1. CẤU HÌNH RASPBERRYPI 3M ODEL B
4.2. Mô tả hoạt động chức năng từng khối module
a) Module GPS Ublox Neo 6M
_ Module GPS liên tục quét để bắt sóng GPS từ các về tinh không gian gởi về
_ Khi đã bắt được sóng GPS thì đèn vàng trên module sáng lên và bắt đầu gởi tín hiệu về module USB UART CP 2102.
b) Module USB UART CP 2102.
Module có chức năng cầu nối chuyển từ chuẩn giao tiếp UART của module GPS về chuẩn giao tiếp phù hợp với chuẩn giao tiếp của máy tính nhúng Raspberry pi3 là chuẩn giao tiếp USB.
c) Khối máy tính nhúng Raspberry và màn hình cảm ứng.
Có nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu từ module GPS và module zigbee sau đó thể hiện lên màn hình cảm ứng các thông tin về tình trạng kết nối, toạ độ và vận tốc của các xe thành viên trong đoàn xe.
4.2.2. Mô tả hoạt động mạch Router a) Module GPS Ublox Neo 6M
_ Module GPS liên tục quét để bắt sóng GPS từ các về tinh trên trời gởi về.
_ Khi đã bắt được sóng GPS thì đèn vàng trên module sáng lên và bắt đầu gởi tín hiệu về module Arduino.
b) Module zigbee DRF1605
_ Module zigbee DRF1605 liên tục quét đọc dữ liệu từ mạch Coordinator gởi về cũng như dữ liệu từ khối module Arduino gởi tới.
_ Khi Module zibee DRF1605 nhận được dữ liệu từ module Arduino gởi tới nó có nhiệm vụ sẽ gởi dữ liệu đó về zigbee của mạch Coordinator
c) Module Arduino
_ Module Arduino có nhiệm vụ nhận tín hiệu GPS gởi về sau đó xử lý tín hiệu đó và gởi đến module zigbee để gởi về mạch Coordinator.
d) Khối màn hình LCD 1602
_ Nhiệm vụ của màn hình LCD1602 là hiện thị các thông số cần thiết như vị trí và tốc độ xe.
4.3. Thuật toán chương trình
Chương trình thiết kế gồm mạch chính Coordinator và các mạch thành viên Router Mạch Coordinator kết nối sóng vệ tinh GPS để xác định toạ độ và tốc độ của xe máy chủ đồng thời nhận tín hiệu GPS gởi từ các xe thành viên về và hiển thị lên màn hình cảm ứng.
Mạch Router kết nối sóng vệ tinh GPS để xác định toạ độ và vận xe Router đồng thời gởi tín hiệu đó qua song không dây về máy chủ.
4.3.1. Lưu đồ mạch Coordinator
Hình 4.3.: Lưu đồ mạch Coordinator
4.3.2. Lưu đồ mạch Router
4.4. Thiết kế và thi công
4.4.1. Thiết kế và thi công mạch Coordinator
Hình 4.5.: Sơ đồ nguyên lý mạch Coordinator
4.4.2. Thiết kế và thi công mạch Router
4.4.3 Mô hình thực tế mạch Coordinator
Hình 4.7.Mô hình thực tế mạch Coordinator
4.4.4. Mô hình thực tế mạch Router
4.4.5. Thử nghiệm thực tế trên xe
Hình 4.9. Thử Nghiệm thực tế mạch Router
4.5. Kết quả
Sau ba tháng tìm hiểu và thực nghiệm sản phẩm đã hoàn thiện bao gồm 1 mạch Coordinator và 2 mạch Router.
Sau thời gian thử nghiệm thì đánh giá kết quả rất tốt, hệ thống làm việc trong thời gian dài ổn định, gói dữ liệu truyền nhận giữa các thiết bị không bị gián đoạn
4.6. Mô tả hệ thống
Hệ thống gồm 2 mạch chính là
_ Mạch Coordinator được cấu thành từ các module : máy tính nhúng Raspberry pi 3, USB uart 2102CP, Zigbee DRF1605H, GPS Ublox Neo 6M.
_ Mạch Router được cấu thành từ các module: Aduino Uno R3, Màn hình LCD 1602, Zigbee Drf1605H, GPS Ublox Neo 6M.
Phương thức hoạt động mạch Coordinator
_ Khi được cấp nguồn thì máy tính nhúng bắt đầu khởi chạy hệ điều hành Rasbian. _ Sau khi đăng nhập vào giao diện người dùng thì hệ thống bắt đầu quét dò tín hiệu từ mạchRouter đồng thời kết nói với tín hiệu định vị GPS.
