Nghiên cứu tương tác giữa người và xe thông qua smartphone

vi MC LC LÝ LCH KHOA HC i L ii CM T iii TÓM TT iv ABSTRACT v DANH SÁCH CÁC CH VIT TT viii DANH SÁCH CÁC HÌNH ix DANH SÁCH CÁC BNG xii Chngă1.ăTNG QUAN 1 1.1.Tng quan v c nghiên cu 1 1.2.Tình hình nghiên cu 2 1.2.1.Tình hình nghiên cc 2 1.2.2.Tình hình nghiên cc 3 1.3.M tài 4 1.4.Ni dung nghiên cu 5 ng nghiên cu 5 1.6.Gii hn c tài 5 u 5 1.8.Lý do ch tài 6 Chngă2.ăCăS LÝ THUYT V TNGăTỄCăGIAăNGI VÀ XE 7 2.1.Khái nim s n tng công ngh  7 2.1.1. Khái nim v i và máy 7 2.1.2. Mt s nn tng công ngh  8 2.2. Khái nim và phân loi v i và xe 12 2.2.1. Phân loi hình thgii và xe 12 ng phát trii và xe hin nay 15 2.4. Kh ng di và xe 16 Chngă 3.ă Că S LÝ THUYT THIT K H THNGă TNGă TỄCă GIAăNGI VÀ XE THÔNG QUA SMARTPHONE 18 3.1. Các h u hành, công c lp trình xây dng ng dng trên smartphone 18 vii 3.1.1. Phân loi h u hành và các ng dng trên smartphone 18 3.1.2. Nn tng mã ngun m Phonegap 20 c kt ni gia smartphone và máy server 22 3.3. Thit lp kt ni gia máy tính trên xe và máy server 23 3.3.1. Mng riêng o VPN 24 3.3.2. Thit lp mt mng riêng o VPN 25 Chngă 4.ă THIT K H THNGă TNGă TỄCă GIAă NGI VÀ XE THÔNG QUA SMARTPHONE 28 c kt ni gia smartphone và xe 28 4.2. Thit k h thi và xe thông qua smartphone s dng công ngh ng 3G 29 4.2.1. Mô hình h th nguyên lý hong 29 4.2.2. Lp trình h thng 33 4.3. Thit k h thi và xe thông qua smartphone s dng công ngh wifi 54 4.3.1. Mô hình h th nguyên lý hong 54 4.3.2. Lp trình h thng 57 Chngă5. THC NGHIM H THNG 66 5.1. Mc tiêu thc nghim chung 66 5.2. Tin hành thc nghim h thng 66 5.2.1. Thc nghim h th   gi i và xe thông qua smartphone ng dng công ngh wifi 67 5.2.2. Thc nghim h th    i và xe thông qua smartphone ng dng công ngh ng 71        th    i và xe thông qua smartphone 81 Chngă6.ăKT LUNăVĨăĐNHăHNG NGHIÊN CU 82 6.1. Nhng v i quyt 82 6.2. Nhng v còn tn ti 82 6ng nghiên cu tip theo 82 TÀI LIU THAM KHO 83 viii DANH SÁCH CÁC CH VIT TT HMI : Human Machines Interaction gii và máy) HVI :Human Vehicle Interaction i và xe) HMS :Human Machines System (H thi-máy) NFC :Near Field Communication (Giao thip gn) GSM :Global System for Mobile Communications (H thng thông toàn cu) GPRS :General Packet Radio Service (Dch v vô tuyn gói tng hp) LCD : Liquid Crystal Display (Màn hình tinh th lng) HTML5 :HyperText Markup Language(Ngôn ng n) CSS3 :Cascading Style Sheets (Các tnh kiu theo tng) VPN :Virtual Private Network (Mng riêng o) LAN :Local Area Network (Mng ni b) IP :Internet Protocol (Giao thc liên mng) WAN :Wide Area Network (Mng din rng) DDNS : Dynamic Domain Name System (H thng tên ming) OSC :Open Sound Control XML : eXtensible Makeup Language (Ngôn ng u m rng) W3C : Word Wide Web Consortium (Hip hi lp ra các chun cho Internet) HTTP :HyperText Transfer Protocol (Giao thc truyn) 3G : Third-generation technology (H thng th h th ba) LabVIEW: Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench GPS : Global Positioning System (H thnh v toàn cu) TCP/IP : Transfer