Thiết kế, chế tạo thân khóa với cơ cấu đóngmở dùng thẻ RFID Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển. Xây dựng thuật toán điều khiển cho khóa với các chức năng: + Xác định vị trí hiển thị trên Google Map. + Xác định thời gian di chuyển. + Xác định vận tốc + Giám sát từ xa qua tin nhắn SMS. Kết quả Chế tạo thân khóa với cơ cấu đóngmở dùng thẻ RFID Xác định vị trí hiển thị trên Google Map. Xác định thời gian di chuyển. Xác định vận tốc Giám sát từ xa qua tin nhắn SMS
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHĨA ĐIỆN TỬ THƠNG MINH GIÁM SÁT HÀNH TRÌNH XE TẢI Họ tên sinh viên : Phạm Ngọc Nam Ngành: CƠ ĐIỆN TỬ Niên Khóa: 2013 - 2017 Tháng năm 2017 THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHĨA ĐIỆN TỬ THƠNG MINH GIÁM SÁT HÀNH TRÌNH XE TẢI Tác giả PHẠM NGỌC NAM Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kỹ sư ngành CƠ ĐIỆN TỬ Giảng viên hướng dẫn : Th.S NGUYỄN ĐĂNG KHOA Tháng năm 2017 LỜI CẢM TẠ Trong suốt thời gian học tập rèn luyện tại Trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, thân em đã học nhiều điều không chỉ kiến thức, kỹ chuyên môn mà kinh nghiệm của cuộc sống, nhận quan tâm chỉ dạy giúp đỡ tận tình của thầy Qua khóa luận này, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến: • • • • • Ban Giám hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Tp.HCM Ban Chủ nhiệm Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Bộ môn Cơ Điện Tử Trưởng Đại Học Nơng Lâm Tp.HCM Q thầy đã tận tình chỉ dạy chúng em thời gian học tập tại trường Thầy Th.S Nguyễn Đăng Khoa– người trực tiếp theo dõi, tận tình hướng dẫn giúp đỡ em thực đề tài Em xin cảm ơn quý thầy, quý cô, anh, bạn lớp DH13CD đã giúp đỡ chúng em thời gian thực đề tài Em ḿn nói lời cảm ơn đến ba mẹ mọi người gia đình đã quan tâm, lo lắng, động viên chúng em thời gian học tập cuộc sống Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 Sinh viên thực Phạm Ngọc Nam TĨM TẮT Đề tài “Thiết Kế Chế Tạo Khóa Điện Tử Thơng Minh Giám Sát Hành Trình Xe Tải” Được tiến hành tại xưởng thực tập CK01 thuộc khoa Cơ Khí - Công Nghệ Trường Đại Học Nông Lâm TP HCM, thời gian thực đề tài từ 14/02/2017 đến tháng 04/06/2017 Nội dung nghiên cứu đề tài - Thiết kế, chế tạo thân khóa với cấu đóng/mở dùng thẻ RFID - Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển - Xây dựng thuật toán điều khiển cho khóa với chức năng: + Xác định vị trí hiển thị Google Map + Xác định thời gian di chuyển + Xác định vận tốc + Giám sát từ xa qua tin nhắn SMS Kết - Chế tạo thân khóa với cấu đóng/mở dùng thẻ RFID - Xác định vị trí hiển thị Google Map - Xác định thời gian di chuyển - Xác định vận tốc - Giám sát từ xa qua tin nhắn SMS MỤC LỤC TRANG TỰA i DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT AT Attention command GPRS .General Packet Radio Service GPS Global Positioning System GSM Global System for Mobile Communications SIM Subcriber Identity Module UART Universal Asynchronous Receiver –Transmitte PIN Personal Identity Number DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Ứng dụng của GPS DANH MỤC CÁC BẢNG Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, thế giới thông tin ngày phát triển một cách đa dạng phong phú Nhu cầu về thông tin liên lạc cuộc sống tăng về sớ lượng chất lượng, đòi hỏi dịch vụ của ngành viễn thông