1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot

47 8 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết Kế, Lập Trình Hệ Thống Hỗ Trợ Quản Lý Đoàn Xe Ứng Dụng IoT
Định dạng
Số trang 47
Dung lượng 2,23 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 2: CÁC HỆ HIỆN ĐẠI PHỔ BIẾN TRÊN Ô TÔ HIỆN NAY (8)
    • 2.1. C ẢNH BÁO ĐIỂM MÙ KHI LÙI (8)
    • 2.2. C ẢNH BÁO VA CHẠM PHÍA TRƯỚC (FCW) VÀ PHANH TỰ ĐỘNG (0)
    • 2.3. P HÁT HIỆN NGƯỜI ĐI BỘ VÀ PHANH TỰ ĐỘNG (0)
    • 2.4. Đ ÈN PHA CHỦ ĐỘNG (9)
    • 2.5. C ẢNH BÁO CHUYỂN LÀN ĐƯỜNG (LDW) VÀ HỖ TRỢ (10)
    • 2.6. P HÁT HIỆN DẤU HIỆU KHÔNG TỈNH TÁO CỦA NGƯỜI LÁI (10)
    • 2.7. H Ỗ TRỢ ĐỖ XE TỰ ĐỘNG (0)
    • 2.8. C AMERA LÙI VÀ HỖ TRỢ ĐỖ XE (11)
  • CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT VỀ CẢM BIẾN, MODULE VÀ CÁC PHẦN MỀM LẬP TRÌNH (12)
    • 3.1. G IỚI THIỆU VỀ MÁY TÍNH NHÚNG R ASPBERRY P I 3 (0)
    • 1. C ẤU HÌNH R ASPBERRY P I 3 M ODEL B (12)
      • 3.2. M ODULE DRF1605H VÀ ANTEN (16)
      • 3.3. G IỚI THIỆU VỀ CHUẨN ZIGBEE/ IEEE 802.15.4 (17)
        • 3.3.1. T ỔNG QUAN VỀ ZIGBEE/ IEEE 802.15.4 (17)
          • 3.3.1.1 Khái niệm về ZIGBEE (17)
          • 3.3.1.2. Đặc điểm của chuẩn ZIGBEE (17)
          • 3.3.1.3 Ưu điểm của ZIGBEE/IEEE802.15.4 với BLUETOOH/IEEE802.15.1 (18)
        • 3.3.2. Mạng ZIGBEE/ IEEE 802.15.4 LR-WPAN (19)
          • 3.3.2.1. Thành phần của mạng LR-WPAN (0)
          • 3.3.2.2. Kiến trúc liên kết mạng (19)
        • 3.3.3. Mô hình giao thức của ZIGBEE/IEEE802.15.4 (22)
          • 3.3.3.1. Tầng vật lý ZIGBEE/IEEE 802.15.4 (0)
          • 3.3.3.2. Tầng điều khiển dữ liệu ZIGBEE/IEEE 802.15.4 MAC (0)
          • 3.3.3.3 Tầng mạng của ZIGBEE/IEEE802.15.4 (0)
          • 3.3.3.4. Tầng ứng dụng của ZIGBEE/IEEE 802.15.4 (0)
      • 3.4. A RDUINO UNO R3 (31)
      • 3.5. G IỚI THIỆU LCD 1602 (32)
      • 3.6. G IỚI THIỆU MODULE GPS UBLOX N EO 6M (33)
      • 3.8. G IỚI THIỆU MẠCH CHUYỂN USB UART CP 2102 (35)
      • 3.9. G IỚI THIỆU PHẦN MỀM QT C REATOR (36)
  • CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ THI CÔNG (37)
    • 4.1. S Ơ ĐỒ KHỐI (37)
      • 4.4.1. Sơ đồ mạch Coordinator (37)
      • 4.1.2. Sơ đồ khối mạch Router (37)
    • 4.2. Mô tả hoạt động chức năng từng khối module (37)
      • 4.2.1. Mô tả hoạt động mạch Coordinator (37)
    • 4.3. T HUẬT TOÁN CHƯƠNG TRÌNH (39)
      • 4.4.1. Thiết kế và thi công mạch Coordinator (41)
      • 4.4.2. Thiết kế và thi công mạch Router (41)
      • 4.4.4. Mô hình thực tế mạch Router (42)
      • 4.4.5. Thử nghiệm thực tế trên xe (43)
    • 4.5. K ẾT QUẢ (44)
    • 4.6. M Ô TẢ HỆ THỐNG (44)
  • CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI (46)
    • 5.1. K ẾT LUẬN (46)
    • 5.2. H ƯỚNG PHÁT TRIỂN (46)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (47)
    • Hinh 4.7..: Mô hình thực tế mạch Coordinator (0)
    • Hinh 4.8.: Mô hình thực tế mạch Coordinator (0)

