NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS TRÊN ÔTÔ

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG ,HỆ THỐNG, ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS, TRÊN ÔTÔ Giới thiệu tổng quan về GPS,Tìm hiểu và nghiên cứu, công nghệ GPS,Tìm hiểu bản đồ số Google Map, thiết bị điều khiển giám sát xe hơi, nhờ vào công nghệ định vị toàn cầu GPS ,hiện thị trên bản đồ số Google Map

TRƯỜNG ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ðỘNG LỰC BỘ MƠN ðỘNG CƠ Đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS TRÊN ÔTÔ GVHD : ThS NGUYỄN VĂN TRẠNG SVTH : LÊ TRUNG NGUYÊN PHẠM VĂN HÒA Tp Hồ Chí Minh, Tháng 07-2010 06205028 06205012 ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp PHẦN A GIỚI THIỆU Nghiên cứu ứng dụng hệ thống ñịnh vị tồn cầu GPS tơ ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM TRƯỜNG ðH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ðỘNG LỰC ðồ án tốt nghiệp CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ðỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày tháng 07 năm 2010 NHIỆM VỤ ðỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phạm Văn Hoà Lê Trung Nguyên MSSV: 06205012 MSSV: 06205028 Chuyên ngành: Hệ đào tạo: Khóa: Cơ khí ơtơ ðại học quy (K3/7) 2006 - 2010 Mã ngành: Mã hệ: Lớp: 05 062050 I TÊN ðỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG ðỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS TRÊN ÔTÔ II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Giới thiệu tổng quan GPS Tìm hiểu nghiên cứu cơng nghệ GPS Tìm hiểu đồ số Google Map Ứng dụng chúng ñể tạo thiết bị ñiều khiển giám sát xe nhờ vào công nghệ ñịnh vị toàn cầu GPS thị ñồ số Google Map III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 16/04/2010 12/07/2010 ThS Nguyễn Văn Trạng BM ðỘNG CƠ ThS Nguyễn Văn Trạng Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS ô tô ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ðẦU Có thể nói hầu hết tơ nước giới Việt Nam ñều ứng dụng cơng nghệ để tăng tính tiện nghi cho ô tô Cùng với tiến khoa học cơng nghệ, thiết bị điện tử ñang tiếp tục ñược ứng dụng ngày rộng rãi mang lại hiệu cao hầu hết lĩnh vực kinh tế kỹ thuật đời sống xã hội Cơng nghệ định vị tồn cầu GPS (Global Positioning Systems) ví dụ điển hình Trước ñây, GPS ñược sử dụng lĩnh vực quân Bộ quốc phòng Mỹ phát triển ñược Không lực Mỹ quản lý Từ năm 1993 trở lại GPS sử dụng cho mục đích cơng cộng lập ñồ, khảo sát vùng ñất nghiên cứu khoa học Khả tham chiếu xác thời gian GPS ñược sử dụng ñể nghiên cứu vụ động đất Ngày nay, GPS kết hợp với nhiều mạng di ñộng nhiều quốc gia ñể phục vụ vào ñời sống người Một ứng dụng phổ biến, quan trọng dùng lĩnh vực giao thơng, với hệ thống GPS cho biết xác vị trí xe bạn đâu, chỗ có tắc nghẽn giao thơng để bạn tránh khơng qua Vì lý mà cơng nghệ GPS ngày sử dụng rộng rãi khắp giới nói chung có Việt Nam nói riêng ðề tài “Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS tơ”phân tích nội