Với mụctiêu chính là tạo ra giải pháp hữu ích và thực tế nhằm giảm thiểu tình trạng trộm cắp xemáy hiện nay.Về hệ thống trong đề tài này, nhóm sinh viên đã quyết định sử dụng và phát tri
GIỚI THIỆU
GIỚI THIỆU
Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, cùng với sự phát triển kinh tế và cấu trúc đô thị thì nước ta đã trở thành một trong những quốc gia có tỷ lệ sử dụng xe gắn máy cao nhất trên thế giới Xe gắn máy đã trở thành phương tiện đi lại hàng ngày phổ biến đối với đa số người dân tại đây Đi với đó cũng là những vấn nạn thường xuyên xảy ra, điển hình là sự xuất hiện của các vụ trộm cắp xe máy, điều đó đã và đang là vấn đề nhức nhối đối với người dân và chính phủ của nước ta Vậy nên, để giảm thiểu được tình trạng này, nhóm sinh viên đã quyết định lựa chọn và tiến hành thực hiện đề tài
“Thiết kế và thi công hệ thống chống trộm xe máy”, dựa trên sự phát triển của công nghệ hiện đại ngày nay, đặc biệt là về hệ thống Internet of Things (IoT).
Về hệ thống IoT, đây là một công nghệ đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa cuộc sống của con người Nó mang lại sự thuận tiện và tự động hóa trong nhiều khía cạnh, từ quản lý nhà thông minh, quản lý năng lượng, quản lý vận chuyển đến việc giám sát sức khỏe và an ninh Bằng cách kết nối các thiết bị và cảm biến, IoT giúp tăng cường khả năng kiểm soát và tương tác từ xa, tạo ra môi trường sống hiệu quả và tiện ích hơn cho con người. Đặc biệt, IoT còn được áp dụng để phục vụ cho hệ thống chống trộm xe máy, với mục đích chính là đảm bảo tính bảo mật, giảm thiểu nguy cơ trộm cắp phương tiện này
Qua đó, nhóm sinh viên đã đề xuất ra được nhiều phương pháp khác nhau để có thể hoàn thiện được nội dung đề tài này Xe gắn máy là một trong những tài sản quan trọng nhất đối với người dân Việt Nam hiện nay Với mục tiêu hạn chế được tình trạng trộm cắp, nhóm sinh viên tin rằng đề tài này sẽ góp phần làm giảm thiểu một cách tối đa tình trạng trên, ngoài ra còn góp phần cho sự phát triển của công nghệ.
MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Hệ thống chống trộm cho xe máy được thiết kế để phục vụ cho các chức năng bảo mật xe máy cho người dùng, như chức năng điều khiển động cơ xe máy thông qua bộ điều khiển từ xa hoặc qua tin nhắn từ số điện thoại của người dùng, chức năng cảnh báo rung động ở xe máy, chức năng phát hiện té ngã xe máy và không thể thiếu đó là chức năng định vị vị trí của xe máy thông qua GPS Để điều khiển động cơ xe, ta sử dụng bộ điều khiển từ xa RF hoặc thông qua việc gửi tin nhắn yêu cầu bật tắt động cơ xe đến hệ thống Trong bộ điều khiển từ xa có tích hợp thêm nút kích hoạt chức năng phát hiện rung động nhằm đề phòng cho trường hợp khi có tác động từ kẻ trộm đối với xe máy Khi phát hiện có sự rung động, hệ thống sẽ tự động kích hoạt còi báo động để cảnh báo đến chủ sở hữu xe Trong chức năng phát hiện xe máy bị té ngã, hệ thống sẽ thực hiện việc gửi tin nhắn cảnh báo và thực hiện cuộc gọi đến số điện thoại của người dùng Ngoài ra, hệ thống còn sử dụng công nghệ GPS kết hợp với việc phát triển ứng dụng Android nhằm cung cấp thông tin vị trí hiện tại của xe và tăng cường tính bảo mật Hệ thống hoạt động ổn định, gửi thông tin vị trí chính xác và gửi tin nhắn nhanh chóng qua số điện thoại của người dùng.
GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
Trong chức năng theo dõi vị trí xe thông qua GPS, việc sử dụng các ứng dụng theo dõi định vị vị trí xe là hoàn toàn cần thiết Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng tín hiệu, anten cần được đặt ở nơi thoáng đãng, ngoài trời để tối ưu hóa việc bắt sóng Khi anten được đặt trong nhà, khả năng bắt sóng sẽ giảm.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Trong quá trình thực hiện nghiên cứu, nhóm sinh viên đã sử dụng: a)Phương pháp thu thập dữ liệu: Thông qua tài liệu hướng dẫn về vi điều khiển và hệ thống nhúng mà nhóm sinh viên đã được học ở trên trường và tự nghiên cứu trên các trang mạng. b) Phương pháp phân tích và tổng hợp thông tin: Nhóm sinh viên thực hiện đề tài đã tổng hợp dữ liệu từ nhiều nguồn tài liệu và sau đó áp dụng kiến thức từ các môn học liên quan để phân tích Quá trình này kết hợp linh hoạt giữa lý thuyết và thực tế, giúp xây dựng cơ sở thông tin vững chắc Sự kết hợp này không chỉ nâng cao hiểu biết về đề tài mà còn thúc đẩy khả năng đánh giá và đề xuất các hướng phát triển tiếp theo có tính ứng dụng cao.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Những kiến thức cơ bản về lập trình ESP.
- Các kiến thức về việc lập trình trên nền tảng Android.
- Các kiến thức về giao thức truyền nhận trên module SIM (AT, HTTPS)
- Kiến thức về các linh kiện được sử dụng trong hệ thống.
- Hiểu biết về các chuẩn truyền thông UART, I2C.
- Kiến thức về IoT, Google Firebase, Android và các truyền nhận dữ liệu của chúng.
BỐ CỤC QUYỂN BÁO CÁO
Bố cục của quyển báo cáo được phân ra thành các chương như sau:
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU: Giới thiệu đề tài, mục tiêu nghiên cứu và các vấn đề cụ thể được tập trung giải quyết.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS
GPS là từ viết tắt của Global Positioning System, nghĩa là hệ thống định vị toàn cầu Nó được tạo thành từ một mạng lưới vệ tinh quay quanh trái đất, các trạm thu tín hiệu đặt trên mặt đất và thuật toán xử lý dữ liệu, giúp xác định vị trí, thời gian và tốc độ di chuyển của các thiết bị định vị GPS Hệ thống GPS là hệ thống vệ tinh toàn cầu hoạt động hiệu quả nhất trong hệ thống định vị toàn cầu (GNSS), được phát triển và sở hữu bởi Hoa Kỳ Hiện nay, tín hiệu từ hệ thống GPS được phân bổ cho mục đích quân sự, được quản lý và sử dụng bởi Hoa Kỳ và các quốc gia liên kết, còn lại được cung cấp miễn phí cho người dùng trên toàn cầu [1].
Hình 2.1: Hình minh họa vệ tinh
Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) bao gồm 3 thành phần chính như sau:
- Các vệ tinh: Các vệ tinh của hệ thống GPS quay quanh Trái Đất và gửi tín hiệu đến người dùng, cung cấp thông tin về vị trí địa lý và thời gian Đến ngày 6 tháng 11 năm 2020, Hoa Kỳ đã phóng thành công 76 vệ tinh, bao gồm 31 vệ tinh đang hoạt động, 9 vệ tinh dự phòng, và 30 vệ tinh không còn hoạt động.Đáng chú ý, trong số này có 3 vệ tinh đang trong quá trình kiểm tra và 2 vệ tinh bị mất tích trong quá trình phóng Thêm vào đó, một vệ tinh mới được phóng vào ngày 05 tháng 11 năm 2020.
- Trạm kiểm soát: Trạm kiểm soát đất liền của hệ thống GPS có nhiệm vụ giám sát, kiểm soát và điều hành các vệ tinh, đồng thời làm điểm tham chiếu giúp các vệ tinh xác định vị trí của chúng trong không gian Các trạm này được đặt tại nhiều vị trí trên thế giới, bao gồm Châu Á, Châu Âu, Châu Phi, Bắc Mỹ, Nam
- Các thiết bị người dùng, bao gồm điện thoại, máy GPS 2 tần RTK, và các thiết bị viễn thông khác, thu nhận tín hiệu từ các vệ tinh để xác định vị trí, thời gian và hướng di chuyển.
