ÁO GIÁP THÔNG MINH TRONG THI đấu võ THUẬT (có code)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ÁO GIÁP THÔNG MINH TRONG THI ĐẤU VÕ THUẬT DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ASK Amplitude Shift Keying CPU Central Processing Unit GUI Graphical User Interface LED Light Emitting Diode MVS Microsorf Visual Studio OOK On / Of Keying PIC Programmable Intelligent Computer RF Radio Frequence SAW Surface Accoutic Wave UART Universal Asynchronous Receiver-Transmitter WSN Wireless Sensor Network ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 1/51 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu chung Trong năm gần đây, nhiều mạng cảm nhận không dây phát triển triển khai cho nhiều ứng dụng khác như: theo dõi thay đổi mơi trường, khí hậu, giám sát mặt trận quân sự, phát thám việc công hạt nhân, sinh học hố học, chuẩn đốn hỏng hóc máy móc, thiết bị, theo dấu giám sát bác sỹ, bệnh nhân quản lý thuốc bệnh viên, theo dõi điều khiển giao thông, phương tiện xe cộ Nhưng quần áo thông minh xu thế, không đơn gắn thiết bị vào cổ tay, mặt, tai, chân Quần áo thơng minh theo dõi nhịp tim, theo dõi cảm xúc chí trả tiền cà phê sáng mà khơng cần dùng qua điện thoại Tình hình nghiên cứu nước Hiện nay, giới lĩnh vực IOTs phát triển nhanh gần bao phủ hết lĩnh vực đời sống Các sản phẩm, cơng trình nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ cảm biến không dây ngày nhiều Đặc biệt vài năm gần cho đời nhiều dòng sản phẩm quần áo thông minh liên quan đến sức khỏe đời sống người Những công nghệ kỳ vọng từ năm 2015 đến nay:  Áo POLAR TEAM PRO Nhà sản xuất đồng hồ thể thao GPS lần bước vào giới quần áo thông minh với áo nén thông minh thiết kế cho vận động viên nghiêm túc Với điểm chụp nhịp tim mặt trước túi mặt sau cho cảm biến GPS, người dùng theo dõi chuyển động đo nhịp tim theo thời gian thực Tích hợp với hệ thống Team Pro Polar có nghĩa bạn phát liệu đào tạo trực tiếp, cho phép vận động viên huấn luyện viên theo dõi tình trạng mức độ thể lực Áo giáp thông minh cho thi đấu võ thuật ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 2/51  Quần LUMO Từ nhà sản xuất máy theo dõi tư Lumo Lift, quần short capris chạy thông minh cảm biến theo dõi loạt số liệu bao gồm nhịp, thời gian tiếp xúc mặt đất, xoay xương chậu chiều dài sải chân Thiết bị chạy thông minh hỗ trợ huấn luyện theo thời gian thực, với phản hồi gửi qua tai nghe bạn để giúp cải thiện hình thức chạy giảm khả chấn thương Khơng có thay đổi mặt trước pin, mang lại cho bạn tháng ấn tượng sau lần sạc Nếu bạn khơng muốn mua quần short, có cảm biến Lumo Run làm thơng minh dụng cụ chạy bạn  Spinali Design bikini thông minh Công ty công nghệ thời trang Pháp bận rộn tạo quần áo kết nối, bao gồm quần jean, váy bikini Bộ sưu tập áo tắm Neviano UV Protect trang bị cảm biến chống nước kiểu huy chương tháo rời nhằm mục đích ngăn bạn lâu ánh mặt trời Khi bạn nhập loại da vào ứng dụng điện thoại thơng minh iOS Android đồng hành, liên tục theo dõi nhiệt độ suốt ngày gửi cảnh báo đến lúc bôi thêm kem chống nắng vào bóng râm Hướng nghiên cứu đề tài Mặc dù có nhiều cơng nghệ áp dụng vào quần áo có nghiên cứu hướng lĩnh vực võ thuật Chính nhìn thấy vấn đề nên đề tài nghiên cứu áp dụng lên áo giáp võ thuật mang tên “ Áo giáp thông minh cho thi đấu võ thuật “ Với khả cảm nhận không dây, linh hoạt mơ hình nhỏ gọn “Áo giáp thông minh cho thi đấu võ” đề tài có cho võ thuật nước nhà Áo giáp thông minh cho thi đấu võ dựa cảm nhận khơng dây Trên áo giáp có node cảm nhận lập trình tính điểm Khi đánh vào vị trí điểm áo Áo giáp thơng minh cho thi đấu võ thuật ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 3/51 giáp, tín hiệu gởi điểm hiển thị bảng led đoạn Nguyên lý dễ sử dụng giá thành áo đấu thấp Ngoài ra, sử dụng PL2303 để truyền liệu lưu máy tính qua Visual studio 2012 Giúp dễ dàng xác định số điểm thi đấu đấu sĩ 1.1 Lý chọn đề tài Do Việt Nam chưa trọng ứng dụng công nghệ nhiều vấn đề thể thao có sản phẩm cơng nghệ nghiên cứu lĩnh vực Bên cạnh đó, với phát triển lĩnh vực thể thao kết hợp với cơng nghệ đại xu hướng phát triển cần nghiên cứu thời gian tới nhằm mục đích phát triển cho vận động viên thể thao nói riêng cơng nghệ Việt Nam nói chung Từ yêu cầu thực tế đó, với tìm hiểu cơng nghệ truyền dẫn vơ tuyến khai thác thông tin thể thao,đề tài “Áo giáo thông minh cho thi đấu võ thuật” nhằm tạo nên thiết bị áo có khả theo dõi lưu trữ tỷ số trận đấu đấu sĩ trực tiếp sàn đấu máy tính 1.2 Mục tiêu đề tài Để hoàn thành sản phẩm cách hoàn thiện nhất, đặt mục tiêu sau: – Tự thiết kế xây dựng mơ hình áo giáp có khả tính điểm thi – – – – đấu Hiểu phần mềm lập trình lập trình cho vi điều khiển PIC Hiểu nguyên lí hoạt động Module RF 315 PT2272 M4 Hiểu hoạt động PL2303 cách gởi liệu máy tính Tạo giao diện qua Visual studio 2012 để tiếp nhận liệu lưu máy tính Có thể, hệ thống thiết kế chưa hồn chỉnh đại, nhiên ý niệm, nguyên lý ban đầu hệ thống giám sát điều khiển khơng dây, từ mở khả hoàn thiện ý tưởng, phát triển hệ thống tốt hơn, hoàn chỉnh hơn, ứng dụng vào mục đích khác sống 1.2 Tính cấp thiết đề tài Áo giáp thông minh cho thi đấu võ thuật ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 4/51 Hiện nay, hầu hết thiết bị công nghệ ứng dụng nhiều lĩnh vực: giáo dục, y khoa, sản xuất,… Nhưng lĩnh vực thể thao Đặc biệc võ thuật, chưa có cơng nghệ ứng dụng cho thi đấu võ Một trận đấu võ cần ban giám khảo đơn để chấm điểm cho trận đấu Nhưng khơng số điểm xác chấm mắt thường sai lệch nhiều Nên cần thiết có thiết bị có khả tính tốn, lưu trữ cập nhật liên tục điểm số trận đấu 1.3 Đối tượng nghiên cứu Đề tài nghiên cứu, thực nhằm mục đích ứng dụng kiến thức học vào việc giải yêu cầu thực tế, cụ thể tìm hiểu truyền dẫn RF, thiết kế hệ thống tính tốn, thống kê kết lưu trữ điểm số khoảng thời gian thi đấu Với quy mơ nghiên cứu nhỏ, mang tính thực nghiệm, đề tài chủ yếu tập trung thiết kế, xây dựng mơ hình thơng qua việc ứng dụng RF 315Mhz, giao diện Visual Studio PIC16F877A 1.4 Giới hạn đề tài Tuy sản phẩm có khả trao đổi truyền tải thông tin, liệu cách hiệu quả, tiện lợi thơng qua RF 315Mhz Nhưng chưa có khả tự giải vấn đề mà cần tương tác trực tiếp người với thiết bị hay người với người Bên cạnh đó, mạch sinh viên thực nên sản phẩm có giới hạn định sau: Không tập trung vào tính thương mại sản phẩm Phần cứng sử dụng module có sẵn thị trường CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT Áo giáp thông minh cho thi đấu võ thuật ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 5/51 1.3 Tổng quan môn võ Karate 1.1.1 Khái niệm lịch sử hình thành Karate  Khái niệm Là mơn võ thuật truyền thống vùng Okinawa(Nhật Bản) Karate có tiếng nghệ thuật chiến đấu với đòn đặc trưng đấm, đá, cú đánh cùi chỏ, đầu gối kỹ thuật đánh bàn tay mở Trong Karate có kỹ thuật đấm móc, kỹ thuật đấm đá liên hồn, đòn