Hình 4.2 :Đ on Code đo thi gian thực hiện chơ ng trình
B ngă3.1: Thông số card giao tiếp NI 6008
Thôngăs ăchung
Chuẩn kết nối USB
H tr hệ điều hành Windows, Linux, Mac OS, Pocket PC
Kiểu đo Điện áp, xung
Họ DAQ B Series Đ cătínăhi uăAnalog Số kênh 8 SE/4 DI Tốc đ lấy mẫu 48 kS/s Đ phân gi i 14 bits Trích mẫu đồng th i Không
Ng ỡng điện áp giới h n lớn nhất -10 tới 10 V Đ chính xác 138 mV Ng ỡng điện áp nhỏ nhất -1..1 V Đ chính xác 37.5 mV Số giới h n 8 B nhớ tích h p On-Board 512 B
Xuấttínăhi u Analog
Số kênh 2 Tốc đ cập nhật 150 S/s Đ phân gi i 12 bits Ng ỡng điện áp giới h n lớn nhất 0..5 V Đ chính xác 7 mV Ng ỡng điện áp giới h n nhỏ nhất 0..5 V Đ chính xác 7 mV
Tín hiệu điều khiển dòng điện (Kênh/Tổng) 5 mA/10 mA
Cácăchơnăxuất/nh pătínăhi uăs
Số kênh 12 DIO
Timing Phần mềm
Logic Levels TTL
Ng ỡng điện áp giới vào h n lớn nhất 0..5 V Ng ỡng điện áp ra giới h n lớn nhất 0..5 V
B lọc vào lập trình đ c No
Dòng điện (Kênh/Tổng) 8.5 mA/102 mA
B ăđ măvƠăb ăhẹn (đ nh)ăgi
Số b đếm/hẹn gi 1 Đ phân gi i 32 bits Tần số nguồn lớn nhất 5 MHz Đ r ng xung vào nhỏ nhất 100 ns Mức logic TTL Ng ỡng cực đ i 0..5 V Đ ổn định 50 ppm
Cho phép thực hiện nhớ t m (đêm) Yes
Tác đ ng (Triggering) Digital
Kíchăth c card NI 6008
Dài 8.51 cm
R ng 8.18 cm
Các thiết bị trên đ c gắn lên xe mô hình để thực nghiệm nh hình sau:
Hình 3.5:Mô hình thiết bị gắn trên xe
3.1.4. L p trình h th ng
Lập trình phần mềm điều khiển trên máy client: máy client gắn trên xe có nhiệm v thu thập và xử lý tín hiệu vệ tinh GPS. Tín hiệu GPS đ c thu từ b thu Microsoft Pharos GPS-360kết nối với laptop client qua cổng COM theo chuẩn giao tiếp RS232 với tốc đ truyền thiết bị là 4800 tín hiệu trên 1 giây. Từ d ng mư định vị sang các thông số cần thiết nh kinh đ , vĩ đ , vận tốc.
Chức năng các mư code lập trình đ c thể hiện nh các hình d ới đây:
Hình 3.6:Đo n code lập trình thu thập và xử lý tín hiệu GPS
Màn hình hiển thị
Máy tính client
Đèn c nh báo
Đo n code trên hình 3.6 có chức năng táchtín hiệu GPS cần thiết chủ yếu đo n mư chính quan trọng là mư GPRMC. Từ đó khối xử lí trên máy client nhận đ c thông số vận tốc, kinh đ , vĩ đ .Dữ liệu GPS đ c thu thập bằng hệ thống định vị GPS, thông qua thiết lập VISA configure Serial Port và dữ liệu đ c chuyển tới VISA Read có chức năng đọc dữ liệu từ port kết nối VISA.Sử d ng công c Match Pattern trong phần mềm LabVIEW để xử lý tách các giá trị từ b n tin của mư tín hiệu GPRMC. Sau đó dữ liệu đ c chuyển thành d ng m ng thông qua công c Spreadsheet String To Array và chuyển thành d ng bó thông qua công c Array To Cluster. Dựa vào thứ tự của kinh đ và vĩ đ , vận tốc trong b n tin của GPS, ta có thể tách chính xác các giá trị của kinh đ và vĩ đ , vận tốc.