Nội dung

CÁC HỆ HIỆN ĐẠI PHỔ BIẾN TRÊN Ô TÔ HIỆN NAY

C ẢNH BÁO ĐIỂM MÙ KHI LÙI

Hệ thống cảnh báo giao thông khi lùi xe giúp người lái nhận biết các phương tiện và người đi bộ từ nhiều hướng khác nhau Thông qua âm thanh và hình ảnh hiển thị trên gương ngoài hoặc màn hình camera lùi, hệ thống này cung cấp thông tin cần thiết để đảm bảo an toàn Các phiên bản mới hơn còn có khả năng nhận diện hình ảnh của người đi bộ và xe đạp, nâng cao tính năng an toàn cho người sử dụng.

Theo Consumer Reports, việc cảnh báo điểm mù khi lùi xe là rất quan trọng, đặc biệt khi bạn phải lùi trong các làn đường có tầm nhìn bị che khuất bởi những chiếc ô tô đậu gần nhau.

Hình 2.1: Cảnh báo điểm mù khi lùi

2.2 Cảnh báo va chạm phía trước (FCW) và phanh tự động

Hình 2.2: Cảnh báo va chạm phía trước (FCW) và phanh tự động

Hệ thống cảnh báo va chạm trước sử dụng công nghệ radar, laser và camera để cảnh báo người lái về nguy cơ va chạm thông qua tín hiệu hình ảnh, âm thanh hoặc cảm giác vật lý Hệ thống này không chỉ cảnh báo mà còn có khả năng phanh tự động và thực hiện các thao tác cần thiết để giảm thiểu thiệt hại Nếu người lái không phản ứng với các cảnh báo, hệ thống sẽ tự động phanh hoặc dừng xe Cảnh báo va chạm trước được áp dụng ở mọi địa điểm, từ những đoạn đường di chuyển bình thường đến đường cao tốc.

2.3 Phát hiện người đi bộ và phanh tự động Đây là công nghệ do Volvo tiên phong và hiện đã được nhiều hãng khác sử dụng cho xe Hệ thống sẽ phát hiện người đi bộ tiến vào đường đi của xe Ở một số xe, hệ thống sẽ tự động phanh hoặc dừng hẳn xe khi cần thiết Thậm chí, một số hệ thống mới hơn có thể phát hiện cả người đi xe đạp

Lời khuyên từ Consumer Reports: Bạn nên lắp hệ thống này, đặc biệt nếu thường xuyên lái xe trong các thành phố và địa bàn đông đúc

Hình 2.3: Phát hiện người đi bộ và phanh tự động

Hình 2.4: Hệ thống đèn pha chủ động

Khi bạn điều khiển vô lăng, đèn pha chủ động sẽ tự động xoay theo hướng di chuyển, giúp chiếu sáng đường đi ngay cả khi vào khúc cua Nghiên cứu của IIHS năm 2014 cho thấy rằng đèn pha chủ động có khả năng tăng thời gian phản xạ của tài xế, từ đó giảm thiểu nguy cơ va chạm.

Theo Consumer Reports, có nhiều ý kiến trái chiều về đèn pha chủ động Mặc dù tầm nhìn mở rộng là một lợi thế, nhưng chuyển động xoay của đèn pha có thể làm cho đoạn đường như "xoay" theo, gây mất tập trung cho người lái, đặc biệt khi chuyển động của đèn pha không hoàn toàn đồng bộ với góc quay của vô lăng.

