THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MODULE ĐỊNH VỊ MỘT TUYẾN XE BUÝT

Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí củacác vệ tinh nhân tạo, do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ thiết kế, xây dựng, vận hành và quản lý. Trong cùng một thời điểm, tọa độ của một điểm trên mặt đất sẽ được xác định nếu xác định được khoảng cách từ điểm đó đến ít nhất ba vệ tinh. Tuy được quản lý bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, chính phủ Hoa Kỳ cho phép mọi người trên thế giới sử dụng một số chức năng của GPS miễn phí, bất kể quốc tịch nào. Vì vậy, việc khai thác công nghệ định vị toàn cầu GPS và những ứng dụng về GPS ngày càng được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống. Sự phát triển của công nghệ này đã tạo nên một ngành dịch vụ mới có thể gọi là dịch vụ khai thác thông tin vị trí (Location Based Services), ngành dịch vụ khai thác thông tin vị trí tạo thêm tiện ích cho người dùng.

   ! "! #$"  %& '()*+,)')'*- )/0#.1)/*,)' Đ ti:     !"#$%&'()*+#*, ' - ./ 0& 1( *, ''&23114245 6(78 9: ''&23114262 ;<= > ?4@621A; 2)3/'* 4 56)'7  CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM *86 )  )0Độc lập - Tự do - Hạnh phúc 9,) )0#.1)*,)' Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 201 #%& :;))* <=>)(?@ABC@D)'=(8/56)')*E/CF6CG3)2H)I Họ tên sinh viên 1: Lớp: MSSV: Họ tên sinh viên 2: Lớp: MSSV: 1. Tên đề tài: 2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu): 3. Ngày giao nhiệm vụ ĐATN: 4. Ngày bảo vệ 50% ĐATN: 5. Ngày hoàn thành và nộp về khoa: 6. Giáo viên hướng dẫn: Phần hướng dẫn: 1 2 3 9.JG)'=(?KGCLG@M/*,)'NG6*86=(9<,) Ngày tháng năm 2013 TRƯỞNG KHOA GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) (Ký và ghi rõ họ và tên) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Ký và ghi rõ họ tên)  CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM MỤC LỤC 2)3/'* 4 56)'O *86 )  )0Độc lập - Tự do - Hạnh phúc 9,) )0#.1)*,)' Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013 PQRS%& Họ tên sinh viên 1: Lớp: MSSV: Họ tên sinh viên 2: Lớp: MSSV: Tên đề tài: *8@#BC D$*# / E  GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) MỤC LỤC 2)3/'* 4 56)'T P MỤC LỤC 2)3/'* 4 56)'U PVR LIỆT KÊ HÌNH 2)3/'* 4 56)'W PVX LIỆT KÊ BẢNG 2)3/'* 4 56)'Y Z[\ [[]))*^4 Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí củacác vệ tinh nhân tạo, do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ thiết kế, xây dựng, vận hành và quản lý. Trong cùng một thời điểm, tọa độ của một điểm trên mặt đất sẽ được xác định nếu xác định được khoảng cách từ điểm đó đến ít nhất ba vệ tinh. Tuy được quản lý bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, chính phủ Hoa Kỳ cho phép mọi người trên thế giới sử dụng một số chức năng của GPS miễn phí, bất kể quốc tịch nào. Vì vậy, việc khai thác công nghệ định vị toàn cầu GPS và những ứng dụng về GPS ngày càng được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống. Sự phát triển của công nghệ này đã tạo nên một ngành dịch vụ mới có thể gọi là dịch vụ khai thác thông tin vị trí (Location- Based Services), ngành dịch vụ khai thác thông tin vị trí tạo thêm tiện ích cho người dùng. Các giải pháp ứng dụng cộng nghệ định vị GPS được áp dụng trong nhiều lĩnh vực như địa chất, bản đồ, thủy vân, viễn thông,…đã góp phần đem lại hiệu quả hơn trong việc quản lý, giám sát đối tượng, cũng đồng thời tiết kiệm được thời gian, kinh phí, công sức cho con người, cũng như cho doanh nghiệp và nhà nước. Các ứng dụng của GPS có thể kể đến là quản lý và điều