Hình 2.2: Hệ thống định vị toàn cầu GPS
TỔNG QUAN VỀ SÓNG RF
RF là từ được viết tắt của thuật ngữ Radio Frequency, là phạm vi tần số sóng điện từ nằm trong khoảng từ khoảng 3 kHz đến 300 GHz Được sử dụng rộng rãi trong truyền thông và tín hiệu radar, RF tập trung vào sự dao động điện từ thay vì các yếu tố cơ học Thuật ngữ "radio frequency" hoặc "RF" không chỉ đơn thuần là mô tả về sự dao động, mà còn thường được áp dụng để đề cập đến việc truyền thông không dây, so với truyền thông thông qua dây điện Điều này làm nổi bật vai trò quan trọng của RF trong việc kết nối không dây, đưa ra sự linh hoạt và tiện ích trong truyền thông hiện đại Thông qua RF, chúng ta có khả năng truyền tải thông tin qua không gian một cách hiệu quả và nhanh chóng, mở ra những ứng dụng đa dạng từ việc truyền tin nhắn đến truyền dữ liệu phức tạp. Để thu nhận sóng tín hiệu radio, ta cần sử dụng một ăng-ten Tuy nhiên, vì khả năng thu nhận đồng thời hàng ngàn tín hiệu radio, chúng ta cần một cách để lọc ra một tần số cụ thể hoặc một dải tần số Trong thực tế, điều này thường được thực hiện thông qua việc sử dụng bộ điều hợp radio để thực hiện công đoạn lọc này.
Một phương pháp thông thường là sử dụng bộ lọc, và trong trường hợp đơn giản nhất, chúng ta có thể tạo ra một mạch lọc bằng cách kết hợp một tụ điện và một cuộn cảm Mạch lọc này tập trung vào việc tăng cường dao động ở một dải tần số cụ thể, đồng thời giảm độ dao động ở các tần số khác nằm ngoài dải tần số mong muốn Điều này giúp chúng ta cô lập và xác định được tín hiệu mong muốn một cách hiệu quả. Một phương pháp khác là sử dụng quá mẫu, tức là thu một loạt tần số rộng, và sau đó chọn lọc ra những tần số quan trọng cần thiết Cách tiếp cận này thường được thực hiện trong radio xác định bằng phần mềm, nơi chúng ta có khả năng linh hoạt trong việc lựa chọn và xử lý tín hiệu một cách chính xác theo ý muốn [2].
Trong việc điều khiển thiết bị từ xa, chúng ta thường sử dụng sóng RadioFrequency (RF) ở các tần số 433MHz hoặc 315MHz, thuộc miền tần số UHF và VHF.Sóng UHF (Ultra-High Frequency) nằm trong khoảng từ 400MHz đến 512MHz, trong khi sóng VHF (Very High Frequency) có dải tần từ 136MHz đến 174MHz. Ở phía bộ phát, thường áp dụng kỹ thuật điều chế tín hiệu ASK (Amplitude Shift Keying) - một phương pháp điều chế số dựa trên biên độ tín hiệu Nguyên tắc của ASK là khi truyền bit "1", tín hiệu sẽ có biên độ lớn; ngược lại, khi truyền bit "0", tín hiệu sẽ có biên độ thấp.
Các loại sóng này tuân theo các quy tắc của phản xạ, khúc xạ và giao thoa trong môi trường điện, đồng thời có khả năng đâm xuyên mạnh mẽ Tầm xa truyền thông phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tần số truyền (tần số thấp sẽ truyền xa hơn), độ ẩm không khí, công suất phát (đo bằng dBm) và độ nhạy của thiết bị thu Các yếu tố này đồng tụ nhằm quyết định khả năng truyền thông hiệu quả của hệ thống.
Sóng RF được sử dụng trong các hệ thống liên lạc thông qua ba loại kết nối phổ biến, đó là Simplex (đơn công), Half-duplex (bán song công) và Full-duplex (song công):
- Đối với loại kết nối đơn công: thường được áp dụng trong điều khiển từ xa, là loại kết nối mà thông tin chỉ di chuyển theo một hướng, từ một điểm A đến một điểm B Điều này phổ biến trong các ứng dụng nơi một thiết bị chỉ cần gửi dữ liệu mà không cần nhận phản hồi ngược lại.
- Đối với loại kết nối bán song công: thường xuất hiện trong các thiết bị truyền thông như bộ đàm, là loại kết nối mà thông tin có thể di chuyển theo cả hai hướng, nhưng không thể đồng thời Khi một bên đang truyền, bên kia phải chờ đợi Điều này thường được sử dụng trong các tình huống nơi giao tiếp cần sự lược bỏ, như trò chuyện giữa hai bên.