2.5 Cảnh báo chuyển làn đường (LDW) và hỗ trợ

Các hệ thống hỗ trợ lái xe sử dụng camera và cảm biến để nhận diện vạch chỉ dẫn làn đường và khoảng cách giữa xe và vạch Khi xe chèn lên vạch mà không bật đèn xi-nhan, hệ thống sẽ phát ra cảnh báo âm thanh hoặc thông qua rung vô lăng và ghế Đặc biệt, các hệ thống hỗ trợ đi đúng làn đường (LKA) có khả năng tự động phanh hoặc điều chỉnh vô lăng để giúp tài xế quay về đúng làn đường.

Lời khuyên từ Consumer Reports: Cảnh báo chuyển làn đường thật sự hữu ích khi bạn lái xe trên đường cao tốc

2.6 Phát hiện dấu hiệu không tỉnh táo của người lái

Mercedes-Benz tiên phong trong việc kiểm tra tình trạng tỉnh táo của người lái bằng cách sử dụng một thuật toán máy tính Thuật toán này so sánh hành vi điều khiển vô lăng của người lái với các hoạt động đã được ghi lại từ lúc xe bắt đầu di chuyển, nhằm đảm bảo an toàn cho người lái và hành khách.

Một số hệ thống hiện đại giám sát vị trí xe trong làn đường và phát hiện dấu hiệu thiếu tập trung của người lái Chúng có khả năng theo dõi cử động mắt nhờ camera trong xe Khi phát hiện bất thường, hệ thống sẽ cảnh báo bằng âm thanh, tự động phanh khẩn cấp hoặc hiển thị biểu tượng tách cà phê trên bảng điều khiển.

Theo Consumer Reports, hệ thống này giúp bạn duy trì sự tỉnh táo khi lái xe, đảm bảo bạn đi đúng làn đường và nhắc nhở không nhắn tin hoặc gửi email trong khi điều khiển phương tiện.

2.7 Hỗ trợ đỗ xe tự động

Hệ thống này giúp xác định không gian đỗ xe song song hoặc vuông góc cho xe của bạn Khi tìm được chỗ đỗ, hệ thống sẽ tự động hướng xe vào vị trí Một số hệ thống còn có khả năng tự động đưa xe ra khỏi chỗ đỗ song song, tuy nhiên, người lái vẫn cần thực hiện thao tác phanh và tuân theo hướng dẫn từ hệ thống.

Theo lời khuyên từ Consumer Reports, người dùng có thể gặp một số khó khăn ban đầu khi kích hoạt hệ thống đỗ xe và lái xe vào không gian rộng để hệ thống nhận diện điểm đỗ Mặc dù hệ thống có thể không xác định ngay vị trí "chuồng" đỗ xe, nhưng nhìn chung, nó vẫn thực hiện tốt nhiệm vụ đưa xe vào chỗ đỗ.

2.8 Camera lùi và hỗ trợ đỗ xe

Từ phiên bản 2018 trở đi, camera chiếu hậu trở thành trang bị bắt buộc trên các dòng xe, giúp ngăn ngừa tai nạn khi lùi xe, đặc biệt là tránh va chạm với trẻ em Hệ thống cảm biến hỗ trợ đỗ xe sẽ cảnh báo người lái bằng âm thanh bíp nhanh và lớn dần khi xe tiến gần chướng ngại vật phía sau.

Theo Consumer Reports, khi lái xe SUV hoặc bán tải, việc trang bị các thiết bị hỗ trợ là rất cần thiết do điểm mù phía sau lớn Ngoài ra, camera chiếu hậu là công cụ hỗ trợ hữu ích giúp bạn lùi xe trong những không gian hẹp.

Đ ÈN PHA CHỦ ĐỘNG

Hình 2.4: Hệ thống đèn pha chủ động

Khi bạn điều khiển xe, đèn pha chủ động sẽ tự động xoay theo hướng lái, chiếu sáng rõ ràng ngay cả khi qua các khúc cua Nghiên cứu của IIHS năm 2014 chỉ ra rằng, đèn pha chủ động giúp cải thiện đáng kể thời gian phản xạ của tài xế, từ đó giảm nguy cơ va chạm.

