Hình 2 .19 Khay giữ thẻ nhớ T-Flash
Hình 2.44 Sơ đồ nguyên lý của khối mạch SKY77582
Chương 3. Thiết kế bộđịnh vị
2.8. Chương trình thực hiện trên vi điều khiển
Vềcơ bản thiết bị hoạt động theo quy trình quét của vi điều khiển, theo đó vi điều khiển sẽquét để lấy thông tin từ các bộ phận chức năng nhằm:
- Đọc thông tin về vị trí và tốc độ từ khối GPS
- Đọc thông tin kiểm tra chuyển động bất thường từ khối cảm biến rung. - Nhận dạng thông tin thuê bao từ SIM
Và tuần tự thực hiện các tác vụ sau:
- Gửi thông tin về server qua mạng GPRS qua khối truyền thông RF. - Gửi thông tin về server qua mạng GMS qua khối truyền thông RF. - Lưu dữ liệu vào thẻ nhớ.
Chương trình lập trình vi điều khiển cũng được xây dựng để thực hiện một cách tuần tự các nhiệm vụ trên:
Bắt đầu
Gửi lệnh đọc tọa độ và vận tốc đến module GPS
Gửi tín hiệu ra chân MICN, MICP nối MT3337
Nhận thông tin tọa độ từ GPS
Đọc dữ liệu từ 02 chân U0RXD, U0TXD
Kiểm tra các cảm biến cảnh báo
Cảnh báo qua MIC
Gửi tín hiệu ra chân MICN, MICP
Có
Không
Kiểm tra dung lượng bộ nhớ trong
Kiểm tra dung lượng bộ nhớ ngoài
Ghi đè dữ liệu cũ bộ nhớ ngoài
Ghi thông tin vào bộ nhớ ngoài
Qua các chân SDIO_D(0-3), SDIO_CMD, SDIO_CLK0 nối với
T-FLASH
Ghi thông tin vào bộ nhớ trong
Qua các chân ESMCLK, ESMD0, ESMD1 nối với NOR FLASH
Kiểm tra tình trạng bộ nhớ ngoài
Ghi đè dữ liệu của nhớ trong
Qua các chân ESMCLK, ESMD0, ESMD1 nối với NOR
FLASH Còn Hết Không có bộ nhớ ngoài Có bộ nhớ ngoài Còn Hết
Chương 3. Thiết kế bộđịnh vị
Kiểm tra tình trạng
SIM
Đọc dữ liệu nhận dạng từ
SIM
Qua các chân SIMDA0, SIMCLK0, SIMRST0
Cảnh báo
Gửi tín hiệu ra chân MICN, MICP
Kiểm tra thông tin server gửi
Qua các chân EGSM_RX+ và EGSM_RX- đến BALUN
Đến thời gian gửi
định kỳ Có lệnh gửi từ server
Gửi các thông tin chưa gửi
lên server Qua các chân GSM_RX và DCS_RX đến RF Switch Lặp lại Có SIM Không có SIM Chưa đến Đến Có Không Hình 2.45. Lưuđồchương trình lập trình
Chương 3
ĐÁNH GIÁ THỬ NGHIỆM
3.1. Kết quảđánh giá chung.
Sau quá trình nghiên cứu, đơn vị tác giảđã sản xuất thử nghiệm 20 chiếc với hình ảnh khi thử nghiệm trên phần mềm
Hình 3.1 Hình ảnh giao diện ứng dụng trên website và điện thoại
Đồng thời, tác giả đã tổ chức thực hiện đo kiểm đánh giá sơ bộ chất lượng sản phẩm với các chỉ tiêu:
Bảng 3.1. Các chỉ tiêu tiến hành đo kiểm
TT Nội dung Yêu cầu kỹ thuật
1 Sai số vị trí
≤ 10m tại vị trí thông thoáng không có mây mù,
mưa
2 Sai số vận tốc
≤ 5 km/h với tốc độ 60 km/h tại vị trí thông thoáng không có mây mù,
mưa
Chương 3. Đánh giá thử nghiệm
nhật firmware qua các kết nối trực tiếp thông qua cáp tín hiệu hoặc qua GPRS hoặc thẻ nhớ
Kết quả kiểm tra cả 20 sản phẩm đều đạt yêu cầu và được đưa ra kinh doanh.
Sản phẩm vẽđúng quãng đường đã đi để phục vụ việc KCS
Hình 3.2. Hình ảnh kết quảđo kiểm ghi nhận được trên website
Sai số vị trí được tính bằng khoảng cách giữa điểm mốc và điểm nhận được trên google map.