cần mở rộng Trong năm gần thông tin vệ tinh thế giới đã có bước tiến vượt bậc đáp ứng nhu cầu đòi sớng, đưa người nhanh chóng tiếp cận với tiến bộ khoa học kĩ thuật Sự đời của nhiều loại phương tiện tiên tiến máy bay, tàu vũ trụ đòi hỏi mợt kĩ thuật mà hệ thớng cũ khơng thể đáp ứng định vị không gian chiều, hệ thớng định vị tồn cầu GPS (Global Positioning System) đời Việc ứng dụng công nghệ GPS tốn quản lý phương tiện giao thơng trở nên phổ biến thế giới Với hỗ trợ của công nghệ thông tin, GPS ngày ứng dụng rộng rãi hiệu quả, mang lại giá trị gia tăng cao dựa nền tảng của dịch vụ viễn thơng Hình 1.1 Ứng dụng của GPS a) Ứng dụng của GPS tìm người thiết bị b) Ứng dụng của GPS dẫn đường c) Ứng dụng của GPS định vị Ở Việt Nam, ứng dụng của GPS đã bắt đầu thử nghiệm lĩnh vực lâm nghiệp, thủy lợi, giao thông…tuy nhiên ứng dụng của GPS mang tính tích hợp hệ thống, phục vụ nhu cầu đặc thù xã hội chưa phổ biến Đặc biệt, việc áp dụng công nghệ GPS việc quản lí hành trình của tàu đánh bắt cá xa bờ trở thành nhu cầu câp thiết, phục vụ yêu cầu quản lý của quan nhà nước, hỗ trợ cơng tác tìm kiếm cứu nạn cảnh báo thiên tai biển Hiện ngành vận tải phát triển mạnh, nhu cầu để an toàn cho lái xe ít rủi ro hành trình hệ thớng định vị tồn cầu GPS giúp ta cảnh báo hiệu giữ an toàn cho lái xe nhân viên chạy tốc độ, chạy liên tục nhiều giờ, chạy thời gian chạy ngày, tốc độ chạy ổn định hay không để giải quyết nhu cầu em đã chọn đề tài “ Thiết kế chế tạo khóa điện tử thơng minh giám sát hành trình xe tải” 1.2 Mục đích đề tài Qua khảo sát một vài sản phẩm thị trường khóa Container thơng minh của ICDREC sản phẩm của để tài ứng dụng việc giám sát hành trình xe cụ thể sau: + Xác định vị trí hiển thị Google Map + Xác định thời gian di chuyển + Xác định vận tốc + Giám sát từ xa qua tin nhắn SMS Chương 2: TỔNG QUAN 2.1 Sơ lược công nghệ GPS 2.1.1 Hệ thống định vị tồn cầu Hệ thớng định vị tồn cầu GPS bợ q́c phòng Mỹ phát triển điều hành Trong một thời điểm, tọa độ của một điểm mặt đất xác định nếu xác định khoảng cách từ điểm đếm ít ba vệ tinh GPS chữ đầu: Global Positioning System Hình 2.1 Hệ thớng định vị tồn cầu gì? Hệ thớng định vị GPS gờm mợt chòm với 24 vệ tinh, đặt quỹ đạo khơng gian Hệ thớng hồn thành vào năm 1994 Để đảm bảo tính tồn cầu vệ tinh bao phủ tồn bợ trái đất mợt cách liên tục, vệ tinh xếp mặt phẳng quỹ đạo có từ vệ tinh trở lên Với bớ trí có khoảng từ đến 10 vệ tinh hữu nơi Trái Đất Ta chỉ cần vệ tinh để định vị vệ tinh để cung cấp định vị bao gồm độ cao 10 g) Tin nhắn trả về lần h) Tin nhắn trả về lần i) Tin nhắn trả về lần k) Tin nhắn trả về lần 10 Hình 4.6 Các lần khảo nghiệm tin nhắn gửi về điện thoại Trong đó: – 084509: Time thời gian, 08 giờ, 45 phút 09 giây Vì GPS trả về thời gian theo thời gian của nước Anh GMT UTC+ 00:00, nên 46 tính theo múi giờ Việt Nam ta phải cộng thêm 7(Việt Nam nằm múi giờ thứ 7) = > giờ thực tế 15 giờ, 45 phút, 09 giây – 20170606: Date thời gian (năm, tháng, ngày), 2017 năm, 06 – – tháng 06 ngày 6: km/h vận tốc 10.880902,N,106.796660,E : Là tọa đợ vị trí, 10.880902,N vĩ độ 106.796660,E kinh độ Bảng 4.1: Bảng khảo nghiệm thời gian: Lần 10 Thời gian(phút ) 31’3 36’5 37’2 38’1 38’4 39’4 42’2 43’1 45’0 46’2 Đồ thị thời gian thể sau: Hình 4.7 Biểu đờ thời gian Nhận xét: Sau thực khảo nghiệm 10 lần kết thu