Thiết kế chế tạo hộp đen ô tô

Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HUỲNH TRUNG ĐỨC THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỘP ĐEN Ơ TƠ Chun ngành: Kỹ thuật Ơ tơ-Máy kéo LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2009 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS Đỗ Văn Dũng Chữ ký: TS Phan Trung Hiếu Chữ ký: Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ngày tháng năm BIỂU MẪU TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày 02 tháng 02 năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Huỳnh Trung Đức Ngày, tháng, năm sinh: 26/07/1978 Chuyên ngành: Kỹ thuật ô tô – máy kéo Phái: Nam Nơi sinh: An Giang MSHV: 01307721 I- TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỘP ĐEN Ô TÔ II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Giới thiệu luận văn tổng quan thiết bị ghi thông tin xe Nghiên cứu ứng dụng vi điều khiển thiết kế hộp đen Thiết kế, chế tạo hộp đen Thử nghiệm thiết bị hộp đen xe Toyota Innova III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02/02/2009 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 04/12/2009 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Đỗ Văn Dũng TS Phan Trung Hiếu CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chuyên ngành thông qua TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH Ngày … tháng … năm 2009 TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Suốt thời gian học cao học trường Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh tác giả lĩnh hội nhiều kiến thức quý báu Thầy Cô làm sở cho tác giả nghiên cứu tiếp cận thêm nhiều lĩnh vực khoa học Tác giả chân thành cảm ơn đến cá nhân, tập thể hết lòng giúp đỡ tác giả hoàn thành đề tài luận văn: - Xin cảm ơn Thầy PGS.TS Đỗ Văn Dũng TS Phan Trung Hiếu hướng dẫn, bảo tận tình giúp tác giả hoàn thành luận văn - Xin cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Cao đẳng Nghề An Giang tạo điều kiện cho tác giả theo học lớp cao học chun ngành Kỹ thuật Ơ tơ-máy kéo - Xin cảm ơn q Thầy Cơ Ban Giám hiệu, Phịng sau Đại học, Khoa Kỹ thuật Giao Thông trường Đại Học Bách khoa trang bị cho tác giả kiến thức tảng giúp tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp - Xin cảm ơn Thầy Cô phản biện đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp tác giả hoàn thiện nội dung luận văn - Xin cảm ơn Thầy Cô Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.Hồ Chí Minh, bạn đồng nghiệp bạn sinh viên Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh hướng dẫn tác giả thực nghiệm để hoàn thành sản phẩm luận văn - Xin cảm ơn gia đình vợ động viên, tạo điều kiện mặt tinh thần vật chất cho tác giả hoàn thành luận văn TP Hồ Chí Minh, ngày 09 tháng 11 năm 2009 Học viên TÓM TẮT -Z Y Ngày nay, ngành công nghệ ô tô Việt Nam ngày phát triển nên có nhiều xe lưu thông đường làm số tai nạn giao thông ngày cao điều tránh Hơn nữa, có tai nạn xãy quan điều tra vụ tai nạn đủ thơng tin xác nhận trường tai nạn lỗi người lái hay trục trặc kỹ thuật Ngoài ra, nhà quản lý muốn quản lý đội xe tốt Do đó, việc thiết kế chế tạo hộp đen cho tơ với chi phí thấp để trang bị cho sở điều hành, quản lý xe, quan chức hậu kiểm mục tiêu đề tài Đề tài “Thiết kế, chế tạo hộp đen cho ô tô” bao gồm nội dung sau: Nghiên cứu lý thuyết thiết bị ghi thông tin xe, lý thuyết vi điều khiển, chuyển đổi ADC, ngơn ngữ lập trình C Dùng ngơn ngữ C viết chương trình điều khiển cho hộp đen Thiết kế, chế tạo hộp đen cho ô tô Thực nghiệm kiểm tra xe cụ thể ABSTRACT -Z Y Nowadays, the automobile industry in Vietnam is more and more developed, so there are more vehicles on the road This increases traffic accidents Furthermore, when accidents occur, policemen investigating the accident not have enough information to confirm the scene