3. Họ và tên giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Trường Thịnh
5.4.3.2. Xây dựng thuật toán tính khoảng cách
Điểm mốc
Điểm mốc được lấy như trên hình vẽ, được coi là điểm xuất phát của xe. Con đường được chia ra thành nhiều đoạn bằng nhau,mỗi đoạn cách nhau 10m. Tọa độ của mỗi đoạn được đi lấy thực tế bằng module GPS.Chiều dài bus đi được tính từ mốc bằng chiều dài của số đoạn bus đã đi qua nhân cho 10.
Latitude, longitude là vị trí thực của xe buýt gửi về qua module sim548. Dùng hàm tính khoảng cách từ vị trí thực của xe tới tọa độ của con đường. Khoảng cách được so sánh nếu nhỏ hơn 5m thì sẽ lấy tọa độ đang xét là tọa độ của xe buýt.
Công thức tính khoảng cách hai điểm theo kinh độ và vĩ độ:
Dist=6378000*acos(sin(latA)*sin(latB)+cos(latA)*cos(latB)*cos(lonB-lonA)) Dist: là khoảng cách giữa hai điểm.
latA,lonA: Vĩ độ, kinh độ của điểm A. latB,lonB: Vĩ độ, kinh độ của điểm B.
102
CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 6.1. Thực nghiệm đánh giá sai số của hệ thống
Tiến hành thực nghiệm đánh giá sai số nhận tín hiệu định vị GPS từ module hệ thống. Ta tiến hành lấy tọa độ và kiểm tra tại 7 điểm: điểm 1, điểm 2, điểm 3,điểm 4, điểm 5, điểm 6, điểm 7. Tại mỗi điểm ta thực hiện lấy toạ độ 10 lần, các điểm lần lượt cách nhau 40m và điểm 1 cách điểm gốc 40m. Tiến hành đo và tính toán quy đổi ta thu được các kết quả
Bảng 6.1 Kết quả thống kê đo được khoảng cách của điểm 1 so với điểm gốc từ thực tế
STT Khoảng cách thực tế (m) Khoảng cách đo được từ mạch (m) Sai số (m)
1 40 42.05 2.05 2 40 38.22 1.78 3 40 38.32 1.68 4 40 37.71 2.29 5 40 39.02 0.98 6 40 37.95 2.05 7 40 36.08 3.92 8 40 37.95 2.05 9 40 34.78 5.22 10 40 35.33 4.67
103
Bảng 6.2 Kết quả thống kê đo được khoảng cách của điểm 2 so với điểm 1 từ thực tế
STT Khoảng cách thực tế (m) Khoảng cách đo được từ mạch (m) Sai số (m)
1 80 80.30 0.3 2 80 81.37 1.37 3 80 81.30 1.3 4 80 80.93 0.93 5 80 81.14 1.14 6 80 81.37 1.37 7 80 81.59 1.59 8 80 81.85 1.85 9 80 82.08 2.08 10 80 82.32 2.32
Bảng 6.3 Kết quả thống kê đo được khoảng cách của điểm 3 so với điểm 1 từ thực tế
STT Khoảng cách thực tế (m) Khoảng cách đo được từ mạch (m) Sai số (m)
1 120 117.66 2.34
2 120 117.61 2.39
3 120 118.51 1.49
104 5 120 117.83 2.17 6 120 114.63 5.37 7 120 112.05 7.95 8 120 113.34 6.66 9 120 117.82 2.18 10 120 123.35 3.35
Bảng 6.4 Kết quả thống kê đo được khoảng cách của điểm 4 so với điểm 3 từ thực tế
STT Khoảng cách thực tế (m) Khoảng cách đo được từ mạch (m) Sai số (m)
1 160 157.45 2.55 2 160 160.76 0.76 3 160 161.45 1.45 4 160 161.93 1.93 5 160 161.75 1.75 6 160 161.38 1.38 7 160 161.60 1.6 8 160 162.49 2.49 9 160 162.80 2.8 10 160 162.75 2.75
105
Bảng 6.5 Kết quả thống kê đo được khoảng cách của điểm 5 so với điểm 4 từ thực tế
STT Khoảng cách thực tế (m) Khoảng cách đo được từ mạch (m) Sai số (m)
1 200 205.97 5.97 2 200 205.65 5.65 3 200 203.49 3.49 4 200 200.17 0.17 5 200 200.02 0.02 6 200 202.55 2.55 7 200 200.76 0.76 8 200 204.04 4.04 9 200 205.88 5.88 10 200 208.73 8.73
Bảng 6.6 Kết quả thống kê đo được khoảng cách của điểm 6 so với điểm 5 từ thực tế
STT Khoảng cách thực tế (m) Khoảng cách đo được từ mạch (m) Sai số (m)
1 40 39.38 0.62
2 40 38.46 1.54
3 40 37.63 2.37
4 40 35.16 4.84
106 6 40 39.05 0.95 7 40 35.89 4.11 8 40 36.13 3.87 9 40 37.64 2.36 10 40 36.76 3.24
Bảng 6.7 Kết quả thống kê đo được khoảng cách của điểm 7 so với điểm gốc từ thực tế
STT Khoảng cách thực tế (m) Khoảng cách đo được từ mạch (m) Sai số (m)
1 80 84.89 4.89 2 80 84.503 4.503 3 80 84.78 4.78 4 80 84.66 4.66 5 80 80.35 0.35 6 80 82.12 2.12 7 80 78.087 1.913 8 80 83.46 3.46 9 80 74.69 5.31 10 80 86.15 6.15
Từ bảng trên ta thấy sai số trung bình của mạch phần cứng: 2.92m
So với chiều dài của xe buýt thì sai số của hệ thống trên hoàn toàn chấp nhận được.