dung cơng nghệ định vị toàn cầu GPS, khả ứng dụng chúng lĩnh vực cách hiển thị thông tin thu thập ñược từ GPS lên ñồ số Google Map Nội dung đề tài bao gồm phần chính: ∗ Phần A: Giới thiệu ∗ Phần B: Nội dung (Gồm Chương) + Chương I : Dẫn nhập + Chương II : Cơng nghệ định vị tồn cầu GPS + Chương III : Cấu trúc nguyên tắc ñịnh vị GPS + Chương IV : GOOGLE MAP + Chương V : Ứng dụng công nghệ GPS quản lí giám sát ơtơ ∗ Phần C: Kết luận hướng phát triển đề tài − Mặc dù nhóm thực đề tài có nhiều cố gắng, hạn chế kiến thức thời gian nên chắn khơng tránh khỏi sai sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp q thầy cô bạn sinh viên Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS ô tô ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN! ƠN! Nhóm thực ñề tài xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Trạng tận tình hướng dẫn hỗ trợ phương tiện trình tìm hiểu, nghiên cứu ñề tài ðồng thời xin cảm ơn thầy Cơ Khí ðộng Lực tạo điều kiện, cung cấp kiến thức bản, cần thiết trước có đủ khả tìm hiểu kiến thức sâu lĩnh vực nghiên cứu Nhóm thực đề tài xin cám ơn thành viên lớp 062050 có ý kiến ñóng góp, bổ sung, giúp nội dung ñề tài thêm hoàn thiện Cám ơn tất ý kiến người thân ñã ñộng viên, cỗ vũ tinh thần q trình nghiên cứu Ngồi ra, nhóm nhận ñược bảo anh (chị) ñi trước Những người ñã hướng dẫn giới thiệu tài liệu tham khảo việc nghiên cứu hệ thống ñịnh vị tồn cầu GPS (global positioning system) tơ Trân trọng ! Nhóm thực đồ án Lê Trung Nguyên Phạm Văn Hoà Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS tơ ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Tp HCM, ngày tháng 07 năm 2010 Giáo viên hướng dẫn ThS Nguyễn Văn Trạng Nghiên cứu ứng dụng hệ thống ñịnh vị tồn cầu GPS tơ ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Tp HCM, ngày tháng 07 năm 2010 Giáo viên phản biện Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS tơ ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp MỤC LỤC Trang PHẦN A GIỚI THIỆU NHIỆM VỤ ðỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ðẦU LỜI CẢM ƠN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN PHẦN B NỘI DUNG 10 CHƯƠNG I DẪN NHẬP 11 1.1 LÝ DO CHỌN ðỀ TÀI 12 1.2 MỤC ðÍCH NGHIÊN CỨU 12 1.3 ðỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 12 1.4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ðỀ TÀI 12 1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 13 1.6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 CHƯƠNG II CƠNG NGHỆ ðỊNH VỊ TỒN CẦU GPS (Global Postioning System) 14 2.1 GIỚI THIỆU VỀ GPS 15 2.1.1 Tổng quan GPS (Global Postioning System) 15 2.1.2 Những phân ñoạn GPS 15 2.1.3 Những hệ vệ tinh GPS 17 2.1.4 Chòm GPS hành 18 2.1.5 Những vị trí ñiều khiển (control sites) 19 2.1.6 GPS - vài khái niệm 21 2.1.7 Dịch vụ ñịnh vị GPS 22 2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ðỘNG CƠ BẢN CỦA GPS 23 2.2.1 Hoạt ñộng 23 2.2.2 Hoạt ñộng GPS bị ảnh hưởng yếu tố sau 23 2.3 ðỘ CHÍNH XÁC CỦA GPS 23 2.4 