Control Protocol/Internet Protocol (Giao thu khin giao vn/giao thc liên mng) UDP : User Datagram Protocol (Giao thc truyn d liu ngn) ID :Identification (Nhn dng) HDL 9090 : Card giao tip LabVIEW vi máy tính H Làm 9090 ix DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Ci và máy 7 Hình 2.2: H thng HMS bao gi dùng, giao diimáy và máy 8 Hình 2.3: H thng ng dng Led và Laser 9 Hình 2.4: n trên xe 12 Hình 2.5: n ca mt h thng tác gián tip thông qua thit b trung gian 13 Hình 2.6: Các mô hình kt ni có th ng dng trên xe 14 Hình 3.1: Kin trúc bên trong mt ng dng Phonegap 20 Hình 3.2: Cách thc ng di thit b 22 Hình 3.3: Mô hình mt mn hình 24 Hình 4.1: Mô hình kt ni gia smartphone và xe gián tip thông qua máy server 30 Hình 4.2: S nguyên lý truyn nhn d liu gia smartphone và máy client 31 Hình 4.3: S nguyên lý truyn nhn d liu gia máy server và máy client 32 Hình 4.4: n code l liu gi lên t smartphone 33 Hình 4.5: c d liu t file XML gi cho smartphone 33 Hình 4.6: n code khai báo s d nhn d liu t server 34 Hình 4.7: n code lp trình s d gi d liu lên server 34 Hình 4.8: n code có chthit k hin th giao din trên Smartphone 35 Hình 4.9: Giao din ng dng trên smartphone 35 Hình 4.10: Hàm init() 36 Hình 4.11: n code lp trình cha nút REFESH trên giao dinng dng36 Hình 4.12: n code lp trình ch trên giao din ng dng 37 Hình 4.13: n code lp trình chn ng dng 38 Hình 4.14: n code lp trình chng nút FIND CAR trên giao din 39 Hình 4.15: n code lp trình chn 40 Hình 4.16: n code lp trình chn ng dng 41 x Hình 4.17: n code lp trình chu khin tn cp 42 Hình 4.18: n code lp trình chn 32 Hình 4.19: n code có ch  nhn d liu t xe gi lên qua giaothc TCP/IP 44 Hình 4.20: n code có ch d liu t xe gi lên thành file XML 45 Hình 4.21: n code có ch c d liu file XML1 có ghi thông u khin t smartphone 46 Hình 4.22: n code có ch trong bng Table Control 47 Hình 4.23: Hàm truyn d liu t server ti máy tính gn trên xe 47 Hình 4.24: Giao din hin th  kim tra các thông tin 48 Hình 4.25: n code có ch nhn tín hiu t server 49 Hình 4.26: n code có ch tách d liu nhc t máy server 50 Hình 4.27: n code thu thp và nhn tín hiu khin các ch qua card giao tip LabVIEW vi máy tính HDL 9090 51 Hình 4.28:n code thu thp tín hiu GPS 51 Hình 4.29: n code có ch truyn d liu t xe lên server 53 Hình 4.30: Giao din kit trên xe 54 Hình 4.31: Mô hình h thi và xe s dng công ngh wifi 55 Hình 4.32:  nguyên lý hong truyn nhn d liu gia smartphone và xe56 Hình 4.33: Ca s  57 Hình 4.34: Phn tu chc giao din trong phn mm TouchOSC Editor58 Hình 4.35: Bng công c  thit k u khin 58 Hình 4.36: Hình nh nút nhn loi Push Botton trong TouchOSC 58 Hình 4.37: Hình nh label trong TouchOSC 59 Hình 4.38: Giao din c thit k hoàn thin trên TouchOSC Editor 59 Hình 4.39: n code có ch nhn tín hiu t smartphone 60 Hình4.40: n code có ch x lý d liu nhc t smartphone 60 Hình 4.41: n codexác nhn mt khu trên máy server 62 Hình4.42: u ki ngu khin khi sai password 62 xi Hình 4.43: u ki u khi . 