THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO VA CHẠM TRÊN Ô TÔ VÀ GIỬI ĐỊNH VỊ GPS VỀ CHO NGƯỜI THÂN QUA TIN NHẤN KẾT HỢP VỚI XE ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐỒ ÁN TỔNG HỢP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO VA CHẠM
VÀ BÁO TAI NẠN QUA ĐIỆN THOẠI

Ngành

: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Giảng viên hướng dẫn

:

Sinh viên thực hiện

:
Lớp:

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2021



PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN
Tuần

Nội dung hướng dẫn

1
Ngày: 05/04/2021 đến

11/04/2021

Nhận đề tài

2
Ngày: 12/04/2021 đến
18/04/2021

Tìm tài liệu

3
Ngày: 19/04/2021 đến
25/04/2021

Chuẩn bị dụng cụ và tìm mua
thiết bị

4
Ngày: 26/04/2021 đến
02/05/2021

Tìm mua thiết bị
Nghiên cứu thiết bị

5
Ngày: 03/05/2021 đến
09/05/2021

Dựng khung,mơ hình
Bố trí thiết bị

6
Ngày: 10/05/2021 đến
16/05/2021

Đấu nối mạch điện

7
Ngày: 17/05/2021 đến
23/05/2021

Tìm tài liệu làm bài báo cáo
Hoàn thiện mạch điện

8
Ngày: 24/05/2021 đến
30/05/2021

Làm bài báo cáo word

9
Ngày: 31/05/2021 đến
06/06/2021

Hoàn thiện bài báo cáo, hồn
thành mơ hình

10
Ngày: 07/06/2021 đến
nay

Bảo vệ đồ án: Hệ thống cảnh
báo va chạm và báo tai nạn
qua điện thoại.

Nhận xét của GVHD
(Ký tên)


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập và được sự hướng dẫn tận tình của thầy, đồ án mơn học
của nhóm em với đề tài nghiên cứu hệ thống cảnh báo va chạm và báo tai nạn qua điện
thoại và xây dựng mơ hình hệ thống cảnh báo va chạm và báo tai nạn qua điện thoại đã
được gần như là hồn thành. Qua đó, nhóm em đã tìm hiểu được rõ hơn về hệ thống
cảnh báo va chạm và báo tai nạn qua điện thoại. Trong đồ án lần này, nhóm em đã học
tập được rất nhiều những cơng việc thực tế bên ngồi. So với q trình học thì thực tế
bên ngồi có rất nhiều điều khác biệt. Khi làm mơ hình thì cũng có nhiều chỗ chưa tốt,
vì thời gian làm đồ án tương đối ngắn và kiến thức cịn hạn hẹp nên vấn đề sai sót là
khơng thể khơng xảy ra, song nhóm em cũng đã có những kinh nghiệm và kỹ năng
trong q trình làm mơ hình đồ án lần này.
Nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, thầy đã hỗ trợ và giúp đỡ nhóm
em trong suốt q trình chúng em làm đồ án để hồn thành tốt đồ án mơn học này.Vì
kiến thức bản thân chúng em cịn hạn chế, trong q trình học tập, và hồn thiện đồ án
này nhóm em khơng tránh khỏi những sai sót và thiếu sót, kính mong nhận được
những ý kiến đóng góp từ thầy.


LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của các ngành cơng nghiệp khác thì ơ tơ ln là ngành
cơng nghiệp đóng vai trị quan trọng trong nền cơng nghiệp thế giới. Trong những năm