Theo Consumer Reports, có nhiều ý kiến trái chiều về đèn pha chủ động Mặc dù tầm nhìn mở rộng là một lợi thế, nhưng chuyển động xoay của đèn pha có thể khiến người lái mất tập trung, đặc biệt khi chuyển động của đèn không hoàn toàn đồng bộ với góc quay của vô lăng.

C ẢNH BÁO CHUYỂN LÀN ĐƯỜNG (LDW) VÀ HỖ TRỢ

Các hệ thống hỗ trợ lái xe hiện đại sử dụng camera và bộ cảm biến để xác định vạch chỉ dẫn làn đường và khoảng cách từ vạch đến xe Khi xe chèn lên vạch mà không bật đèn xi-nhan, hệ thống sẽ phát tín hiệu cảnh báo bằng âm thanh hoặc rung vô lăng, ghế Đặc biệt, các hệ thống hỗ trợ đi đúng làn đường (LKA) có khả năng tự động phanh hoặc nhẹ nhàng điều chỉnh vô lăng để giúp lái xe quay về đúng làn đường.

Lời khuyên từ Consumer Reports: Cảnh báo chuyển làn đường thật sự hữu ích khi bạn lái xe trên đường cao tốc.

P HÁT HIỆN DẤU HIỆU KHÔNG TỈNH TÁO CỦA NGƯỜI LÁI

Mercedes-Benz tiên phong trong việc kiểm tra tình trạng tỉnh táo của người lái bằng cách sử dụng thuật toán máy tính Thuật toán này so sánh hành vi điều khiển vô lăng của người lái với các hoạt động khác đã được ghi lại từ khi xe bắt đầu di chuyển.

Một số hệ thống giám sát vị trí xe trong làn đường và phát hiện dấu hiệu thiếu tập trung của người lái Chúng có khả năng theo dõi cử động mắt nhờ camera trong xe Khi phát hiện bất thường, hệ thống sẽ cảnh báo bằng âm thanh, tự động phanh hoặc bật biểu tượng tách cà phê trên bảng điều khiển.

Theo Consumer Reports, hệ thống này giúp bạn giữ tỉnh táo khi lái xe, đảm bảo bạn đi đúng làn đường và nhắc nhở bạn không nên nhắn tin hoặc gửi email khi đang điều khiển xe.

2.7 Hỗ trợ đỗ xe tự động

Hệ thống này giúp xác định không gian đỗ xe song song hoặc vuông góc cho xe của bạn Khi phát hiện được chỗ đỗ, hệ thống sẽ tự động hướng xe vào vị trí đó Một số hệ thống tiên tiến còn có khả năng tự động đưa xe ra khỏi chỗ đỗ song song Tuy nhiên, người lái vẫn cần thực hiện thao tác phanh và tuân theo các chỉ dẫn của hệ thống.

Theo Consumer Reports, bạn có thể gặp một số khó khăn ban đầu khi kích hoạt hệ thống và điều khiển xe vào không gian rộng để hệ thống nhận diện vị trí đỗ xe Mặc dù hệ thống có thể không xác định ngay vị trí "chuồng" đỗ, nhưng nhìn chung, nó thực hiện tốt nhiệm vụ đưa xe vào chỗ đỗ.

2.8 Camera lùi và hỗ trợ đỗ xe

Từ phiên bản 2018 trở đi, camera chiếu hậu trở thành trang bị bắt buộc trên các dòng xe, giúp phòng tránh tai nạn khi lùi xe, đặc biệt là tránh va chạm với trẻ em Hệ thống cảm biến hỗ trợ đỗ xe sẽ phát ra âm thanh bíp nhanh và lớn dần khi xe tiến gần chướng ngại vật phía sau, nâng cao an toàn cho người điều khiển.

Theo Consumer Reports, việc lái xe SUV hoặc bán tải mà không trang bị các thiết bị hỗ trợ là rất nguy hiểm do điểm mù phía sau xe lớn Hơn nữa, camera chiếu hậu là một công cụ hữu ích giúp bạn lùi xe an toàn trong những không gian hạn chế.

