Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án ứng dụng module sim548 vào việc quản lý hệ thống xe. Hệ thống gắn trên xe sẽ xác định vị trí xe thông qua GPS được tích hợp trên module sim, sau đó gửi về trung tâm thông qua GPRS. tại trung tâm nhận thông tin và hiển thị vị trí của xe lên bản đồ số.
i Bộ Giáo dục và Đào tạo Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. HCM Khoa Cơ khí Chế tạo máy Bộ môn Cơ Điện Tử o0o Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự do – Hạnh phúc o0o NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên : Chu Văn Hiền MSSV : 06111029 Hồ Trọng Hiếu MSSV: 06111034 Phạm Đình Thủy MSSV: 06111100 Lớp 061111B Ngành : Cơ Điện Tử 1.1. ĐẦU ĐỀ LUẬN VĂN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS/GPRS GIÁM SÁT HỆ THỐNG XE BUÝT 1.2. NHIỆM VỤ. - Thiết kế, thi công mạch phần cứng định vị GPS và truyền dữ liệu - Xây dựng phần mềm server quản lý, giám sát và điều hành xe buýt 1. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 2. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 3. Họ và tên giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Trường Thịnh 4. Họ và tên giáo viên phản biện: ThS. Nguyễn Thành Chiến Nội dung và yêu cầu LVTN đã thông qua Bộ môn. Ngày tháng năm CHỦ NHIỆM BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ dự án: ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ngày tháng năm Giáo viên hướng dẫn iii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Ngày tháng năm Giáo viên phản biện iv LỜI CẢM ƠN Qua một thời gian nghiên cứu và thực hiện, đến nay đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Ứng dụng công nghệ GPS/GPRS giám sát hệ thống xe buýt” do thầy Nguyễn Trường Thịnh hướng dẫn đã được hoàn thiện. Trong suốt thời gian nghiên cứu và thi công đề tài, chúng em đã gặp không ít vướng mắc nhất định và đã nhận được nhiều sự giúp đỡ nhiệt thành và quý báu. Trước tiên, chúng em gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Trường Thịnh đã tin tưởng giao đồ án, chỉ đạo và hướng dẫn tận tình trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Chúng em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy, các bạn trên các diễn đàn điện tử, cùng toàn thể các bạn sinh viên lớp Cơ Điện Tử 061111 đã động viên, góp ý, tạo điều kiện thuận lợi nhất giúp cho chúng em được hoàn thành đề tài đúng tiến độ được giao. Do năng lực và thời gian còn hạn chế nên việc tìm thêm nhiều tài liệu làm giàu cho đồ án còn thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được nhiều hơn nữa ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo, sự chia sẻ tài liệu của các bạn sinh viên để chúng em có thể hoàn thiện hơn kiến thức của mình. Chúng em xin chân thành cảm ơn! v TÓM TẮT ĐỒ ÁN Nội dung đồ án nghiên cứu về hệ thống quản lý hệ thống xe buýt dựa trên nền công nghệ GPS kết hợp với công nghệ GPRS, hệ thống có nhiệm vụ theo dõi, giám sát và điều hành hệ thống xe buýt trên địa bàn hoạt động. Trên mỗi xe buýt đều được gắn một thiết bị có nhiệm vụ thu tín hiệu định vị GPS từ vệ tinh, sau đó gửi về Server trung tâm thông qua mạng GPRS với giao thức truyền