gần đây thì các hãng ơ tơ vẫn không ngừng đưa ra các mẫu xe mới ngày càng tân tiến
hơn, hiện đại hơn. Như nhóm chúng em tìm hiểu xe càng tân tiến hiện đại thì hệ thống
điện trên xe càng nhiều và phức tạp hơn. Hệ thống cảnh báo va chạm và báo tai nạn
qua điện thoại cũng không kém phần quan trọng. Nhiệm vụ quan trọng nhất của hệ
thống cảnh báo va chạm và báo tai nạn qua điện thoại là thiết bị giúp cho người lái
quan sát rõ hơn các góc chết, giảm thiểu tối đa tai nạn xảy ra trong quá trình di chuyển
trên đường, còn một số nhiệm vụ như là báo tin nhắn về điện thoại, giúp cho người
thân biết được tình hình xảy ra va chạm của người điều khiển, giảm thiểu va chạm và
quan trọng nhất vẫn là độ an tồn cho chính người điều khiển. Thấy được sự quan
trọng của hệ thống cảnh báo va chạm và báo tai nạn qua điện thoại đối với người điều
khiển ô tô và qua một thời gian do dự, cuối cùng nhóm chúng em cũng đã tìm được đề
tài phù hợp với khả năng và lĩnh vực u thích. Từ đó nhóm chúng em đã quyết định
chọn đề tài “ Hệ thống cảnh báo va chạm và báo tai nạn qua điện thoại” để tìm hiểu
cho đồ án lần này.
So với kiến thức học trên lớp thì thực tế có nhiều cái phức tạp hơn, tầm hiểu
biết cũng hẹp hòi nhưng với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Phụ Thượng Lưu, nhóm
em sẽ cố gắng hồn thành đồ án đúng thời hạn.

1


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN...........................................................................................................................1
LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................................................1
MỤC LỤC.................................................................................................................................2
1.1. Đặt vấn đề...........................................................................................................................7
1.2. Mục tiêu đồ án...................................................................................................................8
1.3. Nội dung nhiệm vụ đồ án.................................................................................................8
1.4. Phương pháp nghiên cứu đồ án......................................................................................8
1.5. Kết cấu của đồ án môn học..............................................................................................9

1.6. Khái quát:........................................................................................................................10
Đã gần 70 năm từ khi dây đai an toàn được giới thiệu, với sự phát triển nhanh chóng
của các cơng nghệ điện tử, việc điều khiển một chiếc ô tô ngày nay đã trở nên dễ dàng
và an toàn hơn rất nhiều.......................................................................................................10
1.7. Các hệ thống cảnh báo va chạm nổi bật:.....................................................................13
1.8. Sơ lược về hệ thống PCS (Pre-Collision System)........................................................14
Những năm gần đây, những yêu cầu về độ an tồn trên ơ tơ ngày càng tăng lên, đòi hỏi
các nhà sản xuất phải thật sự hợp tác và đầu tư vào một hệ thống an toàn hiện đại, phức
tạp để tăng giá trị và ưu thế cạnh tranh của mình............................................................14
1.9. Khái quát về hệ thống cảm biến va chạm và báo tai nạn qua điện thoại...............16
1.10. Nhiệm vụ, tính năng, hoạt động của hệ thống cảm biến va chạm.........................17
1.10.1. Nhiệm vụ của hệ thống cảm biến va chạm.....................................................17
1.10.2. Tính năng của hệ thống cảm biến va chạm....................................................17
1.10.3. Hoạt động của hệ thống cảm biến va chạm....................................................18
1.11. Các bộ phận của hệ thống cảm biến va chạm...........................................................19
1.11.1. Cảm biến ADUINO UNO R3............................................................................19
Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8, ATmega168,
ATmega328. Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED
nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đo nhiệt độ - độ ẩm
và hiển thị lên màn hình LCD,… hay những ứng dụng khác..................................20
...................................................................................................................................................21
2


1.11.2. Cảm biến BLUETOOTH HC05.......................................................................26
Module này được thiết kế dựa trên chip BC417. Con chip này khá phức tạp và sử
dụng bộ nhớ flash ngoài 8Mbit. Nhưng việc sử dụng module này hoàn toàn đơn giản
bởi nhà sản xuất đã tích hợp mọi thứ cho bạn trên module HC-05........................26
Hình 3.8: Cảm biến Blutooth HC-05..........................................................................27
1.11.3. Cảm biến MODULE L298N.............................................................................29

