Hệ thống giám sát xe buýt ứng dụng công nghệ GPS và công nghệ GPRS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT XE BUÝT ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS VÀ CÔNG NGHỆ GPRS S K C 0 9 MÃ SỐ: T2014 – 09TĐ S KC 0 7 Tp Hồ Chí Minh, 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM HỆ THỐNG GIÁM SÁT XE BUÝT ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS VÀ CÔNG NGHỆ GPRS Mã số: T2014 – 09TĐ Chủ nhiệm đề tài: ThS Dương Thị Cẩm Tú Thành viên: PGS.TS Nguyễn Trường Thịnh ThS Lê Hoàng Minh TP HCM, 12/2014 Hệ thống giám sát xe buýt ứng dụng công nghệ GPS công nghệ GPRS DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI STT Họ tên Đơn vị công tác lĩnh vực chuyên môn Nội dung nghiên cứu cụ thể giao Đọc tài liệu tham khảo, Nghiên cứu thiết kế, chế tạo phần cứng module thu thập liệu GPS Nghiên cứu thiết kế, tích hợp chế tạo hệ thống thông báo trạm chờ xe buýt Xây dựng phát triển phần mềm giám sát, điều khiển, viết báo cáo Dương Thị Cẩm Tú BM Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Tử - Khoa ĐĐT Nguyễn Trường Thịnh BM Cơ điện tử - Khoa CKM Lê Hoàng Minh BM Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Tử - khoa ĐĐT ii Chữ ký Hệ thống giám sát xe buýt ứng dụng công nghệ GPS công nghệ GPRS MỤC LỤC Mục lục Trang iii Danh sách bảng v Danh sách hình x Danh mục chữ viết tắt xi CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài nước 1.1.1 Tình hình nước 1.1.2 Trong nước 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục tiêu – Cách tiếp cận – Phương pháp nghiên cứu 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu 1.3.2 Cách tiếp cận 1.3.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Nội dung nghiên cứu Chương 1: Hệ thống GPS phương thức truyền thông qua mạng 1.1 Hệ thống GPS 1.1.1 Các thành phần GPS 1.1.2 Nguyên lý hoạt động GPS 11 1.1.3 Tín hiệu GPS 13 1.1.4 Nguồn lỗi tín hiệu GPS 17 1.1.5 Độ xác GPS 18 1.2 Các phương thức truyền thông qua mạng 19 1.2.1 Sơ lược GPRS 19 1.2.2 Ứng dụng GPRS truyền nhận liệu 20 1.2.3 Ứng dụng giao thức TCP/IP việc liên kết user qua mạng interner 21 iii Hệ thống giám sát xe buýt ứng dụng công nghệ GPS công nghệ GPRS Chương 2: Thiết kế phần hệ thống giám sát xe buýt qua google map 22 2.1 Phương án thiết kế 22 2.1.1 Yêu cầu đặt 22 2.1.2 Lựa chọn phương pháp thiết kế hệ thống 22 2.2 Thiết kê hệ thống 24 2.3 Thiết kế phần hệ thống giám sát xe buýt qua google map 25 2.4 Sơ đồ giải thuật thu thập liệu qua server 25 2.5 Bản đồ google map online 26 2.6 Lưu đồ thuật toán 28 2.7 Thiết kế hệ thống truyền nhận liệu 28 2.7.1 Sơ đồ khối hệ thống 28 2.7.2 Xây dựng phần mềm server 29 2.8 Thuật toán dự đoán thời gian 32 2.8.1 Lưu đồ thuật toán dự đoán thời gian 35 2.8.2 Hệ thống hiển thị thời gian xe buýt đến trạm 35 2.9 Một số lưu giải thuật chi tiết 37 2.9.1 Lưu đồ khởi tạo SIM908 37 2.9.2 Lưu đồ khởi tạo module GSM/GPRS 38 2.9.3 Lưu đồ khởi tạo module GPS 39 2.10 Một số kết thực tế 40 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 3.1 Kết luận 41 3.1.1 Tính khoa học 41 3.1.2 Khả ứng dụng vào thực