- Đối với loại kết nối song công: phổ biến trong các thiết bị như điện thoại di động, là loại kết nối mà thông tin có thể di chuyển đồng thời cả hai hướng, tức là có thể phát và nhận tín hiệu cùng một lúc Điều này tạo ra trải nghiệm giao tiếp mượt mà và liền mạch trong nhiều ứng dụng, đặc biệt là trong các cuộc gọi điện thoại và video.
TỔNG QUAN VỀ MẠNG GSM
GSM là viết tắt của hệ thống toàn cầu cho truyền thông di động GSM là một công nghệ di động kỹ thuật số và mở được sử dụng cho truyền thông di động Nó sử dụng 4 dải tần số khác nhau là 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz và 1900 MHz Nó sử dụng sự kết hợp của FDMA và TDMA Bài viết này bao gồm tất cả các khái niệm về kiến trúc GSM và cách hoạt động của nó.
GSM có 4 khối có kích thước khác nhau được sử dụng trong GSM:
- Macro: Trong kích thước khối này, anten trạm cơ sở được cài đặt.
- Micro: Trong kích thước khối này, chiều cao anten thấp hơn mức trung bình của mái nhà.
- Pico: Đường kính của khối nhỏ chỉ vài mét.
- Umbrella: Nó bao phủ các khu vực bị che khuất (lấp đầy các khoảng trống giữa các cell).
2.3.2 Các hệ thống con của GSM
GSM thực chất là một hệ thống lớn được chia thành 3 hệ thống con, các hệ thống con đó chính là:
- BSS: BSS viết tắt của từ Base Station Subsystem, nghĩa là hệ thống trạm cơ sở. BSS xử lý lưu lượng và tín hiệu giữa điện thoại di động và hệ thống chuyển mạch mạng BSS có hai thành phần là BTS và BSC.
- NSS: NSS viết tắt của Network and Switching Subsystem, nghĩa là hệ thống mạng và chuyển mạch NSS là mạng lõi của GSM Nó thực hiện chức năng quản lý cuộc gọi và di động cho điện thoại di động hiện có trong mạng NSS có các thành phần khác nhau như VLR, HLR và EIR.
- OSS: OSS viết tắt của Operating Subsystem, nghĩa là hệ thống hoạt động OSS là một thực thể chức năng mà nhà khai thác mạng theo dõi và điều khiển hệ thống OMC là một phần của OSS Mục đích của OSS là cung cấp hỗ trợ hiệu quả về chi phí cho tất cả các dịch vụ bảo trì liên quan đến GSM cho khách hàng[3].
Hình 2.3: Hình ảnh sơ đồ hoạt động hệ thống GSM
TỔNG QUAN VỀ CHUẨN TRUYỀN THÔNG UART
UART là từ được viết tắt của cụm từ “Universal Asynchronous Receiver- Transmitter”, nghĩa là bộ truyền/nhận không đồng bộ toàn cầu Nó được xác định là một chuẩn truyền thông để trao đổi dữ liệu nối tiếp giữa hai thiết bị Như tên gọi của nó, nó cả gửi và nhận dữ liệu UART là một trong những giao thức truyền thông đơn giản nhất Nó chỉ yêu cầu hai dây để các thiết bị có thể giao tiếp với nhau Dây truyền(TX) trên thiết bị 1 được kết nối với dây nhận (RX) của thiết bị 2 Tương tự, dây truyền (TX) trên thiết bị 2 được kết nối với dây nhận (RX) của thiết bị 1 Dây nối đất(GND) cần thiết để giữ cho cả hai thiết bị ở cùng điện áp tham chiếu Dây này hầu như luôn hiện diện trong bất kỳ loại truyền thông nào giữa các thiết bị.
Có ba kiểu giao tiếp trong UART: đơn công, bán song công và song công Với kiểu đơn công, dữ liệu được gửi chỉ theo một hướng Với bán song công, mỗi bên có thể gửi dữ liệu, nhưng chỉ một bên tại một thời điểm Còn với song công, cả hai bên có thể gửi dữ liệu đồng thời Dữ liệu này được gửi dưới dạng các khung [4].
Trong chuẩn truyền thông UART, có các thông số cần thiết như sau:
- Frame: Giao tiếp UART được thực hiện trong một khung Mỗi khung được tạo từ các bit - các phần thông tin được gửi theo thứ tự qua một đường dây
- Start bit: Bit này được gửi đầu tiên nhằm để thông báo các bit dữ liệu theo sau sẽ được gửi, phục vụ cho việc truyền nhận dữ liệu.
