Hệ thống định vị trong nhà sử dụng ultra wideband

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA —— TRẦN TRỌNG HIẾU HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TRONG NHÀ SỬ DỤNG ULTRA-WIDEBAND Chuyên ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số : 60520203 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2019 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA -ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Trương Quang Vinh (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 16 tháng năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) PGS.TS Hoàng Trang: Chủ tịch hội đồng PGS.TS Hà Hoàng Kha: Phản biện TS Nguyễn Minh Sơn: Phản biện TS Bùi Trọng Tú: ủy viên TS Trần Hoàng Linh: Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : TRẦN TRỌNG HIẾU MSHV : 1570365 Ngày, tháng, năm sinh : 06/09/1985 Nơi sinh : TP HCM Chuyên ngành Mã số : 60520203 : Kỹ thuật Điện tử I TÊN ĐỀ TÀI: Hệ thống định vị nhà sử dụng Ultra-Wideband II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Khảo sát, tìm hiểu hệ thống định vị nhà sử dụng Ultra-Wideband Nghiên cứu phân tích phương pháp ước lượng khoảng cách đối tượng Nghiên cứu xây dựng hệ thống định vị vật thể board nhúng; ứng dụng vào lĩnh vực công nghiệp, đời sống ngày III NGÀY GIAO NHỆM VỤ : 14/03/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHỆM VỤ: 01/01/2019 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Trương Quang Vinh Tp HCM, ngày tháng năm 20 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Em xin kính gửi đến Thầy TS Trương Quang Vinh lời cảm ơn chân thành với trân trọng lòng biết ơn sâu sắc hướng dẫn thật chu đáo nhiệt tình Thầy dẫn dắt, tạo cho em cách tư làm việc cách khoa học từ việc lựa chọn nguồn tài liệu, phân tích báo, chọn lọc cách tóm tắt ý đến việc quản lý lưu trữ sử dụng tối ưu nguồn tài liệu tham khảo; hướng em đến đề tài khoa học thiết thực, tiếp cận với công nghệ kỹ thuật tiên tiến Em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô chuyên ngành Kỹ Thuật Điện Tử hết lòng dạy dỗ truyền đạt cho em kiến thức kinh nghiệm quý báu Tôi xin cảm ơn bạn học tập, giúp đỡ, động viên bước đường nghiên cứu Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 Học viên Trần Trọng Hiếu TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn trình bày thiết kế hệ thống định vị nhà sử dụng công nghệ UltraWideband Đề tài tập trung chủ yếu vào xây dụng mơ hình giám sát áp dụng cho hệ thống định vị nhân viên, tài sản, thành viên gia đình, Mơ hình hệ thống định vị sủ dụng module DW1000 DecaWave sản xuất, liệu thu thập đuợc xủ lý board Arduino, sau đuợc truyền lên Web thơng qua chip ESP8266 ứng dụng đuợc truy cập nơi đâu thiết bị cầm tay có hỗ trợ trình duyệt web đuợc trang bị sẵn tín hiệu đuờng truyền internet thông qua Wifi 3G, 4G ABSTRACT This thesis presents the design of indoor navigation systems using UltraWideband technology The thesis focuses on building a monitoring model which applied to the system of positioning employees, assets, family members, The system model using the DW1000 module produced by DecaWave The collected data is processed on the Arduino board, then transmitted to the Web via the ESP8266 chip The application can be accessed anywhere on handheld devices that support web browsing and is able to connect to the internet via wi-fi or 3G, 4G LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu ứng dụng riêng hướng dẫn khoa học TS Trương Quang Vinh Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Trường đại học Bách Khoa TP HCM không liên quan đến vi phạm (nếu có) tác quyền, quyền tơi gây q trình thực TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng năm 2019 Học viên Trần Trọng Hiếu LUẬN VẤN THẠC sĩ GVHD; TS TRƯƠNG QUANG VĨNH MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG BIÊU iii DANH MỤC HÌNH ẢNH iv CHƯƠNG TÔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Các cơng trình nghiên cứu liên quan 1.2.1 Các cơng trình nghiên cứu nước 1.2.2 Các cơng trình nghiên cứu ngồi nước 11 1.3 Mục tiêu luận văn 13 1.4 Phương pháp nghiên cứu 13 1.4.1 Nghiên cứu lý thuyết 13 1.4.2 Đề xuất giải thuật 16 CHƯƠNG Cơ SỞ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 22 2.1 Lý thuyết phương pháp định vị 22 2.1.1 Giao đường tròn (Cừcular lateration) 22 2.1.2 Giao Hyperbolic 29 2.2 Lý thuyết Ultra-Wideband 31 2.1.1 Các tiêu chuẩn UWB 35 2.1.2 ứng dụng công nghệ UWB 36 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT XÂY DỤNG HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TRONG NHÀ 39 3.1 Mô tả hệ thống 39 3.1.1 Sơ đồ khối 40 3.1.2 Sơ đồ nguyên lý 41 3.2 Phần cứng hệ thống 43 3.2.1 Arduino IDE 43 3.2.2 Arduino Pro Mini 45 HVTH: TRẦN TRỌNG HIẾU i LUẬN VẤN THẠC sĩ 3.2.2.1 3.2.2.2 GVHD; TS TRƯƠNG QUANG VĨNH Bộ nhớ 46 Các chân lượng 46 3.22.3 Các chân I/O 46 3.2.3 Node MCU ESP8266 47 3.2.4 Module DWM100 49 3.3 Phần mềm hệ thống 50 3.3.1 Giao thức MQTT 50 3.3.2 Ngơn ngữ lập trình web HTML 63 CHƯƠNG KẾT QUẢ THựC HIỆN 67 4.1 Phần cứng hệ thống 67 4.2 Giao diện hệ thống 71 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ TÀI 75 5.1 Kết đạt 75 5.2 Hướng phát triển đề tài 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 HVTH: TRẦN TRỌNG HIẾU ii LUẬN VẤN THẠC sĩ 3.3.2.2 GVHD; TS TRƯƠNG QUANG VĨNH Bố cục HTML dùng để tạo nên bố cục giao diện website, có nhiều thẻ khác thẻ có nhiệm vụ định Thông thường bổ cục HTML website có dạng nhu sau: Page Title My First Heading

