả ịch ụ chơi, ả trí… gi i

Định v nh v ị ờ ệ tinh cũng đóng vai quan trò tr ng ọ trong giám sát ch n ng, ấ độ

độ ị d ch chuy n c a m t t và c a cể ủ ặ đấ ủ các u trúc h t ng ấ ạ ầ như đậ p th y n, c u, nhà ủ điệ ầhay tháp cao Khả năng này đượ đánhc giá r t ấ cao trong ự đoán độ đấ d ng t hay giám sát t ng c a chấ lượ ủ các công trình xây d ng ự

c Giao thông v n t i ậ ả

Ngay khi sau ra đời, ệ thố h ng v tinh nh v ệ đị ị toàn ầ đã c u chi m vai quan ế tròtrọng trong ngành giao thông ậ ải, đặc bi t v n t ệ là trong hàng không và hàng h Trong ải.ngành hàng không, vi c u khi n máy bay h ệ điề ể ạcánh, ấ cánh cũng như ẫ đườ c t d n ng trong không gian ba chi u yêu c u kh ề ầ ả năng đị nh v chính xác t i vài mét Trong ị ớngành hàng không dân d ng ụ có liên quan t i ớ tính ạng c a hàng m ủ trăm hành khách,

kh ảnăng đị nh v yêu c u không nh ng ph i ị ầ ữ ả thỏa mãn được độ chính xác đã đặ t ra màcòn ph i a mãn tin c y và kh ả thỏ độ ậ ả năng ả c nh báo khi h ng ệthố định ị v cho k t qu ế ảkhông chính xác H ng nh v ệ thố đị ị thường được s d ng ử ụ song song v i ớ các sensor

định hướng để cung p cấ độchính xác và tin cậy cao hơn

Nhu c u ầ định v ịcho ngành hàng h i ả cũng đã có t r t xa ừ ấ xưa và ph thu c ụ ộ chủ

y u vào quan ế sát thiên văn và s d ng ử ụ la bàn Ngày nay, h u h t các ầ ế tàu thuy n ề thương

m i u g n máy thu và ạ đề có ắ anten thu tín ệ đị hi u nh v , ị cho độ chính xác t i vài ớ mét

Đối v i ớ các tàu thuy n c p c ng, ho c ề ậ ả ặ đi qua các kênh rạch ỏ nh , kh ả năng định v v i ị ớ

độ chính xác dưới m t mét cộ là n thi t ầ ế

Trong m t vài ộ năm ầ đây, ệ ứ g n vi c ng d ng h ng v ụ ệthố ệtinh đị nh v ịtoàn ầ c u trong ngành đường s t ắ đã ởtr nên ph bi n trên ế ớổ ế th gi M t i ộ trong các nhu c u c n ầ ầthiết nh t trong ngành ấ đường s t ắ làquản lý và u khi n điề ể tàu

Đối v i h th ng ớ ệ ố tàu điện, cũng như ệ h th ng xe buýt ố trong thành phố ệ, h thống v tinh nh v toàn c u ệ đị ị ầ có th trể ợ giúp c l c trong vi c qu n đắ ự ệ ả lý và giúp nâng cao m t cách ộ đáng ể k chất lư ng ph c v và ợ ụ ụ tính hiệu qu c a h th ng H th ng ả ủ ệ ố ệ ốcác máy GPS l p t thu ắ đặ trên các xe và tàu đượ ế ố ớ ộ ệ thốc k t n i v i m t h ng máy tính

20

dùng liên l c vô tuy n hai chi u D u ạ ế ề ữ liệ đượ thu thậc p và phân tích t i m u ạ trạ điềkhi n trung tâm nh m ể ằ đưara v ịtrí chính xác hiện hành c a các ủ tàu, xe Thông tin này không nh ng giúp m u khi n ữ trạ điề ể trung tâm qu n h ng m t có thể ả lý ệ thố ộ cách ệ hi u

qu ảmà còn có thể giúp tăng chấ lượng ụ ụt ph c v , ví d ụ như ậ c p nh t b ng thông báo ậ ảđiệ ử ạn t t ga ncác tàu u bế có t k s ấ ỳ ựchậ trễm nào