tế 41 3.1.3 Hiệu kinh tế - xã hội 41 3.2 Hướng nghiên cứu phát triển 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 PHỤ LỤC 44 Bản Thuyết minh đề tài phê duyệt iv Hệ thống giám sát xe buýt ứng dụng công nghệ GPS công nghệ GPRS DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 1.1: Bảng 1.2: Bảng 1.3: 10 Bảng 1.4: 17 Bảng 1.5: 21 Bảng 3.1: 48 v Hệ thống giám sát xe buýt ứng dụng công nghệ GPS công nghệ GPRS DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1: 24 Hình 1.2: 26 Hình 1.3: 29 Hình 1.4: 33 Hình 2.1: 42 Hình 2.2: 43 Hình 3.1: 45 Hình 3.2: 46 Hình 3.3: 47 Hình 3.4: 51 Hình 3.5: 52 vi Hệ thống giám sát xe buýt ứng dụng công nghệ GPS công nghệ GPRS DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT GSM Hệ thống thông tin di động toàn cầu Global System for Mobile Communications GPRS General Packet Radio Services Dịch vụ vô tuyến gói chung GPS Global position systems Hệ thống định vị toàn cầu GIS Geographic Information System Hệ thống thông tin địa lý SMS Short Message Service Dịch vụ tin nhắn ngắn MMS Multimedia messaging service Dịch vụ tin nhắn đa phương tiện CDMA Code Division Multiple Access Phương thức Đa truy cập phân chia theo mã SIM Subscriber Identity Module Thẻ chứa thông tin định dạng TCP/UDP Transmission Control Protocol/ Giao thức điều khiển truyền dẫn/ User Datagram Protocol Giao thức liệu gói người sử dụng IP Internet Protocol Giao thức dùng cho mạng Internet AT Attention Command Tập lệnh AT vii Device supervises the bus travelling system through GPS and GPRS technology TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Tp HCM, ngày 07 tháng 11 năm 2014 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: Tên đề tài: Hệ thống giám sát xe buýt ứng dụng công nghệ GPS công nghệ GPRS - Mã số: T2014-09TĐ - Chủ nhiệm: ThS Dương Thị Cẩm Tú - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 06/2013-12/2014 Mục tiêu: Đề tài sâu tìm hiểu, thi công sản phẩm ứng dụng hệ thống định vị GPS kết hợp với hệ thống mạng GSM/GPRS vào thực tế Về mặt ứng dụng thực tiễn, đề tài xây dựng hệ thống giao thông xe buýt quản lý giám sát cách hệ thống ứng dụng lắp đặt thực nghiệm xe buýt trạm chờ cung cấp tới người sử dụng xe buýt thông tin xác rõ ràng Ngoài ra, đề tài có ý nghĩa đại hóa tự động hóa lĩnh vực giao thông vận tải cách đưa thành tựu công nghệ đại vào phục vụ xã hội nhu cầu người Tính sáng tạo: Đề tài nghiên cứu tìm hiểu rõ phương pháp xây dựng, điều chỉnh, quản lý sở liệu cách hiệu quả, trực quan dễ dàng sử dụng, chỉnh sửa Bên cạnh việc thiết kế hệ thống đồ nhúng tọa độ tương ứng lên đồ giúp làm tăng thêm hiểu biết đồ online Google phát triển Kết nghiên cứu: - Báo cáo kết hiển thị thông tin xe bus bảng quang báo Sản phẩm: - Tài liệu báo cáo kết nghiên cứu - Bài báo đăng tạp chí khoa học công nghệ nước - Các mạch phần cứng Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: - Bài báo đăng tạp chí khoa học công nghệ nước - Kết nghiên cứu dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên, học viên cao học - Kết nghiên cứu sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các đơn vị, tổ chức muốn ứng dụng kết đề tài cho mục tiêu phục vụ cộng đồng Trưởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài viii Device supervises the bus travelling system through GPS and GPRS technology INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: Project title: Device supervises the bus travelling system through GPS and GPRS technology Code number: T2014-09TĐ Coordinator: Master of Engineering Dương Thị Cẩm Tú Implementing institution: University of Technical Education Ho Chi Minh City Duration: from 06/2013 to 12/2014 Objective(s): The article presents a model for supervising the travelling of buses through GPS and GPRS technology The software is programmed by Module GPS, microprocessor, SQL Server and Google map It is clear that many applications are included such as positioning, data acquisition, distance measurement, voice and visual message signs, Graphical User Interface (GUI) with more exact measurement Real time bus arrival time prediction could assist transit operators in understanding and improving the quality of bus system Creativeness and innovativeness: The experiment results indicate that the proposed model is providing real-time information on bus arrival and departure times to passengers to attract more public transport users In addition, voice and visual message signs are installed on buses helping the passengers, especially disabled people can get the bus stop information more easily Research results: - The bus information will be displayed in the matrix Led Products: - Document research results report - Paper published in professional Vietnamese Engineering and Science Journal - Hardware Effects, transfer alternatives of research results and applicability: - Paper published in professional Vietnamese Engineering and Science Journal - The research results are used as reference for undergraduate and postgraduate students - The research results can be used as a reference for building the smart bus system for the comment services ix Chương mở đầu CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài nƣớc 1.1.1 Tình hình nƣớc Với nhu cầu điều tiết phương tiện giao thông ứng dụng tiến khoa học công nghệ vào việc điều khiển giám sát phương tiện giao thông, nhiều nước có quan chuyên nghiên cứu ứng dụng vào lĩnh vực giao thông công cộng Tại Mỹ, quan nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh (ITS) thành lập từ năm 1990 với tên gọi "Hiệp hội phương tiện giao thông thông minh đường Hoa Kỳ" Từ năm 1992 EU có nhiều chương trình, dự án nghiên cứu, ứng dụng công nghệ thông tin GTVT Năm 1998 Hàn Quốc nước chủ nhà tổ chức Hội nghị quốc tế ITS công bố chương trình tổng thể quốc gia ITS Bộ GTVT Xây dựng chủ trì Năm 1996 Bộ GTVT Trung Quốc thành lập Trung tâm nghiên cứu ITS hệ thống quản lý giao thông tự động triển khai Bắc Kinh Malayxia đẩy mạnh phát triển ITS có dự án tổng thể ITS Hệ thống ITS lắp đặt số tuyến đường thu thuế Năm 1996, quan phủ Nhật Bản phối hợp soạn thảo"Chương trình tổng thể ITS Nhật Bản" v.v