of the accident which is due to whether the drivers’ errors or technical difficulties Besides, the management teams desire to manage their cars better Therefore, designing and manufacturing the black boxes for automobiles with low cost to equip the agency operating and managing automobiles, and the office functioning the post-check are the objectives of the project The project "Design and manufacture black boxes for automobiles" includes the following: Study the theory of the device used to record information on the automobile, the microcontroller, the ADC converter and the C programming language Use C language to write programs to control black boxes Design and manufacture black boxes for automobiles Test experimentally on a specific automobile MỤC LỤC -Nội dung Trang Trang bìa Nhiệm vụ luận văn thạc sĩ Lời cảm ơn Tóm tắt luận văn Mục lục CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Giới hạn đề tài 1.3 Mục đích nghiên cứu 1.4 Đối tượng nghiên cứu 1.5 Phương pháp phương tiện thực 1.6 Kế hoạch thực 1.7 Bố cục luận văn CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 2.2 Tình hình nghiên cứu nước 11 2.3 Tính cấp thiết, tính khả áp dụng thực tế đề tài 19 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỘP ĐEN 21 3.1 Thiết kế khối điều khiển 21 3.1.1 Yêu cầu thiết kế 21 3.1.2 Cơ sở thiết kế 21 3.1.2.1 Giới thiệu tổng quát họ vi điều khiển AVR 21 3.1.2.1.1 Đặc điểm họ vi điều khiển AVR 21 3.1.2.1.2 Cấu trúc phần cứng họ vi điều khiển AVR 24 3.1.2.2 Giới thiệu vi điều khiển ATmega8 38 3.1.2.2.1 Đặc điểm ATmega8 38 3.1.2.2.2 Sơ đồ chân ATmega8 40 3.1.2.2.3 Sơ đồ khối Atmega8 41 3.1.2.2.4 Mô tả chức chân Atmega8 42 3.2 Cấu tạo sơ đồ khối hộp đen 44 3.3 Chức hộp 44 3.4 Thiết kế mạch điều khiển 45 3.4.1 Thiết kế phần cứng 45 3.4.2 Thiết kế phần mềm 56 CHƯƠNG 4: THỬ NGHIỆM HỘP ĐEN Ô TƠ 58 4.1 Mục đích thử nghiệm 58 4.2 Thiết bị thử nghiệm 58 4.3 Cách lắp đặt an toàn sử dụng hộp đen xe 58 4.4 Giới thiệu thiết bị hộp đen 59 4.5 Kết nối thiết bị 60 4.6 Giao diện vẽ đồ thị .61 4.7 Tiến hành thử nghiệm xe Toyota Innova 62 4.7.1 Đo công suất tiêu thụ 62 4.7.2 Kết thử nghiệm 63 4.7.3 Đánh giá kết thử nghiệm 74 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 75 5.1 Kết luận 75 5.2 Đề nghị 75 5.3 Hướng phát triển đề tài 76 Tài liệu tham khảo 77 Lý lịch trích ngang 79 Phụ lục 80 BẢNG BIỂU – HÌNH ẢNH -ZY - BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Sắp xếp chân so sánh Analog 33 Bảng 3.2: Các ghi điều khiển biến đổi ADC 35 Bảng 3.3: Sự xếp chân lối vào biếm đổi ADC 35 Bảng 4.1: Số liệu chạy tốc độ 80 km/h 69 Bảng 4.2: Số liệu tốc độ xe 72 Bảng 4.3: Số liệu tốc độ động 73 Bảng 4.4: Số liệu độ mở bướm ga 74 HÌNH ẢNH Hình 2.1 Thiết bị giám sát khí Hình 2.2 Thiết bị giám sát điện tử Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống tìm lại liệu đụng xe CDR Vetronix Hình 2.4 Hộp đen ơtơ Anh áp dụng vào năm 2013 10 Hình 2.5 Hộp đen thông minh quản lý ô tô – XBX-A 13 Hình 2.6 Thiết bị Smart Black Box 14 Hình 2.7 Tổng quan hệ thống 16 Hình 2.8 Các thơng tin trạng thái xe 17 Hình 3.1 So sánh thời gian thực thi lệnh vi xử lý 23 Hình 3.2 Kiến trúc xử lý AVR 25 Hình 3.3 Sơ đồ tổ chức nhớ 26 Trang 87 GVHD: PGS-TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Huỳnh Trung Đức void rtc_hold_off(unsigned char chip) { rtc_get_status(chip); rtc_status&=0xbf; rtc_write(chip,0, rtc_status); } void rtc_hold_on(unsigned char chip) { rtc_get_status(chip); rtc_status|=0x40; rtc_write(chip,0, rtc_status); } unsigned char rtc_read_bcd(unsigned char chip,unsigned char addr) { return bcd2bin(rtc_read(chip,addr)); } void rtc_write_bcd(unsigned char chip,unsigned char addr,unsigned char data) { rtc_write(chip,addr,bin2bcd(data)); } void rtc_write_word(unsigned char chip,unsigned char