Sai số vận tốc được tính bằng hiệu giữa vận tốc nhận được trên web và vận tốc đo được trên đồng hồ.
Bảng 3.2. Bảng tổng hợp kết quảđo lường TT Tên sản phẩm Chỉ tiêu Sai số vị trí (m) Sai số vận tốc (m/s) Điện áp hoạt động Cập nhật Firmware 1 Mẫu 01 3,2 1.5 Đạt Đạt 2 Mẫu 02 1,1 2.2 Đạt Đạt 3 Mẫu 03 2,4 1.6 Đạt Đạt 4 Mẫu 04 2,9 3.1 Đạt Đạt 5 Mẫu 05 2,6 2.1 Đạt Đạt
6 Mẫu 06 1,2 1.4 Đạt Đạt 7 Mẫu 07 1,2 2.2 Đạt Đạt 8 Mẫu 08 3,0 2.1 Đạt Đạt 9 Mẫu 09 2,5 3 Đạt Đạt 10 Mẫu 10 2,7 1.1 Đạt Đạt 11 Mẫu 11 2,6 0.8 Đạt Đạt 12 Mẫu 12 2,6 1.3 Đạt Đạt 13 Mẫu 13 3,0 1.7 Đạt Đạt 14 Mẫu 14 2,8 2.1 Đạt Đạt 15 Mẫu 15 1,9 1.6 Đạt Đạt 16 Mẫu 16 2,2 1.5 Đạt Đạt 17 Mẫu 17 2,6 2.1 Đạt Đạt 18 Mẫu 18 2,8 2 Đạt Đạt 19 Mẫu 19 2,5 1.6 Đạt Đạt 20 Mẫu 20 2,7 2.4 Đạt Đạt Giá trị trung bình 2,4 1.87
Việc tính toán sai sốđược dựa trên việc xác định khoảng cách giữa các điểm chuẩn và điểm nhận được từ máy đo trên google map. Theo đó lựa chọn các điểm
đặc biểm như các góc vuông tại các đường giao nhau hoặc góc sân bóng và so sánh với vị trí nhận được trên google map để tính toán kết quả.
Hình 3.3 Biểu đồ sai số vị trí
Đánh giá: Sai số vị trí của sản phẩm luôn nằm trong khoảng 24% sai số cho phép của chỉ tiêu (2,4/10). 3.2 1.1 2.4 2.9 2.6 1.2 1.2 3 2.5 2.7 2.6 2.6 3 2.8 1.9 2.2 2.6 2.8 2.5 2.7 0 2 4 6 8 10 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Gi á t rị s ai số v ị t rí Các mẫu thử
Chương 3. Đánh giá thử nghiệm
Hình 3.4 Biểu đồ sai số vận tốc
Đánh giá: Sai số vị trí của sản phẩm luôn nằm nhỏ hơn 60% sai số cho phép của chỉ tiêu (trong hình trên biểu đạt 5 là mức 100%).
Đi chi tiết vào việc xây dựng bài đo hoàn chỉnh, ta cần xác định cụ thể các nội dung sau:
- Lựa chọn phương tiện đo
- Lựa chọn số mẫu - Xác định bài đo
Tuy nhiên, do hạn chế về nội dung trình bày trong luận văn, tác giả sẽ chỉ tập trung vào việc xây dựng tìm hiểu phương thức lựa chọn phương tiện đo, xác định số
mẫu và xây dựng các bài đo chính.
3.2. Phương án lựa chọn phương tiện đo [3][4][5]
Để lựa chọn phương tiện đo có các yếu tố sau cần xác định:
- Đối tượng đo: Phương tiện đo cần phải có khả năng đo được đối tượng cần xác định trạng thái, giá trị. Ví dụ để đo điện áp dòng điện, ta không thể sử dụng thước kẻ hay để đo điện trở đất không thể dùng máy đo quang hay máy đo sức gió được.
- Khoảng đo: Phương tiện đo cần có khoảng đo lớn hơn giá trị dự kiến của
đối tượng đo. Ví dụ thiết bị DMM có khoảng đo điện áp lớn nhất đến khoảng 500V thì không thể sử dụng đểđiện áp cao hoặc trung thế (giá trị lên đến 10 hay 36 kV) 1.5 2.2 1.6 3.1 2.1 1.4 2.2 2.1 3 1.1 0.8 1.3 1.7 2.1 1.6 1.5 2.1 2 1.6 2.4 0 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Gi á t rị s ai số v ận tốc Các mẫu thử
- Dung sai: Phương tiện đo cần có dung sai phù hợp với yêu cầu xác định giá trị của đối tượng đo. Ví dụ để đo kích thước một cạnh hình hộp với yêu cầu sai số không quá 5 mm, không thể sử dụng phương tiện đo có dung sai ≥ 5 mm.