Hiệ ạn t i, r t nhi u i có ấ ề loạ thiế ịt b hi u thu tín ệ GPS k t h p v i b n s ế ợ ớ ả đồ ố để

d n ẫ đường cho xe hơi M t s thi t b không ộ ố ế ị nhữ chỉ ệ ả đồ mà cònng hi n b n phát âm

b ng nhi u ng S n ph m MapQuest PND m t d ằ ề thứ tiế ả ẩ là ộ ví ụ

d D ịch ụ v cung c p thông d a trên v khách ấ tin ự ị trí hàng

D v cung c p thông d a ịch ụ ấ tin ự trên ị trí ủ v c a khách hàng (Location Based Services - LBS), nó cung c p ấ các thông tin c n ầ thi theoết yêu c u c a khách hàng d a ầ ủ ựtrên m t ộ thư vi n d ệ ữ ệli u v cơ s h t ng c a m t thành ph và kh ề ở ạ ầ ủ ộ ố ả năng ự đị t nh v ị

c a ủ người s d ng, thông qua ử ụ điện tho i di ạ động ho c PDAs (Personal Digital ặAssistances) Các d v ịch ụ LBS này nh m cung c p ằ ấ thông tin chính xác và c ụthể chokhách hàng d a trên v c a h t i b y k i m nào ự ị trí ủ ọ ạ ấ ỳ thờ điể Loại hình d v này ịch ụđược xem là m t gi i pháp hi u qu , nó cung c p ộ ả ệ ả ấ thông tin cho ngườ ửi s d ng t i ụ ạ thời điểm và v cịtrí n thi t hầ ế Nó a h n ứ ẹ đem ạ ự l i s thu n ti n, tho i mái nhiậ ệ ả và ều khi ti t ế

ki m ệ đượ ấc r t nhi u i gian ề thờ cho ngườ ử ụi s d ng ng Đồ th i,ờ m i l i nhu n kh ng l ọ ợ ậ ổ ồ

mà ki u d v này ể ịch ụ đang ứ h a h n h p d n không nhà u ẹ đã ấ ẫ chỉ các đầ tư trong công ngh ệthông tin và các thi t b n t , c trong ngành vui ế ị điệ ử mà ả chơi ả gi i trí, trong tìm

ki m c u h và nghiên c u xã h ế ứ ộ ứ ội

e Tìm ki m ế và c u h ứ ộ

Các d v tìm ki m và c u h ịch ụ ế ứ ộ thường xuyên ph i i m t v i ả đố ặ ớ các cuộ ọc g i kêu c u, khi tứ mà đó ừng giây trôi qua liên quan t i có thể ớ tính ạ m ng c a ủ con người.Nhiều trư ng h p x y trong ờ ợ đã ả ra, đó người kêu c u b l c ứ ị ạ đường trong vùng rừng núi bao ho c trên các la, ặ sườn núi ph y tuy ủ đầ ết Khả năng ự định ị đượ ủ t v c c a các điện tho i di ng khi dùng d ch v c p c u ạ độ ị ụ ấ ứ có th h tr tìm ki m n n nhân m t ể ỗ ợ ế ạ ộcách nhanh chóng

21

f Thểthao và giải trí

M t s ho t ng i và t p luyộ ốcác ạ độ giả trí ậ ện th thao s tr nên thú v ể ẽ ở ị hơn nhi u ề

n u ế ngườ chơii xác nh có thể đị được v c a mình, và ị trí ủ có thể theo dõi s chuy n ự ể

động M t vài dộ ví đi n hình ụ ể có th nêu ể ra là trong việ chơic khinh khí c u N u ầ ế cóthể lưu trữ được v trí ị mà khinh khí c u ầ đã bay qua, người chơi có thể tái t o l i ạ ạ đường bay và đó đơnthuầ là ộn m t thông tin thú v ụ Hơn ữ n ngay a, trong khi v n hành, ậ cácthông tin v ềđộ cao và t c c a khinh khí c u ố độ ủ ầ cũng có thể giúp cho người điều khi n ể