Bước khởi đầu để triển khai ITS Nhật Bản, thông tin giao thông cung cấp qua Hệ thống thông tin liên lạc phương tiện giao thông (VICS) Đây hệ thống liệu số nhằm cung cấp cho lái xe thông tin cập nhật giao thông đường Sử dụng hệ thống này, thông tin chi tiết đường cần thiết cho lái xe truyền từ cột tín hiệu đặt đường tới hệ thống thiết bị định vị đặt xe Thông tin truyền diện rộng thông qua đài phát sóng FM Từ 1996-1998, số lượng hệ thống VICS bán đến 600.000 Nơi trang bị đường phố thủ đô Tôkyô Hệ thống hỗ trợ lái xe tự động đường cao tốc (AHS) Chương mở đầu nghiên cứu phát triển từ năm 1991 Mục tiêu nghiên cứu cảnh báo nguy hiểm phía trước đường, xác định vị trí phương tiện giao thông khác, ngăn ngừa va đập đằng sau AHS nghiên cứu lĩnh vực chủ yếu: Thông tin: nghiên cứu việc cung cấp thông tin cho lái xe; Điều khiển: nghiên cứu hỗ trợ điều khiển xe; Dẫn đường tự động: nghiên cứu hỗ trợ lái xe hoàn toàn tự động Sự an toàn lái xe trách nhiệm hệ thống Dự án Phương tiện giao thông an toàn cao (ASV) bắt đầu nghiên cứu từ 1991 bao gồm lĩnh vực 32 hệ thống Nhiều kết đạt phát triển công nghệ tự động Một số nhà sản xuất ôtô bán hệ thống điều khiển dẫn đường thích ứng Hệ thống thu thuế đường điện tử để chống ùn tắc giao thông (ETS) nghiên cứu từ 1990 triển khai tháng 31997 Hệ thống Nhật Bản phù hợp với tất kiểu thu thuế đường sử dụng thiết bị xe Giai đoạn từ 2000 đến thực cách mạng hệ thống giao thông với dịch vụ ITS cho người sử dụng Nhật Từ 2005-2010, theo chương trình xây dựng, ITS kết hợp công nghệ với nâng cấp sở hạ tầng, hoàn thiện pháp chế thể chế xã hội, lái xe tự động trở thành thực, hạn chế tối đa ùn tắc giao thông 1.1.2 Trong nƣớc Tháng 11/2005 Phòng Thương mại công nghệ Việt Nam phối hợp với Trường Đại học GTVT tổ chức hội thảo bàn giải pháp tự động hoá phục vụ công tác điều hành giao thông giới thiệu “Hệ thống điều khiển giao thông thông minh” nhóm nghiên cứu Bộ môn Điều khiển học thuộc Đại học GTVT thực Hệ thống gồm nhiều thiết bị khác gắn lên phương tiện giao thông như: Hộp đen dùng để ghi lại tình hoạt động xe suốt thời gian vận hành Hộp đen sử dụng công nghệ định vị GPS để xác định tốc độ, gia tốc hướng chuyển động xe Chương mở đầu Tháng 04/2010 nhóm nghiên cứu trường Đại học Quốc tế TP.HCM vừa hoàn thành đề án cảnh báo kẹt xe từ xa hệ thống cảm biến quang báo Hệ thống cảnh báo bao gồm cảm biến (sensor), biển báo, thiết bị truyền nhận thông tin đặt địa điểm giao lộ cần quan sát Trong trường hợp kẹt xe, cảm biến (nhân công tự động) điểm kẹt xe thông báo trung tâm điều khiển giao thông Thông tin hiển thị đồ GIS trung tâm để hỗ trợ CSGT nhanh chóng đưa phương án giải nút ùn tắc Đồng thời, trung tâm gửi thông tin dẫn tránh kẹt xe lên bảng quang báo đặt giao lộ có hướng điểm kẹt xe Hệ thống quang báo giúp người lái xe biết sớm tình trạng kẹt xe hướng dẫn lộ trình lưu thông tránh khỏi điểm ùn tắc 1.2 Tính cấp thiết đề tài Từ cuối năm 90 kỷ 19, khái niệm hệ thống giao thông thông minh nhắc đến Việt Nam Tuy nhiên, đến có số sách báo giới thiệu khái quát hệ thống này, chưa sâu phân