addr,unsigned data) { rtc_write(chip,addr,(unsigned char) data&0xff); rtc_write(chip,++addr,(unsigned char)(data>>8)); } “Thiết kế chế tạo hộp đen ô tô” Trang 88 GVHD: PGS-TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Huỳnh Trung Đức void rtc_write_date(unsigned char chip,unsigned char addr,unsigned char date, unsigned year) { rtc_write(chip,addr,bin2bcd(date)|(((unsigned char) year&3)6; y1=(rtc_read(chip,0x10)|((unsigned) rtc_read(chip,0x11)AppendMenu(MF_SEPARATOR); pSysMenu->AppendMenu(MF_STRIN G, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu); } } // Set the icon for this dialog The framework does this automatically // when the application's main window is not a dialog SetIcon(m_hIcon, TRUE); SetIcon(m_hIcon, FALSE); // Set big icon // Set small icon m_d1.ClearGraph(); m_d1.SetRange(0,300,-60,60); m_d1.SetXLabel("thoi gian"); m_d1.SetYLabel("m/s^2"); m_d1.SetYGridN umber(6); “Thiết kế chế tạo hộp đen ô tô” Trang 94 GVHD: PGS-TS Đỗ Văn Dũng m_d1.PlotXY(0,0,0); ////////////////////////// m_d2.ClearGraph(); m_d2.SetRange(0,300,0,10000); m_d2.SetYGridN umber(5); m_d2.SetXLabel("thoi gian"); m_d2.SetYLabel("vong/phut"); ////////////////////////////// m_d3.ClearGraph(); m_d3.SetRange(0,300,-10,110); m_d3.SetYGridN umber(6); m_d3.SetXLabel("thoi gian"); m_d3.SetYLabel("%(5V)"); /////////////////////////////// m_d4.ClearGraph(); m_d4.SetRange(0,300,-.1,1.1); m_d4.SetYGridN umber(6); m_d4.SetXLabel("thoi gian"); m_d4.SetYLabel("12v"); // TODO: Add extra initialization here x1=0; x2=0; x3=0; x4=0; x5=0; x6=0; x7=0; nut1=1; nut2=1; nut3=1; nut4=1; nut5=1; “Thiết kế chế tạo hộp đen ô tô” HVTH: Huỳnh Trung Đức Trang 95 GVHD: PGS-TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Huỳnh Trung Đức if (m_com.GetPortOpen()) { m_com.SetPortOpen(0); } m_com.SetPortOpen(1); m_t1="N GAY 23 THAN G 11 N AM 2009"; UpdateData(0); return TRUE; // return TRUE unless you set the focus to a control } void CDothixehoiDlg::OnSysCommand(UIN T nID, LPARAM lParam) { if ((nID & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX) { CAboutDlg dlgAbout; dlgAbout.DoModal(); } else { CDialog::OnSysCommand(nID, lParam); } } // If you add a minimize button to your dialog, you will need the code below // to draw the icon For MFC applications using the document/view model, // this is automatically done for you by the framework void CDothixehoiDlg::OnPaint() { if (IsIconic()) { “Thiết kế chế tạo hộp đen ô tô” Trang 96 GVHD: PGS-TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Huỳnh Trung Đức CPaintDC dc(this); // device context for painting SendMessage(WM_ICON ERASEBKGN D, (WPARAM) dc.GetSafeHdc(), 0); // Center icon in client rectangle int cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON ); int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON ); CRect rect; GetClientRect(&rect); int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2; int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2; // Draw the icon dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon); } else { CDialog::OnPaint(); } } // The system calls this to obtain the cursor to display while the user drags // the minimized window HCURSOR CDothixehoiDlg::OnQueryDragIcon() { return (HCURSOR) m_hIcon; } void CDothixehoiDlg::OnButton2() { // TODO: Add your control notification handler code here } “Thiết kế chế tạo hộp đen ô tô” Trang 97 GVHD: PGS-TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Huỳnh Trung Đức BEGIN _EVEN TSIN K_MAP(CDothixehoiDlg, CDialog) //{{AFX_EVEN TSIN K_MAP(CDothixehoiDlg) ON _EVEN T(CDothixehoiDlg, IDC_MSCOMM1, /* OnComm */, OnCom, VTS_N ON E) //}}AFX_EVEN TSIN K_MAP EN D_EVEN TSIN K_MAP() void CDothixehoiDlg::OnCom() { // TODO: Add your control notification handler code here VARIAN T