có u nh m t cách h p lý thể điề chỉ ộ ợ

Đặc bi t ệ trong môn th ể thao điền kinh, h th ng v ệ ố ệtinh nh v toàn c u v i đị ị ầ ớcác ch ứ năng đơn ảc gi n nh t ấ có thể được dùng trong quá trình t p luy n ậ ệ Nhờ vào công ngh này, thông tin v v n t c và hành trình t p luy n ệ ề ậ ố ậ ệ tương ứ ng có thể được nghiên c u ứ sau mỗi l n t p luyầ ậ ện, và t ừ đó các phương pháp và chế độ t p luyậ ện thích

h p ợ hơn có thể được dùng

g Nông nghi p ệ

H ệthống GPS m i ớ chỉ được nh c n và ắ đế được d ng t i áp ụ ạ các nước tiên n tiế

v i ớ các trang trạ i nông nghi p r ng l n ệ ộ ớ Khả năng ứ ng d ng c a nó v n ụ ủ ẫ còn nhi u ề

h n ạ chế ở các nướ đangc phát n, do triể điều ki n công ngh ệchưa cao và quy mô công ệnghi p hóa nông nghi p v n ệ ệ ẫ còn thấp Trong ngành này, h ng GPS ệthố được áp dụngkhi dùng máy bay phun r i phân bón và thu c các ả ố trừ sâu, ặ ho c trong quá trình reo

r c h t ng, yêu c u tính hi u qu ắ ạ trồ ầ ệ ảcao trên ộ m t vùng di n ệ tính ộ r ng l n ớ

K t lu n ế ậ chương 1: Chương 1 đã trình bày được tính c p thi t, gi i pháp gi i ấ ế ả ảquy t các vế ấn đề được đưa ra để hoàn thành luận văn đồng th i nghiên c u t ng quan ờ ứ ổ

v h ề ệthống định v toàn cị ầu như sơ đồ ệ h thống, nguyên lý định v , sai s trong các ị ốphép đo GPS và các ứng d ng c a GPS trong th c t ụ ủ ự ế

Website hi n v d ng ể thị ị trí (sử ụ cho ngườ thân, người i qu n lý ả ): Người quản

lý s ẽđăng ậ nh p vào website, khi đó trên website s hi n ẽ ể thị ả b n đồ ạ d ng Google Map

và s ẽ đánh ấ d u v c a ị trí ủ ngườ ầi c n giám sát trên ả đồ Ngoài ra b n trên website còn

có ch ứ năng ểc hi n th 5 v gị ịtrí n v i th i m hi n t i nh t hầ ớ ờ điể ệ ạ ấ mà đã qua ọ đi

Phần mềm theo dõi trên h ệđiều hành Android: Hiển th v ị ị trí người dùng cũng như vị trí của người qu n lý ả

Khối cảm biến

Hình 2.2 Sơ đồ kh i ph n c ng h th ng ố ầ ứ ệ ốPhầ ứn c ng h th ng bao g m bôn kh i chính: ệ ố ồ ố

- Khố điềi u khi n: ể Khố điềi u khi n d a ể ự trên ề ả n n t ng Arduino, u khi n điề ể

nh n d ậ ữliệ ọu t a độ ử, x lý d ữliệ đọu, c d u t kh i c m bi n, u khi n ữliệ ừ ố ả ế điề ể

o Khố ế ố ữ ệi k t n i d li u: K t n i vào ế ố băng ầ t n GSM/GPRS và truyền

nh n d u lên ậ ữliệ server

Android app

Hình 2.3 Sơ đồ kh i h th ng ph n m m ố ệ ố ầ ề

H ng ệthố phần m m bao g m 3 ề ồ phần chính:

- Giao ệ ngườ di n i dùng: Giao ệ ngườ di n i dùng bao g m c website hi n ồ ả ể thị

v ị trí ngườ ử ụi s d ng thi t b ph n c ng ế ị ầ ứ (người già ho c tr em), và ph n ặ ẻ ầ

m m Android hi n v c a ề ể thị ị trí ủ người già ho c ặ trẻ em và người quản lý

- Server: X d u ph n c ng g i v , u khi n hi n giao di n ửlý các ữ liệ ầ ứ ử ề điề ể ể thị ệwebsite, k t n i s d u ế ố cơ ở ữliệ SQL (Structured Query Language)

- SQL data: Lưu thông d u bao g m d u trữ tin các ữ liệ ồ ữ liệ người dùng, d ữliệ ọ độ…u t a