TÍN HIỆU GPS 24 Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS ô tô ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp 2.5 CHI TIẾT VỀ GPS 24 2.5.1 Cấu trúc tín hiệu GPS 25 2.5.2 Hiện đại hóa GPS 28 2.5.3 Những dạng thu GPS 29 2.5.4 Những hệ thống thời gian 30 2.5.5 ðo ñạc tầm giả 31 2.5.7 Trượt chu kỳ (cycle slip) 33 2.5.8 Kết hợp tuyến tính quan sát GPS 34 2.5.9 Những dạng lỗi GPS 36 CHƯƠNG III CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN TẮC ðỊNH VỊ CỦA GPS 44 3.1 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG 45 3.1.1 Bộ phận không gian 45 3.1.2 Bộ phận ñiều khiển 47 3.1.3 Bộ phận sử dụng 49 3.2 NGUYÊN TẮC ðỊNH VỊ 50 3.3 DỮ LIỆU DO THIẾT BỊ THU GPS KẾT XUẤT 52 3.3.1 Các thiết bị thu tín hiệu GPS 52 3.3.2 Tín hiệu thu GPS kết xuất 53 3.4 TÍN HIỆU ðO GPS VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ðO TÍN HIỆU GPS 55 3.4.1 Tín hiệu GPS 55 3.4.2 Các phương pháp đo tín hiệu GPS 56 3.4.3 Các phương pháp ño GPS : 57 3.4.4 Các phương pháp ñịnh vị 58 CHƯƠNG IV GOOGLE MAP 62 4.1 Giới thiệu GIS 63 4.2 Giới thiệu GOOGLE MAP 64 CHƯƠNG V ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ GPS TRONG QUẢN LÍ VÀ GIÁM SÁT ÔTÔ 66 5.1 CÔNG DỤNG THỰC TẾ TRÊN XE ÔTÔ 67 5.1.1 Công dụng lợi ích thiết bị mang lại cho người dùng 67 5.1.2 Công nghệ kỹ thuật ứng dụng hệ thống 67 Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS ô tô ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp 5.1.3 Các tính tiện ích khác hệ thống định vị Vietmap Việt Nam68 5.1.4 Quy trình vận hành hệ thống 70 5.1.5 Mô lộ trình đường 72 5.2 THÔNG TIN THỊ TRƯỜNG THIẾT BỊ GPS TẠI VIỆT NAM 72 5.3 NHỮNG TRƯỜNG HỢP BỊ LỖI DO VỆ TINH & DO THIẾT BỊ THU, ðỊA HÌNH GÂY RA – NGUYÊN NHÂN & CÁCH KHẮC PHỤC 73 5.3.1 Lỗi thiết bị thu nhận tín hiệu 73 5.3.2 Lỗi tín hiệu phát từ vệ tinh 75 5.4 ỨNG DỤNG CỦA GPS TRÊN Ô TÔ TẠI VIỆT NAM 79 5.4.1 Ứng dụng cơng nghệ GPS quản lí xe bưu 79 5.4.2 Xây dựng phương án ứng dụng GPS tốn quản lí xe bưu 80 5.5 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS TRÊN Ô TÔ Ở MỘT SỐ NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 84 5.6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ðỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS CƠ BẢN XÁC ðỊNH TỌA ðỘ 88 5.6.1 Tổng quan hệ thống 88 5.6.2 Phần cứng 88 5.6.3 Phần mềm: hệ thống sử dụng phần mềm C# 90 5.6.5 Nguyên lý làm việc hệ thống 91 5.7 MỘT SỐ HẠN CHẾ CỦA CÔNG NGHỆ GPS 93 5.7.1 Hiểm họa từ thiết bị gây nhiễu GPS 93 5.7.2 GPS dẫn ñường sai gây tai nạn 94 5.7.3 GPS gây tập trung cho người lái xe 95 PHẦN C KẾT LUẬN & HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ðỀ TÀI 96 Kết luận 97 Hướng phát triển ñề tài 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS tơ ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp Ở ñây sử dụng họ vi điều khiển có khả lập trình PSoC (Programable Systems on Chip) ñể thực việc lưu trữ truyền liệu thời gian toạ ñộ thu nhận ñược từ modul GPS, tin ñã ñược PSoC gia công