C AMERA LÙI VÀ HỖ TRỢ ĐỖ XE

Từ phiên bản 2018 trở đi, camera chiếu hậu trở thành trang bị bắt buộc trên các dòng xe, giúp phòng tránh tai nạn khi lùi xe, đặc biệt là đâm vào trẻ em Hệ thống cảm biến hỗ trợ đỗ xe sẽ phát tín hiệu cảnh báo bằng âm thanh bíp nhanh và lớn dần khi xe tiến gần chướng ngại vật phía sau.

Theo Consumer Reports, việc lái xe SUV hoặc bán tải mà không trang bị những thiết bị hỗ trợ là điều không nên, do điểm mù phía sau xe rất lớn Hơn nữa, camera chiếu hậu là công cụ hữu ích giúp bạn dễ dàng lùi xe trong những không gian hạn chế.

LÝ THUYẾT VỀ CẢM BIẾN, MODULE VÀ CÁC PHẦN MỀM LẬP TRÌNH

C ẤU HÌNH R ASPBERRY P I 3 M ODEL B

Raspberry Pi 3 Model B, ra mắt vào tháng 2 năm 2016, là thế hệ thứ 3 và mới nhất trong dòng sản phẩm Raspberry Pi Phiên bản này có nhiều cải tiến đáng kể về cấu hình, mang đến hiệu suất tốt hơn cho người dùng.

 CPU 64 bit quad-core bộ vi xử lý ARM Cortex A53, tốc độ 1.2GHz gấp 10 lần so với thế hệ đầu tiên

 Tích hợp Bluetooth 4.1 ( sở hữu tính năng tiết kiệm năng lượng BLE)

Broadcom là nhà sản xuất chip SoC BCM2837 cho Raspberry Pi 3, được hiển thị trên bo mạch So với phiên bản trước là Raspberry Pi 2, Raspi 3 vẫn giữ lại tất cả các tính năng của Raspi 2.

 Cổng HDMI, hỗ trợ Full HDMI

 Cổng Ethernet (hay là cổng mạng LAN)

 Giao tiếp Camera qua CSI

 Hỗ trợ hiển thị DSI

Khe gắn thẻ Micro SD card được thiết kế hàn chết trên bo mạch theo kiểu Push-Pull, cho phép người dùng dễ dàng đẩy thẻ vào và kéo ra khi cần Theo giải thích của nhà sản xuất, kiểu thiết kế này mang lại hiệu suất tốt hơn so với kiểu Push-Push trước đây.

 Vi xử lý hình ảnh VideoCore IV 3D

Hình ảnh chụp thực tế bo mạch Raspberry Pi 3 như dưới đây

Hình 3.2: Hình ảnh chụp thực tế bo mạch Raspberry Pi 3

Hiện nay, có ba nhà phân phối chính cho Raspberry Pi là Element 14, alliedelec.com và rs-online.com Tại Việt Nam, bạn có thể mua Raspberry Pi tại nhà phân phối chính thức www.raspberrypi.vn Chúng tôi khuyên bạn nên chọn sản phẩm tại đây vì họ là đơn vị cung cấp Raspberry Pi đầu tiên tại Việt Nam, cung cấp đầy đủ phụ kiện và bảo hành chính hãng trong 1 năm Đây là địa chỉ uy tín để mua Raspberry Pi.

Pi 3 uy tín nhất, hỗ trợ kỹ thuật tốt nhất ở thời điểm hiện tại

Hình 3.3: Cấu trúc phần cứng Raspberry Pi 3

Hình 3.4: Sơ đồ chân kết nối Raspberry Pi 3

 Từ phiên bản Raspberry Pi B+ trở đi đều có 40 chân pin GPIO (bố trí y hệt) , điều này tất nhiên thôi, thiết kế phải có tính kế thừa

Tất cả các phiên bản Raspberry Pi đều khởi động và cài đặt hệ điều hành thông qua thẻ nhớ, đồng thời được trang bị một cổng HDMI để kết nối hiển thị Mặc dù đều có cổng USB, số lượng cổng này sẽ khác nhau tùy theo từng phiên bản.

