Nghiên cứu, chế tạo hộp đèn ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN QUỐC VƯƠNG NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO HỘP ĐEN Ô TÔ NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 S K C0 4 6 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN QUỐC VƯƠNG NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO HỘP ĐEN Ô TÔ NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 TP.Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN QUỐC VƯƠNG NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO HỘP ĐEN Ô TÔ NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG TP.Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 Luận văn tốt nghiệp LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: NGUYỄN QUỐC VƯƠNG Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 31/10/1989 Nơi sinh: Bình Định Quê quán: Xã Bồng Sơn, huyện Hoài Nhơn, Bình Định Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 415/15A Trường Chinh, Phường 14, Quận Tân Bình, TP Hồ Chí Minh Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: 01678868761 Fax: E-mail: quocvuongspk07@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Đại học: Hệ đào tạo: Chính Quy Thời gian đào tạo từ 10 / 2007 đến / 2012 Nơi học (trường, thành phố): Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật.TPHCM Ngành học: Cơ Khí Động Lực Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống điện xe Honda PCX Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: 10/01/2012 Người hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Văn Dũng III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian 2014 Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Cao Đẳng kỹ thuật Cao Thắng i Giảng dạy Luận văn tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 20… tháng 10… năm 2014… (Ký tên ghi rõ họ tên) NGUYỄN QUỐC VƯƠNG ii Luận văn tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Sau hai năm học tập Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Giờ đây, em hoàn thành khóa học Trong khoảng thời gian đó, quý thầy cô trường tận tình dạy cho chúng em kiến thức khoa học mà đạo đức, cách sống Để tỏ lòng biết ơn công lao ấy, chúng em xin tri ân chân thành cảm ơn đến: Quý thầy cô Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em toàn khóa học niên khóa 2012 – 2014 Quý thầy cô Khoa Cơ Khí Động Lực Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Quý thầy cô Khoa, Trung tâm, phòng ban nhà trường Đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn PGS-TS ĐỖ VĂN DŨNG, suốt thời gian làm đề tài, thầy tận tình dạy, động viên giúp đỡ để em hoàn thành tốt đề tài Gia đình, người thân bạn bè gần xa giúp đỡ, động viên trình thực đề tài Kính chúc quý thầy cô thật nhiều sức khỏe, niềm vui hạnh phúc mong nhận ý kiến đóng góp chân thành! Tp.HCM, Ngày 20 Tháng 10 năm 2014 Người thực Nguyễn Quốc Vương iii Luận văn tốt nghiệp TÓM TẮT Công nghệ định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) ngày phát triển ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực như: đồ, thủy văn, viễn thông…Đề tài: “Nghiên cứu, chế tạo hộp đen ô tô” xuất phát từ nhu cầu thực tế Qua đó, thiết kế, chế tạo hộp đen ứng dụng xe ô tô, xe máy… nhằm xác định vị trí, vận tốc, kinh độ, vĩ độ, thời gian… phương tiện giao thông công cộng xe hơi, xe