truyền trung tâm theo phương thức truyền SMS thông qua modem GSM/GPRS Với thiết bị hệ thống thông tin quản lý trên, quy trình quản lý xe bưu thể sau Quản lý theo phương thức trực tuyến Các xe bưu xuất phát từ gara, kích hoạt thiết bị thu thập GPS hoạt động Trong suốt trình vận chuyển liệu GPS xe bưu gửi liên tục trung tâm theo phương thức nhắn tin SMS với tần suất gửi tin quy ñịnh Trung tâm nhận liệu hiển thị hình huy hệ thống thông tin quản lý GIS Khi cần trung tâm u cầu số thơng tin từ xe bưu Cập nhật liệu gửi ñể lưu thành file quản lý trung tâm Quản lý theo phương thức không trực tuyến Các xe bưu xuất phát từ gara, kích hoạt thiết bị thu thập GPS hoạt động Trong suốt trình vận chuyển liệu GPS xe bưu lưu lại nhớ mạch vi xử lý xe Khi hết ca làm việc, xe bưu trở gara, gara có thiết bị thu thập liệu truyền trung tâm huy, trung tâm nhận liệu hiển thị hình giám sát hệ thống thông tin quản lý GIS Cập nhật liệu gửi ñể lưu thành file quản lý trung tâm 5.5 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS TRÊN Ô TÔ Ở MỘT SỐ NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM GPS công nghệ dẫn đường ơtơ Hiện nay, ngồi GPS ñã 20 năm qua, Liên minh châu Âu ñang tiến hành dự án hệ thống ñịnh vị Galileo Hệ thống tổ chức phi quân ñiều hành, dự định thức hoạt động vào tháng 12-2011, cung cấp dịch vụ với độ xác khác tùy thuộc ñối tượng khác Một hệ thống khác Liên bang Nga GLONASS (Global’naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema) ñược xây dựng ñã lâu cho mục đích qn sự, nhiên vào thời điểm số lượng vệ tinh chưa ñủ ñể bao phủ tồn bề mặt Trái đất Thủ tướng Nga V Putin u cầu hệ định vị tồn cầu phải hoàn tất vào năm 2010 cuối năm 2006 Bộ trưởng Quốc phòng Nga thơng báo tương lai GLONASS ñược ứng dụng cho dân Như GPS Mỹ hệ thống sử dụng phổ biến ơtơ làm phương tiện dẫn ñường nước châu Âu, châu Mỹ Úc Hệ thống dẫn đường ơtơ sử dụng hình, thiết bị thu phát sóng, đồ số với đầy đủ thơng tin liệu đường phố, nhà cửa, cầu đường, sơng ngòi, Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS ô tô 84 ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp kênh rạch, rừng núi xây dựng từ khảo sát thực tế kết hợp phần mềm xử lý ñể thể sống động hình ảnh đường, giúp người sử dụng xác định vị trí xe đồ, biết lộ trình đường đến điểm chọn, thơng báo rõ số km cách ñiểm ñến, vận tốc ñang ñi vận tốc trung bình, báo đường cấm, đường chiều Thông qua trạm quản lý trung tâm lái xe thơng báo điểm kẹt xe, có hỏa hoạn hay tai nạn gần khơng để tránh Hiện nay, hãng GM ñang nghiên cứu phát triển hệ thống giao tiếp xe xe, sử dụng GPS để xe bắt tín hiệu với nhau, nhận biết có xe đến gần phạm vi ñó Hệ thống hỗ trợ tốt cho xe chuyển ñường, ñỗ xe di chuyển nơi đơng đúc để tránh va chạm Hình 5.13: GPSmile chọn ñiểm ñến giao lộ Nguyễn Thị Minh Khai Hai Bà Trưng Vietmap ứng dụng GPS ôtô Việt Nam Tại Việt Nam, hệ thống ñịnh vị tồn cầu GPS từ lâu ứng dụng cho công việc kiểm lâm, cứu nạn Các thiết bị thu phát sóng vệ tinh sử