63 Hình 4.44: n code có ch truyn tín hiu mc nhiên liu t máy tính server lên smartphone 64 Hình 4.45: n code có chn th thông tin cnh báo mc nhiên liu 64 Hình 4.46: n code thu thp mc nhiên liu khin các ch thông qua card giao tip LabVIEW vi máy tính HDL 9090 65 Hình 5.1:  thc nghim 67 Hình 5.2: S u ni cu khin lock/unlock 68 Hình 5.3:  u ni c xe ho không gian ln 69 Hình 5.4:  u ni h thng báo mc nhiên liu còn li trong thùng cha 69 Hình 5.5:      i và xe thông qua smartphone ng dng công ngh Ing 71 Hình 5.6: Kt ni h thng nh v GPS vi máy tính trên xe 75 Hình 5.7:  u ni h thng dn cp 75 Hình 5.8: S u ni cu khin lock/unlock 76 Hình 5.9:  u ni c xe ho không gian ln 76 Hình 5.10:  u ni h thng báo mc nhiên liu còn li trong thùng cha 77 Hình 5.11: Tính toán thi gian tr ca h thng bng công c Elapsed Time 79 xii DANH SÁCH CÁC BNG BNG TRANG Bng 3.1: Bng so sánh các ng dng trên smartphone 18 Bng 4.1: Bng giá tr ng vi các chu khic smartphone ghi trên XML1 43 Bng 4.2: Bng din gii ca bn tin Modul GPS gi v 52 Bng 5.1: B tr trung bình ca h thng 80 1 Chngă1 TNG QUAN 1.1. Tng quan v lƿnhăvc nghiên cu i và máy (Human Machines Interaction) [1]c mô t là s giao tip gii s dng và mt máy tính, mt h thng k thung, thông qua mt giao din gi là giao dii  (Human Machines Interface). Vic áp dng ti và máy (HMI) c ô tô ngay t u ca s phát tri thành mt v ln. Ban u ch là nhng giao din hn ch  u khin các h thng  t thi gian ngn vi s phát trin và ph bin ca ô tô, làm cho vii và xe (HVI) ngày càng tr nên cn thit và c xem là mt v i lái,  i lái bit thêm tình trng ca chic xe b u t nh      xe và mc nhiên liu. p ô tô phát trin rt mnh m, vic vn hành mt chi nên d uu, h thu khi thn dc chuyn t, s ng các nút bm, các chu khin phc tp ngày càng gim dn và thay th bng nhvà u khin an toàn và d s dng .Tuy nhiên vì lý do nàynhng chi thành mt h thc tp vi s ng các chu, nht là s ng các chi lái có th kiu khi h thng thông tin, gii trí và h thng tin ng i lái d mt tu khin      gây tai nn bt c       a i vi các h thng này hay nói cách khác vii và xe hin nay t vai trò ht sc quan trng. Cùng vi vic phát trin cn thoi thông minh (Smartphone nên ph bin vi nhi   vn d   a 2 i và xe. D mi lên là s kt hp cn thoi thông minh vi các h thng trên ô tô hii. Ví d các ng du khin t  truy c u khi ca, khng làm c, tìm xe trong bãi, ch tình trng cng ng dng kt hp vi h thng gii trí, nh vu khin các thit b trên xe bng gin thoi và nhn tin rhc s là mt cuc cách mng trong via i và xe.Nhng gii pháp dn thoi thông minh ha hn s ngày càng phát trin nâng cao tính an toàn, tin dng và h tr i lái mt cách toàn din và tt nhng nghiên cu phát trin ca các hãng xe l GM, Ford, Toyota, BMW,  1.2. Tình hình nghiên cu 1.2.1. Tình hình nghiên cuătrongănc  Thit k và thc hin h thng giám sát hành trình s dngăđnh v toàn cu Tác giả:      , Mai Xuân Hoàng ,  ,    . Tóm tắt:  n h           (GPS),          g GPS , GSM/GPRS,                    ,  , v     ,        ,          ,   ,   ,  p vào trang web, thông qua giao di  , ho ,                      n hi  .  