máy… Thiết bị hoạt động sau: Phần GPS module SIM548C thu tín hiệu GPS từ hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu GNSS (Global Navigation Satellite System) gửi liệu nhận đến vi điều khiển Vi điều khiển xử lý liệu nhận (vị trí, vận tốc, kinh độ, vĩ độ….) gửi tới phần GSM SIM548C Phần GSM module SIM548C gửi liệu đến máy tính thông qua dịch vụ GPRS, cuối phần mềm máy tính hiển thị xác vị trí, vận tốc, kinh độ, vĩ độ… định vị đồ trực tuyến Sau thời gian nghiên cứu thực hiện, thiết bị hoàn thành, có khả giám sát phương tiện di chuyển phạm vi rộng lớn với sai số chấp nhận Đặc biệt sản phẩm có khả ứng dụng cao, thích hợp với đa số người sử dụng cá nhân nhỏ lẻ iv Luận văn tốt nghiệp ABSTRACT Nowadays, Global Positioning System (GPS) is developing and applying more and more generously in many fields such as: Maps, hydrology, telecommunications, engineering thesis: “Research and design Black Box for automobile”originated from the reality of users demand From that, I designed Black Box which used in automobile, motorcycles to manage position, velocity, longitude, latitude vehicles such as: cars, motorcycles… The devices operates in the process: First, GPS part of Module SIM548C receive GPS signals from Global Navigation Satellite System (GNSS) and transmit these data to microcontroller Microcontroller will receive data and then send them to GSM part of Module SIM548C GSM part of module SIM548C send these processed data to computer through GPRS service Finally, the software on computer calculate and draw the position of the objects on the online map (Google Map) After a long-term in researching, performing and testing this device, project has been finished System has the ability to locate automatic objects in extensive scale with the acceptable errors Especially the system has high application and it is very suitable for many personal users v Luận văn tốt nghiệp MỤC LỤC Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Tóm tắt iv Abstract v Mục lục vi Danh mục từ viết tắt x Danh mục hình xi Danh mục bảng xiii Chương 1: DẪN NHẬP 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Nhiệm vụ đề tài 1.4 Giới hạn đề tài 1.5 Phương pháp nghiên cứu Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) 2.1.1 Khái niệm hệ thống định vị toàn cầu GPS 2.1.2 Sự đời lịch sử phát triển hệ thống định vị toàn cầu GPS 2.1.3 Các nghiên cứu GPS nước 2.1.3.1 Các nghiên cứu GPS giới 2.1.3.2 Các nghiên cứu GPS nước 2.2 Cấu tạo hệ thống GPS 2.2.1 Phần không gian (Space Segment) 2.2.2 Phần điều khiển (Control Segment) 2.2.3 Phần sử dụng (Space Segment) vi Luận văn tốt nghiệp 2.2.3.1 Các phận thiết bị GPS phần sử dụng 10 2.2.3.2 Những phận máy thu GPS 10 2.3 Phương trình chuyển hướng 11 2.3.1 Tọa độ vị trí địa điểm mặt đất 12 2.4 Thành phần tín hiệu GPS 13 2.4.1 Tín hiệu GPS 14 2.4.2 Thông điệp từ chuỗi liệu 50bps 15 2.5 Cách thức làm việc hệ thống GPS 16 2.5.1 Hoạt động GPS 16 2.5.2 Độ xác hệ thống GPS 18 2.5.3 Các nguồn lỗi ảnh hưởng đến tín hiệu GPS 19 2.5.3.1 Điều kiện khí 19 2.5.3.2 Lỗi giao thoa tín hiệu GPS 19 2.5.3.3 Lỗi di chuyển thiết bị GPS 19 2.6 Chuẩn NMEA0183 20 2.6.1 Giới thiệu chuẩn NMEA NMEA0183 20 2.6.2 Giải mã số đoạn mã NMEA 21 2.7 Hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM 28 2.8 Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp GPRS (General Packet Radio Service) 29 2.8.1 Sơ lược 29 2.8.2 Đặc điểm hệ thống GPRS 30 2.8.2.1 Chuyển mạch kênh 30 2.8.2.2 Chuyển mạch gói .30 2.8.3 Kiến trúc mạng GPRS 31 2.8.3.1 TE 32 2.8.3.2 GPRS BSS 32 2.8.3.3 MSC (Mobile Service Switching Center) 33 2.8.3.4 HLR (Home Location Register) 33 2.8.3.5 VLR (Visitor Location Register) 34 vii Luận văn tốt nghiệp 2.8.3.6 Mạng lõi 34 2.8.4 Chức kết nối IP GPRS 35 2.8.4.1 Địa IP công cộng địa riêng .36 2.8.4.2 Địa IP động địa tĩnh 36 2.8.5 Các lớp thiết bị GPRS 38 2.8.5.1 Kiến trúc mạng 38 2.8.5.2 Giao diện vô tuyến 38 2.8.5.3 Các lớp dịch vụ GPRS 38 2.8.6 Giải pháp định vị GPS, GSM/ GPRS 39 Chương THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG 3.1 Cơ sở thiết kế 40 3.2 Tổng quan vi điều khiển STM32F407 SIM548C 40 3.2.1 Tổng quan STM32F407 40 3.2.1.1 Sơ lược lịch sử hình thành phát triển 40 3.2.1.2 Giới thiệu STM32F407 41 3.2.1.3 Giao tiếp USART 43 3.2.2 Tổng quan SIM548C 45 3.2.2.1 Đặc điểm Module SIM548C 46 3.2.2.2 Sơ đồ chức 50 3.3 Sơ đồ khối hệ thống chức khối 53 3.3.1 Sơ đồ khối hệ thống .53 3.3.2 Chức khối 54 3.4 Thiết kế khối module SIM548C 54 3.4.1 Thiết kế phần GSM/GPRS 54 3.4.2 Khối GPS 60 3.5 Thiết kế khối vi điều khiển STM32F407 62 3.6 Thiết kế khối nguồn 63 3.7 Thiết kế khối SD card khối cổng COM 65 Chương LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN viii Luận văn tốt nghiệp 4.1 Giới thiệu tập lệnh AT 67 4.2 Tập lệnh AT sử dụng điều khiển module GSM GPS 69 4.2.1 Khởi tạo cấu hình mặc định cho modem .69 4.2.2 Khởi tạo module SIM548C 73 4.2.3 Thiết lập kết nối GPRS module SIM548C GPRS TCP Server 76 4.2.4 Truyền nhận gói TCP modem GPRS server 77 4.2.5 Hủy kết nối GPRS modem server 78 4.3 Lập trình cho vi điều khiển STM32F407 79 4.4 Lập trình phận GSM/GPRS cho SIM548C 83 Chương THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH 5.1 Mô hình thực nghiệm 85 5.2 Xây dựng thành công chương trình hiển thị xác vị trí đối tượng đồ trực tuyến 86 5.3 Kết thực nghiệm đánh giá sai số thiết bị .87 Chương THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH 6.1 Kết luận 90 6.2 Các vấn đề tồn 90 6.3 Hướng phát triển đề tài 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO ix Luận văn tốt nghiệp DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT GSM (Global System for Mobile Communications): Hệ thống thông tin di động toàn cầu GPRS (General Packet Radio Service): Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp GPS (Global Position System): Hệ thống định vị toàn cầu GIS (Geographic Information Sytem): Hệ thống thông tin địa lý BSS (Base Station System): Phân hệ trạm gốc OMS (Operation and Maintenance Subsystem): Phân hệ vận hành sửa chữa SMS (Short Message Service): Dịch vụ tin nhắn ngắn MMS (Multimedia Messaging Service): Dịch vụ tin nhắn đa phương tiện WAP (Wireless Application Protocol): Giao thức ứng dụng mạng đơn giản SGSN (Serving GPRS Support Node): Là phần tử mạng lõi GPRS nhằm kết nối mạng truy nhập gateway VLR (Visited Location Register): Bộ đăng ký định vị tạm trú HLR (Home Location Register): Bộ đăng ký định vị thường trú CDMA (Code Division Multiple Access): Phương thức đa truy cập phân chia theo mã TDMA (Time Division Multiple Access): Phương thức đa truy cập phân chia theo thời gian SIM (Subscriber Identity Module): Thẻ chứa thông tin định dạng TCP/UDP (Transmission Control Protocol/ User Datagram Protocol): Giao thức điều khiển truyền dẫn/Giao thức liệu gói người sử dụng IP (Internet Protocol): Giao thức dùng cho mạng internet AT (Attention Command): Tập lệnh AT CR (Carriage Return): Lệnh Enter LF (Line Feed): Lùi vào đầu dòng TE (Terminal Equipment): Thiết bị đầu cuối MT (Mobile Terminal): Thiết bị đầu cuối mạng x Luận văn tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Các thành phần cấu tạo hệ thống GPS Hình 2.2: Các quỹ đạo vệ tinh hệ thống GPS Hình 2.3: Trạm mặt đất sử dụng từ 1984-2007 .8 Hình 2.4: Phần thiết bị sử dụng dẫn đường GPS Hình 2.5: Mô hình tín hiệu GPS truyền 14 Hình 2.6: Cấu trúc thành phần pha L1 15 Hình 2.7: Cấu trúc thành phần vuông pha L1 15 Hình 2.8: Tính khoảng cách từ thiết bị GPS đến vệ tinh 17 Hình 2.9: Thông tin liệu 18 Hình 2.10: Lỗi giao thoa tín hiệu GPS 19 Hình 2.11: Kiếm trúc mạng GPRS 31 Hình 2.12: Kết nối GPRS-Internet 37 Hình 3.1: Sơ đồ chân vi điều khiển STM32F407 42 Hình 3.2: Sơ đồ cấu trúc vi điều khiển STM32F407 .43 Hình 3.3: Sơ đồ truyền liệu nối tiếp 45 Hình 3.4: Module SIM548C 49 Hình 3.5: Sơ đồ chức Module SIM548C 51 Hình 3.6: Sơ đồ khối mạch phần cứng 53 Hình 3.7: Bật chế độ hoạt động cho phần GSM/GPRS sử dụng nút nhấn 55 Hình 3.8: Thời gian bật chế độ hoạt động phần GSM/GPRS 56 Hình 3.9: Thời gian tắt chế độ hoạt động phần GSM/GPRS 56 Hình 3.10: Đèn Led thị cho chân NETLIGHT chân STATUS 57 Hình 3.11: Kích hoạt chế độ hoạt động phần GPS 60 Hình 3.12: Sơ đồ nguyên lý khối SIM548C 62 Hình 3.13: Sơ đồ nguyên lý module STM32F407 63 Hình 3.14: Khối nguồn cung cấp cho GPRS/GSM SIM548C 64 Hình 3.15: Sự sụt áp làm cho dòng tiêu thụ phải tang lên 2A 64 Hình 3.16: Khối nguồn cung cấp cho STM32F407 phần GPS SIM548C xi Luận văn tốt nghiệp 65 Hình 3.17: Sơ đồ nguyên lý khối SD Card 65 Hình 3.18: Sơ đồ nguyên lý khối cổng COM 66 Hình 4.1: Bảng lệnh khởi tạo cấu hình mặc định cho modem 70 Hình 4.2: Khởi tạo Module SIM548C 74 Hình 4.3: Bảng lệnh thiết lập kết nối GPRS module SIM548C GPRS TCP Server 76 Hình 4.4: Bảng lệnh truyền nhận liệu Module SIM548C server 77 Hình 4.5: Bảng lệnh hủy kết nối Modem Server 79 Hình 4.6: Lưu đồ thuật toán vi điều khiển 80 Hình 4.7: Cấu trúc chuỗi tin GPRMC 81 Hình 4.8: Lưu đồ thuật toán tách lấy thông số kinh độ, vĩ độ, thời gian, vận tốc 82 Hình 4.9: Mô hình giao tiếp Client Server giao diện Web 83 Hình 4.10: Lưu khởi tạo cấu hình mặc định cho SIM548C 84 Hình 5.1: Mô hình hộp đen xe 85 Hình 5.2: Thiết bị hộp đen 85 Hình 5.3: Đoạn đường thực nghiệm .86 Hình 5.4: Vị trí xe ghi nhận từ hộp đen 86 Hình 5.5: Tin nhắn cảnh báo vượt tốc độ tới người lái xe 88 Hình 5.6: Dữ liệu hộp đen lưu thẻ nhớ micro SD 89 xii Luận văn tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Danh sách dạng liệu đầu 21 Bảng 2.2: Giao thức GGA 22 Bảng 2.3: Định dạng vị trí 23 Bảng 2.4: Giao thức GLL 23 Bảng 2.5: Giao thức GSA 24 Bảng 2.6: Chế độ 25 Bảng 2.7: Chế độ 25 Bảng 2.8: Giao thức GSV 26 Bảng 2.9: Giao thức RMC 27 Bảng 2.10: Giao thức VTG 28 Bảng 2.11: Bảng liệt kê thay đổi mạng GPRS 32 Bảng 3.1:Sơ đồ mã hóa tốc độ liệu lớn giao diện vô tuyến .50 Bảng 3.2: Chức chân Module SIM548C 52 Bảng 3.3: Bảng trạng thái làm việc NETLIGHT 57 Bảng 3.4: Mức logic chân