dụng Tomtom (ðan Mạch), Garmin, Holux (ðài Loan) , nhiên dừng mức độ thu nhận thơng tin kinh độ, vĩ độ cao độ chưa tích hợp ñồ số Việt Nam Thời gian gần ñây, việc tạo lập đồ số có kết thị trường xuất số thiết bị dẫn đường dành cho ơtơ giai đoạn vừa thăm dò vừa hồn thiện sản phẩm Cũng thời gian đó, Cơng ty Vietmap kêu gọi người am hiểu cộng tác phát triển ñồ số với mục đích tạo nên thiết bị Car Navigator Tại Việt Nam họ ñã xây dựng lực lượng kỹ thuật nhiệt tình xơng pha khắp tuyến đường ñể ngày ñã có tay ñồ hoàn chỉnh 64 tỉnh thành Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS ô tô 85 ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp Sau thời gian dài chịu ñựng không lợi nhuận, tháng 12-2006, công ty ñã tung hai sản phẩm Vietmap-GPSmile52 (sử dụng cầm tay gắn ơtơ) Vietmap-GPSr12 (Phần mềm cài đặt cho PPC) Tiếp tục vừa phát triển ñồ ñiều kiện khó khăn hệ thống giao thơng liên tục thay đổi, Vietmap có phiên Vietmap-GPSmile53 sản phẩm Vietmap GPS Pro tích hợp phần mềm ñiều khiển bao gồm ñồ số vào hình DVD có sẵn xe Các sản phẩm có chức định vị, tìm đường ngắn nhất, hướng dẫn lộ trình tự động tìm lại lộ trình sai đường, báo đường cấm, đường chiều, giúp tìm địa điểm nhà hàng, khách sạn, ngân hàng khơng thua sản phẩm có nước Hạn chế thiết bị chưa có trạm quản lý trung tâm bao qt tình hình giao thơng tồn quốc thời điểm nên khơng thể thơng báo điểm kẹt xe, ñoạn ñang nguy hiểm ñến Các dẫn thể rõ hình thơng qua giọng nói tiếng Anh, Việt Hàn, tương lai có thêm tiếng Nhật Hình 5.14:GPSmile thơng báo 110m đến đường Nguyễn Thị Nghĩa, rẽ phải GPSmile gồm thiết bị thu sóng hiệu Holux có hình cảm ứng nhỏ 3,5 inch, giá đỡ, sạc điện nguồn sạc ơtơ GPS Pro gồm loa ngồi, điều khiển khơng dây hộp xử lý GPS sử dụng hình DVD có sẵn xe để hiển thị Trang web cơng ty (vietmap.vn) ln cập nhật phần mềm đồ cho khách hàng download, ngồi nhân viên bán hàng đến tận nơi cập nhật miễn phí cho khách hàng tháng Giá bán GPSmile khoảng 450 USD GPS Pro 500 USD mua đại lý Cơng ty Vietmap Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS ô tô 86 ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp ðối với xe ñời Audi, Lexus, Mazda, BMW X5 lắp sẵn hình DVD Navigation bạn phải lắp thêm hộp giải mã (giá khoảng 300 USD) để dùng với GPS Pro Cũng có số nơi chun sửa xe giải vấn đề mà khơng cần đến hộp giải mã Hiện nay, diễn đàn otosaigon.com nơi có nhiều phản hồi người sử dụng chất lượng GPS ñang ñược sử dụng thử Việt Nam Các thành viên ñã làm chuyến ñi xa kiểm tra khả tìm kiếm, dẫn đồ Kết có sai sót nơi xa trung tâm tỉnh, số nơi dẫn lộ trình dài chút so với thực tế, nhiên tọa độ tìm kiếm xác khả xác định lộ trình nhanh Bản đồ cơng ty hồn thiện, sửa chữa điểm chưa xác cập nhật thơng tin thay ñổi ñường cấm, ñường chiều, hệ thống biển báo Vietmap cố gắng hồn thiện chương trình quảng cáo rộng rãi đến người dùng thật hài lòng sản phẩm Tuy nhiên ích lợi rõ ràng thiết bị thu hút nhiều người quan tâm sử dụng Hình 5.15: GPS Pro kết