tích, giải vấn đề chuyên môn Mặc dù đánh giá xu phát triển tất yếu, việc xây dựng hệ thống giao thông thông minh nước ta đơn giản đòi hỏi có đầu tư lớn Do việc xây dựng hệ thống giao thông thông minh cho xe buýt hoàn chỉnh toàn quốc chưa khả thi so với điều kiện Việt Nam Nhưng với quy mô tuyến đường, đoạn đường, khu vực điều không xa vời Các thành phố lớn nước quan tâm tới việc xây dựng trung tâm quản lý, điều hành giao thông Trong tương lai hệ thống giao thông thông minh giải pháp toàn diện, hiệu cho công tác quản lý, điều hành giao thông, góp phần giảm thiểu tai nạn, ách tắc giao thông đại hóa ngành giao thông vận tải Nó xu tất yếu phát triển tương lai, mà có tính khả thi định Việt Nam Chương mở đầu 1.3 Mục tiêu – Cách tiếp cận – Phƣơng pháp nghiên cứu 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu Đề tài sâu tìm hiểu, thi công sản phẩm ứng dụng hệ thống định vị GPS kết hợp với hệ thống mạng GSM/GPRS vào thực tế Về mặt ứng dụng thực tiễn, đề tài xây dựng hệ thống giao thông xe buýt quản lý giám sát cách hệ thống ứng dụng lắp đặt thực nghiệm xe buýt trạm chờ cung cấp tới người sử dụng xe buýt thông tin xác rõ ràng Ngoài ra, đồ án có ý nghĩa đại hóa tự động hóa lĩnh vực giao thông vận tải cách đưa thành tựu công nghệ đại vào phục vụ xã hội nhu cầu người 1.3.2 Cách tiếp cận - Nghiên cứu, tham khảo rút kinh nghiệm từ hệ thống gim st giao thơng nước tiên tiến giới: Mỹ, Nhật, Đức, Anh, Singapore Đồng thời tìm hiểu, nghiên cứu hệ thống định vị toàn cầu Mỹ, từ đưa phương án tối ưu - Khảo sát chế độ thu thập tọa độ hệ thống GPS kỹ thuật mạng truyền tín hiệu qua GPRS - Tham khảo kết nghiên cứu có nước để kế thừa - Tìm hiểu khả năng, điều kiện công nghệ chế tạo ta, đề phương án thiết kế phù hợp Chương mở đầu 1.3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu công nghệ tính module thu GPS truyền tín hiệu GPRS - Nghiên cứu phương pháp xử lí tín hiệu GPS nhận được, cách tách lọc tọa độ chuỗi PS cần thiết - Nghiên cứu phương pháp xử lí tín hiệu GPS nhận được, cách tách lọc tọa độ chuỗi PS cần thiết - Nghiên cứu hệ thống mạng truyền tín hiệu qua mạng GPRS - Nghiên cứu ngôn ngữ lập trình Java để xây dựng phần mềm server giám sát điều khiển - Nghiên cứu giải thuật tính khoảng cách cập nhật tọa độ liên tục 1.4 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu: Công nghệ GPS, GPRS, hệ thống giám sát hành trình, Led ma trận 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS/GPRS vào quản lý, giám sát giao thông - Thiết kế thi công phần cứng nhận gửi giữ liệu GPS/GPRS - Xây dựng hệ thống server giám sát điều khiển - Thiết kế thi công phần cứng phục vụ cho thông báo trạm chờ Chương mở đầu 1.5 Nội dung nghiên cứu PHẦN MỞ ĐẦU Tổng quan hướng nghiên cứu: tóm tắt kết nghiên cứu nước, tính cấp thiết; mục tiêu; cách tiếp cận; phương pháp nghiên cứu, đối tượng phạm vi nghiên cứu, nội dung nghiên cứu Đặt vấn đề hướng giải vấn đề, nhằm trì ổn định hệ thống điện PHẦN NỘI DUNG Chương 1: hệ thống GPS phương thức truyền thông qua mạng Trình bày lý thuyết hệ thống GPS, ưu nhược điểm, nguyên lý