Trong 03 yếu tố đã nêu trên, so với 02 yếu tố đều khá dễ xác định việc lựa chọn dung sai của phương tiện đo từ dung sai cho phép của bài đo là vấn đề cần
phân tích sâu hơn[5].
Để xác định dung sai phương tiện đo, trước hết ta sử dụng khái niệm TUR (Test Uncertaity Ratio) hay còn gọi là độkhông đảm bảo đo. Với công thức sau
𝑇𝑇𝑈𝑈𝑅𝑅 = DungDungsaicủasaiđốicủatượngPTĐ đo (*)
Việc ước tính sẽ được xác định dựa trên xác suất thống kê. Giả sử phương
tiện đo có dung sai là σ tại giá trịđo μ. Khi đó kết quảđưa ra của phép đo sẽ có giá trịphân bố tuân theo quy luật phân bố chuẩnVới trung bình μ và phương saiσ (hay, độ lệch chuẩn σ2) 𝑓𝑓(𝑥𝑥;𝜇𝜇;𝜎𝜎) = 1 𝜎𝜎√2𝜋𝜋𝑒𝑒𝑥𝑥𝑒𝑒 �− (𝑥𝑥 − 𝜇𝜇)2 2𝜎𝜎2 � Hình 3.5 Phân bố chuẩn
Để đơn giản hóa ta dịch chuyển μ về giá trị 0 và σ = 1 công thức được rút gọn thành
𝑓𝑓(𝑥𝑥) = 1
√2𝜋𝜋𝑒𝑒𝑥𝑥𝑒𝑒 �− 𝑥𝑥2
Chương 3. Đánh giá thử nghiệm
Đểxác định rủi ro cho mỗi lần đo ta đi từ giả thiết. Rủi ro tối đa cho mỗi lần
đo là xác suất xảy ra trường hợp đưa ra nhận định sai khi đánh giá đối tượng bao gồm 2 trường hợp như sau:
- Rủi ro đối tượng không đạt chỉ tiêu nhưng được đánh giá đạt (Phần bôi
đen).
Hình 3.6 Rủi ro đối tượng không đạt chỉ tiêu nhưng được đánh giá đạt
- Rủi ro đối tượng đạt nhưng được đánh giá không đạt (Phần diện tích bôi
đen).
Hình 3.7 Rủi ro đối tượng đạt chỉtiêu nhưng được đánh giá không đạt
Lưu ý: Khái niệm đạt ởđây là trường hợp đối tượng nằm trong khoảng dung sai cho phép SL. Với những máy đo xác định thông số, đạt ở đây được hiểu là không nhận định sai thông số đối tượng, ví dụ cần xác định chính xác đến mức độ
hàng chục 1*101 thì dung sai là ± 5 như vậy vẫn đánh giá đúng giá trị thực tế khi tiến hành làm tròn.
