Trương Minh Huy Khoa Công Nghệ Thông Tin, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Công nghệ định vị toàn cầu GPS và Hệ thống thông tin địa lý GIS hiện nay đã được áp dụng ph
Trang 1ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPRS VÀ GPS VÀO CHẾ TẠO ROBOT
GIAO TIẾP VỚI SERVER ĐIỀU KHIỂN
SVTH: Trần Hoàng Trung Tín, Lê Tấn Quý, Nguyễn Minh Tín
Lớp 06T3-08T3-09T3, Khoa Công Nghệ Thông Tin, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng
GVHD: KS Trương Minh Huy
Khoa Công Nghệ Thông Tin, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng
TÓM TẮT
Công nghệ định vị toàn cầu (GPS) và Hệ thống thông tin địa lý (GIS) hiện nay đã được áp dụng phổ biến trong ngành vận tải trên toàn Thế giới Tại các nước khu vực Bắc Mỹ, Châu Âu và Đông Á hầu hết các công ty vận tải đều sử dụng công nghệ này nhằm giám sát, theo dõi và quản lý
xe nhằm tăng hiệu quả sử dụng cũng như tiết kiệm các chi phí không cần thiết
Ngày nay,các hãng taxi và các công ty vận tải tại Việt Nam cũng đã bắt đầu áp dụng hệ thống quản lí phương tiện giao thông sử dụng công nghệ định vị toàn cầu GPS qua vệ tinh để biết được vị trí hiện tại và trạng thái của phương tiện và tích hợp thêm sim điện thoại GSM để truyền thông tin về trung tâm điều khiển qua GPRS
Mạng di dộng tại Việt Nam cũng rất phát triển với độ phủ sóng rộng,tốc độ truyền tải dữ liệu tương đối cao cũng đã góp phần làm cho hệ thống này được áp dụng ngày càng rộng rãi và nhanh chóng
ABSTRACT
Global positioning technology (GPS) and geographic information system (GIS) are now commonly used in the transport industry worldwide In countries of North America, Europe and East Asia most trucking companies are using this technology for monitoring, tracking and vehicle management to increase efficiency and save costs is not needed
Today, the taxi and transportation companies in Vietnam have begun to apply the system of transport management technology using global positioning satellite GPS to know the current location and status state of the vehicle and integrated GSM phone sim add to transmit information about the control center via GPRS
Mobile network in Vietnam is also developed with broad coverage, data transmission speed
is relatively high also contributed to making this system be applied more widely and quickly
1 Mục tiêu và phạm vi đề tài:
Chế tạo được robot có thể điều khiển được hướng di chuyển và có thiết bị GPS trên robot gửi tín hiệu về Server qua giao thức GPRS để hiển thị trên bản đồ Open Street Maps
2 Phương pháp nghiên cứu, lựa chọn giải pháp công nghệ:
Trang 22.1 Phương pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu tài liệu nghiên cứu các tài liệu liên quan đến GPS,GPRS, lập tr nh mạng client-server và các công nghệ liên quan
hảo sát thực tế t m hiểu nhu cầu cần lắp đ t các thiết bị GPS để kiểm soát tài sản cá nhân hay để giám sát các phương tiện giao thông công cộng
Phân tích thiết kế hệ thống dựa trên các thiết bị có s n và tính ứng dụng d dàng,d sử dụng
2.2 Lựa chọn công nghệ
Ngôn ngữ lập tr nh JAVA và C
Định vị GPS
Module sim GPRS
Bản đồ mở Open Street Maps
3 N i ung t i n hai
3.1 Các thiết bị sử dụng:
3.1.1 Thiết bị GPS: BT-821
Hình 1 Thiết bị GPS
Thiết bị có chip GPS,nhận dữ liệu từ vệ tinh chuẩn NMEA 0183 do National Marine Electronics Association định nghĩa và quản lý
NMEA 0183 (hay nói gọn đi là NMEA) là một định nghĩa tổng hợp điện tử và dữ liệu cho
việc giao tiếp giữa các thiết bị như máy đo vận tốc và hướng gió, la bàn, autopilot, máy thu GPS, .v.v
Chuẩn NMEA được sử dụng mã ASCII đơn giản, phương thức truyền tuần tự Dữ liệu sẽ
được truyền đi trong một "câu" theo một chiều duy nhất từ một máy phát (talker) đến một máy thu
(listener) tại một thời điểm Ở đây,thiết bị phát là BT-821 sẽ truyền dữ liệu đến máy thu là Laptop
có chương tr nh xử lý qua giao thức Bluetooth
Trang 3Hình 2 Hệ thống GPS
Ví dụ trong 1 giây máy thu GPS đã nhận được dữ liệu:
$GPRMC,183729,A,3907.356,N,12102.482,W,000.0,360.0,080301,015.5,E*6F
$GPRMB,A,,,,,,,,,,,,V*71
$GPGGA,183730,3907.356,N,12102.482,W,1,05,1.6,646.4,M,-24.1,M,,*75