 Phiên bản mới nhất hiện tại là Raspberry Pi 3 Model B, tích hợp sẵn Wifi, bluetooth BLE tiết kiệm điện, CPU mạnh hơn

 Đặc biệt lưu ý, Raspberry Pi 3 sử dụng nguồn điện 2.5A

HỆ ĐIỀU HÀNH VÀ PHẦN MỀM

Sau khi mua về thì phải cài hệ điều hành, có nhiều hệ điều hành cho Pi như: Raspbian: OS chính thức, giao diện giống như Windows/Mac/Linux

 OSMC: tích hợp KODI, dùng làm máy xem phim, nghe nhạc

 RetroPie: dùng làm máy chơi game, hỗ trợ nhiều hệ máy khác nhau

 Ngoài ra còn có Ubuntu, Windows 10 IoT, RiscOS

Raspbian là hệ điều hành chính thức cho Raspberry Pi, và việc cài đặt rất dễ dàng Bạn chỉ cần tải Raspbian về, giải nén, sao chép vào thẻ nhớ microSD, sau đó gắn thẻ vào Raspberry Pi để hoàn tất quá trình cài đặt.

Raspberry Pi dùng để làm gì? Đầu coi phim HD giống như Android Box, hỗ trợ KODI đầy đủ

 Máy chơi game cầm tay, console, game thùng Chơi như máy điện tử băng ngày xưa, giả lập được nhiều hệ máy

 Dùng làm VPN cá nhân

 Biến ổ cứng bình thường thành ổ cứng mạng (NAS)

 Làm camera an ninh, quan sát từ xa

 Hiển thị thời tiết, hiển thị thông tin mạng nội bộ

 Máy nghe nhạc, máy đọc sách

 Làm thành một cái máy Terminal di động có màn hình, bàn phím, pin dự phòng để sử dụng mọi lúc mọi nơi, dò pass Wi-Fi

 Làm thiết bị điều khiển Smart Home, điều khiển mọi thiết bị điện tử trong nhà

 Điều khiển robot, máy in không dây từ xa, Airplay

 Giá rẻ: chỉ từ 5 USD thôi là bạn đã mua được một cái Pi (phiên bản rút gọn Raspberry

Pi Zero) Bản Pi 3 là mạnh nhất hiện tại, có đầy đủ Wi-Fi, Bluetooth, cấu hình cao nhất

 Đơn giản, dễ dùng, tiết kiệm không gian: dùng làm các công việc văn phòng đơn giản, gõ Word, Excel hay tạo PowerPoint, lướt web

 Tự học lập trình bằng các app đơn giản của Pi, trẻ em cũng học được

Raspberry Pi tiêu thụ rất ít điện, chỉ khoảng 5W, giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể so với việc sử dụng máy tính có công suất hàng trăm Watts hoạt động liên tục 24/24, ví dụ như khi tải Torrent.

Máy có tính di động cao, dễ dàng bỏ vào túi và mang theo bên mình, rất phù hợp cho việc sử dụng như máy nghe nhạc di động, máy đọc ebook, máy dò pass Wi-Fi, và máy chơi game cầm tay.

Raspberry Pi 3 là phiên bản mạnh mẽ nhất hiện nay, vượt trội hơn so với các phiên bản trước như Pi và Pi 2, cũng như các phiên bản siêu nhỏ như Pi Zero và Pi Zero W Với mức giá chỉ 35 USD, người dùng thường cần mua thêm phụ kiện như vỏ bảo vệ, quạt tản nhiệt, adapter nguồn và thẻ nhớ microSD Tổng chi phí cho Raspberry Pi 3 và các phụ kiện này thường vượt quá 50 USD.

Module DRF1605H là một giải pháp giao tiếp không dây sử dụng giao thức Zigbee, được phát triển dựa trên chip CC2530F256 và tuân thủ tiêu chuẩn Zigbee2007/PRO, cung cấp đầy đủ các tính năng của giao thức Zigbee.

Module DRF1605H sử dụng giao tiếp qua giao diện UART (TX & RX) và có khả năng truyền năng lượng cao, cho phép khoảng cách truyền đạt tới 1.6 km Một số đặc điểm nổi bật của module này bao gồm tính năng truyền xa và hiệu suất ổn định.