Serial port 59 Bảng 4.1: Bảng phân loại câu lệnh AT mở rộng .68 Bảng 5.1: Bảng thực nghiệm thông số vận tốc hộp đen xe 87 Bảng 5.2: Bảng thực nghiệm thông số kinh độ hộp đen phần mềm VietMap 87 Bảng 5.3: Bảng thực nghiệm thông số vĩ độ hộp đen phần mềm VietMap 88 xiii Luận văn tốt nghiệp xiv Luận văn tốt nghiệp Chƣơng DẪN NHẬP 1.1 Đặt vấn đề Hiện nay, số lượng phương tiện tham gia giao thông xe gắn máy, ô tô, xe tải, xe buýt,… ngày nhiều Điều gây nhiều hậu đáng tiếc ùn tắc tai nạn giao thông Bên cạnh đó, kinh tế ngày phát triển, nhu cầu người ngày tăng cao nhiều lĩnh vực khác : vui chơi giải trí, du lịch v.v… Từ đó, nhiều công ty vận tải, du lịch đời nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội vận chuyển hàng hóa, chuyên chở hành khách.v.v Các công ty thành lập với đội ngũ nhân viên lái xe với hàng chục, hàng trăm xe giới khác loại điều phần gây khó khăn cho công ty việc quản lý thời gian làm việc, số lượng xe giới tài xế lái xe, qua gây khó khăn việc cảnh báo cho rủi ro xảy cho phương tiện người điều khiển xe Xuất phát từ nhu cầu thực tế, thời kỳ mở rộng hoạt động hệ thống vận tải, yêu cầu quản lý chuyên nghiệp, hiệu quả, toán quản lý giám sát phương tiện giao thông trở nên thiết Bài toán đặt cho công ty vận tải số yêu cầu sau: - Giám sát phương tiện giao thông: xác định vị trí, theo dõi, cập nhật trạng thái phương tiện giao thông: bao gồm yếu tố bên phương tiện - Truyền thông báo tới phương tiện giao thông - Độ mở rộng khả phục vụ lớn Một số giải pháp nay: - Cắt cử nhân viên theo dõi, ghi nhận báo cáo văn bản, đường điện thoại - Sử dụng module GPS-Galileo: module có chức thu tín hiệu từ hệ thống vệ tinh định vị, qua tính toán, xác định vị trí thiết bị theo hệ tọa độ địa lý: bao gồm kinh độ, vĩ độ độ cao Luận văn tốt nghiệp - GIS: hệ thống phần mềm địa lý có chức tiếp nhận thông tin vị trí địa lý, sau xử lý hiển thị hệ thống đồ số Ví dụ hệ thống quản lý tàu đánh cá thông qua đàm, quản lý taxi… Các vấn đề tồn tài thực tế: - Đối với việc quản lý nhân viên cử theo chuyến xe: tốn mặt nhân lực chưa hiệu Khả giám sát điều khiển chưa chuyên nghiệp - Việc sử dụng module xác định vị trí GPS đơn giản, thiết bị hầu hết nhập nguyên chiếc, ứng dụng đơn xác định vị trí Bên cạnh giá thành cao không chủ động mặt kỹ thuật - Với số hệ thống quản lý thông tin đồ số GIS: xây dựng theo mô hình hệ thống, mức độ phổ biến chưa cao Ứng dụng mang tính chuyên biệt, đặc biệt mức chi phí đầu tư lớn, chủ động mặt kỹ thuật bị hạn chế Chính vậy, việc ― Nghiên cứu, chế tạo hộp đen‖ có ý nghĩa lớn nhằm mục đích tạo điều kiện thuận lợi cho công ty vận tải việc quản lý nhân viên xe giới cách hiệu 1.2 Mục tiêu đề tài + Nắm vững sở lý thuyết hệ thống định vị toàn cầu GPS + Tìm hiểu kỹ vấn đề liên quan tới trình chế tạo lập trình hộp đen + Đánh giá độ bền, độ ổn định độ xác thiết bị + Hoàn thiện sản phẩm ứng dụng vào thực tế 1.3 Nhiệm vụ đề tài + Tìm hiểu sở lý thuyết vấn đề liên quan đến công nghệ GPS, cấu trúc vi điều khiển + Thiết kế, thi công, lập trình cho hộp đen ô tô tính sau: - Đưa thông tin thời gian, tốc độ, kinh độ, vĩ độ, quãng đường chạy xe phút suốt hành trình chạy xe - Cảnh báo lái xe xe chạy tốc độ giới hạn Luận văn tốt nghiệp - Giúp xem lại lộ trình trạng thái xe khứ (các thông số lưu thẻ nhớ SD card) + Hoàn thiện đề tài với khả