dulieu; CString kitu; double chu,a1,b1; if (m_com.GetCommEvent()==2) { FILE *OutFile = fopen("data.txt","a"); dulieu=m_com.GetInput(); kitu=dulieu.bstrVal; fprintf(OutFile,"%s\n",kitu); fclose(OutFile); if(kitu[0]=='A') { x1=x1+1; a1=x1/10; chu=(kitu[1]-48)*100+(kitu[2]-48)*10+(kitu[3]-48); b1=(chu-127)*120/256; m_d1.SetElementWidth(1); m_d1.SetElementLineColor(RGB(255,0,0));//red m_d1.PlotXY(a1,b1,0); } “Thiết kế chế tạo hộp đen ô tô” Trang 98 GVHD: PGS-TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Huỳnh Trung Đức if(kitu[4]=='B') { m_d1.AddElement(); x2=x2+1; a1=x2/10; chu=(kitu[5]-48)*100+(kitu[6]-48)*10+(kitu[7]-48); b1=(chu-127)*120/256; m_d1.SetElement(1); m_d1.SetElementWidth(1); m_d1.SetElementLineColor(RGB(0,255,0));//green m_d1.PlotXY(a1,b1,1); } if(kitu[8]=='C') { m_d1.AddElement(); x3=x3+1; a1=x3/10; chu=(kitu[9]-48)*100+(kitu[10]-48)*10+(kitu[11]-48); b1=(chu-127)*120/256; m_d1.SetElement(2); m_d1.SetElementWidth(1); m_d1.SetElementLineColor(RGB(255,255,255));//white m_d1.PlotXY(a1,b1,2); } if(kitu[12]=='D') { x6=x6+1; a1=x6/10; “Thiết kế chế tạo hộp đen ô tô” Trang 99 GVHD: PGS-TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Huỳnh Trung Đức chu=(kitu[13]-48)*100+(kitu[14]-48)*10+(kitu[15]-48); b1=chu*100/256; m_d3.SetElementWidth(3); m_d3.SetElementLineColor(RGB(255,0,0)); m_d3.PlotXY(a1,b1,0); } if(kitu[16]=='E') { x4=x4+1; a1=x4/10; chu=(kitu[17]-48)*100+(kitu[18]-48)*10+(kitu[19]-48); b1=chu*5/0.023704; m_d2.SetElementWidth(1); m_d2.SetElementLineColor(RGB(255,0,0)); m_d2.PlotXY(a1,b1,0); } if(kitu[20]=='F') { m_d2.AddElement(); x5=x5+1; a1=x5/10; chu=(kitu[21]-48)*100+(kitu[22]-48)*10+(kitu[23]-48); b1=chu*10/0.023704; m_d2.SetElement(1); m_d2.SetElementWidth(1); m_d2.SetElementLineColor(RGB(255,255,255)); m_d2.PlotXY(a1,b1,1); } if(kitu[24]=='P') { “Thiết kế chế tạo hộp đen ô tô” Trang 100 GVHD: PGS-TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Huỳnh Trung Đức x7=x7+1; a1=x7/10; chu=(kitu[25]-48)*100+(kitu[26]-48)*10+(kitu[27]-48); b1=chu; m_d4.SetElementWidth(3); m_d4.SetElementLineColor(RGB(255,0,0)); m_d4.PlotXY(a1,b1,0); } } UpdateData(0) ; } void CDothixehoiDlg::OnButton3() { // TODO: Add your control notification handler code here CClientDC dc(this); CPen lpenz(PS_SOLID,2,RGB(255,0,0)); CPen lpeny(PS_SOLID,2,RGB(0,255,0)); CPen lpenx(PS_SOLID,2,RGB(255,255,255)); dc.SelectObject(&lpenx); dc.MoveTo(280,360); dc.LineTo(300,360); dc.TextOut(310,350,"gia toc truc x"); dc.SelectObject(&lpeny); dc.MoveTo(280,380); dc.LineTo(300,380); dc.TextOut(310,370,"gia toc truc y"); dc.SelectObject(&lpenz); dc.MoveTo(280,400); dc.LineTo(300,400); dc.TextOut(310,390,"gia toc truc z"); dc.SelectObject(&lpenz); “Thiết kế chế tạo hộp đen ô tô” Trang 101 GVHD: PGS-TS Đỗ Văn Dũng dc.MoveTo(870,400); dc.LineTo(890,400); dc.TextOut(900,390,"toc dong co"); dc.SelectObject(&lpenx); dc.MoveTo(870,380); dc.LineTo(890,380); dc.TextOut(900,370,"toc xe"); UpdateData(0); } void CDothixehoiDlg::Onsave() { } “Thiết kế chế tạo hộp đen ô tô” HVTH: Huỳnh Trung Đức ... TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỘP ĐEN Ô TÔ II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Giới thiệu luận văn tổng quan thiết bị ghi thông tin xe Nghiên cứu ứng dụng vi điều khiển thiết kế hộp đen Thiết kế, chế tạo hộp đen. .. PGS-TS Đỗ Văn Dũng TS Phan Trung Hiếu, tác giả định chọn đề tài ? ?Thiết kế, chế tạo hộp đen cho ô tô” ? ?Thiết kế, chế tạo hộp đen cho ô tô” Trang: GVHD: PGS-TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Huỳnh Trung Đức 1.2... quan vấn đề nghiên cứu Chương 3: Thiết kế chế tạo hộp đen Chương 4: Thử nghiệm hộp đen ô tô Chương 5: Kết luận đề nghị ? ?Thiết kế, chế tạo hộp đen cho ô tô” Trang: GVHD: PGS-TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Huỳnh