Công thức tính rủi ro đối tượng không đạt chỉ tiêu nhưng đánh giá đạt là:
𝐶𝐶𝑅𝑅 = 𝜋𝜋1.�∫ ∫𝑆𝑆𝑆𝑆∞ −𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇−𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇.(.(𝑒𝑒+𝑆𝑆𝑆𝑆𝑒𝑒−𝑆𝑆𝑆𝑆))𝑒𝑒𝑥𝑥𝑒𝑒 �−�𝑠𝑠2+𝑒𝑒2 2�� 𝑑𝑑𝑑𝑑.𝑑𝑑𝑡𝑡� (1) Công thức tính rủi ro đối tượng đạt nhưng được đánh giá không đạt:
𝑃𝑃𝑅𝑅 = 𝜋𝜋1.�∫ ∫−𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇∞ .(𝑆𝑆𝑆𝑆−𝑒𝑒)𝑒𝑒𝑥𝑥𝑒𝑒 �−�𝑠𝑠2+𝑒𝑒2 2�� 𝑑𝑑𝑑𝑑.𝑑𝑑𝑡𝑡� (2) Từ (1) và (2) Rủi ro cho mỗi lần đo: 𝑇𝑇𝑈𝑈𝑅𝑅 = 1𝜋𝜋.��� �−𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇.(𝑒𝑒−𝑆𝑆𝑆𝑆)𝑒𝑒𝑥𝑥𝑒𝑒 �−(𝑑𝑑2+2 𝑡𝑡2)� 𝑑𝑑𝑑𝑑.𝑑𝑑𝑡𝑡 −𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇.(𝑒𝑒+𝑆𝑆𝑆𝑆) ∞ 𝑆𝑆𝑆𝑆 � +�� � 𝑒𝑒𝑥𝑥𝑒𝑒 �−(𝑑𝑑2+𝑡𝑡2) 2 � 𝑑𝑑𝑑𝑑.𝑑𝑑𝑡𝑡 ∞ 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇.(𝑆𝑆𝑆𝑆−𝑒𝑒) 𝑆𝑆𝑆𝑆 −𝑆𝑆𝑆𝑆 �� Trong đó:
- TUR là tỉ sốđộ không đảm bảo của phép đo đang ước tính. - 𝑆𝑆𝐿𝐿 = 𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝑠𝑠𝑒𝑒𝑠𝑠𝑐𝑐ℎ𝑜𝑜Độ𝑙𝑙ệ𝑐𝑐ℎ𝑝𝑝ℎé𝑐𝑐ℎ𝐷𝐷ẩ𝐷𝐷𝑝𝑝𝑐𝑐ủ𝑒𝑒đố𝑠𝑠𝑒𝑒ượ𝐷𝐷𝐷𝐷.
- s và t là các biến tham số tính toán.
Từ kết quả tính toán trên ta có thể lựa chọn TUR = 4:1 là phù hợp, căn cứ theo khuyến cáo nêu trong tài liệu đi kèm[2],[4],[5].
3.3. Phương án xác định sốlượng mẫu[2]
Theo quy định của Việt Nam các phương tiện đo lường phải được đo kiểm 100% mẫu thử, tuy nhiên sản phẩm này được sản xuất với mục đích thiết bị chống trộm, việc giám sát vị trí là một chức năng hỗ trợnên không tính theo quy định này.
Vì vậy ta cần xác định sốlượng mẫu vừa phải đểđảm bảo cân bằng giữa việc
đánh giá đúng chất lượng thiết bị và nguồn nhân, vật lực bỏ ra trong việc đo lường,
đánh giá.
Rõ ràng việc chỉ đo một hoặc hai mẫu rồi đi đến kết luận về chất lượng của sản phẩm là không chính xác. Về cơ bản phải xác định số lượng mẫu đủ lớn để có cái nhìn tổng quan về chất lượng sản phẩm.
Nhiều cơ sở sản xuất đang áp dụng tiêu chuẩn AQL nhưng đây là cách áp
dụng sai. AQL (Acceptance quality limit) được đề cập trong ISO 2859 là phương
thức thống nhất về việc đo kiểm giữa bên bán và bên mua hàng. Bản chất của việc
đo lường ởđây là xác định tỉ lệ lỗi của sản phẩm có vượt quá mức quy định của hợp
Chương 3. Đánh giá thử nghiệm
tiêu kỹ thuật của sản phẩm. Do đó đứng trên góc độ nhà sản xuất cần kiểm tra tính
đồng đều của sản phẩm thì phương án lấy mẫu trên là không phù hợp.
Vềcơ bản, khi thực hiện lấy mẫu xác suất để đánh giá sản phẩm, không thể có được giá trị với độ tin cậy 100%. Vì vậy khi tiến hành lấy mẫu, ta đã phải chấp nhận một mức độ tin cậy nhất định của kết quả.