_ Trên màn hình hiển thị của mạch Coordinator lúc này hiển thị thông tin về khoảng cách và vận tốc của các xe Router trong hệ thống.
_ Hệ thống bắt đầu nhận dữ liệu từ mạch Router và xử lý thông tín đó để hiển thị lên màn hình.
Phương thức hoạt động của mạch Router.
_ Khi được cấp nguồn thì mạch bắt đầu quét để kết nối với mạch Coordinator, đồng thời kết nối với tín hiệu định vị GPS.
_ Màn LCD sẽ hiển thị thông tin về tốc độ xe.
_ Khi đã kết nối được với mạch Coordinator thì mạch Router bắt đầu gởi thông tin về toạ độ, vận tốc về mạch Coordinator.
Ưu khuyết điểm của hệ thống
Ưu điểm
_ Hệ thống đạt độ bảo mật gần như tuyệt đối.
_ Hệ thống máy chủ ngoài chức năng hiện thị kết nối các xe trong hệ thống còn là một thiết bị giải trí đa phương tiện (nghe nhạc, xem phim, duyệt web) đáp ứng được nhu cầu giả trí cơ bản của hành khác trong những chuyến đi dài.
_ Chất lượng mạch và linh kiện được sản xuất từ hãng lớn nên độ bền và ổn định rất cao bảo đảm mạch hoạt động trong môi trờng khắc nhiệt nhất.
_ Có thề update phần mềm qua kết nối internet. Khuyết điểm
_ Hệ thống còn cồng kềnh.
_ Vùng sai số của module GPS còn lớn ( khoảng 4m), module GPS chỉ trả về giá trị toạ độ và vận tốc chính xác nhất khi xe chạy trên 30km/h.
_ Vì vấn đề kinh phí và thời gian nên hệ thống vẫn chưa hoàn thiện việc cung cấp nguồn điện cho mạch.
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 5.1. Kết luận.
Dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Trọng Thức e đã hoàn thành đề tài và đưa ra sản phẩm hoàn thiện. Sau khoản thời gian thử nghiệm thực tế thì thầy hướng dẫn và em đánh giá là hệ thống hoàn toàn đáp ứng được chỉ tiêu ban đầu đề ra.
Đề tài kết thúc đã mang lại cho em những trải nghiệm rất mới và thực tế. Nâng cao khả năng mài mò tự học hỏi về ngôn ngữ lập trình mới. Trong thời kì mà kĩ thuật công nghệ thay đổi không ngừng thì kĩ năng này vô cùng quan trọng giúp em có thể cập nhật kiến thức của mình không ngừng sáng tạo ra cái mới đáp ứng kĩ nguyên công nghệ 4.0 của thế giới hiện nay.
5.2. Hướng phát triển.
Lĩnh vực kết nối không dây giữa các xe với nhau hay giữa xe với cơ sở hạ tầng giao thông đang được chính phủ các nước cũng như một số hãng xe lớn đầu tư nghiên cứu.Chính vì vậy đây là cơ hội lớn cho các nhóm phát triển nhỏ ở Viêt Nam đi trước đón đầu nghiên cứu phát triển công nghệ ô tô về lĩnh vực này.
Giới hạn của đề tài chỉ kết nối nội bộ với nhau, hướng phát trển sau này có thể thêm chức năng kết nối internet để đưa dữ liệu GPS về server từ đó ta có thể quản lý hệ thống xe từ xa.
Có thể kết hợp thêm bàn phím để các xe có thể trao đổi tin nhắn, tín hiệu với nhau hoặc nếu có xe nào gặp sự cố trên đường thì có thể phát tín hiệu khẩn cấp đến các xe trong cùng hệ thống.
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://arduino.vn [2] https://arduino.cc [3] http://dientuvietnam.net [4] http://hshop.vn [5] http://Raspi.vn [6] https://raspberrypi.org [7] https://raspberrypi.vn/tin-tuc/raspberry-pi-la-gi-gioi-thieu-ve-raspberry-pi-261.pi [8] VK2828U7G5LF Datasheet
[9] DRF1605H zigbee module user guide, http://www.dtkcn.com
[10] U-blox 6 Receiver Description, www.ublox.com
[11] Foundations of Qt Development, Thelin, Johan.
[12] Advanced Qt Programming - Creating great software with C++ and QT 4, Summerfield, Mark.