Hình 3.7: Đo n Code lập trình nhận d ng tuyến đ ng và hiển thị c nh báo Chức năng chính của đo n Code trên hình 3.7 là dùng thuật toán so sánh vị trí xe với vị trí tuyến đ ng có vận tốc giới h n, các tuyến đ ng này gồm các tọa đ đ c xác định sẵn và đ c cập nhật từ máy chủ server. Vị trí của xe nếu đ c xác định nằm trong vùng giới h n tốc đ nào thì sẽ hiển thị t ơng ứng với vùng tốc đ đó. Nếu v t quá tốc đ thì sẽ c nh báo trên màn hình hiển thị và kèm theo âm thanh, hình nh.Các giá trị kinh đ , vĩ đ của xe sẽ đ c so sánh với giá trị trong m ng arraygồm tọa đ con đ ng đ c tham chiếu từ b n đồ số google map thông
qua công c Point In Polygon. Sau khi xác định tọa đ của xe so với miền giá trị của m ng dữ liệu tuyến đ ng thì lúc này giá trị xuất ra sẽ đ c xử lý qua 2 công c Number To Hexadecimal string và Hexadecimal string to number. Kết qu ra đ c có d ng số tr ng thái 0,1,2 t ơng ứng với giá trị bên trong, biên, bên ngoài đa giác.Với việc chỉ nhận giá trị biên và bên trong ta so sánh giá trị đó với 2 nếu nhỏ hơn thì đúng và ta chọn giá trị vận tốc giới h n t ơng ứng thông quacông c Select. Từ đó xuất giá trị tốc đ giới h n lên giao diện c nh báo.
Hình 3.8:Đo n codelập trình hiển thị c nh báo với hình nh và âm thanh Chức năng của đo n code c nh báo trên hình 3.8 là khi nhận đ c tín hiệu quá tốc đ từ biến n i b sẽ t o 1 m ng bằng công c Build Array gồm các giá trị quá tốc d ng boolean. Các gía trị này đ c viết d ới d ng Property node sẽ đ c truyền vào công c DAQ Assistant của card NI 6008 để điều khiển c nh báo bằng đèn và âm thanh t ơng ứng m i lần v t tốc.
Hình 3.9:Đo n code lập trình này l u trữ thông tin vận tốc hiện t i, tọa đ của xe Đo n code trong hình 3.9 có chức năng l u trữ và truyền các thông số về vị trí và tốc đ v t quá của xe về máy chủ server để biết đ c tình tr ng hiện t i của
xe. Thông qua công c Write To Measurement Files sau đó ghi ra b ng bằng công c Build Table.
Hình 3.10:Đo n codelập trình truyền nhận dữ liệu với máy server qua giao thức TCP/IP
Đo n code lập trình trên hình 3.10 có chức năng là truyền dữ liệu giữa máy client và máy server đ c thực hiện thông qua giao thức TCP/IP với hàm lập trình truyền dẫn nh hình 3.10. Từ hình này gồm có 2 hàm là hàm truyền và hàm nhận dữ liệu. Việc nhận dữ liệu sẽ thông qua công c TCP Listen và dữ liệu kinh đ , vĩ đ , vận tốc xe đ c đ a vào 1 m ng bằng công c Build Array đ c t o ra nh công c Type cast. Sau đó giá trị đ c đ a đến công c TCP Write truyền đến máy server. Hàm truyền dẫn ngắt khi kết nối b i công c TCP Close Connection.