107
6.2. Thực nghiệm đánh giá tính ổn định của hệ thống
Tiến hành thực nghiệm đánh giá độ ổn định của hệ thống trong điều kiện chung: xe di chuyển với vận tốc 5km/h, quãng đường 820m và các điều kiện thời tiết khác nhau, ta thu được biểu đồ thể hiện mối liên quan đến thời tiết của hệ thống.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 lần 1 lần 2 lần 3 lần 4 lần 5 lần 6 lần 7 lần 8 lần 9 lần 10 số lần thử s ố l ầ n t ín h t o án đ ượ c
thời tiết tốt thời tiết xấu
Hình 6.1 Biểu đồ tính ổn định của hệ thống
Dựa trên số lần mạch phần cứng kết nối và truyền dữ liệu kinh độ và vĩ độ về phần mềm server ta rút ra nhận xét: khi thời tiết tốt ( trời nắng, ít mây…) hệ thống hoạt động ổn định truyền nhận dữ liệu dễ dàng, số lần truyền dữ liệu là liên tục và hầu như tuyệt đối. Do đó hệ thóng sẽ hoạt động tốt trong điều kiện thời tiết ít mây, trời nắng đẹp
Nguyên nhân: Khi thời tiết xấu số vệ tinh GPS mà thiết bị thu GPS nhìn thấy sẽ ít, từ đó tọa độ nhận được thiếu chính xác bị lệch, khoảng giá trị này rơi ra ngoài khoảng sai số cho phép của việc tính toán của phần mềm. Do đó server sẽ không tính toán được khoảng cách thực tế, số lần tính toán được sẽ ít hơn, không gửi được các thông báo và lệnh điều khiển thường xuyên về module.
108
CHƯƠNG 7: CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC, KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
7.1. Các kết quả đạt được
7.1.1. Thiết kế chế tạo thành công mạch phần cứng, hiển thị các thông số.
Hình 7.1 Mạch sản phẩm hoạt động
Hoàn thiện mạch module GPS và GPRS, thu thập dữ liệu GPS, hiển thị chính xác các thông tin vị trí. Nhận tín hiệu mạng GSM và kết nối GPRS.
109
7.1.2. Xây dựng phần mềm server có chức năng giám sát và quản lý
Hình 7.2 Giao diện phần mềm server.
Các chức năng:
- Cơ chế trả lời và phúc đáp kết nối. Thực hiện kết nối với các client. - Quản lý các kết nối với các user.
- Trao đổi dữ liệu hai chiều giữa server và user
- Mô tả các kết nối của hệ thống, thông tin về địa chỉ IP của server
- Phần mềm có giao diện trực quan. Có thể quan sát trực tiếp các phương tiện trên các bản đồ .
110
7.1.3. Bản đồ offline
Hình 7.3 Giao diện bản đồ offline.
7.1.4. Ý nghĩa thực tiễn
Đối với nhà điều hành phương tiện công cộng, dễ dàng trong việc quản lý giám sát các tuyến xe buýt, tiết kiệm nhân lực trong việc điều hành và người thông báo theo xe buýt. Kết hợp với mạng lưới quản lý giao thông khác đưa ra thông báo dự đoán chính xác cho người sử dụng xe buýt (ví dụ trường hợp kẹt xe có thể thông báo tới trạm chờ để người sử dụng biết được)
Với người sử dụng xe buýt, các thông báo bằng quang báo và âm thanh rõ ràng ở đầu và cuối trạm được thực hiện một cách tự động giúp người đi nhận được thông tin hỗ trợ chính xác nhất, hướng dẫn người sử dụng lên xuống xe đúng cửa không gây lộn xộn
111
7.2. Kết luận
7.2.1 Kết luận
Xây dựng được hệ thống trung tâm quản lý có khả năng giám sát và điều hành được rất nhiều tuyến xe buýt. Ngoài các tính năng ban đầu, có khả năng tích hợp nhiều ứng dụng khác nhau.