Ngoài ra còn có các sn phẩm nghiên cu caăcácăđnăv công ty trong nc: H thngchng trm Sbike Pro ca công ty SetechViet,     hành trình Bình Anh  Các công trình nghiên c   u có chung m    nh        tinh và        eb các   u 3 thu thc t trên xe. ,  p vào trang web thông qua giao di  , ho truyn thom hn ch là c mt ng dng trc tip n thoi và các chu khin bn thon xe rt hn ch. 1.2.2. Tình hình nghiên cuăngoƠiănc  Smartphone based Vehicle Tracking and Control via Secured Wireless Networks Tác giả: Rajesh Borade  Aniket Kapse  Prasad Bidwai  Priya Kaul,   thu thut Sinhgad. [2] Tóm tắt:Trong h thng nàyi dùng có kh m soátxeca mình thông quamt ng dng chy trên nn tng Android. Mtch  b mthông tin liên lcgin thoic thit lpthông quamng GSM. S dn thoi thông minhca mình, ch s hu s có th khóa / m khóaxevà theo dõichic xetrong ng hpb mt cp.  Using smartphones to detect Car Accidents and Provide Situational Awareness to Emergence Responders Tác giả: Chris Thompson ng nghi[3] Tóm tắt: Phát hin tai nm soát tc nghng cao tc là mt ng di lên cho các mng cm bing. Tin b mi trong công ngh smartphone giúp phát hin tai nt kim chi u so vi các gii pháp trong xe. S dng các cm bin có sn thoi thông minh cm bin gia tc, và máy thu GPS cho phép các nhà phát trin ng d nh v ng hành trình, và chuyng ca i s dng. Sc mnh x lý, ph bii thp (so vi các k thun thoi thông minh là mt nn tng hp d xây dng mt mi cm bing phát hin tai n  Idriver Tác giả: Nhóm phát trin xe t lái thu [4] [...]... nng i và xe i và xe (HVI): là sự giao ti p, tác đ ng, i dùng và thông tin ph nh i c a xe thôngqua m t i -xe hay thông qua m t thi t b trung gian [9][14] 2.2.1 Phân lo i hình th c t T ơng tác gi a ng ng tác gi aăng i và xe đ g m: t ơng tác trực ti p gi a ng i và xe c phân lo i theo hình th c t ơng tác bao i và xe và t ơng tác gián ti p gi a ng i và xe thông qua m t thi t b trung gian 2.2.1.1.ăT ng tác tr... trong và ngoài n 4 c i và xe thông Nghiên c u t ơng tác gi a ng gi a ng i và xe và các xu h ng phát triển t ơng tác i và xe Nghiên c u ph ơng th c giao ti p t t nh t gi a đi n tho i thông minh và xe Nghiên c u các h th ng trên xe ô tô Tìm hiểu về smartphone Nghiên c u l p trình trên smartphone 1.5 Đ iăt ng nghiên c u Nghiên c u t ơng tác gi a ng i và xe Nghiên c u cách th c truyền nh n d li u gi a smartphone. .. ng tác tr c ti p gi aăng i và xe Đây là hình th c t ơng tác gi a ng i và xe mà trong đó ng tác trực ti p v i xe thông qua m t giao di n ng ng i và xe đ i dùng t ơng i dùng.T ơng tác trực ti p gi a c chia làm hai khu vực t ơng tác chính đó là: khu vực t ơng tác bên ngoài xe và khu vực t ơng tác bên trong trong xe  Khu vực t ơng tác bên ngoài xe Là toàn b khu vực xung quanh bên ngoài cabin xe, khu vực ngày ng... smartphone và xe Các chuẩn giao ti p không dây Các công c l p trình trên smartphone Các h th ng trên ô tô 1.6 Gi i h n c aăđ tài Ch nghiên c u lý thuy t t ơng tác gián ti p gi a ng i và xe thông qua smartphone Ch xây dựng m t s thực nghi m về t ơng tác gi a ng đi n tho i thông minh 1.7 Ph i và xe thông qua