Thiết lập m t kết nối TCP/IP với máy server thông qua công c TCP Open Conection, trong đó địa chỉ IP là của máy tính gắn trên xe khi kết nối vào m ng port 2055 là port đ c thiết lập gửi t i máy tính trên xe. Sau khi m m t kết nối TCP, dữ liệu gửi về sẽ đ c đọc và xuất ra m t chu i data string thông qua công c TCP Read.Từ chu i dữ liệu này sẽ đ c chuyển thành d ng m ng thông qua công c Type Cast và sau đó đ c tách ra từng dữ liệu riêng lẻ gồm kinh đ và vĩ đ bằng công c Index Array.
Giao diện hiển thị đ c đơn gi n hóa nhằm m c đích hiển thị trực quan thông tin c nh báo, tránh gây mất tập trung cho ng i điều khiển ph ơng tiện khi tham gia giao thông.
Hình 3.11: Giao diện hiển thị c nh báo sau khi lập trình
1.Đúng tốc đ quy định, 2. V t quá tốc đ quy định.
- Lập trình phần mềm điều khiển trên máy server: máy server đ c lập trình nhúng b n đồ google để hiển thị vị trí di chuyển của xe, cùng với đó là thông số vận tốc hiện t i, số lần v t quá tốc đ giới h n ph c v cho việc kiểm tra cǜng nh ph c v cho công tác qu n lý giao thông.Đồng th i máy chủ còn có chức năng l u trữ thông số các vùng giới h n tốc đ để cập nhật cho máy client qua m ng 3G.
Hình 3.12:Đo n code lập trình nhúng b n đồ theo dõi vị trí xe trên máy serverĐể lập trình hiển thị ứng d ng google map trên phần mềm LabVIEW cần t o Để lập trình hiển thị ứng d ng google map trên phần mềm LabVIEW cần t o d ng ứng d ng google map tĩnh bằng cách đăng kí với máy chủ của google sau đó
ta nhận đ c thông tin b n đồ để nhúng vào phần mềm LabVIEW. Đầu tiên ta cần m t mư b o mật đ c cấp b i máy chủ google.Sau khi đ c cấp quyền truy cập ứng d ng google map tĩnh thì việc hiển thị map lên ch ơng trình LabVIEW bằng cách nhúng đ ng dẫn của ứng d ng google map có d ng :
http://maps.googleapi.com/maps/api/staticmap?center.
Từ đ ng dẫn này hàm lập trình trên LabVIEW sẽ hiển thị và sử d ng đ c nguồn tài nguyên cần thiết cho việc hiển thị, cập nhật b n đồ.
Công c kh i t o ứng d ng Webrowser đ c tách và t o thu c tính thông qua công c Invoke Node, nguồn dữ liệu web đ c lấy từ đ ng dẫn d ới d ng cấu trúc string sau đó qua công c Concatenate string để g p nhiều d ng String thành 1 kiểu String trích xuất thành 1 chu i đ ng dẫn và kết thúc ứng d ng bằng công c Close Reference.
Hình 3.13:Đo n code lập trình nhận và truyền dữ liệu với máy client qua giao thức TCP/IP
Đo n codetrên hình 3.13 có chức năng lập trình truyền nhận trên máy server t ơng tự nh trên máy client. Đo n code này có 2 đo n mư truyền (1) và đo n mư nhận (2). Máy server sẽ nhận giá trị kinh đ , vĩ đ , vận tốc, vận tốc giới h n bằng
1
1
2
công c Index Array. Công c này tách các phần tử ra khỏi m ng đ c gửi từ máy client lên. Sau đó các giá trị này sẽ đ c ghi l i trên b ng dữ liệu bằng công c Build Table.
Giao diện máy server đ c lập trình nh hình 3.14 với b ng thống kê về tình tr ng của xe theo th i gian và vị trí thực của ph ơng tiện khi di chuyển trên đ ng. Từ đóph c v cho công tác giám sát.
Hình 3.14: Giao diện qu n lý trên máy server
1.B ng qu n lý tốc đ v t quá, 2. Vị trí của xe trên b ng đồ.