hoạt động phương thức truyền thông qua mạng, bao gồm GPRS Chương 2: Thiết kế phần hệ thống giám sát xe buýt qua Google map Trình bày phương án thiết kế từ chọn giải pháp tối ưu thuật toán, lưu đồ thuật toán cho hệ thống KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trình bày kết đạt đề tài, hướng nghiên cứu phát triển đề tài Chương Chƣơng HỆ THỐNG GPS VÀ CÁC PHƢƠNG THỨC TRUYỀN THÔNG QUA MẠNG 1.1 Hệ thống GPS GPS gồm phần chính: phần không gian, kiểm soát sử dụng Không quân Hoa Kỳ phát triển, bảo trì vận hành phần không gian kiểm soát Các vệ tinh GPS truyền tín hiệu từ không gian, máy thu GPS sử dụng tín hiệu để tính toán vị trí không gian chiều (kinh độ, vĩ độ độ cao) thời gian 1.1.1 Các thành phần GPS 1.1.1.1 Phần không gian Hình 1.1: Hệ thống vệ tinh Phần không gian gồm 24 vệ tinh Trong năm qua, Lực lượng Không quân Hoa Kỳ phóng 31 vệ tinh GPS hoạt động, cộng với 3-4 vệ tinh ngừng hoạt Chương động kích hoạt lại cần thiết Chúng cách mặt đất 20.200 km, bán kính quỹ đạo 26.600 km Chúng chuyển động ổn định quay hai vòng quỹ đạo khoảng thời gian gần 24 với vận tốc nghìn dặm Các vệ tinh quỹ đạo bố trí cho máy thu GPS mặt đất nhìn thấy tối thiểu vệ tinh vào thời điểm 1.1.1.3Phần kiểm soát Hình 1.2: Hệ thống trạm kiểm soát ăng-ten Gồm mạng lưới phương tiện kiểm soát theo dõi vệ tinh, theo dõi đường truyền, nhận tín hiệu phân tích xử lý Mục đích phần kiểm soát vệ tinh hướng theo quỹ đạo thông tin thời gian xác Có trạm kiểm soát đặt rải rác trái đất Bốn trạm kiểm soát hoạt động cách tự động, trạm kiểm soát trung tâm Bốn trạm nhận tín hiệu liên tục từ vệ tinh gửi thông tin đến trạm kiểm soát trung tâm Tại trạm kiểm soát trung tâm, sửa lại liệu cho kết hợp với hai an-ten khác để gửi lại thông tin cho vệ tinh Ngoài ra, trạm kiểm soát trung tâm dự phòng sáu trạm quan sát chuyên biệt Trạm trung tâm truy cập từ ăng-ten mặt đất U.S Air Force Satellite Control Network (AFSCN) trạm quan sát NGA (National Geospatial-Intelligence Agency) Các đường bay vệ tinh ghi nhận Chương trạm quan sát chuyên dụng Không quân Hoa Kỳ đặt Hawaii, Kwajalein, Đảo Ascension, Diego Garcia, Colorado Springs, Colorado Cape Canaveral, với trạm quan sát NGA vận hành Anh, Argentina, Ecuador, Bahrain, Úc Washington DC Thông tin đường bay vệ tinh gởi đến Air Force Space Command's MCS Schriever Air Force Base 25 km đông đông nam Colorado Springs, 2nd Space Operations Squadron (2 SOPS) U.S Air Force vận hành Sau SOPS liên lạc thường xuyên với vệ tinh GPS thông qua việc cập nhật định vị sử dụng ăng-ten mặt đất chuyên dụng dùng chung (AFSCN)(các ăng-ten GPS mặt đất chuyên dụng đặt Kwajalein, đảo Ascension, Diego Garcia, Cape Canaveral) Các thông tin cập nhật đồng hóa với đồng hồ nguyên tử đặt vệ tinh vòng vài phần tỉ giây cho vệ tinh, hiệu chỉnh lịch thiên văn mô hình quỹ đạo bên vệ tinh Việc cập nhật tạo lọc Kalman sử dụng tín hiệu/thông tin từ trạm quan sát mặt đất, thông tin thời tiết không gian, liệu khác Hình 1.3: Hoạt động trạm điều khiển vệ tinh 1.1.1.2Phần sử dụng Phần sử dụng thiết bị nhận tín hiệu vệ tinh GPS người