hành xe; khảo sát trắc địa, môi trường…. Đối với việc quản lý và điều hành xe, ứng dụng sẽ giúp quản lý theo dõi một hay nhiều xe, giám sát lộ trình đường đi của phương tiện, cảnh báo khi vượt quá tốc độ, khi vượt ra khỏi vùng giới hạn…Hay sử dụng ứng dụng trong khai thác dầu mỏ, giúp quản lý tài nguyên dầu mỏ hợp lí và tiết kiệm, có thể định vị vị trí chính xác để khai thác dầu mỏ. Công nghệ định vị GPS còn được tích hợp trên điện thoại di động giúp người sử dụng có thể biết được mình đang ở đâu trên mặt đất nhờ phần mềm hỗ trợ trên điện thoại…. Với những lợi ích thiết thực nêu trên, công nghệ định vị GPS dần trở nên phổ biến và trở thành người bạn đồng hành với cá nhân và nhiều doanh nghiệp trong tương lai. Tuy nhiên, dịch vụ về GPS hiện nay vẫn chưa phục vụ chuyên sâu. Mặc dù tiềm năng của thị trường về ứng dụng GPS trong tương lai là khá cao nhưng vẫn còn một số hoang mang và lúng túng của các doanh nghiệp phát triển ứng dụng này vì đầu tư chưa mạnh mẽ, mới chỉ phát triển những ứng dụng cơ bản đối với GPS. Chương 1: Giới thiệu 2)3/'* 4 56)'_ Bằng việc tìm hiểu tổng quát các ứng dụng GPS, cùng với nhu cầu thị yếu của con người về việc xác định mình đang ở đâu trên trái đất hay đang đi về hướng nào trên một đất nước hay đang ở vị trí nào trong một thành phố chằng chịch đường giao thông… Nắm bắt được điều ấy, nhóm thực hiện đã tìm hiểu và nghiên cứu một nhánh phát triển mới của công nghệ GPS trong lĩnh vực giám sát và quản lý phương tiện giao thông với đề tài F 9-G9B- /H#I$*JKLM MID--*C9NKO*P-Q( [7`/Aa)'@b/(. Xuất phát từ nhu cầu thực tế, nhất là trong thời kỳ mở rộng về hoạt động của các hệ thống vấn tải, yêu cầu quản lý chuyên nghiệp, hiệu quả, bài toán quản lý và giám sát phương tiện giao thông công cộng trở nên rất bức thiết. Bài toán này đặt ra cho hệ thống một số yêu cầu sau: + Giám sát các phương tiện công cộng: xác định vị trí, theo dõi, cập nhật các trạng thái của phương tiện công cộng bao gồm cả các yếu tố bên trong phương tiện như nhiệt độ và độ ẩm. + Hiển thị kinh độ, vĩ độ và giá trị nhiệt độ, độ ẩm của thiết bị lên màn hình LCD trên thiết bị. Đồng thời gửi những thông tin trên về máy chủ có thể giám sát và theo dõi các phương tiện trực tuyến trên Internet từ Google Map. +Hệ thống có thể tự động bật/ tất các thiết bị dành cho nhiệt độ và độ ẩm của phương tiện. + Thiết bị là mô hình di động có thể di chuyển dễ dàng. Giải pháp thực hiện bài toán: + Nhóm thực hiện sử dụng một module sim 908 tích hợp chức năng GPS và GSM kết hợp với vi điều khiển PC16F887 để thực hiện việc giám sát vị trí của phương tiện. + Nhóm thực hiện sử dụng các cảm biến nhiệt độ LM35 và cảm biến độ ẩm HS1101 để thực hiện kiểm tra các trạng thái bên trong của phương tiện. [O>C/.KG@b/(. Xuất phát từ thực tiễn đã nêu, đồ án thực hiện với những mục đích chính sau: + Đối với nhóm sinh viên, đồ án là bước đầu tìm hiểu, thi công sản phẩm ứng dụng GPS trong thực tế, đồng thời cũng là bước triển khai những Chương 1: Giới thiệu 2)3/'* 4 56)'c kiến thức đã được học. Thông qua việc nghiên cứu và làm việc nghiêm túc để rèn luyện tác phong, tinh thần khoa học, cũng như hoàn thiện phương pháp, tư duy nghiên cứu, giải quyết một vấn đề thực tiễn. Quan trọng hơn, đồ án còn là bước “tổng kết và hoàn thiện” những kỹ năng còn thiếu sót trước khi thực sự trở thành người kỹ sư. + Về mặt ứng dụng thực tiễn, hệ thống góp phần giúp quản lý các tuyến xe buýt một cách thông minh có hệ thống và thuận lợi, kịp thời đưa ra các thông báo khi có sự cố trên các tuyến đường: kẹt xe, xe hư…Người đi xe buýt dễ dàng trong việc đón xe, tránh được tình trạng lên nhầm hay xuống nhầm trạm do đã có sự thông báo trước Ngoài ra, đồ án còn có ý nghĩa như những bước đầu chập chững tiếp cận công nghệ GPS đang ngày càng phát triển như vũ bão, góp phần làm “điểm tựa” cho các thế hệ sau của trường ta đạt được những nấc thang cao hơn của công nghệ GPS nói riêng, của công nghệ và kỹ thuật nói chung. [T.d.*e)@b/(. Đối với trường ta, công nghệ GPS là một vấn đề mới, chưa được đưa vào giảng dạy, cũng như có rất ít ứng dụng cụ thể được triển khai. Nguyên nhân có thể do đây là ngành khoa học còn nhiều mới mẻ, và khó khăn, giá thành cho thiết bị nghiên cứu khá đắt. Đối với nước ta, ứng dụng GPS chưa nhiều do tính phức tạp, do trình độ công nghệ chưa đủ và do giá thành linh kiện liên quan GPS còn khá đắt. Và quan trọng hơn là vẫn còn thiếu các mô hình hỗ trợ cho việc dạy và học Do đó yêu cầu thực hiện đề tài được bộ môn, giáo viên hướng dẫn đặt ra cho nhóm sinh viên là: + Ứng dụng công nghệ GPS/GPRS định vị và truyền thông tin nhiệt độ và độ của tuyến xe buýt lên máy chủ để thực hiện việc giám sát và theo dõi. + Hệ thống có thể điều khiển tự động các thiết bị dành cho nhiệt độ và độ ẩm. [U3)C>C@2H) Đồ án thực hiện bao gồm các vấn đề sau: *Af)'[+.d./* G Chương 1: Giới thiệu 2)3/'* 4 56)' [g Giới thiệu về đề tài, ý tưởng chọn đề tài, mục tiêu đề tài và giới hạn của đề tài. Là các bước đầu để nhóm thức hiện đồ án xây dựng nên hệ thống của đề tài. *Af)'7+Ph/*G?i/*-/*3)' Trình bày các lý thuyết trọng tâm về hệ thống GPS và mạng GSM (đặc biệt là dịch vụ GPS), lý thuyết về module sim 908, lý thuyết về vi điều khiển PIC,và một số lý thuyết khác liên quan . *Af)'O+*.i/ji*-/*3)' Trình bày chi tiết việc thiết kế máy thu GPS bằng module sim 908, thiết bị kế mạch đo nhiệt độ bằng cảm biến LM35, thiết kế mạch đo độ ẩm bằng cảm biến HS1101, thiết kế mạch vi điều khiển PIC 16F887. *Af)'T+,4*k)'*-/*3)' Trình bài mô phỏng hệ thống bằng Proteus 8.0 cho các khối trong phần thiết kế. *Af)'U+*.C,)'=l<eC*.) Trình bài thực hiện vẽ mạch in cho các khối bằng phần mềm Altium 13 và thi công các khối theo phần thiết kế. *Af)'W+.m<ji/NG;/*nC* )+ Trình bài các phương pháp kiểm tra cho các khối mạch, và nhận xét kết quả thực hiện *Af)'Y+i/oG^)=(*Ad)'4*H//5.m) Nêu lên kết luận về để tài, các mặt tích cực và các mặt hạn chế, ứng dụng vào thực tiễn. Nêu hướng khắc phục và phát triển của đề tài. Chương 1: Giới thiệu [...]... thể cần định vị thì cần có thêm vệ tinh thứ 4 tham gia vào Hình 2.9: Xác định vị trí kèm theo cao độ bằng bốn vệ tinh 2.1.3 Giao thức truyền nhận dữ liệu NMEA NMEA (hay NMEA 0183) là sự một chuẩn giao thức cho truyền thông giữa các thi t bị điện tử dùng cho tàu thủy cũng như các thi t bị đo tốc độ gió, la bàn, máy lái tự động, thi t bị thu GPS và rất nhiều các thi t bị khác được định nghĩa và phát... quan về hệ thống định vị toàn cầu 2.1.1 Các hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu là hệ thống xác định vị trí của người sử dụng ở bất kì nơi nào trên bề mặt trái đất Hiện nay có hai hệ thống định vị công cộng đã được đưa vào sử dụng và một hệ thống đang trong quá trình xây dựng + Hệ thống GPS (Global Positioning System): Là một hệ thống do Mỹ sở hữu và được Bộ Quốc... thông nối tiếp quy định cách một thi t bị gửi” truyền một câu dữ liệu tới thi t bị nhận” tại một thời điểm Chương 2: Cơ sở lý thuyết Đồ Án Tốt Nghiệp 18 Trang Ở tầng ứng dụng, chuẩn NMEA quy định nội dung các kiểu câu dữ liệu cho phép thi t bị nhận có khả năng phân tích dữ liệu một cách chính xác Các câu dữ liệu đều bắt đầu bằng ký tự “$” và kết thúc bằng Đối với các các thi t bị GPS, tất... CDMA/ UMTS: Module CM 180, CM 680, WM 620… 2.3.2 Lý do chọn module Sim 908 Chương 2: Cơ sở lý thuyết Đồ Án Tốt Nghiệp 27 Trang Từ việc tìm hiểu, so sánh các chức năng, thông số kỹ thuật giữ các module sim và ứng dụng của đề tài nhóm thực hiện đề tài thấy rằng module sim 908 phù hợp cho việc nghiên cứu phát triển một thi t bị định vị bằng công nghệ GPS và kết hợp truyền nhận thông tin lên thi t bị quan... vào GPRS (GGSN) là cổng cuối cùng trong mạng GPRS trước khi kết nối với một ISP hay bộ định tuyến của mạng doanh nghiệp GGSN về cơ bản là một cổng vào (gateway), bộ định tuyến (router) và tường lửa (firewall) kết hợp làm một GGSN cũng làm nhiệm vụ xác nhân chi tiết người dùng với máy chủ RADIUS cho quá trình bảo mật, thường xảy ra trong mạng IP, hay bên ngoài mạng GPRS Kết nối giữa SGSN và GGSN: Kết... điện thoại thông minh , điện thoại PDA , thi t bị định vị cầm tay và các thi t bị di động khác hoặc các ứng dụng cho xe hơi , cho server … Sim 908 có 80 chân SMT nó cung cấp các giao tiếp cứng giữa module với bo mạch khác  Gồm một cổng giao tiếp GSM nối tiếp và cổng giao tiếp GPS nối tiếp giúp ta dễ dàng phát triển các ứng dụng hơn  Có 2 kênh audio gồm 2 cổng vào và 2 cổng ra được điều khiển thông qua... Việc sử dụng một module vừa có khả năng GPRS và GPS có một số đặc điểm tốt hơn so với các module sim khác không có chức năng GPS, thì ta cần phải kết hợp thêm vào làm cho hệ thống phức tạp và gia thành chi phi cao hơn + Ngoài ra đây cung là sản phẩm mới ra trên thị trường của SIMCOM vào năm 2011 nên cũng chưa có nhiều đề tài tìm hiểu nhiều về module sim908 Và các đề tài khoá trước sử dụng module sim... 28 Trang Q2686 và kết hợp với module GPS thì giá cao hơn so với module sim908 là 1,640,000đ 2.3.3 Đặc điểm kỹ thuật của module Sim 908 2.3.3.1 Một số đặc điểm của module sim908 Sim908 làm việc ở 4 tần số khác nhau: GSM 850, EGSM 900MHz, DCS 1800MHz và PCS 1900MHz Sim 908 cung cấp GPRS multi-slot class10/ class 8, hỗ trợ GPRS mã hóa theo sơ đồ CS -1, CS – 2, CS – 3 và CS – 4 Được thi t kế với kích thước... GGSN tương ứng 2.2.4.4 Các lớp thi t bị GPRS Có 3 lớp khác nhau của thi t bị GPRS: + Lớp A: Các thi t bị đầu cuối lớp A có hai bộ thu phát, cho phép gửi/nhận dữ liệu thoại và dữ liệu GPRS đồng thời +Lớp B: Các thi t bị đầu cuối lớp B có thể gửi/nhận dữ liệu thoại hoăc dữ liệu GPRS nhưng không đồng thời cả hai +Lớp C: Các thi t bị này chỉ cho phép thực hiện 1 trong 2 kết nối thoại hoặc dữ liệu 2.2.4.5... các module sim GSM kết hợp với các module sim GPS mà các module sim do thì SIMCOM đã ngưng sản xuất + Module sim 908có thể sử dụng được các nhà mạng hiện có tại việt nam như Viettel, Mobiphone, Vinaphopne… + Đối với các Module sim khác như Sim5218 có thể truyên và nhân dự liệu qua mạng di động 3G với tốc độ cao nhưng bù lại không có chức năng GPS trong module nên muốn phát triển cần kết hợp thêm một module . của thị trường về ứng dụng GPS trong tương lai là khá cao nhưng vẫn còn một số hoang mang và lúng túng của các doanh nghiệp phát triển ứng dụng này vì đầu tư chưa mạnh mẽ, mới chỉ phát triển những. do trình độ công nghệ chưa đủ và do giá thành linh kiện liên quan GPS còn khá đắt. Và quan trọng hơn là vẫn còn thiếu các mô hình hỗ trợ cho việc dạy và học Do đó yêu cầu thực hiện đề tài được. ba mặt phẳng quỹ đạo xung quanh trái đất. x)*77+ Vệ tinh của hệ thống GLONASS y-/*3)'6o.ow8+ Các nước trong Liên minh châu Âu đang xây dựng hệ thống định vị Galileo, có tính năng giống