- Data bits: Các bit chứa dữ liệu cần truyền được sắp xếp sau bit bắt đầu Bit có trọng số thấp nhất (LSB) được gửi đầu tiên, bit có trọng số cao nhất (MSB) được gửi cuối cùng.
- Parity bit: Để kiểm tra xem có lỗi trong quá trình truyền nhận dữ liệu hay không, UART sử dụng một bit kiểm tra chẵn lẻ Một bit kiểm tra chẵn lẻ có thể được đặt giữa bit dữ liệu cuối cùng và một bit dừng Giá trị của bit sẽ phụ thuộc vào loại chẵn lẻ được sử dụng, có thể là chẵn hoặc lẻ.
- Stop bit: Khi các bit dữ liệu và bit kiểm tra chẵn lẻ đã truyền xong, bit dừng sẽ xuất hiện để hoàn thành việc truyền nhận dữ liệu trên khung truyền.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG
ĐẶC TẢ HỆ THỐNG
Nhóm thực hiện đã đề ra các yêu cầu cụ thể để thiết kế một hệ thống bảo mật chống trộm xe máy bao gồm:
- Đăng kí số điện thoại của chủ sở hữu xe và liệt kê danh sách các số điện thoại đã được đăng kí bằng tin nhắn điện thoại.
- Điều khiển Relay để bật/tắt xe thông qua remote RF hoặc bằng cách gửi tin nhắn điện thoại.
- Thực hiện được chức năng tìm kiếm xe thông qua remote RF và còi báo.
- Kích hoạt còi báo khi phát hiện có tác động rung lắc với xe máy khi đang ở chế độ chống trộm.
- Thực hiện cảnh báo té ngã xe máy thông qua tin nhắn, cuộc gọi đến số điện thoại đã đăng ký và gửi tọa độ xe máy tại thời điểm đó.
- Tích hợp việc truyền dữ liệu GPS lên Firebase để theo dõi vị trí của xe.
- Theo dõi liên tục vị trí của xe máy.
Từ các yêu cầu được đặt ra, ta có sơ đồ khối hệ thống được thể hiện ở hình bên dưới:
Hình 3.7: Sơ đồ khối toàn bộ hệ thống
Dựa vào sơ đồ khối ở trên, nhóm thực hiện đã phân tích được chức năng của từng khối như sau:
- Khối xử lý trung tâm: đóng vai trò quản lý chính, là nơi mà bộ xử lý trung tâm điều chỉnh hoạt động của các cảm biến, thực hiện các thuật toán, và xử lý dữ liệu Khối này cũng đảm nhận vai trò điều khiển khối truyền nhận dữ liệu để giao tiếp với người dùng.
- Khối cảm biến: được sử dụng để thực hiện chức năng phát hiện rung động thông qua cảm biến rung và chức năng phát hiện té ngã xe máy thông qua việc sử dụng cảm biến gia tốc để tính toán các thuật toán, đưa ra các giá trị góc nghiêng đến bộ xử lý.
- Khối SIM: được dùng để tương tác với người dùng thông qua tin nhắn điện thoại và truyền dữ liệu từ bộ xử lý qua SIM điện thoại.
- Khối điều khiển từ xa: được dùng để thu nhận tín hiệu RF từ remote RF để thực hiện các chức năng mở khóa, tìm kiếm và chống trộm xe máy.
- Khối định vị: được dùng để định vị vị trí của xe máy, gửi dữ liệu định vị đến khối xử lý trung tâm.
- Khối cảnh báo: đảm nhận vai trò báo động bằng còi báo khi ở chế độ chống trộm và tìm kiếm xe máy.
- Khối Relay: được dùng để điều khiển việc bật đóng ngắt xe máy theo tín hiệu từ remote RF hoặc từ khối xử lý trung tâm.
- Khối nguồn: thực hiện chức năng cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống hoặc các thành phần lân cận.