sử dụng thiết bị Máy thu GPS thiết bị máy tính nhỏ gọn có hình gắn liền anten nhận tín hiệu GPS Thiết bị thường thiết bị có thông tin chiều Nhờ anten GPS nhận tín hiệu từ vệ tinh Hệ điều hành máy thể vị trí Chương đồ gài sẵn thiết bị Khi hệ thống giao thông rộng lớn, phức tạp, có nhiều điểm chia cắt, cầu vượt … GPS – Navigation cần thiết hoàn toàn đầu tư Chi phí cho GPS – Navigation giá thiết bị + nâng cấp đồ Hình 1.4: GPS – Navigation GPS – Theo dõi Điều hành: Là thiết bị định vị khác với thiết bị GPS – Navigation Đây thiết bị có giao lưu thông tin hai chiều, phức tạp nhiều khả ứng dụng thiết bị rộng lớn Tùy theo lĩnh vực hoạt động thiết bị, phần cứng thiết bị có cấu trúc đơn giản hay phức tạp tùy theo ứng dụng mở rộng kèm theo GPS – Theo dõi Điều hành sử dụng lúc nhiều công nghệ cao: Công nghệ xác định vị trí – GPS, Công nghệ GSM – Đảm bảo liên lạc thông tin hai chiều, Công nghệ Điện thoại viễn thông, Công nghệ GPRS/EDGE – Công nghệ chuyền liệu qua GSM, Công nghệ INTERNET – Công nghệ tiên tiến nhân loại 10 Chương Hình 1.5: GPS – Theo dõi Điều hành Một vị trí người dùng tính máy thu GPS tính thông tin khác, tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, quãng cách tới điểm đến, thời gian Mặt Trời mọc, lặn nhiều thứ khác 1.1.2 Nguyên lý hoạt động GPS Nguyên lý xác định toạ độ hệ thống GPS dựa công thức tính: quãng đƣờng = vận tốc x thời gian Vệ tinh phát tín hiệu (bao gồm vị trí chúng, thời điểm phát tín hiệu) dạng hình cầu với bán kính khoảng cách từ máy thu GPS tới giao điểm hình cầu vị trí máy thu Công việc máy thu GPS xác định vị trí vệ tinh hay nữa, tính toán khoảng cách từ vệ tinh sử dụng thông tin để xác định vị trí Từ vệ tinh phát tín hiệu dạng hình cầu với bán kính (là thời gian tín hiệu từ vệ tinh đến máy thu x vận tốc sóng điện từ) khoảng cách từ máy thu GPS tới giao điểm hình cầu vị trí máy thu Bằng cách phân tích sóng điện từ tần số cao, công suất cực thấp từ vệ tinh, máy thu GPS tính toán hai thứ Máy thu loại tốt thu nhận tín 11 S K L 0 [...]... hiểu, thi công sản phẩm ứng dụng hệ thống định vị GPS kết hợp với hệ thống mạng GSM /GPRS vào thực tế Về mặt ứng dụng thực tiễn, đề tài xây dựng một hệ thống giao thông xe buýt được quản lý và giám sát một cách hệ thống cùng những ứng dụng được lắp đặt thực nghiệm trong xe buýt và trạm chờ sẽ cung cấp tới người sử dụng xe buýt thông tin chính xác rõ ràng Ngoài ra, đồ án còn có ý nghĩa hiện đại hóa và tự... Công nghệ GPS, GPRS, hệ thống giám sát hành trình, Led ma trận 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS/ GPRS vào quản lý, giám sát giao thông - Thiết kế và thi công phần cứng nhận và gửi giữ liệu GPS/ GPRS - Xây dựng hệ thống server giám sát và điều khiển - Thiết kế và thi công phần cứng phục vụ cho thông báo tại trạm chờ 5 Chương mở đầu 1.5 Nội dung nghiên cứu PHẦN MỞ ĐẦU Tổng quan... vị trí – GPS, Công nghệ GSM – Đảm bảo liên lạc thông tin hai chiều, Công nghệ Điện thoại viễn thông, Công nghệ GPRS/ EDGE – Công nghệ chuyền dữ liệu qua GSM, Công nghệ INTERNET – Công nghệ tiên tiến nhất của nhân loại 10 