TCP/IP, thiết bị này được gọi là thiết bị định vị GPS hay gọi tắt là thiết bị định vị. Ở Server trung tâm được kết nối mạng Internet và sử dụng phần mềm Java lập trình mạng Socket để kết nối với thiết bị định vị, thông qua giao thức TCP/IP, nhằm mục đích truyền nhận dữ liệu giữa 2 bên. Tiếp theo đó Server trung tâm sẽ xử lý dữ liệu GPS nhận được từ thiết bị định vị, sau đó hiển thị thông số tọa độ vị trí lên bản đồ số của phần mềm trung tâm hoặc Google Map và gửi các lệnh điều khiển cũng như thông báo tới xe buýt và các trạm dừng vi ABSTRACT vii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT ĐỒ ÁN v ABSTRACT vi DANH MỤC HÌNH VẼ xii DANH MỤC BẢNG BIỂU xv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xvi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1 1.1 Dẫn nhập 1 1.2. Mục tiêu đề tài 2 1.3. Giới hạn đề tài 2 1.4. Một số mô hình, ứng dụng trong việc quản lý và điều hành các phương tiện. 3 1.4.1. Hệ thống thông tin địa lý GIS 3 1.4.2. Quản lý hệ thống xe buýt thông qua bộ đàm. 3 1.5. Lựa chọn phương án thực hiện. 3 1.6. Thiết kế hệ thống 4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6 2.1. Tổng quan về GPS. 6 2.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống GPS. 6 2.1.2 . Các thành phần của GPS 8 2.1.2.1. Phần không gian 8 2.1.2.2. Phần điều khiển 9 2.1.2.3. Phần người sử dụng 10 2.1.3 Hoạt động của hệ thống 10 2.1.4. Bộ thu GPS. 11 2.1.5. Phương trình xác định tọa độ. 13 viii 2.1.6. Hiệu chỉnh đồng hồ của bộ thu. 14 2.1.8. Nguồn lỗi của tín hiệu GPS 14 2.1.9. Chuẩn NMEA0183 15 2.1.9.1. Sơ lược về chuẩn NMEA và chuẩn NMEA0183 15 2.1.9.2. Cấu trúc chuỗi NMEA 16 2.2. Hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM 18 2.3 Dịch vụ số liệu cải tiến GPRS – General Packet Radio Service 18 2.3.1. Sơ lược 18 2.3.2. Kiến trúc hệ thống GPRS chung. 19 2.3.3. Địa chỉ IP 20 2.3.4 Các lớp thiết bị GPRS. 22 2.3.5 Thông số chất lượng dịch vụ (QoS) GPRS 22 2.3.6 Các dịch vụ hỗ trợ 23 2.4. GIỚI THIỆU SIM 548 23 2.4.1. Giới thiệu chung 23 2.4.2. Đặc điểm của module SIM548C 24 2.4.3. Sơ đồ chức năng 27 2.5. Giới thiệu về vi điều khiển ATMEGA128 30 2.5.1. Tổng quan về vi điều khiển ATMega128 30 2.5.2.Giao tiếp USART 34 2.5.3. Khối USART trong Atmega128 35 2.5.4. Giao tiếp I2C 40 2.5.4.1. Khái quát TWI và I2C 40 2.5.4.2. TWI trên AVR 41 2.5.5. Giao tiếp SPI 46 2.6. Giới thiệu IC thu phát âm thanh ISD2560 48 ix 2.6.1. Sơ đồ chân ISD2560 49 2.6.2. Sơ đồ khối bên trong của ISD2560 49 2.6.3. Một số thông số cơ bản 50 2.6.4. Mô tả chức năng các chân 50 2.6.5. Mô tả chức năng 54 2.6.5.1. Mô tả chi tiết 54 2.6.5.2. Các MODE vận hành 55 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG 60 3.1. Sơ đồ khối mạch phần cứng. 61 3.2. Thiết kế phần cứng cho khối modul sim 548C 61 3.2.1. Thiết kế phần cứng cho phần GSM/GPRS 61 3.2.2. Thiết kế phần cứng cho phần GPS 66 3.3. Thiết kế phần cứng cho khối vi điền khiển ATMEGA128 69 3.4. Thiết kế phần cứng cho khối vi điền khiển ATMEGA32 71 3.5. Khối nguồn cung cấp 72 3.5.1. Nguồn cung cấp cho phần GSM/GPRS 73 3.5.2. Nguồn cung cấp cho phần GPS và khối ATMega128 75 3.6. Khối hiển thị 75 