THIẾT KẾ TỪNG KHỐI
Hiện nay, có rất nhiều loại cảm biến được sử dụng để phục vụ cho hệ thống chống trộm xe máy, cụ thể là phục vụ cho các chức năng phát hiện tác động đối với xe máy. Để thực hiện được chức năng này, hệ thống cần bao gồm cảm biến rung để dùng cho chức năng phát hiện rung động và cảm biến gia tốc để dùng cho chức năng phát hiện té ngã xe máy Các loại cảm biến này cần phải đáp ứng được yêu cầu về mặt thiết kế là phải có thiết kế nhỏ gọn, cũng như đáp ứng được các tính năng được thực hiện trên hệ thống Để đáp ứng được các yêu cầu này, nhóm thực hiện đã chọn sử dụng hai cảm biến được mô tả ở bên dưới.
Cảm biến rung SW420 là một thiết bị linh kiện được thiết kế để nhận diện và phản ứng khi có rung động Điểm đặc biệt của cảm biến này là khả năng phát hiện rung động từ mọi hướng, làm cho nó trở thành một công cụ lý tưởng cho các ứng dụng như hệ thống chống trộm, cảm ứng, đánh thức bằng rung, và giám sát đo sốc.
Trên bo mạch của cảm biến, có một biến trở được tích hợp để điều chỉnh ngưỡng cảm biến đối với rung động Khi không có rung động, kết quả đầu ra logic của cảm biến duy trì ở mức thấp Tuy nhiên, khi cảm biến phát hiện rung động, ngõ ra sẽ chuyển sang mức cao, đánh dấu sự kích hoạt của cảm biến.
Hình 3.8: Hình ảnh thực tế của cảm biến rung SW420
Dòng điện tiêu thụ: 15mA
Khoảng cách phát hiện: 5mm
Cảm biến rung SW420 có 3 chân kết nối gồm chân Vcc, GND, và chân digital out.
Hình 3.9: Hình ảnh sơ đồ nguyên lý của cảm biến rung SW420
- Cảm biến gia tốc GY-521 MPU6050:
Cảm biến gia tốc GY-521 MPU6050 là một cảm biến sáu trục, bao gồm một gia tốc 3 trục và con quay hồi chuyển 3 trục Nó hoạt động ổn định ở điện áp 3.3V, làm cho nó phù hợp với nhiều ứng dụng điện áp thấp Việc giao tiếp thông qua I2C với tốc độ lên đến 400kHz giúp truyền dữ liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả Ưu điểm nổi bật của cảm biến GY-521 MPU6050 bao gồm độ chính xác cao, phạm vi đo rộng và khả năng chống nhiễu xuất sắc Đây thực sự là một công cụ linh hoạt và tiện ích trong việc theo dõi và đo lường chuyển động.
Hình 3.10: Hình ảnh thực tế của cảm biến gia tốc MPU6050
Dòng điện tiêu thụ: 4mA
Phạm vi đo góc quay: ±250, ±500, ±1000, ±2000 deg/s
Phạm vi đo gia tốc: +/- 2g, 4g, 8g, 16g
Kích thước: 24.5mm x 19mm x 9mm
INT ADO XCL XDA SDA SCL GND VCC MPU_1
Hình 3.11: Hình ảnh sơ đồ nguyên lý cảm biến gia tốc GY-521 MPU6050 3.2.2 Khối SIM
Với mong muốn đáp ứng được yêu cầu truyền nhận thông tin giữa người dùng và hệ thống, nhóm thực hiện đã thiết kế khối SIM Khối này sẽ đảm nhiệm việc phân tích và xử lý dữ liệu của các tin nhắn điện thoại từ người dùng để thực hiện các chức năng của hệ thống, từ đó khối này sẽ phản hồi thông điệp đến người dùng theo các chức năng tương ứng Ngoài ra, khối này còn được thiết kế để phục vụ cho việc gửi dữ liệu lên Google Firebase Trong khối SIM này, nhóm thực hiện quyết định sử dụng moduleSIM 4G SIMCOM A7600C-L1 do có thiết kế nhỏ gọn và khả năng truyền nhận dữ liệu tốt, đáp ứng được các yêu cầu đề ra của hệ thống. dụng chip SoC LTE Cat4 của SIMCOM, hỗ trợ các băng tần LTE 1/3/5/8/20/40/70/180/260 Dưới đây là hình ảnh thực tế của module SIM:
Hình 3.12: Hình ảnh module SIMA7600C
Module SIM 4G SIMCOM A7600C-L1 có các thông số kỹ thuật sau [8]:
Dòng điện tiêu thụ: 2000mA
Tốc độ truyền dữ liệu: 150 Mbps (tải xuống), 50 Mbps (tải lên)
+5V VMCU PWK RX TX GND GND1 VCC VCC1 SYNC OUT CLK SCL SDA IN GND VBAT SIM_1
Hình 3.13: Hình ảnh sơ đồ nguyên lý module SIM A7600C
3.2.3 Khối điều khiển từ xa
Trong hệ thống chống trộm xe máy, để có thể điều khiển được các chức năng cơ bản như chức năng bật tắt động cơ xe, chức năng tìm kiếm và phát hiện tác động ở xe máy, ta cần một bộ điều khiển từ xa nhằm phục vụ cho việc giao tiếp giữa người dùng với hệ thống Vì thế, nhóm thực hiện đã thiết kế khối điều khiển từ xa bao gồm một module để thu được tín hiệu từ một bộ điều khiển từ xa (remote) Để đảm bảo được việc thu nhận tín hiệu giữa các linh kiện trong khối điều khiển từ xa một cách tối ưu nhất về mặt khoảng cách cũng như về tốc độ truyền nhận tín hiệu giữa chúng, khối điều khiển từ xa trong hệ thống nhóm thực hiện chọn sử dụng module thu RF 433MHz vì module này có thiết kế nhỏ gọn và khả năng thu tín hiệu khá hiệu quả.