Sử dụng điện áp từ 2.6 ~ 3.6V

Giao tiếp UART với các tốc độ truyền: 9600bps, 19200bps, 38400bps,

Có thể chỉnh tần số sóng từ 2405 MHz – 2480 MHz (mỗi bước 5 MHz)

Dòng tiêu tốn: gửi 120mA (tối đa), trung bình 80mA; nhận 45mA (tối đa); chế độ chờ 40mA(tối đa) Độ nhạy: -110dBm

Có hai phương pháp truyền: truyền transparent và truyền điểm-điểm a) Truyền transparent

Nếu byte đầu tiên không phải là 0xFE, 0xFD, hoặc 0xFC, dữ liệu sẽ được truyền theo kiểu transparent Dữ liệu nhận từ cổng nối tiếp vào Coordinator sẽ được gửi tới tất cả các nút Khi một nút nhận được dữ liệu từ cổng nối tiếp, nó sẽ tự động truyền lại cho Coordinator.

Hình 3.5.: Truyền dữ liệu từ Coordinator tới các nút

Hình 3.6.: Truyền dữ liệu từ nút tới Coordinator

3.3 Giới thiệu về chuẩn ZIGBEE/ IEEE 802.15.4

Công nghệ ZIGBEE/IEEE 802.15.4 đang nổi bật như một giải pháp hiệu quả cho vấn đề băng tần eo hẹp hiện nay Với những ưu điểm vượt trội đã được chứng minh, ZIGBEE/IEEE 802.15.4 hứa hẹn sẽ trở thành công nghệ của tương lai Trong chương này, chúng ta sẽ tìm hiểu những vấn đề quan trọng liên quan đến công nghệ này.

- Tổng qua về ZIGBEE/IEEE 802.15.4

- Mạng ZIGBEE/IEEE 802.15.4 LR-WPAN

- Mô hình giao thức của ZIGBEE/IEEE 802.15.4

3.3.1 Tổng quan về ZIGBEE/ IEEE 802.15.4

Zigbee là một tập hợp các giao thức giao tiếp mạng không dây, chuyên dành cho khoảng cách ngắn và có tốc độ truyền dữ liệu thấp Các thiết bị sử dụng chuẩn Zigbee hoạt động trên ba dãy tần số chính: 868 MHz, 915 MHz và 2.4 GHz.

Tên ZigBee được lấy cảm hứng từ cách truyền thông của loài ong mật, với kiểu di chuyển "Zig-Zag" đặc trưng Từ này được hình thành từ sự kết hợp của hai từ "Zig" và "Bee", phản ánh sự liên kết giữa công nghệ và thiên nhiên.

THIẾT KẾ THI CÔNG

S Ơ ĐỒ KHỐI

Hình 4.1.: Sơ đồ khối mạch Coordinator

4.1.2 Sơ đồ khối mạch Router

Hình 4.2.: Sơ đồ khối mạch Router

Mô tả hoạt động chức năng từng khối module

4.2.1 Mô tả hoạt động mạch Coordinator 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 này chuyển đổi giao tiếp UART từ module GPS sang giao tiếp USB phù hợp với máy tính nhúng Raspberry Pi 3 Hệ thống bao gồm khối máy tính nhúng Raspberry và màn hình cảm ứng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tương tác và xử lý dữ liệu.

Hệ thống nhận tín hiệu từ module GPS và Zigbee, hiển thị thông tin kết nối, tọa độ và vận tốc của các xe trong đoàn trên màn hình cảm ứng.

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

The Arduino module is responsible for receiving GPS signals, processing them, and then transmitting the data to the Zigbee module for communication with the Coordinator circuit Additionally, it includes an LCD 1602 display for visual output.

_ Nhiệm vụ của màn hình LCD1602 là hiện thị các thông số cần thiết như vị trí và tốc độ xe.

T HUẬT TOÁN CHƯƠNG TRÌNH

Chương trình thiết kế gồm mạch chính Coordinator và các mạch thành viên Router

Mạch Coordinator kết nối với sóng vệ tinh GPS để xác định tọa độ và tốc độ của xe máy, đồng thời nhận tín hiệu GPS từ các xe thành viên và hiển thị thông tin này lên màn hình cảm ứng.

Mạch Router sử dụng sóng vệ tinh GPS để xác định tọa độ và vận hành xe, đồng thời gửi tín hiệu này qua sóng không dây về máy chủ.