nối với hình xe Hình 5.16: GPS Pro - giao diện tìm điểm đến Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS ô tô 87 ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp Như việc ứng dụng cơng nghệ GPS nước liên minh châu âu, Nga Mĩ sử dụng từ lâu chủ yếu phục vụ cho mục đích qn Hiện cơng nghệ ứng dụng rơng rãi nước phát triển nhiều lĩnh vực khác Việc ứng dụng cơng nghệ mang lại nhiều tiện ích cho sống mà dể thấy quản lí giao thơng 5.6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ðỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS CƠ BẢN XÁC ðỊNH TỌA ðỘ 5.6.1 Tổng quan hệ thống Hình 5.17: Mơ hình hệ thống làm việc 5.6.2 Phần cứng 5.6.2.1 Khối thu sóng: thu sóng từ vệ tinh Hình 5.18: Khối thu sóng Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS tô 88 ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp 5.6.2.2 Khối giao tiếp + Cổng com: giao tiếp với khối thu sóng máy tính Hình 5.19: Khối giao tiếp 5.6.2.3 Khối xử lý hiển thị + Vi điều khiển Pic18F4550: nhận tín hiệu từ khối thu sóng thơng qua khối giao tiếp + Cụm nguồn + Màn hình led: hiển thị tối đa 80 ký tự bao gồm tọa ñộ, số vệ tinh nhận ñược báo kết nối hệ thống + Cụm nút nhấn Hình 5.20: Mơ hình khối xử lý hiển thị Nghiên cứu ứng dụng hệ thống ñịnh vị tồn cầu GPS tơ 89 ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp 5.6.3 Phần mềm: hệ thống sử dụng phần mềm C# 5.6.4 Một số phụ kiện ñi kèm 5.6.4.1 Hệ thống cáp kết nối Hình 5.21: Bộ cáp 5.6.4.2 Ăng ten thu sóng Hình 5.22: Ăng ten thu sóng Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS ô tô 90 ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp 5.6.5 Nguyên lý làm việc hệ thống 5.6.5.1 Sơ đồ mạch điện Hình 5.23: Mạch mô 5.6.5.2 Nguyên lý làm việc: cụm thu sóng nhận tín hiệu vệ tinh từ ăng ten thu sóng sau đưa tín hiệu vào khối xử lý thông qua khối giao tiếp, sau xử lý tín hiệu, khối xử lý xuất kết theo hai ñường: + Hiển thị kết màng hình led: bao gồm kết tọa độ kinh ñộ, vĩ ñộ, số vệ tinh nhận ñược, tín hiệu kết nối Nghiên cứu ứng dụng hệ thống ñịnh vị tồn cầu GPS tơ 91 ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp Hình 5.24: Kết hiển thị hình led + Hiển thị kết màng hình máy vi tính thơng qua đồ số Google Map, hiển thị tọa độ dạng 2D 3D vị trí người sử dụng, kinh độ vĩ độ Hình 5.25: Kết hiển thị dạng 3D Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS tô 92 ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp Hình 5.26: Kết hiển thị dạng 2D 5.7 MỘT SỐ HẠN CHẾ CỦA CÔNG NGHỆ GPS 5.7.1 Hiểm họa từ thiết bị gây nhiễu GPS + Chỉ cần 50 USD, người ta sở hữu thiết bị làm nhiễu hệ thống ñịnh vị toàn cầu (GPS) vừa nhỏ gọn, vừa dễ sử dụng Với “bảo bối” này, kẻ khủng bố “hạ” máy bay thương mại chở hàng trăm hành khách + ðây cảnh báo hãng tin Fox News phóng điều tra cơng bố ngày 19/3/2010 hiểm hoạ thiết bị ñang ñược rao bán ñầy rẫy mạng + Theo nhà ñiều tra, thiết bị làm nhiễu GPS truyền tín hiệu điện thấp, tạo độ ồn tín hiệu đánh lừa đầu thu GPS