2.2 Phân tích hoạ động ủ ệ thống t c a h

H ng giám d a ệthố sát ự trên ị trí đượ chia v c làm hai ph n và ầ đượ ử ục s d ng b i ởhai nhóm người dùng Phầ ứ (sau đây ọ ắ là ản c ng g i t t s n phẩm) đượ ử ục s d ng b i ởnhóm ngườ đượi c theo dõi v ịtrí (người già, trẻ em - sau đây g i t t ọ ắ là ngườ ử ụi s d ng)

và ph n theo dõi (bao g m giao di n website, ph n m m android g i t t ầ ồ ệ ầ ề - ọ ắ là phần

mềm) đượ ử ục s d ng b i nhóm ở người theo dõi v ịtrí (người qu n lýả ) nh k mĐị ỳsau ột kho ng i gian, s n ả thờ ả phẩm s l y t a hi n t i c a ẽ ấ ọ độ ệ ạ ủ ngườ ử ụi s d ng để ử g i v ềserver.Người qu n lý s s d ng ph n m m ả ẽ ử ụ ầ ề để theo dõi v hi n t i c a ịtrí ệ ạ ủ ngườ ử ụi s d ng Và

n u c n ế ầ thiết, người qu n lý ả cũng xem l s v c a có thể ịch ử ị trí ủ ngườ ử ụ để cói s d ng thể suy đoán lra trình ộ màngườ ử ụi s d ng di chuy n ể

25

2.3 Xây d ự ng phầ ứng n c

Phần c ng bao g m nhân ứ ồ điều khi n ể là vi điều khi n ATMega 328p ể hoạt động

ở điệ n áp 3.3V và t c 8 ố độ MHz giao p v i tiế ớ Module SIM-808 có chứ năng định v ịc

v ị trí GPS và k t n i GSM/GPRS SIM-808 ho t ng v i 4 t n s ế ố ạ độ ớ ầ ố GSM850/900/1800/1900 MHz, s d ng k t n i GPRS class 12, t c upload/ download ử ụ ế ố ố độ

t i 85.6 kbps, m b o vi c k t n i và truy n nh n d u online t m c ng ố đa đả ả ệ ế ố ề ậ ữliệ ừ ạch ứ

đến server Giao tiếp gi a vi điều khi n và Module SIM-808 ữ ể là giao tiếp UART thông qua t p l nh ậ ệ AT (Cấ trúcu AT+xxxxx) u khi n s g i các t p l nh Vi điề ể ẽ ử ậ ệ AT điề u khi n ể sang Module SIM-808, khi x sau ử lý, Module SIM808 s ẽ đáp k t qu l i trả ế ả ạcho vi u khi n điề ể

Trạng thái ngườ ử ụi s d ng b(có ngã hay không) s ị ẽ được vi u khi n nh n điề ể ậ

bi t d a ế ự trên ữ liệ mà ả d u c m bi n gia t c góc g i v ế ố ử ề Giao tiế p gi a vi u khi n và ữ điề ể

c m bi n gia t c giao p I2C Khi ả ế ố là tiế ngườ ử ụi s d ng ng có trạ thái ổ đị n nh thì d các ữliệu v ba ề trục x, z c a c m bi n s y, ủ ả ế ẽcó biến động r t nh ấ ỏ Nhưng ế n u người s dử ụng

b ngã, ngay l p t c d u v m t hay nhi u c c a c m bi n s thay i l D a ị ậ ứ ữliệ ề ộ ề trụ ủ ả ế ẽ đổ ớn ựvào s thay i l n trong kho ng i gian r t nh , vi u khi n ự đổ ớ ả thờ ấ ỏ điề ể có thể đưa ra ế k t

lu làận ngườ ử ụi s d ng v a b ngã, và ngay l p t c s c t a v trí c a ừ ị ậ ứ ẽ đọ ọ độ ị ủ ngườ ửi s

d ng ụ và g i v ử ềserver kèm theo cảnh báo để người thân đang theo dõi có thể tìm ki m ếngườ ử ụi s d ng m t cách nhanh nh t ộ ấ