Tính năng của mạch điều khiển động cơ DC L298N:..............................................29
Mạch L298N có khả năng điều khiển 2 động cơ DC, dòng tối đa 2A mỗi động cơ,
mạch tích hợp diod bảo vệ và IC nguồn 7805 giúp cấp nguồn 5VDC cho các module
khác (chỉ sử dụng 5V này nếu nguồn cấp <12VDC)..................................................29
Hình 3.9: Module điều khiển động cơ L298N............................................................30
1.11.4. Cảm biến MODULE HX711.............................................................................34
Giới thiệu mạch cảm biến cân nặng HX711...............................................................34
Tính năng và đặc điểm:.................................................................................................35
1.11.5. Cảm biến SIM808...............................................................................................38
Hình 3.16: Mạch cảm biến SIM808............................................................................38
Mơ tả SIM808.................................................................................................................38
Giao diện ghép nối.........................................................................................................40
...........................................................................................................................................40
Hình 3.17: Sơ đồ chân ghép nối...................................................................................40
+ GND : Kết nối với GND của MCU..........................................................................40
Công dụng.......................................................................................................................41
Ưu điểm là khi khởi đơng hệ thống thì hệ thống hoạt động tự động. Sản phẩm có
giá thành vừa phải, có tính ứng dụng cao khơng chỉ cho xe ơ tơ mà cịn cho tất cả
các phương tiện vận tải khác........................................................................................41
Tính năng........................................................................................................................41
Chế độ văn bản và PDU................................................................................................42
1.11.6. Cảm biến gia tốc góc nghiêng MPU – 6050....................................................43
Hình 3.18: Cảm biến gia tốc góc nghiêng MPU – 6050............................................46
1.12. Một số sơ đồ mạch điều khiển hệ thống cảm biến va chạm....................................48
1.12.1. Sơ đồ mạch điện cảm biến ADUINO UNO R3...............................................48
Thiết kế nguồn................................................................................................................48
Phần nguồn của Board mạch Arduino được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ sau:
...........................................................................................................................................48
3

...........................................................................................................................................48
Thiết kế mạch dao động................................................................................................49
Mạch giao động tạo ra các xung clock giúp cho vi điều khiển hoạt động, thực thi
lệnh… Board mạch Arduino Uno R3 sử dụng thạch anh 16Mhz làm nguồn dao
động...................................................................................................................................49
...........................................................................................................................................50
Hình 3.21: Sơ đồ mạch nguyên lý của Board mạch ARDUINO UNO R3.............50
Thiết kế mạch reset........................................................................................................50
Để vi điều khiển thực hiện khởi động lại thì chân RESET phải ở mức logic LOW
(~0V) trong 1 khoản thời gian đủ yêu cầu. Mạch reset của board Arduino UnoR3
phải đảm bảo được 02 việc:...........................................................................................50
– Reset bằng tay: Khi nhấn nút, chân RESET nối với GND, làm cho MCU RESET.
Khi không nhấn nút chân Reset được kéo 5V.............................................................50
– Reset tự động: Reset tự động được thực hiện ngay khi cấp nguồn cho vi điều
khiển nhờ sự phối hợp giữa điện trở nối lên nguồn và tụ điện nối đất. Thời gian tụ
điện nạp giúp cho chân RESET ở mức LOW trong 1 khoản thời gian đủ để vi điều
khiển thực hiện reset......................................................................................................50
– Khởi động vi điều khiển trước khi nạp chương trình mới...................................50
Hình 3.22: Sơ đồ mạch điện cảm biến BLUETOOTH HC-05................................51
1.12.2. Sơ đồ mạch điện cảm biến L298.......................................................................54
Sơ đồ nguyên lý hoạt động...........................................................................................55
Hình 3.24: Sơ đồ mạch điện cảm biến L298..............................................................55
...........................................................................................................................................55
1.12.3. Sơ đồ mạch điện cảm biến lực HX711.............................................................58
Hình 3.25: Sơ đồ mạch điện cảm biến lực HX711.....................................................58
1.12.4. Sơ đồ mạch điện cảm biến gia tốc góc nghiêng MPU – 6050.......................59
Hình 3.26: Sơ đồ mạch điện cảm biến gia tốc góc nghiêng MPU – 6050...............59
1.12.5. Sơ đồ mạch điện cảm biến Module SIM808...................................................59
Hình 3.27: Sơ đồ mạch điện cảm biến Module SIM808...........................................59

1.13. Chuẩn bị vật liệu...........................................................................................................60
1.14. Thiết bị thi công mơ hình.............................................................................................61
Hình 4.7: Cảm biến gia tốc góc nghiêng MPU6050..........................................................65
...................................................................................................................................................66

4


Hình 4.8: Mạch cảm biến SIM808......................................................................................66
...................................................................................................................................................67
Hình 4.9: Pin 3.7V.................................................................................................................67
...................................................................................................................................................68
...................................................................................................................................................68
Hình 4.10: Dây rút.................................................................................................................68
...................................................................................................................................................69
Hình 4.11: Tấm mica.............................................................................................................69
...................................................................................................................................................70
Hình 4.12 Mạch ESP32-CAM thu phát wifi......................................................................70
...................................................................................................................................................71
Hình 4.13: Bu lơng, đai ốc và ốc vít 10mm........................................................................71
Hình 4.14: Cơng tắc ON/OFF..............................................................................................71
Hình 4.15: Đồng hồ VOM....................................................................................................72
...................................................................................................................................................72
Hình 4.16 : Tổng quan các chi tiết mơ hình.......................................................................72
1.15. Thiết kế bản vẽ sơ đồ đấu dây của hệ thống.............................................................72
Hình 4.17 Sơ đồ đấu dây của hệ thống...............................................................................73
1.16. Các bước tiến hành.......................................................................................................73
- Dựa vào sơ đồ đấu dây để đấu nối các chi tiết linh kiện của mạch điện với nhau lại
thành một mơ hình hồn chỉnh............................................................................................73
Hình 4.18 Sơ đồ đấu dây của mạch ARDUINO UNO R3 và mạch cảm biến góc nghiêng

MPU6050.................................................................................................................................75
1.17. Kết luận..........................................................................................................................83
Đề tài đã phân tích được các đặc tính làm việc, ưu điểm và khả năng ứng dụng của hệ
thống cảnh báo va chạm trên ô tô mà nó đã mang lại những hiệu quả thiết thực, đáp
ứng được các nhu cầu của người điều khiển ô tô hiện nay...............................................83

5


Trong quá trình thực hiện, chúng em cũng đã tìm hiểu và tham khảo trên các trang
thông tin, các nguồn tài liệu để đảm bảo tính thực tiễn, chính xác, khoa học của đề tài.
...................................................................................................................................................83
Nội dung đề tài nghiên cứu về độ an toàn, lịch sử, cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ
thống cảnh báo va chạm........................................................................................................83
Dựa trên các nhiệm vụ đã đặt ra thì nhóm đã hồn thành tương đối. Hiểu được nguyên
lý làm việc, cấu tạo, tự đấu nối dây để mạch hoạt động, hồn thiện mơ hình, có thêm
nhiều kiến thức và một số kỹ năng làm việc nhóm. Vì kiến thức thực tế hạn chế cũng
như kinh nghiệm chưa nhiều, nhưng nhóm đã hợp tác, cùng nhau phân chia cơng việc
và cố gắng hồn thiện mơ hình một cách tốt nhất có thể.................................................83
Trong q trình thực hiện cịn nhiều sai sót mong thầy giúp đỡ thêm để đồ án được
hoàn thiện hơn........................................................................................................................83
1.18. Hướng phát triển...........................................................................................................83
Tại Việt Nam, các thiết bị cảnh báo va chạm được coi là một lựa chọn chứ khơng địi
hỏi bắt buộc phải đồng bộ theo xe.......................................................................................83
Nên việc trang bị thêm hệ thống cảnh báo va chạm là thực sự cần thiết, vì theo thống
kê tình hình tai nạn giao thơng ở Việt Nam thì ngày nào cũng xảy ra. Khơng những tiêu
hao tiền bạc, ngân sách nhà nước, chi phí bảo hiểm mà cịn là tính mạng của người điều
khiển ơ tô cũng như những người tham gia giao thông....................................................83
Cần xem xét, đề xuất Chính phủ và các bộ ngành hữu quan nghiên cứu, có cơ chế
chính sách hỗ trợ ưu tiên về thuế hoặc kết hợp một số chính sách ưu đãi khác, như

phương tiện lắp đặt các hệ thống cảnh báo va chạm này sẽ được ưu đãi giảm giá, ưu đãi
phí bảo hiểm,... Có như vậy sẽ giúp nhiều người có cơ hội tiếp cận, sử dụng được trang
thiết bị an toàn này.................................................................................................................83
Việc ứng dụng các giải pháp công nghệ sẽ giúp hỗ trợ, nâng cao kỹ năng lái xe của
người điều khiển khi tham gia giao thông, hạn chế tai nạn và bảo đảm an tồn giao
thơng tốt hơn...........................................................................................................................84
...................................................................................................................................................84
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................85

6


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI HỆ THỐNG CẢNH BÁO VA CHẠM
VÀ BÁO TAI NẠN QUA ĐIỆN THOẠI
1.1. Đặt vấn đề

Hình 1.1: Hệ thống cảnh báo va chạm
Ngày nay hầu hết mẫu xe cao cấp đều được hãng sản xuất trang bị các công
7


nghệ an toàn như hệ thống ổn định thân xe (ESB), kiểm soát lực kéo (TCS), hỗ trợ đỗ
xe (PAS)... Ngồi ra cịn có một cơng nghệ đang được nhiều người quan tâm, hệ thống
cảnh báo va chạm (Pre-Collision System).
Nhiệm vụ của hệ thống cảnh báo va chạm là quan sát phía trước đầu xe liên tục
nhằm phát hiện kịp thời những nguy cơ xảy ra va chạm và phát ra cảnh báo cho tài xế.
Trong tình huống khẩn cấp, hệ thống này sẽ can thiệp để xử lý nhằm ngăn chặn và
giảm tối đa những nguy hiểm có thể xảy ra.
Ban đầu hệ thống cảnh báo va chạm sử dụng sóng hồng ngoại để nhận biết mơi
trường xung quanh, tuy nhiên ngày nay sóng hồng ngooại đã được thay thế bằng sóng

radio cho phép phát hiện các chướng ngại vật ở xa hơn.
1.2. Mục tiêu đồ án
Mục tiêu của đề tài này là xây dựng mơ hình hệ thống cảm biến va chạm và báo tai
nạn qua điện thoại.
Hiểu rõ về cấu tạo, nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, nguyên lý hoạt động, sơ đồ
nguyên lý… của hệ thống cảm biến va chạm và báo tai nạn qua điện thoại.
Biết cách đọc sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống cảm biến va chạm và báo tai
nạn qua điện thoại, sơ đồ đấu dây.
Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của hệ thống cảm biến va chạm và báo tai nạn
qua điện thoại
Sử dụng được các dụng cụ điện và thiết bị điện.
1.3. Nội dung nhiệm vụ đồ án
Xây dựng mơ hình hệ thống cảm biến va chạm và báo tai nạn qua điện thoại dựa
vào sơ đồ đấu dây cảm biến , sơ đồ mạch điện và hệ thống cảm biến va chạm trên ơ tơ.
Từ đó hiểu được nguyên lý hoạt động của hệ thống cảm biến va chạm để viết cuốn đồ
án.
1.4. Phương pháp nghiên cứu đồ án
Tìm hiểu hệ thống cảm biến va chạm trên các dịng ơ tơ trên thị trường.
Tìm hiểu sơ đồ hệ thống cảm biến va chạm trong các tài liệu.
Lập danh sách các thiết bị, cảm biến cần thiết cho hệ thống.
Xây dựng mơ hình hệ thống cảm biến va chạm và báo tai nạn qua điện thoại.
8