vệ tinh khơng sẵn sàng Chúng sử dụng ñể gây rối cảnh sát trốn tránh truy đuổi + Trên thực tế, kẻ trộm tơ Anh sử dụng thiết bị để chạy trốn Thậm chí số trường hợp sử dụng thiết bị gây nhiễu ñể “chọc tức” người dùng iPhone Nhưng hiểm hoạ thực mà thiết bị gây chưa thể tính tốn hết Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS ô tô 93 ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp Hình 5.27: Thiết bị gây nhiễu GPS gây nhiều hiểm hoạ to lớn + Một số chuyên gia lo ngại rằng, khủng bố sử dụng để làm gián ñoạn ñầu thu GPS máy bay, theo số chuyên gia khác, nguy không cao máy bay sử dụng hệ thống ra-ña mặt đất dẫn đường có hỗ trợ hệ thống không lưu không phụ thuộc vào vệ tinh + Nhận thức hiểm hoạ này, quyền Mỹ thời Tổng thống George Bush vào năm 2008 ñề dự án lập hệ thống cao mặt ñất có tên gọi Enhanced Loran (eLoran) ñể “gỡ” nhiễu Tuy nhiên, Washington chưa tỏ ý ñịnh với eLoran Thiết bị gây nhiễu GPS bị coi bất hợp pháp Mỹ Uỷ ban Liên lạc Liên bang Mỹ (FCC) tuyên bố truy tố trường hợp bị phát nhập hay sở hữu, sử dụng thiết bị + Tuy nhiên, phóng điều tra Fox News cho biết thiết bị làm nhiễu GPS rẻ tiền mua dễ dàng qua mạng Chính phóng viên Fox News mua thiết bị với giá vẻn vẹn 50 USD từ nhiều nguồn mạng khác nhau, từ Thuỵ ðiển ñến Hong Kong 5.7.2 GPS dẫn ñường sai gây tai nạn + Nghiên cứu công ty DirectLine (Anh) cho thấy thiết bị ñịnh vị vệ tinh GPS ñã khiến nửa lượng người sử dụng nhầm đường va chạm húc gầm cầu, kẹt ñường hẹp, rẽ vào ñường tàu hỏa Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS ô tô 94 ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp Hình 5.28: Một xe chở khách ñã xảy tai nạn GPS dẫn ñường sai + GPS dẫn đường sai sai số lớn xe chạy vùng gây nhiễu địa hình hiểm trở số ngun nhân gây nhiễu khác làm nhiễu tín hiệu truyền từ vệ tinh + Theo thống kê hàng năm có khoảng 300.000 vụ tai nạn giao thơng GPS dẫn đường sai + Cứ 10 tài xế có người rẽ sai luật nghe theo hướng máy GPS, người khơng ý tới xe cộ khác nhìn lên hình thiết bị, người ñi sai ñường Hiện có 1,5 triệu lái xe phàn nàn khơng chuẩn "nghe lời" GPS 5.7.3 GPS gây tập trung cho người lái xe + Hệ thống ñịnh vị vệ tinh GPS thiết bị dẫn đường cho tài xế lại khiến cho người dùng bị lãng dùng ñiện thoại di ñộng ðiều nguy hiểm, dễ dẫn đến tai nạn giao thơng + GS Mark Stevenson, thuộc trường ðH Sydney (Australia), cho biết nhiều chứng cho thấy thiết bị GPS gây va chạm, gây hậu nghiêm trọng + Theo GS Mark Stevenson, thuộc trường ðH Sydney (Australia) người đường nên xác định điểm đến trước xuất hành, khơng nên vừa đường vừa tìm đường hệ thống GPS GPS hữu ích với người ñi ñường nên cẩn thận để khơng bị lãng, làm giảm khả phản xạ người lái “Tập trung ñiều quan trọng với tay lái, việc ñiều chỉnh hay thiết lập cho GPS dẫn đến vụ va chạm gây chết người”, Stevenson nhấn mạnh + Brian Fildes, GS an tồn giao thơng thuộc Trung tâm nghiên cứu tai nạn trường ðH Monash, cho rằng, sử dụng hệ thống GPS an toàn dùng ñồ giấy “ Sử