Trong mạch c ng còn tích h p thêm m t ứ ợ ộ còi báo động Khi người s d ng g p ử ụ ặnguy hiểm, khi báo đócòi động ẽ s phát ng kêu hút s chú ý c a nh ng tiế thu ự ủ ữ người xung quanh

Trong trường h p ợ ngườ ử ụi s d ng không g p ph i b t c v n gì, c m i ặ ả ấ ứ ấ đề ứsau ỗ

m t khoộ ảng thờ i gian c nh, ph n c ng s t ng l y t a v trí c a ố đị ầ ứ ẽ ự độ ấ ọ độ ị ủ ngườ ửi s

d ng và g i v ụ ử ềserver để ngườ thân tiệ theo i n dõi

26

2.4 L a ự chọ n linh n s d kiệ ử ụng

2.4.1 Khố điề khiể i u n

Khố điềi u khi n s d ng ể ử ụ ModuleArduinoFio

Hình 2.4 Module Arduino Fio Arduino Fio board mlà ạch ự trên vi điề d a u khi n ATể mega 328P hoạ độ ởt ng điện 3.3V và 8 MHz áp Arduino Fio có 14 chân kỹ thu t s vào/ra (trong 6 ậ ố đó chân

có thể được s d ng ử ụ để băm xung PWM (Pulse Width Moduleation),8 đầu vào tương

t ự

Do Arduino Fio s d ng pin 4.1V và ử ụ được tích h p m s c pin ngay ợ ạch ạ trênboard nên thích h p s d ng làm ợ ử ụ khố điềi u khi n ể cho các ứ ng d ng không dây ụ

Bảng 2.1 Các thông ố ỹ s k thu t c a Arduino ậ ủ Fio

Vi u khi n điề ể Atmega 328P

Dòng u đầ ra cho ỗ m i chân I/O 40 mA

B nh flash ộ ớ 32 (2KB s dKB ử ụng cho bootloader)

T c x ố độ ửlý 8 MHz

27

Arduino Fio h ỗtrợ giao tiếp n i ố tiếp v i m c ớ ứ điện áp TTL (transistor-transistor logic) t i ạ chân (RX) 0 và 1 (TX), giao tiếp I2C và SPI Ngoài ra n t ng Arduino nề ảcòn h vi n giao p n i p o nên m i ỗtrợ thư ệ tiế ố tiế ả ọ chân s c a Arduino u I/O ố ủ Fio đề có

thể được xác l p ậ thành c ng giao các ổ tiếp TTL UART tăng kh để ả năng ế ố k t n i gi a ữArduino n module khác k t n i TTL đế các có ế ố UART

- GPRS ulti slot cla m - ss 12 0 /1

- GPRS class B: k t n i vào d v GPRS và d v GSM (tho Có thể ế ố ịch ụ ịch ụ ại,SMS), nhưng chỉ dùng m t ộ trong hai d v vào m t ịch ụ ộ thời điểm Trong khi dùng d v GSM, d v GPRS b ịch ụ ịch ụ ị ngưng, GPRS sau đó s t ẽ ự động được

tiế ụp t c khi dsau ịch v ụGSM ế k t thúc

- Đượ điềc u khi n ể thông qua t p l nh ậ ệ AT (3GPP 27.007, 27.005 t p TS và ậ

l nh nâng c a hãng SIMCOM) ệ AT cao ủ

l nh Hayes b t u v i ệ ắ đầ ớ AT để chỉ ra ự chú s ý t modem Các modem quay s và ừ ốmodem không dây (các thiế ị có liênt b quan n vi c giao p gi a máy v i máy) đế ệ tiế ữ ớ

c n l nh ầ ệ AT để tương tác v i máy tính Chúng bao g m l nh Hayes ớ ồ các ệ thiế ậ như t l p

29

AT+CGPSINF L y v thông t a hi n t i ấ ề tin ọ độ ệ ạ

AT+CGPSOUT Điều khi n chu i d li u ể ỗ ữ ệ GPS NMEA AT+CGPSSTATUS Trạng thái xác định t a ọ độGPS

Bảng 2.3 AT+CGPSPWR - Điều khi n ngu n Module GPS ể ồ

OK ho c ặ ERROR <mode>

0 kh i ng l i GPS b ng ở độ ạ ằ COLD Start mode