$GPGSA,A,3,02,,,07,,09,24,26,,,,,1.6,1.6,1.0*3D
$GPGSV,2,1,08,02,43,088,38,04,42,145,00,05,11,291,00,07,60,043,35*71
Mỗi câu NMEA được định nghĩa thống nhất như sau :
Mỗi chuỗi bắt đầu bằng ký tự $
5 ký tự đầu tiên biểu hiện loại của chuỗi 2 ký tự đầu định nghĩa thiết bị sử dụng chuỗi 3 ký tự tiếp theo xác định ý nghĩa của chuỗi trả về
Các trường dữ liệu nối tiếp nhau bởi dấu “,”
Sau dấu “*” là 2 ký tự số checksum miêu tả 1 số hex Checksum là 1 phép XOR giữa tất cả các ký tự từ dấu “,” đến dấu “*” Checksum không bắt buộc đối với hầu hết các câu dữ liệu nhưng bắt buộc đối với RMA, RMB và RMC
Chuỗi kết thúc với ký tự Sau khi nhận xong mỗi câu, máy thu GPS bằng một Parser - kỹ thuật phân tích dòng thông tin liên tục để lấy tra dữ liệu cần thiết (trong khoa học máy tính) - sẽ hiểu được mang dữ liệu vào tính toán để mục đích cuối cùng là ra tọa độ cần thiết
Ví dụ: $GPGGA,161229.487,3723.2475,N,12158.3416,W,1,07,1.0,9.0,M,,,,000*18
Th trung tâm xử lí sẽ hiểu là, đây là một câu dạng "Global Positioning System Fixed Data", với các dữ kiện mang ý nghĩa như sau
Giờ UTC đang là 16 : 12 : 29 đó (chính xác nữa là thêm 0.478 giây)
Ta đang ở 37 độ 23 phút 2475 phần vạn phút vĩ độ Bắc
Và 121 độ 58 phút 3416 phần vạn phút kinh độ Tây
Chip đã nhận dữ liệu từ 7 vệ tinh GPS để lấy ra toạ độ này
iểm tra checksum *18
Chip thu GPS sẽ lien tục thu tín hiệu, rồi lại tính toán và trả ra dữ liệu thô cho trung tâm xử
Trang 4lý, trong đó bao gồm cả những thông tin như
Vận tốc đang đi
Hướng di chuyển
Cao độ so với mực nước biển
Đang kết nối với bao nhiêu vệ tính,số hiệu ID của từng vệ tinh
Và thêm nhiều thông tin khác v.v
Từ đó, người dùng sẽ biết được toạ độ của họ, hay vị trí trên bản đồ, hay bản track log,hay một cái la bàn,một đồng hồ vận tốc, một máy đo độ cao tuỳ vào đ c trưng của mỗi thiết bị
3.1.2 Thiết bị GPRS: Board EVB và module Sim 300
Hình 3 Thiết bị GPRS
Là thiết bị dùng để nhận/gửi dữ liệu đến Server đã kết nối Internet thông qua giao thức
GPRS
Giao thức GPRS (General Packet Radio Service) là công nghệ chuyển mạch gói được phát
triển trên nền tảng công nghệ thông tin di động toàn cầu(GSM Global System for Mobile) sử
dụng đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA : Time Division Multiple Access)
hởi tạo cấu h nh m c định cho module SIM300CZ,bằng cách lệnh được thực hiện theo thứ tự như h nh sau
Trang 5Hình 4 Khởi tạo cấu hình mặc định cho thiết bị GPRS
Ngoài ra còn dùng thêm các thiết bị khác để chế tạo Robot như mạch,chip xử lí Pic 16f887,LCD 16x2 để hiển thị thông tin,động cơ,ắc quy …
4 Thi công Robot và xây ựng hệ thống:
Hình 5 Mô hình hối của hệ thống
5 Ki m thử hệ thống và obot:
Trong quá tr nh kiểm tra,Robot đã gửi được tín hiệu GPS về Server Server hiển thị quãng đường di chuyển của Robot trên bản đồ Tuy nhiên do thiết bị sử dụng chip GPS đã cũ (từ năm 2000) nên vẫn còn sai số rất lớn
Trang 6Hình 6 Se ve đang chạy
Hình 7 Điều hi n Robot từ xa và LCD hi n thị thông số inh đ ,vĩ đ
6 Kết luận
6.1 Ưu điểm
-Thời gian truyền thông giữa Server và Client đáp ứng được các yêu cầu chính xác,nhanh chóng,đáng tin cậy
-Độ tr trong việc Robot đáp ứng yêu cầu điều khiển từ Server là nhỏ,từ 1-2s
6.2 Khuyết điểm
-Sử dụng nền tảng bản đồ mở mới Open Street Maps nên một số vùng trên bản đồ chưa thật chi tiết
-Thiết bị GPS đã cũ nên đưa ra thông tin về tọa độ chưa chính xác,sai số nhiều
-Robot thiết kế chưa được đẹp mắt,tốc độ di chuyển còn chậm,chưa tích hợp nhiều tính năng hữu dụng khác
6.3 Hướng khắc phục và phát triển
-T m hiểu các công nghệ mới hơn để hoàn thiện hệ thống và robot
-Tích hợp thêm các chức năng mới như hệ thống xử lí ảnh,cánh tay máy…
-Sử dụng module Sim 548 tích hợp s n chip GPS và GPRS để thiết kế Robot gọn nhẹ hơn
và cho kết quá trả về tọa độ chính xác hơn
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguy n Trung Chính, Tập lệnh At của Module Sim300CZ dùng cho SMS, 2009
[2] SIMCom, AT Commands Set, Hardward Design Module Sim300CZ
[3] PIC16F882/883/884/886/887 Data Sheet
[4] Và các trang web tham khảo
http://vi.wikipedia.org/
http://4tech.com.vn
http://dtvt org
http://www.edaboard.com