Module RF 433MHz là một thiết bị truyền thông không dây dùng để chuyển đổi dữ liệu giữa các thiết bị từ xa mà không cần sử dụng dây cáp Đây là một công nghệ phổ biến trong các ứng dụng như điều khiển từ xa, truyền dữ liệu không dây và hệ thống giám sát từ xa Nó thường bao gồm một bộ truyền và nhận, cho phép truyền và nhận dữ liệu qua không gian và nó có khả năng truyền dữ liệu với khoảng cách từ vài chục đến vài trăm mét, tùy thuộc vào môi trường và điều kiện hoạt động Các module này thường sử dụng cấu trúc đơn giản và giao tiếp qua giao diện UART hoặc GPIO. Một trong những ưu điểm của công nghệ này là sự đơn giản và chi phí thấp, tuy nhiên, do tần số sử dụng phổ biến, có thể xảy ra hiện tượng nhiễu từ các thiết bị hoạt động ở tần số tương tự Dưới đây là hình ảnh thực tế của module thu RF 433MHz:
Hình 3.14: Hình ảnh thực tế của module thu RF 433MHz
Module thu RF 433MHz có các thông số kỹ thuật như sau [9]:
Dòng điện tiêu thụ: 5mA
Tần số hoạt động: 433MHz
Khoảng cách thu: 100-200m (không gian mở) năng như tìm kiếm xe máy, chức năng chống trộm hoặc điều khiển Relay để ngắt kết nối, phòng tránh các tình huống không mong muốn thông qua remote.
Hình 3.15: Hình ảnh sơ đồ nguyên lý module RF 433MHz
Trong khối định vị này, nhóm thực hiện đã đưa ra các yêu cầu định vị được vị trí của xe máy trong các trường hợp phát hiện té ngã xe máy, hoặc trong trường hợp khi người dùng gửi thông điệp theo dõi liên tục vị trí của xe máy đến hệ thống Để thực hiện được các yêu cầu này, hệ thống cần sử dụng một module GPS đáp ứng được việc định vị vị trí xe máy, lấy thông tin tọa độ của xe và gửi về khối xử lý trung tâm Khối định vị trong hệ thống nhóm thực hiện chọn sử dụng module GPS NEO-M8N vì có kích thước nhỏ, tiêu thụ điện năng thấp và khả năng truyền nhận thông tin tọa độ của xe máy cao.
Module GPS NEO-M8N là một mô-đun GPS nhỏ gọn và linh hoạt được sử dụng để xác định vị trí của một thiết bị, trong đề tài này nó dùng để xác định vị trí của xe máy Nó sử dụng chip GNSS u-blox M8, hỗ trợ các hệ thống GPS, Galileo, GLONASS,… Trong hệ thống, module GPS NEO-M8N được sử dụng để thu thập tín hiệu từ vệ tinh và chuyển về cho khối xử lý trung tâm, cung cấp thông tin chính xác về vị trí của xe máy như vĩ độ, kinh độ
Hình 3.16: Hình ảnh thực tế của module GPS NEO-M8N
Module GPS NEO-M8N có các thông số kỹ thuật sau [10]:
Dòng điện tiêu thụ: