PHÂN TÍCH HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐỊNH VỊ SỬ DỤNG MODULE TÍCH HỢP GPS VÀ GPRS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI   MÔN: HỆ THỐNG PHÂN TÁN    !"!##$ %& "%'()  * Nhóm học viên: Lê Quý Dương Lê Thái Long Nguyễn Văn Chung Vũ Xuân Hiệp Nguyễn Anh Tuấn Lớp: 11BKTĐT Giảng viên hướng dẫn: TS. Hà Duyên Trung Hà Nội, 12 – 2011 '+,- Thế giới của con người ngày nay có được là nhờ một phần của sự phát triển với tốc độ nhanh chóng của Công nghệ thông tin (CNTT). Khi những chiếc máy tính thô sơ đã được cải tiến nhờ công nghệ bán dẫn và mạch tích hợp, những hệ điều hành ngày càng thông minh và gần gũi với người sử dụng trong từng lĩnh vực đã làm thay đổi cuộc sống của con người từ tác phong trong công việc, quản lý và tìm kiếm thông tin, giao tiếp liên lạc, cho đến các hoạt động ở đời sống thường ngày. Hiện tại, vấn đề giám sát định vị đang được nhiều người quan tâm, một hệ thống giám sát định vị được gọi là phù hợp khi nó có giao diện thân thiện người dùng, cách quản lý thông minh, CSDL tối ưu. Chúng em đã triển khai ./011234256/7648 9:13;9<=>?//@ 7 * trong đó sử dụng CSDL Oracle được thiết kế theo kiểu phân tán, chúng em hi vọng sẽ góp phần cung cấp cho người dùng một hệ thống giám sát tốt nhất, và môn học Hệ thống phân tán của chúng em có kết quả tốt nhất. 2 "&'& CHƯƠNG I. LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 3 CHƯƠNG II KIẾN TRÚC HỆ THỐNG 30 AB C'DEF'GH ICI  C /.<?/<17J  KLM/2.3 G (global positioning system) là hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu. Trong cùng một thời điểm, ở một vị trí trên mặt đất nếu xác định được khoảng cách đến ba vệ tinh (tối thiểu) thì sẽ tính được toạ độ của vị trí đó. 3 N/I./01  OL./011P3Q/R  Phần vũ trụ ( Space segment )  Phần điều khiển ( Control Segment )  Phần sử dụng ( Use Segment ) Phần vũ trụ: Gồm 24 vệ tinh quay xung quanh trái đất hai lần trong ngày theo quỹ đạo rất chính xác. Độ cao vệ tinh so với mặt đất là 20.183km, chu kỳ quay quanh trái đất là 11 giờ 57’58”. Phần vũ trụ sẽ bảo đảm cho bất kỳ vị trí nào trên quả đất đều có thể quan sát được 4 vệ tinh ở góc trên 15 độ ( nếu góc ở ngưỡng 10 độ thì có thể quan sát được 10 vệ tinh và ở góc ngưỡng 5 độ có thể quan sát được 12 vệ tinh. Nhiệm vụ của các vệ tinh ¡ Ghi nhận và lưu trữ các thông tin được truyền đi từ phần điều khiển ¡ Xử lý dữ liệu có chọn lọc trên vệ tinh. ¡ Duy trì chính xác cao của thời gian bằng các đồng hồ nguyên tử ¡ Chuyển tiếp thông tin đến người sử dụng ¡ Thay đổi quỹ đạo bay của vệ tinh theo sự điều khiển từ mặt đất 4 Phần điều khiển: Gồm 1 trạm điều khiển chính, 5 trạm thu dữ liệu, 3 trạm truyền dữ liệu ¡ Trạm đìều khiển chính đặt tại Colorade Springs (Mỹ) có nhiệm vụ thu thập các dữ liệu theo dõi vệ tinh từ các trạm thu số liệu để xử lý. Công nghệ xử lý gồm: Tính lịch thiên văn, tính và hiệu chỉnh đồng hồ, hiệu chỉnh quỹ đạo điều khiển, thay thế các vệ tinh ngừng họat động bằng các vệ tinh dự phòng. ¡ 5 trạm thu số liệu được đặt tại Hawai, Colorade Springs, Ascension (Nam Đại Tây Dương), Diago Garia (Ấn Độ Dương), Kwayalein (Nam Thái Bình Dương). Có nhiệm vụ theo dõi các tín hiệu vệ tinh để kiểm sóat và dự đóan quỹ đạo của chúng. Mỗi trạm được trang bị những máy thu P-code để thu các tín hiệu của vệ tinh, sau đó truyền về trạm điều khiển chính. ¡ 3 trạm truyền số liệu đặt tại Ascension , Diago Garia , Kwayalein có khả năng chuyển số liệu lên vệ tinh gồm lịch thiên văn mới, hiệu chỉnh đồng hồ, các thông điệp cần phát, các lệnh điều khiển từ xa. Phần sử dụng gồm: ¡ Những máy thu tín hiệu GPS có anten riêng (máy định vị ). Máy thu GPS tính toán đơn vị với tần suất mỗi giây một vị trí và cho độ chính xác từ dưới 1m – 5m. Khi ta di chuyển hay dừng tại chỗ, máy thu GPS nhận tín hiệu từ vệ tinh rồi tính tóan định vị. Kết quả tính được là tọa độ hiển thị trên màn hình bộ ghi số liệu. ¡ Các thiết bị tự ghi (bộ ghi số liệu). Bộ ghi số liệu là máy cầm tay, có phần mềm thu thập số liệu. Bộ ghi số liệu có thể ghi vị trí hoặc gắn thông tin thuộc tính với vị trí. ¡ Máy tính (phần mềm xử lý số liệu). Hệ thống GPS có kèm theo phần mềm xử lý số liệu. Sau khi thu thập số liệu ở thực địa, phần mềm chuyển số liệu vị trí và thông tin thuộc tính sang máy tính (PC), sau đó phần mềm sẽ nâng cao độ chính xác (bằng kỹ thuật phân sai). Phần mềm xử lý số liệu GPS còn có chức năng biên tập hoặc vẽ. Phần mềm này cũng hỗ trợ thu thập các yếu tố địa lý và thông tin thuộc tính cho GPS hoặc các cơ sở dữ liệu khác. C ;S5T1?UK  Các vệ tinh GPS bay vòng quanh Trái Đất hai lần trong một ngày theo một quỹ đạo rất chính xác và phát tín hiệu có thông tin xuống Trái Đất. Các máy thu GPS nhận thông 5 tin này và bằng phép tính lượng giác tính được chính xác vị trí của người dùng. Về bản chất máy thu GPS so sánh thời gian tín hiệu được phát đi từ vệ tinh với thời gian nhận được chúng. Sai lệch về thời gian cho biết máy thu GPS ở cách vệ tinh bao xa. Rồi với nhiều quãng cách đo được tới nhiều vệ tinh máy thu có thể tính được vị trí của người dùng và hiển thị lên bản đồ điện tử của máy. Máy thu GPS phải khoá được với tín hiệu của ít nhất ba quả vệ tinh để tính ra vị trí hai chiều (kinh độ và vĩ độ) và để theo dõi được chuyển động. Với bốn hay nhiều hơn số quả vệ tinh trong tầm nhìn thì máy thu có thể tính được vị trí ba chiều (kinh độ, vĩ độ và độ cao). Một khi vị trí người dùng đã tính được thì máy thu GPS có thể tính các thông tin khác, như tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, quãng cách tới điểm đến, thời gian mặt trời mọc, lặn và nhiều thứ khác nữa. T?/>/V2??UK  Các máy thu GPS ngày nay cực kì chính xác, nhờ vào thiết kế nhiều kênh hoạt động song song của chúng. Các máy thu 12 kênh song song (của Garmin) nhanh chóng khoá vào các vệ tinh khi mới bật lên và chúng duy trì chắc chắn liên hệ này, thậm chí trong tán lá rậm rạp hoặc thành phố với các toà nhà cao tầng. Tình trạng nhất định của khí và các nguồn gây sai số khác có thể ảnh hưởng tới độ chính xác của máy thu GPS. Các máy thu GPS có độ chính xác trung bình trong vòng 15 mét. Các máy thu mới hơn với khả năng WAAS (Hệ Tăng Vùng Rộng, Wide Area Augmentation System) có thể tăng độ chính xác trung bình tới dưới 3 mét, không cần thêm thiết bị hay mất phí để có được lợi điểm của WAAS. Người dùng cũng có thể có độ chính xác tốt hơn với GPS Vi sai (Differential GPS, DGPS) sửa lỗi các tín hiệu GPS để có độ chính xác trong khoảng 3 đến 5 mét, Cục Phòng vệ bờ biển Mỹ vận hành dịch vụ sửa lỗi này. Hệ thống bao gồm một mạng các đài thu tín hiệu GPS và phát tín hiệu đã sửa lỗi bằng các máy phát hiệu. Để thu được tín hiệu đã sửa lỗi, người dùng phải có máy thu tín hiệu vi sai bao gồm cả ăn-ten để dùng với máy thu GPS của họ. C W19:1?UK  gày nay hệ thống GPS được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như giao thông vận tải ( lập bản đồ giao thông ), thủy lợi ( đường ống nước, đường nước thải, kênh 6 mương nước ), xây dựng , điện, viễn thông (đường dây điện thoại ), nông lâm nghiệp, điều tra tài nguyên, bảo vệ môi trường Đặc biệt là trong các lĩnh vực đo đạc bản đồ. Một số ứng dụng cụ thể: ¡ Hệ thống định vị tĩnh taxi toàn cầu: Hệ thống định vị taxi dựa trên nền tảng công nghệ định vị GPS và công nghệ GPRS giúp cho Quý khách hàng có thể định vị được vị trí, tốc độ xe đang di chuyển, - Phần mềm GMAP sẽ cho phép người điều hành nhìn thấy bố cục tổng thể của toàn bộ xe Taxi đang hoạt động , bao gồm : - Số xe đang có khách - Số xe đang chờ đón khách - Số xe đang trên đường đón khách ( Optional khi dùng thêm phần mềm G. Operate) - Số xe đang gặp sự cố – Emergency - Vị trí chính xác của bất kỳ xe nào - Giám sát hướng di chuyển của một xe bất kỳ - Danh sách các xe vượt quá tốc độ - Danh sách các xe chạy ngoài phạm vi cho phép ¡ Ứng dụng GSP trong vấn đề giáo dục Chương trình thiết bị Bản đồ & GIS Giáo dục (Mapping & GIS Educator) giới thiệu những giải pháp đơn giản và đa dạng, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho các tổ chức giáo dục, thực hiện việc giảng dạy về công nghệ GPS và GIS cho học viên dựa trên những công nghệ mới nhất của Trimble. 7C /<XOY"( Chuẩn NMEA sử dụng mã ASCII đơn giản, phương thức truyền tuần tự. Dữ liệu sẽ được truyền đi trong một "câu" theo một hướng duy nhất từ một máy phát (talker) đến một máy thu (listener) tại một thời điểm. Trên cơ sở đó, người ta cũng đã mở rộng để một máy phát có thể đến nhiều máy thu, cũng như một máy thu có thể nhận thông tin từ nhiều máy phát. 7 NMEA chính là chuẩn giao tiếp cho các chip thu GPS trả ra toạ độ cho các thành phần khác, như là chip xử lý để tính ra toạ độ, hay thiết bị khác đang cần thông tin chuẩn này Để hiểu nhau, tất cả phần tử trong một hệ thống phải thống nhất với nhau từ trước. Đặc điểm chung của bản tin theo chuẩn NMEA. Tín hiệu theo chuẩn NMEA được truyền đồng bộ theo một hướng hoặc phát, hoặc thu với các tham số: Tốc độ Baud : 4800 Số bit dữ liệu: 8 Bit dừng: 1 (hoặc nhiều hơn) Bit chẵn lẻ: Không dùng Bắt tay: Không dùng Cấu trúc bản tin NMEA. Một bản tin NMEA bao gồm nhiều “câu”, mỗi câu được bắt đầu bằng mã “câu” và các thông tin mà “câu” cung cấp theo quy định biết trước. Sau đây là ý nghĩa của 26 “câu” trong đơn vị GPS. $GPMSK - Control for a Beacon Receiver $GPMSS - Beacon Receiver Status $GPAAM - Waypoint Arrival Alarm $GPALM - GPS Almanac Data ZKK4;O=[=?=7=9O\ <L $GPAPB - Autopilot format "B" $GPBOD - Bearing, origin to destination $GPBWC - Bearing and distance to waypoint, great circle $GPGGA - Global Positioning System Fix Data $GPGLL - Geographic position, latitude / longitude $GPGRS - GPS Range Residuals $GPGSA - GPS DOP and active satellites $GPGST - GPS Pseudorange Noise Statistics $GPGSV - GPS Satellites in view $GPHDT - Heading, True $GPR00 - List of waypoints in currently active route $GPRMA - Recommended minimum specific Loran-C data $GPRMB - Recommended minimum navigation info $GMRMC - Recommended minimum specific GPS/TRANSIT data $GPRTE - Routes $GPTRF - TRANSIT Fix Data $GPSTN - Multiple Data ID 8 $GPVBW - Dual Ground / Water Speed $GPVTG - Track made good and ground speed $GPWPL - Waypoint location $GPXTE - Cross-track error, Measured $GPZDA - UTC Date / Time and Local Time Zone Offset 12 “câu” giải thích dành riêng cho đơn vị GPS $HCHDG - Compass Heading $PGRMB - DGPS Beacon Information $PGRMC - Sensor Configuration Information $PGRMC1 - Additional Sensor Configuration Information $PGRME - Estimated Position Error $PGRMF - GPS Position Fix Data $PGRMI - Sensor Initialization Information $PGRMM - Map Datum $PGRMT - Sensor Status Information $PGRMV - 3D Velocity Information $PGRMZ - Altitude Information $PSLIB - Tune DPGS Beacon Receiver “câu” $GPRMC là câu quan trọng nhất, $GPRMC mang gần như đầy đủ các thông tin trong việc xác định vị trí. Các thông tin mà “câu” $GPRMC cung cấp cho người sử dụng là:  Thông tin về ngày, tháng, năm.  Thông tin về thời gian.  Thông tin về vĩ độ  Thông tin về kinh độ  Thông tin về vận tốc. Ví dụ về câu $GPRMC Ví dụ 1: $GPRMC,081836,A,3751.65,S,14507.36,E,000.0,360.0,130998,011.3,E*62 Ví dụ 2: $GPRMC,220516,A,5133.82,N,00042.24,W,173.8,231.8,130694,004.2,W*70 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Trong đó: 9 1 220516 Time Stamp 2 A Validity - A-ok, V-invalid 3 5133.82 current Latitude 4 N North/South 5 00042.24 current Longitude 6 W East/West 7 173.8 Speed in knots 8 231.8 True course 9 130694 Date Stamp 10 004.2 Variation 11 W East/West 12 *70 checksum IC] %6?/7:40.<?Y^ * IC]CI M/2.3 General Packet Radio Service (GPRS) là một dịch vụ dữ liệu di động dạng gói dành cho những người dùng hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM) và điện thoại di động IS-136. Nó cung cấp dữ liệu ở tốc độ từ 56 đến 114 kbps. GPRS có thể được dùng cho những dịch vụ như truy cập Giao thức Ứng dụng Không dây (WAP), Dịch vụ tin nhắn ngắn (SMS), Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện (MMS), và với các dịch vụ liên lạc Internet như email và truy cập World Wide Web. Dữ liệu được truyền trên GPRS thường được tính theo từng megabyte đi qua, trong khi dữ liệu liên lạc thông qua chuyển mạch truyền thống được tính theo từng phút kết nối, bất kể người dùng có thực sự đang sử dụng dung lượng hay đang trong tình trạng chờ. GPRS là một dịch vụ chuyển mạch gói nỗ lực tối đa, trái với chuyển mạch, trong đó một mức Chất lượng dịch vụ (QoS) được bảo đảm trong suốt quá trình kết nối đối với người dùng cố định. Các hệ thống di động 2G kết hợp với GPRS thường được gọi là _]C` _, có nghĩa là, một công nghệ trung gian giữa thế hệ điện thoại di động thứ hai (2G) và thứ ba (3G). Nó cung cấp tốc độ truyền tải dữ liệu vừa phải, bằng cách sử dụng các kênh Đa truy cập theo phân chia thời gian (TDMA) đang còn trống, ví dụ, hệ thống GSM. Trước đây đã có suy nghĩ sẽ mở rộng GPRS để bao trùm những tiêu chuẩn khác, nhưng những mạng đó hiện đang được chuyển đổi để sử dụng chuẩn GSM, do đó GSM là hình thức mạng duy 10 [...]... về GIcon như đã định nghĩ trong constructor 28 getPoint() setPoint(latlng)  Event GLatLng  Click  Dblclick  Mousedown  Mouseup  Mouseover  Mouseout  Infowindowopen  Infowindowclose  Remove 29 CHƯƠNG II KIẾN TRÚC HỆ THỐNG 2.1 Sơ đồ khối hệ thống Hình 4: Sơ đồ khối hệ thống Hệ thống giám sát định vị sử dụng công nghệ định vị toàn cầu (GPS) thông qua hệ thống truyền dữ liệu GPRS gồm 1 máy tính... liệu, sử dụng hệ quản trị dữ liệu Oracle để lưu trữ dữ liệu của toàn bộ hệ thống Oracle là một cơ sở dữ liệu đa nền tưởng được sử dụng trong các hệ thống lớn, lưu trữ 1 lượng lớn các dữ liệu và đặc biệt có khả thể lưu dữ liệu bản đồ số (spatial database) đó cũng là lý do hệ thống sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu này Các bảng trong cơ sở dữ liệu: • USERS: chứa thông tin của người sử dụng hệ thống •... Hệ thống cung cấp cho người sử dụng 1 giao diện web để giám sát vị trí của xe theo thời gian thực sử dụng công nghệ ASP.NET Cách thức hiển thị dữ liệu trên bản đồ • Sau khi khối nhận dữ liệu (server) nhận được dữ liệu thì sẽ lưu trữ thông tin kinh độ, vĩ độ, trạng thái, hình ảnh trong CSDL SQL • Code chương trình sử dụng ASP.NET để đọc dữ liệu từ CSDL SQL và lưu ra file dữ liệu định dạng XML • Sử dụng. .. thiết lập GPRS sẽ lưu trữ và chuyển các gói IP đến điện thoại khi đổi điện thoại (khi bạn chuyển sang sử dụng điện thoại khác) Thời gian ngưng do nhiễu vô tuyến có thể được TCP diễn dịch thành mất mát gói tin, và gây ra tình trạng thắt cổ chai tạm thời đối với tốc độ truyền tải 13 1.2.3 Kiến trúc hệ thống GPRS Hình 3: Sơ đồ hệ thống GPRS Hình trên là sơ đồ đơn giản của hệ thống GPRS Về cơ bản GPRS không... trong tương lai Việc phát triển hệ thống giám sát định vị không chỉ mang một tính chất kinh tế, xã hội to lớn mà còn là một cơ hội rất lớn để Việt Nam có thể có một sản phầm mang tính chiến lược và hoàn toàn khả thi nếu được đầu tư đúng hướng Chúng em đã đi sâu tìm hiểu những vấn đề hết sức cơ bản và mở rộng với nhiều góc cách và cách nhìn khác nhau của hệ thống giám sát định vị Quá trinh làm đồ án đã giúp... một địa chỉ IP và sau đó sử dụng IPv4 vì địa chỉ IP do thiết bị di động sử dụng thường là địa chỉ động Loại A: Có thể kết nối vào dịch vụ GPRS và dịch vụ GSM (thoại, SMS) đồng thời Những thiết bị như vậy đã có mặt trên thị trường Loại B: Có thể kết nối vào dịch vụ GPRS và dịch vụ GSM (thoại, SMS), nhưng chỉ dùng một trong hai dịch vụ vào một thời điểm Trong khi dùng dịch vụ GSM, dịch vụ GPRS bị nghẽn,... thường có nhiều hệ thống, các hệ thống cần có sự liên thông với nhau, giữa các công ty mẹ và chi nhánh User sử dụng ngày một nhiều thì nên sử dụng Oracle 1.4 Khái quát về công nghệ ASP.NET 1.4.1 Khái quát ASP.NET là phiên bản kế tiếp của Active Server Page (ASP); nó là một nền phát triển ứng dụng Web hợp nhất, cung cấp nhiều dịch vụ cần thiết cho lập trình viên xây dựng các lớp ứng dụng chuyên nghiệp... ứng ¡ Oracle không hỗ trợ cursor server-side ¡ Oracle sử dụng lock mức hàng, trong khi trước version 7, SQL Server sử dụng lock mức trang Nói chung cả 2 đều là hệ thống quản trị CSDL Đều được xây dựng theo chuẩn SQL theo người quản trị hệ thống CSDL đưa ra quyết định thông qua thông tin như: ¡ Đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ tốt nhất nên sử dụng MS SQL • SQL Sever tiện lợi cho người dùng Độ phức... gói trên mạng di động, và có chỉ có khoảng vài giây là không có dữ liệu nào được truyền tải Công nghệ CSD HSCSD HSCSD GPRS GPRS EGPRS (EDGE) EGPRS Tải xuống (kbit/s) Tải lên (kbit/s) Cấu hình 9,6 9,6 1+1 28,8 14,4 2+1 43,2 14,4 3+1 80,0 20,0 (Loại 8 & 10 và CS-4) 4+1 60,0 40,0 (Loại 10 và CS-4) 3+2 236.8 59.2 (Loại 8, 10 và MCS-9) 4+1 177.6 118.4 (Loại 10 và MCS-9) 3+2 (EDGE) GPRS dựa theo gói Khi TCP/IP...nhất sử dụng GPRS GPRS được tích hợp vào GSM Release 97 và những phiên bản phát hành mới hơn Ban đầu nó được Viện tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu (ETSI) đặt tiêu chuẩn, nhưng nay là Dự án Đối tác Thế hệ thứ ba (3GPP) Hình 2: Mạng GPRS 1.2.2 Cơ bản về GPRS Thông thường, dữ liệu GPRS được tính theo kilobyte thông tin truyền nhận, trong khi kết . số ứng dụng cụ thể: ¡ Hệ thống định vị tĩnh taxi toàn cầu: Hệ thống định vị taxi dựa trên nền tảng công nghệ định vị GPS và công nghệ GPRS giúp cho Quý khách hàng có thể định vị được vị trí,. quản lý và tìm kiếm thông tin, giao tiếp liên lạc, cho đến các hoạt động ở đời sống thường ngày. Hiện tại, vấn đề giám sát định vị đang được nhiều người quan tâm, một hệ thống giám sát định vị được. những mạng đó hiện đang được chuyển đổi để sử dụng chuẩn GSM, do đó GSM là hình thức mạng duy 10 nhất sử dụng GPRS. GPRS được tích hợp vào GSM Release 97 và những phiên bản phát hành mới hơn. Ban