dụng cách thơng minh, lập trình sẵn đường trước xuất hành GPS mang lại nhiều lợi ích tuyệt vời cho người sử dụng” Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS ô tô 95 ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp PHẦN C KẾT LUẬN & HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ðỀ TÀI Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS ô tô 96 ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp Kết luận – Tuy ñề tài mẽ sau 10 tuần tìm hiểu nghiên cứu tài liệu tiếng anh thông qua mạng internet với giúp đỡ nhiệt tình giáo viên hướng dẫn ThS Nguyễn Văn Trạng ñã thu kết mong muốn: • Nắm bắt số kiến thức GPS • Tìm hiểu nghiên cứu cơng nghệ định vị tồn cầu GPS, cơng nghệ bắt đầu phát triển Việt Nam • Tìm hiểu ứng dụng lợi ích thiết thực việc định vị đem lại ñể xây dựng nên hệ thống ñịnh vị toàn cầu GPS mang tính ứng dụng cao thực tế • Thiết kế mạch GPS ñơn giản giao tiếp với máy tính thơng qua cổng COM giao tiếp USB – Do nguồn tài liệu không nhiều chủ yếu tiếng anh cộng với hạn chế kiến thức nên đề tài số hạn chế sau: • Trong đồ án có số thuật ngữ mà nhóm dịch chưa xác • Thiếu tài liệu chun sâu, ngơn ngữ lập trình cho hệ thống hạn chế • Hệ thống ứng dụng tương đối đơn giản, tính chưa hồn thiện Hướng phát triển ñề tài – Sau hồn thành đề tài, mong muốn nhóm là: cá nhân, tổ chức, sinh viên khóa sau phát triển đề tài theo hướng: • Tìm hiểu nghiêm cứu chuyên sâu công nghệ GPS ứng dụng thưc tiễn công nghệ Việt Nam • Thiết kế hệ thống ñơn giản từ linh kiện có sẵn thị trường Việt Nam • Mở rộng ứng dụng cơng nghệ GPS nhiều lĩnh vực khác như: quản lý xe ñồ số offline, lập ñồ ñịa chính, tự động di chuyển, robot… – Nhóm mong chia sẻ đóng góp ý kiến q báu q thầy bạn sinh viên người quan tâm đến cơng nghệ – Một lần nhóm thực đề tài xin chân thành cám ơn giúp đỡ tận tình, q báu thầy cô bạn bè trường ðH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Nghiên cứu ứng dụng hệ thống định vị tồn cầu GPS ô tô 97 ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu: Website: http://www.microchip.com http://www.ebook.edu.vn http://www.google.com.vn http://microcontroller.com http://dientuvietnam.net http://www.soccentral.com http://e-www.motorola.com http://picvietnam.com http://www.piclist.com http://www.tailieuvietnam.net Nghiên cứu ứng dụng hệ thống ñịnh vị tồn cầu GPS tơ 98 ... THU GPS KẾT XUẤT 52 3.3.1 Các thiết bị thu tín hiệu GPS 52 3.3.2 Tín hiệu thu GPS kết xuất 53 3.4 TÍN HIỆU ðO GPS VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ðO TÍN HIỆU GPS 55 3.4.1 Tín hiệu GPS. .. nghiên cứu : cơng nghệ GPS, cấu trúc hệ thống GPS, ngun lí hoạt động GPS, ứng dụng GPS quản lí giám sát xe, hạn chế sử dụng GPS Phạm vi nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu cơng nghệ GPS quản lý xe thiết... cầu GPS tơ ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ðồ án tốt nghiệp 2.5 CHI TIẾT VỀ GPS 24 2.5.1 Cấu trúc tín hiệu GPS 25 2.5.2 Hiện đại hóa GPS 28 2.5.3 Những dạng thu GPS