ứng dụng cao, mạch hoạt động ổn định xác 1.4 Giới hạn đề tài Công nghệ GPS công nghệ quan tâm nhiều quốc gia giới có Việt Nam Hiện nay, dù công nghệ GPS tương đối phổ biến Việt Nam trình độ công nghệ chưa đủ giá thành thiết bị liên quan đến GPS cao Hơn nữa, thời gian thực đề tài trình nghiên cứu người thực có hạn Do người thực đề tài: ―Nghiên cứu, chế tạo hộp đen ô tô‖ dừng lại việc nghiên cứu thiết kế thiết bị dùng để giám sát hành trình xe, lưu lại lộ trình trạng thái xe khứ (các thông số lưu thẻ nhớ SD card) 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu Kết hợp nhiều phương pháp có phương pháp chủ yếu sau: + Nghiên cứu lý thuyết công nghệ GPS + Tham khảo sản phẩm sử dụng công nghệ GPS nước giới + Thu thập thông tin học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô bạn bè + Thiết kế thi công hộp đen ô tô + Hoàn thành sản phẩm với tính nêu Luận văn tốt nghiệp Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) 2.1.1 Khái niệm hệ thống định vị toàn cầu GPS Hệ thống định vị toàn cầu GPS hệ thống xác định tọa độ dựa vị trí vệ tinh nhân tạo Trong thời điểm, vị trí trái đất xác định khoảng cách đến tối thiểu ba vệ tinh ta tính tọa độ vị trí 2.1.2 Sự đời lịch sử phát triển hệ thống định vị toàn cầu GPS Sự đời phương tiện vận chuyển máy bay, tàu vũ trụ việc đòi hỏi điều khiển thiết bị không gian ba chiều Những phương pháp dẫn đường hệ thống dẫn đường vô tuyến điện dùng cho việc dẫn dắt tàu thủy trở nên lỗi thời không phù hợp với việc điều khiển thiết bị chuyển động không gian ba chiều hệ thống đương thời xác định vị trí theo không gian chiều Trước đòi hỏi kỹ thuật nhiều nhà khoa học phủ Mỹ tài trợ để thực nghiên cứu hệ thống dẫn đường dựa vũ trụ Vào thập niên 60 70, Bộ Quốc phòng Mỹ đầu tư nghiên cứu xây dựng hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) Vệ tinh GPS phóng vào tháng năm 1978 Từ đầu năm 1990, GPS bắt đầu sử dụng dân Chính phủ Mỹ dành riêng mức định vị xác cao cho quân đội, nhiên họ phát triển mã thu C/A cho mục đích dân dụng Điều giúp sử dụng GPS đâu Ở Nga, với kỹ thuật phóng vệ tinh tốt, Nga xây dựng thành công hệ thống vệ tinh dẫn đường quỹ đạo toàn cầu, viết tắt GLONASS (Global Orbital Navigation Satellite System) vào năm 1995 Hai hệ thống ban đầu phục vụ cho mục đích quân chính, đưa vào cho mục đích dân Liên hiệp Âu Châu khởi công cho dự án hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu với tên gọi GALILEO( đặt tên nhà thiên văn học vật lý vĩ đại Galileo Galilei) Hệ thống S K L 0 [...]... trình nghiên cứu của người thực hiện có hạn Do đó người thực hiện đề tài: Nghiên cứu, chế tạo hộp đen ô tô chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu và thiết kế một thiết bị dùng để giám sát hành trình của xe, lưu lại lộ trình và trạng thái xe trong quá khứ (các thông số được lưu trong thẻ nhớ SD card) 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu Kết hợp nhiều phương pháp trong đó có các phương pháp chủ yếu như sau: + Nghiên. .. cao và không chủ động được về mặt kỹ thuật - Với một số hệ thống quản lý thông tin về bản đồ số như GIS: tuy đã xây dựng theo mô hình hệ thống, nhưng mức độ phổ biến chưa cao Ứng dụng mang tính chuyên biệt, đặc biệt là mức chi phí đầu tư lớn, chủ động về mặt kỹ thuật bị hạn chế Chính vì vậy, việc ― Nghiên cứu, chế tạo hộp đen‖ có ý nghĩa