1.5. Kết cấu của đồ án môn học
Gồm 5 chương:
Chương 1: Giới thiệu đề tài hệ thống cảnh biến va chạm và báo tai nạn qua điện
thoại
Chương 2: Lịch sử phát triển hệ thống cảnh báo va chạm
Chương 3: Cơ sở lý thuyết về hệ thống cảnh báo va chạm

Chương 4: Chuẩn bị vật liệu và thiết bị, thi công mơ hình hệ thống cảnh báo va
chạm và báo tai nạn qua điện thoại
Chương 5: Kết luận và hướng phát triển
Tài liệu tham khảo

9


CHƯƠNG 2: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG CẢNH BÁO VA
CHẠM
1.6. Khái quát:
Đã gần 70 năm từ khi dây đai an tồn được giới thiệu, với sự phát triển nhanh
chóng của các công nghệ điện tử, việc điều khiển một chiếc ô tô ngày nay đã trở nên
dễ dàng và an toàn hơn rất nhiều.
Hệ thống cảnh báo va chạm trên xe ơtơ đã góp phần giảm thiểu số lượng tai nạn
giao thông cũng như giảm mức độ nghiêm trọng của tai nạn. Tuy nhiên, khá ít người
dùng hiểu được hết tính năng của nó.
Ngày nay, những chiếc xe hơi được trang bị rất nhiều công nghệ để đảm bảo
rằng lái xe và hành khách trên xe thoải mái cũng như an tồn nhất có thể. Hệ thống
cảnh báo va chạm là một trong những cơng nghệ an tồn đang được sử dụng phổ biến.
Hệ thống cảnh báo va chạm là gì?
Hệ thống cảnh báo va chạm (Pre-collision System) là một công nghệ tinh vi,
phức tạp được sinh ra để giảm thiểu các vụ tai nạn cũng như giảm mức độ nghiêm
trọng của các vụ tai nạn.
Hệ thống này sẽ ln theo dõi q trình điều khiển của lái xe và các điều kiện
xung quanh xe như chướng ngại vật, xe phía trước, xe đối diện, người đi bộ... để phát
hiện sớm nguy cơ xảy ra va chạm. Nhờ vậy, an toàn cho lái xe và người ngồi trên xe
cũng như người qua đường, người đi xe đạp được đảm bảo.

10

11


12


Hình 2.1 : Trên các mẫu xe hiện đại, hệ thống cảnh báo va chạm dùng cả
radar và camera.
Bên cạnh cảnh báo va chạm phía trước với hệ thống cảm biến cảnh báo va
chạm trước, các hãng xe còn trang bị cho những mẫu xe sang của mình khả năng cảnh
báo, phát hiện va chạm từ phía sau và từ bên hông xe.
1.7. Các hệ thống cảnh báo va chạm nổi bật:
Mercedes-Benz là hãng tiên phong khi giới thiệu hệ thống cảnh báo va chạm
Pre-Safe vào năm 2003 trên dòng sedan cao cấp S-class. Ở thời điểm hiện tại, hệ thống
Pre-Safe cịn có thể dựng thẳng tựa lưng, tựa đầu, căng dây an tồn tự động, đóng cửa
kính và cửa sổ trời, bung túi khí khi xảy ra va chạm để đảm bảo an toàn cho lái xe và
hành khách.
Hầu hết các hãng xe cũng đã tự phát triển một hệ thống cảnh báo va chạm của
riêng mình. Honda có cơng nghệ Sensing, Toyota có Safety Sense, BMW có Active
Protection... Tất cả các công nghệ này đều đã được kiểm tra, thử nghiệm kỹ lưỡng để
đảm bảo an toàn trong khi khơng gây ra phiền tối, mất tập trung cho lái xe.