CH NGă4
K T QU TH C NGHI M 4.1. M cătiêuăth cănghi m
Sau quá trình nghiên cứu và thiết kế hoàn chỉnh hệ thống, tác gi tiến hành lắp đặt hệ thống lên các xe máy thử nghiệm và tiến hành thử nghiệm để kiểm nghiệm những n i dung sau:
- M c tiêu thứ nhất là kiểm nghiệm mức đ ho t đ ng ổn định của hệ thống khi lắp trên xe. Việc kiểm nghiệm mức đ ho t đ ng ổn định này sẽ cho ta thấy kh năng đáp ứng cǜng nh tính kh thi của hệ thống khi đ a vào thực tế.
- M c tiêu thứ hai là kiểm nghiệm tính hiệu qu hệ thống c nh báo tốc đ an toàn chủ đ ng. Kiểm tra tính hiệu qu nhằm đánh giá l i quá trình thiết kế và thi công hệ thống xem đư đ t đ c yêu cầu đặt ra hay ch a, cần sửa chữa, bổ sung những yếu tố nào để hệ thống mang l i hiệu qu cao nhất cho ng i sử d ng. Qua đó sẽ giúp chúng ta thấy đ c vai trò của việc thiết kế và lắp đặt những hệ thống an toàn chủ đ ng trên xe máy.
4.2. K chăb năth cănghi m
Do điều kiện h n chế nên tác gi chỉ tiến hành thực nghiệm trên m t số tuyến đ ng quận Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh.
B thiết bị thử nghiệm cǜng chỉ lắp trên m t xe máy và vị trí lắp ch a thật sự đem l i sự tiện d ng cho ng i điều khiển. Tuy nhiên toàn b các chi tiết của hệ thống đều đ c lắp đặt hoàn chỉnh theo đúng thiết kế.
4.2.1. Tuy năđ ng th c nghi m
Tuyến đ ng thực nghiệm đ c chọn có l trình nh hình 4.1. Điểm bắt đầu từ đ ng Công Lý với tốc đ quy định là 20 km/h, đến đ ng Hồng Đức, Bác Ái đều vận tốc 20 km/h. Sau đó đến đ ng Võ Văn Ngân là 30 km/h và xa l Hà N i với vận tốc 50 km/h.Và về l i Nguyễn Văn Bá, Đặng Văn Bi tốc đ 40 km/h, l trình kết thúc t i đầu đ ng Công Lý.
Hình 4.1: Tuyến đ ng thựcnghiệm
Tổng chiều dài tuyến đ ng thực nghiệm là 6,561 km, gồm các đ ng chiều r ng 5m nh đ ng Công Lý, Hồng Đức, Bác Ái, Nguyễn Văn Bá và đ ng chiều r ng 7,5 m đ ng Võ Văn Ngân, Đăng Văn Bi. Chiều r ng đ ng Xa L Hà N i là 45m.