3.7. Khối tiếng nói 76 CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 77 4.1 Tập lệnh AT 77 4.2 Tập lệnh AT sử dụng điều khiển module GSM và GPS 79 4.2.1 Cấu hình cho phần cứng: module simcom548 truy cập GPRS 79 4.2.2 Truyền nhận thông báo về tình trạng GPRS 83 4.2.3 Thiết lập kết nối 84 4.2.4 Truyền nhận gói 85 x 4.2.5 Hủy kết nối 86 4.3. Lập trình cho vi điều khiển Atmega 128 87 CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG PHẦN MỀM SERVER 91 5.1. Yêu cầu và mục đích của hệ thống phần mềm 91 5.2.Cấu trúc và sơ đồ giải thuật 92 5.2.1. Cấu trúc 92 5.2.2. Sơ đồ giải thuật 93 5.3. Xây dựng phần mềm server quản lý phương tiện, ứng dụng giao thức TCP/IP 94 5.3.1 Ứng dụng giao thức TCP/IP trong việc liên kết các user qua mạng internet. . 94 5.3.1.1. Sơ lược về TCP server. 94 5.3.1.2. Đơn vị điều khiển socket 94 5.3.1.3. Quy trình tạo một server trên máy tính sử dụng socket 94 5.3.2 Giải pháp ứng dụng của module Sim548 trong việc kết nối server- client 95 5.3.2.1. Đối với server. 95 5.3.2.2. Module Sim548 95 5.3.3 Khả năng và mức độ đáp ứng của Server 96 5.3.4 Vấn đề bảo mật của hệ thống 96 5.3.5 Giải pháp GPRS 97 5.4. Xây dựng phần mềm Server dùng Java 98 5.4.1 Java và lịch sử phát triển 98 5.4.2 Các khối chức năng thực hiện yêu cầu đặt ra 99 5.4.3. Các công việc thực hiện để xây dựng phần mềm Server 99 5.4.3.1. Xây dựng bản đồ offline 100 5.4.3.2. Xây dựng thuật toán tính khoảng cách 101 CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 102 6.1. Thực nghiệm đánh giá sai số của hệ thống 102 [...]... nghệ GPS và mạng di động GSM (cụ thể là công nghệ GPRS) để đưa ra một hệ thống quản lý tối ưu hơn: - Chi phí đầu tư, chi phí bảo trì và sử dụng thấp - Có khả năng quản lý hệ thống rộng lớn 3 - Phạm vi quản lý không có giới hạn (khu vực nào có sóng di động là có thể triển khai được.) - Sản phẩm bền đẹp, dễ sử dụng 1.6 Thiết kế hệ thống Hệ thống bao gồm các module hoàn chỉnh đáp ứng tốt giải pháp quản. .. điện thoại - Sử dụng các module GPS – Galileo: các module này có chức năng thu tín hiệu từ các hệ thống vệ tinh định vị, qua đó tính toán xác định được vị trí của thiết bị đó theo hệ tọa độ địa lý: bao gồm kinh độ, vĩ độ và độ cao - GIS: là hệ thống phần mềm địa lý có chức năng tiếp nhận thông tin về vị trí địa lý, sau đó xử lý và hiển thị trên hệ thống bản đồ số Ví dụ như hệ thống quản lý tàu đánh cá... Một số mô hình, ứng dụng trong việc quản lý và điều hành các phương tiện 1.4.1 Hệ thống thông tin địa lý GIS Công nghệ GIS (Geographic Information System) được ứng dụng trong các điều tra nghiên cứu khoa học, quản lý tài nguyên, đất đai, đánh giá các tác động của môi trường, quy hoạch đô thị, lịch sử địa lý, khoa học bản đồ, marketing, vận tải …ví dụ như GIS có thể được ứng dụng để quản lý các vùng đất... thường sử dụng các phần mềm riêng, các sản phẩm mã nguồn mở như GRASS và nhiều sản phẩm riêng biệt khác đáp ứng tốt các nhu cầu cụ thể Các công cụ miễn phí để xem tập dữ liệu GIS, truy cập công cộng các thông tin địa lý được thống trị bởi các nguồn tài nguyên trực tuyến như Google Earth và bản đồ web tương tác 1.4.2 Quản lý hệ thống