My first paragraph.

Trong đó: - phần khai báo kiểu liệu hiển thị làhtmlđể trình duyệt (Browser) biết - cặp thẻ nằm có nhiệm vụ bao hết nội dung trang web lại Thẻ bát buộc - phần khai báo thông tin trang web - nằm bên thẻ khai báo tiêu đề cho trang web - thành phần quan trọng nhất, chứa đoạn mã HTML dùng để hiển thị website - Các thẻ lại nằm thẻ thẻ định dạng liệu Như website chia làm phần chính: - Phần 1: Là nhũng khai báo thơng tin cho trang web ta đặt thẻ head - Phần 2: Là phần hiển thị định dạng nội dung trang web ta đặt thẻ body Và diễn tả hình sau: HVTH: TRẰN TRỌNG HIẾU Trang 64 LUẬN VẤN THẠC sĩ GVHD; TS TRƯƠNG QUANG VĨNH Hình 3.22 Trình bày bố cục giao diện sử dụng HTML 3.3.2.3 Các thành phần HTML Thông thường giao diện trang web chia thành phần sau: - Header (cố định) - Footer (cố định) - Menu (cố định) - Sidebar (cố định) - Main Content (Mỗi trang khác nhau) Remember TheHalfHeart@gmail.com HEADER Hướng Dãn Học Web Miễn Phí TRANG CHÚ HOẠT ĐỘNG GÀN ĐẮY DANH MỤC TRÃ LỜI CÂU HỎI MENU Đang nhập 306 câu hòi 399 càu trả lờì Emai: 420 binh luận TheHalfHeart@gmail.com Mậtkhád 236 thành viên MAIN CONTENT SIDEBAR LEFT Mật kháu khóng xác - Tôĩ quên mật khau < Tutorials Nhờ tơi máy tính Đãng Nhập FOOTER > 'Quest>anZAn6