Hình 4.3.: Lưu đồ mạch Coordinator

Hình 4.4.: 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

Hình 4.6.: Sơ đồ nguyên lý 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

Hinh 4.8.: Mô hình thực tế mạch Router

4.4.5 Thử nghiệm thực tế trên xe

Hình 4.9 Thử Nghiệm thực tế mạch Router

Hình 4.10 Thử Nghiệm thực tế mạch Router

K ẾT 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, hệ thống đã cho kết quả rất khả quan với hiệu suất làm việc ổn định trong thời gian dài Gói dữ liệu truyền nhận giữa các thiết bị diễn ra liên tục, không gặp phải gián đoạn nào.

M Ô 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 người dùng đăng nhập vào giao diện, hệ thống sẽ tiến hành quét tín hiệu từ mạch Router và kết nối 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

_ Hệ thống đạt độ bảo mật gần như tuyệt đối

Hệ thống máy chủ không chỉ kết nối các xe trong mạng lưới mà còn hoạt động như một thiết bị giải trí đa phương tiện, cho phép hành khách nghe nhạc, xem phim và duyệt web, đáp ứng nhu cầu giải trí cơ bản trong những chuyến đi dài.

Chất lượng mạch và linh kiện từ các hãng lớn đảm bảo độ bền và ổn định cao, giúp mạch hoạt động hiệu quả ngay cả trong những môi trường khắc nghiệt nhất.

_ Có thề update phần mềm qua kết nối internet

_ 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.

Ngày đăng: 06/06/2022, 18:11

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 2.1: Cảnh báo điểm mù khi lùi - Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot
Hình 2.1 Cảnh báo điểm mù khi lùi (Trang 8)
Hình 2.2: Cảnh báo va chạm phía trước (FCW) và phanh tự động - Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot
Hình 2.2 Cảnh báo va chạm phía trước (FCW) và phanh tự động (Trang 8)
Hình 2.3: Phát hiện người đi bộ và phanh tự động - Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot
Hình 2.3 Phát hiện người đi bộ và phanh tự động (Trang 9)
Hình 3.1. :Bo mạch RaspberryPi bên cạnh iPhone 4 - Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot
Hình 3.1. Bo mạch RaspberryPi bên cạnh iPhone 4 (Trang 12)
Hình 3.3: Cấu trúc phần cứng RaspberryP i3 - Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot
Hình 3.3 Cấu trúc phần cứng RaspberryP i3 (Trang 14)
Hình 3.6.: Truyền dữ liệu từ nút tới Coordinator - Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot
Hình 3.6. Truyền dữ liệu từ nút tới Coordinator (Trang 17)
Hình 3.7.: Cấu trúc liên kết mạng - Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot
Hình 3.7. Cấu trúc liên kết mạng (Trang 19)
Hình3.8.: Cấu trúc mạng hình sao - Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot
Hình 3.8. Cấu trúc mạng hình sao (Trang 20)
Cấu trúc liên kết mạng hình cây (cluster-tree) - Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot
u trúc liên kết mạng hình cây (cluster-tree) (Trang 21)
Hình 3.11.: Mô hình giao thức của ZigBee - Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot
Hình 3.11. Mô hình giao thức của ZigBee (Trang 22)
3.3.3. Mô hình giao thức của ZIGBEE/IEEE802.15.4 - Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot
3.3.3. Mô hình giao thức của ZIGBEE/IEEE802.15.4 (Trang 22)
Có tất cả 27 kênh truyền trên các giải tần số khác nhau được mô tả như bảng dưới đây - Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot
t ất cả 27 kênh truyền trên các giải tần số khác nhau được mô tả như bảng dưới đây (Trang 23)
Bảng 1.3. Định dạng khung PPDU - Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot
Bảng 1.3. Định dạng khung PPDU (Trang 24)
Hình 3.13.: Cấu trúc siêu khung - Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot
Hình 3.13. Cấu trúc siêu khung (Trang 25)
Bảng 1.4. Định dạng khung MAC - Thiết kế, lập trình hệ thống hỗ trợ quản lý đoàn xe ứng dụng iot
Bảng 1.4. Định dạng khung MAC (Trang 29)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w