xe buýt thông qua bộ đàm Mô tả: trên mỗi chiếc xe buýt của hệ thống được... một số hệ thống quản lý thông tin về bản đồ số như GIS: tuy đã xây dựng theo mô hình hệ thống mức độ phổ biến chưa cao Ứng dụng mang tính chuyên biệt, đặc biệt là mức chi phí đầu tư lớn, chủ động về mặt kỹ thuật bị hạn chế 1 1.2 Mục tiêu đề tài Xuất phát từ thực tiễn đã nêu, đồ án thực hiện với những mục đích chính sau: - Đối với nhóm sinh viên, đồ án là bước đầu tìm hiểu, thi công sản phẩm ứng dụng. .. tiễn, hệ thống góp phần giúp quản lý các tuyến xe buýt một cách thông minh có hệ thống và thuận lợi, kịp thời đưa ra các thông báo khi có sự cố trên các tuyến đường: kẹt xe, xe hư…Người đi xe buýt dễ dàng trong việc đón xe, tránh được tình trạng lên nhầm hay xuống nhầm trạm do đã có sự thông báo trước Ngoài ra, đồ án còn có ý nghĩa như những bước đầu chập chững tiếp cận công nghệ GPS đang ngày càng phát... chuỗi tin GPRMC 89 xiii Hình 4.4 Lưu đồ thuật toán chương trình con nhận dữ liệu GPS 90 Hình 5.1 Sơ đồ hệ thống .92 Hình 5.2 Sơ đồ phần mềm theo lớp 92 Hình 5.3 Sơ đồ giải thuật 93 Hình 5.4 Sơ đồ khối Server 99 Hình 5.5 Tọa độ của đối tượng trên bản đồ 100 Hình 6.1 Biểu đồ tính ổn định của hệ thống 107 Hình 7.1 Mạch sản phẩm hoạt động... tịch hội đồng quản trị của The Aerospace Corporation Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System - GPS) được Chính phủ Mỹ thiết lập năm 1995, là hệ thống định vị, dẫn hướng và định thời trên không trung được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay Hệ thống vệ tinh này cung cấp miễn phí các dịch vụ có liên quan, bao gồm các hoạt động dân sự và quân sự cho người sử dụng trên toàn thế giới Việc áp dụng công... thống Hệ thống bao gồm các module hoàn chỉnh đáp ứng tốt giải pháp quản lý các tuyến xe buýt: Module phần cứng GPS có nhiều chức năng, có khả năng định vị vị trí, kết nối với trung tâm, module quang báo hiển thị thông tin bằng hình ảnh, module thông báo dùng âm thanh, phần mềm giám sát hiệu quả Hình 1.1 Sơ đồ thiết kế hệ thống Đồ án thực hiện bao gồm những vấn đề sau: - Phân tích : các khái niệm ban... điều khiển và các lý thuyết có liên quan, đó chính là phương pháp luận thông suốt đồ án - Thiết kế mô hình phần cứng: thông qua 3 chương trình bày về thiết kế mô hình và thi công phần cứng cho module thu thập dữ liệu từ vệ tinh, phần cứng giao tiếp với module thông báo tại các trạm dừng xe buýt - Thiết kế phần mềm: thông qua chương 4 và chương 5 Chương 4 trình bày thiết kế phần mềm cho module điều khiển . TẮT ĐỒ ÁN Nội dung đồ án nghiên cứu về hệ thống quản lý hệ thống xe buýt dựa trên nền công nghệ GPS kết hợp với công nghệ GPRS, hệ thống có nhiệm vụ theo dõi, giám sát và điều hành hệ thống xe. 1.4.1. Hệ thống thông tin địa lý GIS 3 1.4.2. Quản lý hệ thống xe buýt thông qua bộ đàm. 3 1.5. Lựa chọn phương án thực hiện. 3 1.6. Thiết kế hệ thống 4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6 2.1. Tổng quan. - GIS: là hệ thống phần mềm địa lý có chức năng tiếp nhận thông tin về vị trí địa lý, sau đó xử lý và hiển thị trên hệ thống bản đồ số. Ví dụ như hệ thống quản lý tàu đánh cá thông qua bộ đàm,