m c đ cơ b n ngăpháp nghiên c u Ph ơng pháp nghiên c u lý thuy t: nghiên c u các tài li u, công trình nghiên. .. đặt trên xe u điểm c a hình th c t ơng tác gián ti p là không ph thu c vào kho ng cách gi a ng i và xe Có thể t ơng tác các khu vực trong xe và ngoài xe mà không c n ph i t ơng tác trực ti p v i xe C u trúc cơ b n c a m t h th ng t ơng tác gián ti p gi a ng i và xe thông quathi t b trung gian bao g m m t thi t b đ u và m t thi t cu i giao ti p v i nhau thông qua các chuẩn giao ti p không dây và có dây... gián ti p gi a smartphone và xe thông qua m t server trung gian 28 Từ đó đề xu t thi t k m t ng d ng lai trên smartphone và xây dựng h th ng t ơng tác gi a ng i và xe thông qua smartphone 4.2 Thi t k h th ngă t ngă tác gi aă ng i và xe thông qua smartphone s d ng công ngh Internetădiăđ ng 3G 4.2.1 Mô hình h th ngăvƠăs đ nguyên lý ho tăđ ng  Mô hình h th ng Yêu c u ph n c ng: M t máy smartphone ch... t NGăTỄCă I VÀ XE ng tác và n n t ng công ngh t ng tác gi aăng ng tác i và máy Khái ni m về t ơng tác: T ơng tác là m t lo i hành đ ng x y ra khi hai hoặc nhiều đ i t ng có tác đ ng và nh h ng lên nhau.[6] Hình 2.1: C u trúc t ơng tác gi a ng T ơng tác gi a ng tác ng i-máy đ i và máy i và máy (Human Machines Interaction) HMI [1]: T ơng c mô t là sự t ơng tác và giao ti p gi a ng i s d ng và m t máy... thao tác th 3: là t t c các ch c năng liên quan đ n h th ng ti n nghi, thông tin, gi i trí trong xe 2.2.1.2 T ng tác giánăti p gi aăng i và xe thông qua thi t b trung gian Đây là hình th c t ơng tác gi a ng i và xe thông qua m t thi t b trung gian nh : đi n tho i, máy tính, thi t b di đ ngầ hình th c t ơng tác này, ng i dùng không c n thi t ph i t ơng tác trực ti p v i xe, mà thay vào đó ch c n t ơng tác. .. ơng tác mà nó đư nh h nh kinh nghi m c a ng ng sâu s c đ n vi c lái xe cũng i lái nh [11]: - ng d ng các thi t b di đ ng trong t ơng tác gi a ng - T ơng tác v i m t h th ng thông tin gi i trí k t h p - T ơng tác v i các ch c năng thông minh và tự tr c a xe 15 i và xe Ba xu h ng trên hi n đư đ c các hãng xe ng d ng trên các mẫu xe ngày càng nhiều V i th m nh c a vi c t ơng tác gi a ng i và xe thông qua. .. v i m i m t giao th c là h th ng các quy đ nh và th t c truyền và nh n 27 Ch ngă4 THI T K H TH NGăT NGăTỄCăGI AăNG I VÀ XE THÔNG QUA SMARTPHONE 4.1.ăPh ngăth c k t n i gi a smartphone và xe Có hai hình th c k t n i gi a smartphone và xe đó là hình th c k t n i trực ti p và hình th c k t n i gián ti p thông qua m t máy server Hai hình th c này đều có u và nh c điểm riêng Đ i v i hình th c k t n i trực . cc. 5 Nghiên ci và xe và các xu ng phát tri gii và xe. Nghiên cc giao tip tt nht gin thoi thông minh và xe. Nghiên cu. tip gi i và xe thông qua smartphone. Ch xây dng mt s thc nghim v i và xe thông qua n thoi thông minh  m n. 1.7. Phngăpháp nghiên cu u. trin nên hc viên quynh ch tài Tương tác giữa người và xe thông qua smartphone i s ng dn ca thy TS.Nguyn Bá Hi  nghiên cu và phát trin h thu khin t xa các