Thành công trong việc chế tạo phần cứng và phần mềm: Sản phẩm phần cứng nhỏ gọn, đa chức năng, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về xử lý tín hiệu, truyền tải số liệu, giao tiếp người dùng… Bên cạnh đó với phần mềm quản lý hoàn chỉnh, giao diện trực quan, có tính ổn định cao giúp cho người sử dụng thao tác nhanh chóng, dễ dàng
Về cá nhân, nhóm cũng đã thu thập được lượng kiến thức lớn từ việc thiết kế, chế tạo mạch đến việc thiết kế và viết ứng dụng phần mềm. Qua thực tế làm việc, nhóm cũng đã hiểu sâu hơn về hệ thống thông tin di động, định vị GPS cũng như mạng lưới thông tin, bên cạnh đó là các yếu tố liên quan giữa bài toán kỹ thuật và kinh tế, hiệu quả và giá thành.
7.2.2. Các vấn đề còn chưa được giải quyết
Dữ liệu bản đồ số hóa là sản phẩm thương mại, hiện tại hệ thống chưa tích hợp được đầy đủ các dữ liệu bản đồ.
Vấn đề quản lý cơ sở dữ liệu mới chỉ dừng lại ở mức đơn giản.
7.2.3. Đánh giá
Với khoảng thời gian hạn chế, nhóm đã phân tích và tìm hiểu về các kiến thức liên quan đến hệ thống, bản thân đề tài có rất nhiều vấn đề cần giải quyết nên hẳn còn nhiều thiếu sót.. Dù vậy, nhóm tự đánh giá quá trình thực hiện thành công trong việc đưa ra một giải pháp hoàn chỉnh và giá thành hạ trong vấn đề quản lý hệ thống các tuyến xe buýt, tạo sự thuận tiện thoải mái cho người sử dụng xe buýt
Đánh giá về khả năng ứng dụng thực tiễn, nhóm cho rằng sản phẩm hoàn toàn có thể ứng dụng thực tế đuợc ngay. Tuy nhiên vấn đề chuẩn bị cơ sở vật chất phải chu đáo, hạ tầng cơ sở mạng phải được đảm bảo. Với những ứng dụng phức tạp cần có thời gian thử nghiệm và đo đạc một cách chính xác. Ngoài ra một số tính năng chưa hoàn thiện cũng cần phải bổ sung để có thể đem lại nhiều giá trị ứng dụng hơn.
112
Cuối cùng, nhóm hy vọng những kết quả đã đạt được sẽ giúp ích một phần nào đó cho những người nghiên cứu cùng lĩnh vực tham khảo và tiếp tục phát triển thành các giải pháp hiệu quả, hoàn thiện và có tính ứng dụng cao hơn.
7.3. Hướng phát triển của đề tài
- Phát triển hệ thống quản lý nhiều xe: Hệ thống xe taxi, xe buýt, xe tải…
- Thực hiện điều khiển giám sát toàn diện hơn phương tiện trong hệ thống: • Trạng thái tắt/mở máy
• Mô phỏng toàn bộ lộ trình của xe đã đi qua.
• Giám sát xe trên nền bản đồ 64 tỉnh thành Việt Nam. • Thông báo về trung tâm khi xe có sự cố
• Đo mức nhiên liệu trong bình chứa • Tích hợp camera theo dõi …
- Xây dựng trang web quản lý trực tuyến với hệ cơ sở dữ liệu hoàn thiện.
113
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Wikipedia, Hệ thống định vị toàn cầu ( 10/07/2010), http://vi.wikipedia.org/ [2] Ted Van Sickle, Programming Microcontrolers in C, Second Edition, LLH Technology Publishing, 2001
[3] Đoàn Văn Ban, Lập trình hướng đối tượng với JAVA, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2005
[4] Richard Barnett, Sarah Cox and Larry O’Cull, Embedded C programming And the Atmel AVR, Second Edition, 2006
[5] Bill Dudney, Jonathan Lehr, Bill Willis, LeRoy Mattingly, Mastering JavaServer Faces,Wiley Publishing, Canada, 2004