bảng 4.1, từ kết đã vẽ biểu đờ mục đích lấy thời gian cuối trừ thời gian đầu để biết thời gian di chuyển của xe śt hành trình Bảng 4.2: Bảng khảo nghiệm vận tốc: Lần Vận tốc(km/h) 10 39 36 39 46 49 38 Đồ thị vận tốc thể sau: Hình 4.8 Biểu đờ vận tớc Nhận xét: Biểu đồ thể vận tốc tức thời của xe Mục đích giám sát vận tốc của xe śt hành trình 47 Đường kiểm tra vận tốc thời gian từ Đại Học Nông Lâm qua ký túc xá khu B Đại học Quốc Gia Hình 4.9 Đường của xe hiển thị Google Map 48 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Qua trình tháng tìm hiểu thực làm đề tài đề tài đã đạt một số kết sau 5.1 Kết luận Sau khảo sát chế tạo Hệ thống đã đạt kết sau: + Gửi nhận SMS đến điện thoại ngược lại, hiển thị kết lên điện thoại + Nhận thông tin định vị GPS từ vệ tinh hiển thị lên điện thoại gồm kinh độ, vĩ độ thời gian, vận tốc… Đồng thời gửi tin nhắn phản hồi tới số điện thoại người dùng + Được điều khiển khoảng cách xa thông qua hệ thống mạng di động GMS 5.2 Hướng phát triển đề tài Thời gian bắt sóng lần đầu của Anten GPS tương đối lâu 12-15 phút Do hệ thớng nên sử dụng loại Anten bắt sóng tớt Nếu để anten ngồi trời cho hút vào kim loại GPS hoạt đợng tớt 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài Liệu Tiếng Việt Phạm Cơng, 2015 Thiết kế chế tạo khóa container thông minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Cơ khí, Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật, TP Hồ Chí Minh, Việt Nam Nguyễn Hữu Luân, 2015 Thiết kế chế tạo mạch định vị thiết bị qua GPS Luận văn tốt nghiệp Kĩ sư Cơ khí, Đại học Nông Lâm, TP Hồ Chí Minh, Việt Nam Trang Website định vị toàn http://doan.edu.vn/do-an/de-tai-gps-he-thong-dinh-vi-toan-cau-17069 http://smart-techvn.com/huong-dan-su-dung-module-Sim808.html https://electronicctu.net/Thread-Tai-lieu-nghien-cuu-he-thong-RFID-bangtieng-Viet.html PHỤ LỤC #include 50 SoftwareSerial mySerial(10, 11); // defines the rx/tx pins (rxpin, txpin) //////////////////////////////////////////////////////////////////// char state; char flag_rfid; char buffer_rfid[12]; //////////////////////////////////////////////////////////////////// typedef struct { char num[12]; }rfid; //////////////////////////////////////////////////////////////////// rfid tag[2] = { {0x02,'0','0','0','8','2','8','8','8','4','8',0x03} ,{0x02,'0','0','0','4','3','2','9','0','5','0',0x03}}; rfid current; //////////////////////////////////////////////////////////////////// char temp_data; char t,j; ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /* * Source code demo * Application: GPS location use Arduino UNO R3 * Hardware: + GPS SIM808 * + Arduino UNO R3 */ int PWR = A3; int LedConfig = 13; int answer; short sms_mode=false,x; const int buffer_size = 300; // Buffer size you can adjust this size char c=0; char c1=0; char *ptr1=0; char *ptr2=0; char *ptr3=0; char *buffer_map=0; char aux_string[30]; char map_string[100]; char aux1_string[30]; char hienthi[10]; char latitude_data[11]; char longitude_data[12]; float latitude=0; char vantoc_data[6]; float vantoc=0; 51 float vantoc_map=0; float latitude_map=0; float longitude=0; float longitude_map=0; char tr_latitude_map[12]; char tr_longitude_map[13]; char hienthi_data[5]; float ngaythang=0; float ngaythang_map=0; char ngaythang_data[9]; char date[9]; float