rất lớn nhằm mục đích tạo ra điều kiện thuận lợi cho các công ty... các vấn đề liên quan tới quá trình chế tạo và lập trình hộp đen + Đánh giá độ bền, độ ổn định và độ chính xác của thiết bị + Hoàn thiện sản phẩm và ứng dụng vào thực tế 1.3 Nhiệm vụ của đề tài + Tìm hiểu cơ sở lý thuyết về các vấn đề liên quan đến công nghệ GPS, cấu trúc vi điều khiển + Thiết kế, thi công, và lập trình cho hộp đen ô tô các tính năng sau: - Đưa ra các thông tin về thời gian, tốc độ, kinh... nghiên cứu Kết hợp nhiều phương pháp trong đó có các phương pháp chủ yếu như sau: + Nghiên cứu lý thuyết về công nghệ GPS + Tham khảo các sản phẩm sử dụng công nghệ GPS trong nước và trên thế giới + Thu thập thông tin và học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô và bạn bè + Thiết kế và thi công hộp đen ô tô + Hoàn thành sản phẩm với các tính năng đã nêu trên 3 Luận văn tốt nghiệp Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng... thuật toán tách lấy thông số kinh độ, vĩ độ, thời gian, vận tốc 82 Hình 4.9: Mô hình giao tiếp giữa Client và Server giao diện Web 83 Hình 4.10: Lưu khởi tạo cấu hình mặc định cho SIM548C 84 Hình 5.1: Mô hình hộp đen trên xe 85 Hình 5.2: Thiết bị hộp đen 85 Hình 5.3: Đoạn đường thực nghiệm .86 Hình 5.4: Vị trí của xe được ghi nhận từ hộp đen 86 Hình... 87 Bảng 5.3: Bảng thực nghiệm thông số vĩ độ giữa hộp đen và trên phần mềm VietMap 88 xiii Luận văn tốt nghiệp xiv Luận văn tốt nghiệp Chƣơng 1 DẪN NHẬP 1.1 Đặt vấn đề Hiện nay, số lượng phương tiện tham gia giao thông như xe gắn máy, ô tô, xe tải, xe buýt,… ngày càng nhiều Điều đó đã gây ra nhiều hậu quả đáng tiếc như ùn tắc và tai nạn giao thông Bên cạnh đó, khi kinh tế ngày càng... quả, bài toán quản lý và giám sát phương tiện giao thông trở nên rất bức thiết Bài toán này đặt ra cho các công ty vận tải một số yêu cầu sau: - Giám sát các phương tiện giao thông: xác định vị trí, theo dõi, cập nhật các trạng thái của phương tiện giao thông: bao gồm cả các yếu tố bên trong phương tiện - Truyền thông báo tới phương tiện giao thông - Độ mở rộng và khả năng phục vụ lớn Một số giải pháp... và trạng thái xe trong quá khứ (các thông số được lưu trong thẻ nhớ SD card) + Hoàn thiện đề tài với khả năng ứng dụng cao, mạch hoạt động ổn định và chính xác 1.4 Giới hạn đề tài Công nghệ GPS là một trong những công nghệ đang được quan tâm ở nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam Hiện nay, dù công nghệ GPS tương đối phổ biến ở Việt Nam nhưng trình độ công nghệ chưa đủ và giá thành các thiết... 51 Hình 3.6: Sơ đồ khối mạch phần cứng 53 Hình 3.7: Bật chế độ hoạt động cho phần GSM/GPRS sử dụng nút nhấn 55 Hình 3.8: Thời gian bật chế độ hoạt động của phần GSM/GPRS 56 Hình 3.9: Thời gian tắt chế độ hoạt động của phần GSM/GPRS 56 Hình 3.10: Đèn Led chỉ thị cho chân NETLIGHT và chân STATUS 57 Hình 3.11: Kích hoạt chế độ hoạt động của phần GPS 60 Hình 3.12: Sơ đồ nguyên lý khối... liệu lớn nhất trên giao diện vô tuyến .50 Bảng 3.2: Chức năng chân của Module SIM548C 52 Bảng 3.3: Bảng trạng thái làm việc của NETLIGHT 57 Bảng 3.4: Mức logic của chân Serial port 59 Bảng 4.1: Bảng phân loại các câu lệnh AT mở rộng .68 Bảng 5.1: Bảng thực nghiệm thông số vận tốc giữa hộp đen và trên xe 87 Bảng 5.2: Bảng thực nghiệm thông số kinh độ giữa hộp đen và trên phần mềm VietMap