Chương 1 Hình 1.5: GPS – Theo dõi và Điều hành 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,... cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, nội dung nghiên cứu Đặt vấn đề và hướng giải quyết vấn đề, nhằm duy trì ổn định hệ thống điện PHẦN NỘI DUNG Chương 1: hệ thống GPS và các phương thức truyền thông qua mạng Trình bày lý thuyết về hệ thống GPS, các ưu và nhược điểm, nguyên lý hoạt động và các phương thức truyền thông qua mạng, bao gồm GPRS Chương 2: Thiết kế phần hệ thống giám sát xe buýt qua Google... lí tín hiệu GPS nhận được, cách tách lọc tọa độ và chuỗi PS cần thiết - Nghiên cứu về hệ thống mạng và truyền tín hiệu qua mạng GPRS - Nghiên cứu ngôn ngữ lập trình Java để xây dựng phần mềm server giám sát và điều khiển - Nghiên cứu giải thuật tính khoảng cách và cập nhật tọa độ liên tục 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu: Công nghệ GPS, GPRS, hệ thống giám sát hành trình,... bị GPS – Navigation Đây là thiết bị có giao lưu thông tin hai chiều, chính vì thế sẽ phức tạp hơn nhiều và khả năng ứng dụng của các thiết bị này rộng lớn hơn Tùy theo lĩnh vực hoạt động của thiết bị, phần cứng của thiết bị có cấu trúc đơn giản hay rất phức tạp tùy theo các ứng dụng mở rộng kèm theo GPS – Theo dõi và Điều hành sử dụng cùng một lúc nhiều công nghệ cao: Công nghệ xác định vị trí – GPS, ... ưu nhất và các thuật toán, lưu đồ thuật toán cho hệ thống KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trình bày các kết quả đạt được trong đề tài, và hướng nghiên cứu phát triển của đề tài 6 Chương 1 Chƣơng 1 HỆ THỐNG GPS VÀ CÁC PHƢƠNG THỨC TRUYỀN THÔNG QUA MẠNG 1.1 Hệ thống GPS GPS hiện tại gồm 3 phần chính: phần không gian, kiểm soát và sử dụng Không quân Hoa Kỳ phát triển, bảo trì và vận hành các phần không gian và kiểm... nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ở trong và ngoài nƣớc 1.1.1 Tình hình ngoài nƣớc Với nhu cầu điều tiết phương tiện giao thông cũng như ứng dụng những tiến bộ khoa học công nghệ vào trong việc điều khiển giám sát phương tiện giao thông, ở nhiều nước đã có những cơ quan chuyên nghiên cứu và ứng dụng vào lĩnh vực giao thông công cộng Tại Mỹ, cơ quan nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh (ITS) đã được... thành tựu công nghệ hiện đại vào phục vụ xã hội và nhu cầu của con người 1.3.2 Cách tiếp cận - Nghiên cứu, tham khảo và rút kinh nghiệm từ các hệ thống gim st giao thơng của các nước tiên tiến trên thế giới: Mỹ, Nhật, Đức, Anh, Singapore Đồng thời cũng tìm hiểu, nghiên cứu hệ thống định vị toàn cầu của Mỹ, từ đó đưa ra phương án tối ưu nhất - Khảo sát chế độ thu thập tọa độ của hệ thống GPS và kỹ thuật... cứu, ứng dụng công nghệ thông tin trong GTVT Năm 1998 Hàn Quốc là nước chủ nhà tổ chức Hội nghị quốc tế về ITS và công bố chương trình tổng thể quốc gia về ITS do Bộ GTVT và Xây dựng chủ trì Năm 1996 Bộ GTVT Trung Quốc đã thành lập Trung tâm nghiên cứu về ITS và hệ thống quản lý giao thông tự động đã được triển khai ở Bắc Kinh Malayxia đang đẩy mạnh phát triển ITS và đã có dự án tổng thể về ITS Hệ thống