thoigian=0; char thoigian_data[8]; char Time[10]; char number[]="01655412740"; char buffer[buffer_size]; int xbuff=0; //char str_tk[200]; //int ch=0; // Your phone number // Data from UART char caller[]="+CLIP: \"01655412740\","; char cgpsinf[]="1,1,"; char info[]="dong."; char KTTK[]="KTTK"; char pass[]="#vitri 123456."; // //syntax: #vitri //*************************************************************** *************************************** void setup() { Serial.begin(9600);//SIM808 mySerial.begin(9600);//RFID pinMode(7, OUTPUT);//buzzer pinMode(8, OUTPUT);// digitalWrite(7,LOW);//khoa digitalWrite(8,HIGH);//khoa pinMode(PWR, OUTPUT); pinMode(LedConfig, OUTPUT); power_on(); // Power on Module SIM808 init_SIM808(); // Configuration GSM and GPS for Module SIM808 erase_buffer(); } 52 //*************************************************************** *************************************** void loop() { receive_SMS(); // Receiver UART RFID(); } //*************************************************************** *************************************** void init_SIM808() { digitalWrite(LedConfig, LOW); { answer = sendAT("AT+CREG?","+CREG: 0,1",1000);} while(answer==0); // Connecting to the network // config GSM { answer = sendAT("ATE0","OK",1000);} while(answer==0); { answer = sendAT("AT+CMGF=1", "OK",1000);} while(answer==0); // Set SMS into text mode { answer = sendAT("AT+CNMI=2,2,2,0,0", while(answer==0); // Hien thi truc tiep noi dung tin nhan { answer = sendAT("AT+CLIP=1", "OK",1000);} "OK",1000);} while(answer==0); //Hien thi thon g tin nguoi goi den //sprintf(aux_string,"AT+CMGS=\"%s\"",number); //do {answer = sendAT(aux_string,">",2000); } while(answer==0); // Send the SMS message to number after config GSM //Serial.println("GSM fution is ready"); // Serial.write(26); // config GPS { answer = sendAT("AT+CGNSPWR=1","OK",1000);} while(answer==0); // sprintf(aux_string,"AT+CMGS=\"%s\"",number); // {answer = sendAT(aux_string,">",2000); } while(answer==0); // Send the SMS message to number after config GPS // Serial.println("GPS fution is ready"); // Serial.write(26); digitalWrite(LedConfig, HIGH); } //*************************************************************** *************************************** int sendAT(char* ATcommand, char* expected_answer, unsigned int timeout) { int x=0, answer=0; char response[100]; unsigned long previous; 53 memset(response, '\0', 100); // Initialize the string delay(100); while( Serial.available() > 0) Serial.read(); Serial.println(ATcommand); x = 0; previous = millis(); { if(Serial.available() != 0){ response[x] = Serial.read(); x++; if (strstr(response, expected_answer) != NULL) { answer = 1; buffer_map=response; } } } while((answer == 0) && ((millis() - previous) < timeout)); return answer; } //*************************************************************** *************************************** void power_on(){ answer = sendAT("AT", "OK", 2000); if(answer==0) {digitalWrite(PWR,HIGH); // Create pulse trigger on pin power key of Module SIM808 delay(2000); digitalWrite(PWR,LOW); while(answer==0) {answer = sendAT("AT", "OK", 2000);} } } //*************************************************************** *************************************** void erase_buffer() { unsigned int i; for(i=0;i