Trên tuyến đ ng thực nghiệm đư đ c đánh dấu các vị trí giới h n tốc đ với các kho ng cách khác nhau, bao gồm vị trí bắt đầu có giới h n tốc đ và vị trí kết thúc việc giới h n tốc đ . Các tọa đ giới h n tốc đ này đ c cập nhật trên hệ
thống máy Server thông qua b n đồ Google Map.Tọa đ các tuyến đ ng đ c chọn tham kh o có giá trị nh b ng sau:
B ng 4.1: Tọa đ điểm các con đ ng trên tuyến đ ng chọn thựcnghiệm
STT Tên tuyến đ ng Vĩ đ Kinh đ Tốc đ giới h n
1 Công Lý Hồng Đức-Bác Ái 10,841440922 106,764611006 20 km/h 10,841282862 106,764771938 10,843158504 106,765839458 10,843664293 106,764927506 10,849717889 106,768218577 10,849736329 106,768140793 10,843622144 106,764745116 10,843116354 106,765635609 2 Võ Văn Ngân 10,850355380 106,758892536 30 Km/h 10,850334306 106,761891245 10,850692565 106,762872934 10,850228936 106,767035722 10,849633593 106,767733097 10,849480806 106,771874427 10,849301676 106,773076057 10,849695 106,77321 10,849849603 106,771960258 10,849944436 106,767851114 10,850555584 106,767132282 10,850998139 106,762840747 10,850608269 106,761853694 10,850946 106,758797 3 Xa l Hà N i 10,82690667 106,761335 50 Km/h 10,827665 106,7613 10,845409 106,771134
10,849061667 106,773631667 10,848625 106,774158333 10,845085 106,771663 4 Nguyễn Văn Bá, Đặng Văn Bi 10,826760 106,760616 40 km/h 10,826771 106,760326 10,838175 106,766797 10,838117 106,766947 10,838336 106,766800 10,840533 106,765627 10,841209 106,764618 10,841267 106,764733 10,840443 106,765943 10,838317 106,766916
Diện tích và chiều dài các con đ ng lựa chọn thực nghiệm nh sau:
Các tuyến đ ng đ c lựa chọn thực nghiệm cǜng có các điểm khác biệt nhau về mối liên hệ xung quanh nh : đo n đ ng có nhiều cây xanh che phủ hai bên, đo n đ ng có nhiều nhà cao tầng và đo n đ ng thông thoáng không bị che phủ.
Các tuyến đ ng thử nghiệm đ c chọn có vận tốc giới h n thay đổi từ thấp đến cao thay đổi liên t c nhằm m c đích thử nghiệm mức đ đáp ứng của hệ thống khi thay đổi tốc đ giới h n giữa các tuyến đ ng.
4.2.2. Đi uăki năth cănghi m
Việc thực nghiệm đ c tiến hành trong những điều kiện khác nhau để đ m b o thực hiện đ c hai m c tiêu đặt ra ban đầu là tính ổn định và tính hiệu qu của hệ thống. Các điều kiện thực nghiệm bao gồm:
- Các chi tiết trong hệ thống ph i đ c lắp đặt hoàn chỉnh và đ c kh i đ ng ch y ch ơng trình tr ớc khi thực nghiệm.
- Th i gian thực nghiệm đ c tiến hành vào các th i điểm khác nhau trong ngày. C thể là vào buổi sáng th i gian từ 6h00 đến 7h00, vào buổi tr a từ 11h30 đến 12h30, và vào buổi tối từ 21h30 đến 22h30.
- Các đo n đ ng đ c chọn để thực nghiệm ph i đ m b o các yếu tố bao gồm đo n đ ng ngoài tr i thông thoáng, đo n đ ng có nhiều cây xanh hai bên và đo n đ ng có nhiều nhà cao tầng
- Tiến hành ch y và tăng tốc để v t quá tốc đ quy định qua đó thử nghiệm th i gian đáp ứng c nh báo.
- Ph ơng tiện thực nghiệm ph i ho t đ ng ổn định, đáp ứng đ c các tốc đ yêu cầu.
4.3. K tăqu ăth cănghi m
Sau khi tiến hành thử nghiệm nhiều lần trên các đo n đ ng và th i gian khác nhau, tác gi đư thu đ c những kết qu nh sau:
- Trong quá trình xe máy di chuyển, các thiết bị trong hệ thống không bị nh h ng và vẫn ho t đ ng bình th ng.
- Hệ thống máy tính client đáp ứng đ c việc thu thập dữ liệu từ b thu nhận tín hiệu GPS, phần mềm LabVIEW đư xử lý, tính toán đ c tốc đ di chuyển của ph ơng tiện thực nghiệm.
- Vị trí tức th i của ph ơng tiện (kinh đ và vĩ đ ) đ c cập nhật liên t c và chính xác, th i gian đáp ứng t ơng đối nhanh.
- Khi di chuyển trong vùng giới h n tốc đ , hệ thống hiển thị thông tin c nh