khóa, chặn, né, quật ngã miếng đánh vào chỗ hiểm Để tăng sức cho động tác đỡ, Karate sử dụng kỹ thuật xoay hông hay kỹ thuật kime, để tập trung lực lượng toàn thể vào thời điểm tác động cú đánh  Lịch sử hình thành Những nghiên cứu gần cho thấy Karate phát triển sở tổng hợp phương thức chiến đấu người Ryukyu với môn võ thuật phía Nam Trung Quốc nhằm chống lại ách hộ hà khắc mà giới cai trị Nhật Bản áp đặt lên dân xứ Tuy nhiên, xuất xứ xác mơn võ chưa xác định, khơng tìm thư tịch cổ Vương quốc Lưu Cầu xưa ghi chép môn võ Người ta đưa giả thiết nguồn gốc Karate – Xuất phát từ điệu múa vùng nông thôn Lưu Cầu, môn võ (người Ryukyu gọi dei viết chữ Hán 手 ) hình thành phát triển thành Todei (手手) Đây giả thiết Asato Anko đưa – Do tập đoàn người Hoa từ Phúc Kiến di cư sang Okinawa định cư thôn Kuninda Naha truyền môn võ thuật Trung Quốc tới Vì mà có tên gọi tote ( 手 手 ) với chữ to ( 手 - Đường) Trung Quốc, te (手 - Thủ) nghĩa "võ", tức mơn võ thuật có gốc từ Trung Hoa – Theo đường thương mại tới Okinawa Vương quốc Lưu Cầu xưa có quan hệ thương mại rộng rãi với Trung Quốc quốc gia Đông Nam Á Các mơn võ thuật từ miền đất khác theo thuyền buôn truyền tới Okinawa Áo giáp thông minh cho thi đấu võ thuật ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 6/51 – Bắt nguồn từ mơn vật Okinawa có tên shima 1.1.2 Tiêu chuẩn cách tính điểm thi đấu Karate  Tiêu chuẩn điểm Thi đấu Karate có qui định ăn điểm: – – – – – – Đòn đẹp : đòn với kỹ thuật karate Tinh thần thể thao Sức mạnh Ý chí phòng thủ Đúng thời điểm Cư ly chuẩn  Cách tính điểm – điểm : Các đòn đá vào mặt, đòn quật ngã đối phương – điểm : Các đòn đá vào bụng lưng – điểm : Các đòn đánh vào cạnh sườn 1.5 Tổng quan RF 315Mhz 1.1.3 Khái niệm Đây tín hiệu sóng vơ tuyến có tần số 315Mhz ( Radio Frequency 315Mhz ) Hz đơn vị đo tần số hay chu kỳ sóng, 433Mhz có nghĩa 315 000 000 chu kỳ giây 1.1.4 Các khối chức hệ thống liên lạc sóng vơ tuyến RF Có kiểu liên lạc phổ biến : – Simplex ( Đơn cơng ) Hình 2-1 : Phương thức truyền đơn công Áo giáp thông minh cho thi đấu võ thuật ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 7/51 Do đầu sử dụng anten nên vừa phát, vừa thu để phát hay thu – Half-duplex ( Bán song cơng ) Hình 2-2 : Phương thức bán song cơng Với phương thức half-duplex bên có khối phát Tx khối thu Rx cần thêm chuyển mạch ví dụ nút bấm để nói đàm – Full-duplex (Song cơng ) Hình 2-3 : Phương thức truyền song cơng Phương thức full-duplex (song cơng) mạch điện bên phức tạp tí Cần có điều hướng anten gọi circulator Bộ có chức vừa đưa tín hiệu phát Tx lên anten để xạ khơng gian vừa lấy tín hiệu thu đưa vào thu Rx mà không lẫn vào 1.6 Tổng quan Visual studio Áo giáp thông minh cho thi đấu võ thuật ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 8/51 Là mơi trường phát triển tích hợp IDE phát triển từ Microsoft Đây loại phần mềm máy tính có cơng dụng giúp đỡ lập trình viên việc phát triển phần mềm – Các môi trường phát triển hợp thường bao gồm: + Một trình soạn thảo mã (source code editor): dùng để viết mã + Trình biên dịch (compiler) và/hoặc trình thơng dịch (interpreter) + Cơng cụ xây dựng tự động: sử dụng biên dịch (hoặc thông dịch) mã nguồn, thực liên kết (linking), chạy chương trình cách tự động + Trình gỡ lỗi (debugger): hỗ trợ dò tìm lỗi + Ngồi ra, bao gồm hệ thống quản lí phiên cơng cụ nhằm đơn giản hóa cơng việc xây dựng giao diện người dùng đồ họa (GUI) + Nhiều