Đểxác định độ tin cậy trên, ta sẽ sử dụng phân phối chuẩn tương tựnhư mục 4. Giả sửđối tượng đo có giá trịtrung bình là 0 và độ lệch chuẩn là 1 (việc tính toán chứng minh tương tự cho giá trị X và σ bất kỳ). Khi đó ta có thểtính được xác suất giá trị đối tượng nằm trong khoảng giá trị 0 ± e ứng với từng giá trị e tương tự như
công thức đã nêu ở mục 4.2
Ta có công thức xác định giá trị của đối tượng:
𝑥𝑥 = 0 ±𝑒𝑒 = 0 ±𝑍𝑍.𝜎𝜎 Với sốlượng sản phẩm và số mẫu giới hạn, ta sử dụng hệ số hiệu chỉnh và có sai số 𝜎𝜎′ = 𝜎𝜎 √𝑡𝑡�𝑁𝑁 − 𝑡𝑡𝑁𝑁 −1 Trong đó: - N là tổng số sản phẩm - n là số mẫu - σ là độ lệch chuẩn
Như vậy công thức tính sai số của phép đo:
𝑒𝑒=𝑍𝑍. 𝜎𝜎 √𝑡𝑡�𝑁𝑁 − 𝑡𝑡𝑁𝑁 −1 Trong đó: - e là sai số - N là tổng số sản phẩm - n là số mẫu - σ là độ lệch chuẩn
- Z là tỉ sốe/σ tương ứng với độ tin cậy kết quả
Để tính toán số lượng mẫu với sai sốvà độ tin cậy đã được lựa chọn ta thực hiện tính như sau
𝑡𝑡0 =𝑍𝑍2𝑒𝑒.2𝜎𝜎2
𝑡𝑡 = 𝑡𝑡 𝑡𝑡0.𝑁𝑁 0+ (𝑁𝑁 −1)
Từ kết quả mục 4.2, trong trường hợp xác định lần đầu chưa có giá trị độ
lệch chuẩn xác định độ lệch chuẩn theo công thức:
- Với trường hợp mục đích việc đo kiểm đánh giá giá trị của đối tượng nằm trong khoảng cho phép (chỉ tiêu có cận trên và cận dưới), chọn
𝜎𝜎 = Dung sai c4ủa chỉ tiêu
- Với trường hợp mục đích việc đo kiểm để xác định chính xác tỉ lệ xác suất, chọn
𝜎𝜎 = Đơn vị nhỏ nhất cần xác 4 định chính xác
3.4. Xây dựng bài đo
Có thểphân chia các bài đo thành các nội dung chính sau: - Kiểm tra kiểu dáng: Đo kiểm kiểu dáng, kích cỡ...
- Kiểm tra thông số kỹ thuật: Đo đạc các thông số kỹ thuật, tính năng của sản phẩm.
- Kiểm tra môi trường hoạt động: Các bài đo trong tủmôi trường... - Kiểm tra tính năng tương tác người dùng.
Đối với các bài đo kiểm tra kiểu dáng: Thực hiện bằng quan sát ngoại quan hoặc các dụng cụ hỗ trợđo kích thước, kính hiển vi phóng to rò nứt vỡ.
3.4.1. Xây dựng bài đo kiểm tra thông số kỹ thuật.
Với các tính năng dạng On/off như có cảnh báo, có thể kiểm tra bằng chế tạo các bảng mạch để giả lập tín hiệu từ cảm biến kết nối đến thiết bị ví dụ:
Chương 3. Đánh giá thử nghiệm
Hình 3.8 Bộ mẫu để thửtính năng cảnh báo Các chỉ tiêu kỹ thuật cần đo gồm có: Các chỉ tiêu kỹ thuật cần đo gồm có:
- Sai số vị trí. - Sai số vận tốc. - Điện áp hoạt động. - Cập nhật Firmware.
1. Đối với sai số vị trị nếu với trường hợp có máy đo chuẩn
- Chuẩn bị 01 thiết bị định vị GPS chuẩn để làm mẫu quy chiếu với sai số ≤ 2,5 m và có chững nhận kiểm định.
- Lựa chọn vị trí thông thoáng, xung quanh không có tòa nhà cao tầng (vị trí đo đến đỉnh tòa nhà cao tầng gần nhất so với mặt đất không quá 45o) - Dùng thiết bị GPS chuẩn đo đạc và ghi lại ví trí gửi ra của thiết bị
- Dùng sản phẩm cần kiểm tra đo đạc và ghi lại vị trí gửi ra của thiết bị. - Kiểm tra sai số của 2 kết quả gửi ra bởi thiết bị, nếu giá trị sai lệch ≤ 10
m sản phẩm đạt yêu cầu.
Để kiểm tra sai số của kết quả có thể tính toán trực tiếp qua công thức toán học hoặc nhập vị trí lên google map và dùng google để đo khoảng cách giữa 2 vị trí với nhau.
- Lựa chọn quãng đường thông thoáng ít phương tiện giao thông đi lại. Đối với đơn vị sản xuất có khuôn viên lớn lựa chọn quãng đường bao xung quanh công ty có vạch kẻrõ ràng đểđịnh tuyến.
- Lựa chọn xe có hạn kiểm định, sai số vận tốc đo được bằng đồng hồ trên