môi trường phát triển hợp đại tích hợp trình duyệt lớp (class browser), trình quản lí đối tượng (object inspector), lược đồ phân cấp lớp (class hierarchy diagram),… để sử dụng việc phát triển phần mềm theo hướng đối tượng – Trong đề tài ta dùng MVS để xây dựng giao diện đồ họa (GUI) để hiển thị lưu trữ điểm số trận đấu Chức gọi WinForms Designer WinForms Designer: công cụ tạo giao diện đồ họa dùng WinForms Điểm đặc biệt giao diện sinh động, dễ nắm bắt Nó bao gồm phím bấm, tác vụ, hay box đa dạng (textbox, list box, grid view…) Có thể di chuyển, kéo ra, nhúng thả chúng cách dễ dàng Áo giáp thông minh cho thi đấu võ thuật ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 35/51 while((!input(d0b))&&(!input(d1b))&&(!input(d2b))&&(input(d3b))); //cho nha phim } } } void nut_so2b() //0010 { if((!input(d0b))&&(!input(d1b))&&(input(d2b))&&(!input(d3b))) { delay_MS(20); if((!input(d0b))&&(!input(d1b))&&(input(d2b))&&(!input(d3b))) { diemb=diemb+3; tamb=3; printf("Diem A: %02u - %02u vs %02u - Diem B: %02u.",tama,diema,diemb,tamb); while((!input(d0b))&&(!input(d1b))&&(input(d2b))&&(!input(d3b))); } } } void nut_so3b() Áo giáp thông minh cho thi đấu võ thuật ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 36/51 { if((!input(d0b))&&(!input(d1b))&&(input(d2b))&&(input(d3b))) { delay_MS(20); if((!input(d0b))&&(!input(d1b))&&(input(d2b))&&(input(d3b))) { diemb = diemb +1; tamb=1; printf("Diem A: %02u - %02u vs %02u - Diem B: %02u.",tama,diema,diemb,tamb); while((!input(d0b))&&(!input(d1b))&&(input(d2b))&&(input(d3b))); } } } void nut_so4b() { if((!input(d0b))&&(input(d1b))&&(!input(d2b))&&(!input(d3b))) { delay_MS(20); if((!input(d0b))&&(input(d1b))&&(!input(d2b))&&(!input(d3b))) { Áo giáp thông minh cho thi đấu võ thuật ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 37/51 diemb = diemb + 1; tamb=1; printf("Diem A: %02u - %02u vs %02u - Diem B: %02u.",tama,diema,diemb,tamb); while((!input(d0b))&&(input(d1b))&&(!input(d2b))&&(!input(d3b))); } } } void nut_so5b() { if((!input(d0b))&&(input(d1b))&&(!input(d2b))&&(input(d3b))) { delay_MS(20); if((!input(d0b))&&(input(d1b))&&(!input(d2b))&&(input(d3b))) { diemb = diemb + 4; tamb=4; printf("Diem A: %02u - %02u vs %02u - Diem B: %02u.",tama,diema,diemb,tamb); while((!input(d0b))&&(input(d1b))&&(!input(d2b))&&(input(d3b))); } Áo giáp thông minh cho thi đấu võ thuật ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 38/51 } } void nut_so6b() { if((!input(d0b))&&(input(d1b))&&(input(d2b))&&(!input(d3b))) { delay_MS(20); if((!input(d0b))&&(input(d1b))&&(input(d2b))&&(!input(d3b))) { diemb = 0; tamb=0; printf("Diem A: %02u - %02u vs %02u - Diem B: %02u.",tama,diema,diemb,tamb); while((!input(d0b))&&(input(d1b))&&(input(d2b))&&(!input(d3b))); } } } void setup() { set_tris_a(0xff); // dua tin hieu tu ngoai vao vdk set_tris_b(0x00); Áo giáp thông minh cho thi đấu võ thuật ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 39/51 set_tris_d(0x00); set_tris_c(0xff); LCD_INIT(); SETUP_TIMER_1(T1_INTERNAL | T1_DIV_BY_8); SET_TIMER1(3036); ENABLE_INTERRUPTS(GLOBAL); ENABLE_INTERRUPTS(INT_TIMER1); GIAY=0; phut=0; diema=0; diemb=0; tt_ss=0; tama=0; tamb=0; tt_mod=0; printf("Diem A: %02u %02u.",tama,diema,diemb,tamb); } void main() { setup(); Áo giáp thông minh cho thi đấu võ thuật - %02u vs %02u - Diem B: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 40/51 while(true) { IF(BDN