13


Hình 2.2: Hệ thống Pre-Safe của Mercedes có thể tự động căng dây an
toàn, dựng thẳng lưng ghế, tựa đầu, đóng cửa kính, cửa sổ trời trước khi va chạm
và bung túi khi va chạm xảy ra

Không nên quá phụ thuộc vào các cơng nghệ an tồn
Thực tế là cho dù cơng nghệ có thần thánh tới đâu thì con người vẫn là yếu tố
quyết định. Chúng ta không được chủ quan ngay cả khi chúng ta cầm lái những chiếc
xe đắt tiền với rất nhiều hệ thống an toàn. Cơng nghệ, hệ thống an tồn nói chung và
cảnh báo va chạm nói riêng chỉ là các cơng cụ hỗ trợ, chúng ta không nên quá phụ
thuộc vào chúng. Khi lái xe, việc luôn chủ động điều khiển, luôn quan sát phía trước
sẽ giúp bạn đảm bảo an tồn cho bản thân cũng như hành khách ngồi phía sau xe.
1.8. Sơ lược về hệ thống PCS (Pre-Collision System)
Những năm gần đây, những u cầu về độ an tồn trên ơ tơ ngày càng tăng lên,
địi hỏi các nhà sản xuất phải thật sự hợp tác và đầu tư vào một hệ thống an toàn hiện
đại, phức tạp để tăng giá trị và ưu thế cạnh tranh của mình.
Về chức năng, PCS sẽ liên tục theo dõi quá trình điều khiển của người lái cũng
14


như các điều kiện xung quanh xe như chướng ngại vật, xe đi trước, xe đối diện,… để
phát hiện sớm nguy cơ tai nạn vài giây trước va chạm, từ đó thực hiện những biện
pháp cảnh báo, can thiệp nhằm ngăn chặn hoặc giảm thiểu những thiệt hại có thể xảy
ra.

Hình 2.3: Cảm biến PCS hoạt động phân tích chướng ngại vật
Cũng bởi bản chất hoàn toàn tự động của hệ thống cũng như tính chất bất ngờ
và khó đốn của hầu hết những vụ tai nạn, công nghệ đứng sau q trình vận hành của
PCS có độ phức tạp cao và cần phải được tinh chỉnh, kiểm tra cực kỳ kỹ lưỡng trước
khi được trang bị trên ô tô.
Chắc chắn không ai trong chúng ta muốn chiếc xe của mình đột nhiên phanh
gấp hay siết đai an tồn trong khi đang lái một cách bình thường trên đường, vậy nên
quá trình điều chỉnh để đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác, phản ứng kịp thời với
tình huống cũng như không can thiệp nhầm là rất quan trọng.

15


CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG CẢM BIẾN VA
CHẠM VÀ BÁO TAI NẠN QUA ĐIỆN THOẠI
1.9. Khái quát về hệ thống cảm biến va chạm và báo tai nạn qua điện thoại
Cảm biến va chạm ô tô là thiết bị được sử dụng dành riêng cho ô tô nhằm hỗ trợ
cảnh báo nguy hiểm cho người ngồi trong xe khi di chuyển trên đường.
Thông thường khi đi trên đường, người lái sẽ khơng có được tầm nhìn rộng để
quan sát được hết trên đường, do vậy không thể tránh được những va chạm đáng tiếc
xảy ra. Ngày nay khi công nghệ phát triển, hàng loạt các thiết bị hiện đại ra đời nhằm
giải quyết bài toán trên cho con người. Cảm biến va chạm ô tô là một thiết bị với
những tính năng ưu việt.
Hiện nay, hầu hết các vụ tai nạn giao thông xảy ra trong q trình lùi xe. Vấn đề
này có thể cải thiện được nhờ vào cách cài đặt các cảm biến trong thanh cản sau của
xe. Các cảm biến này sẽ kết hợp với còi báo động của xe nhằm cảnh báo đến người
điều khiển biết khi đến gần với chướng ngại vật.
Thông thường, trên một chiếc cảm biến va chạm sẽ có từ 2-8 cảm biến tùy vào
từng loại. Cảm biến sẽ được sử dụng cùng với giao diện điều khiển và cịi báo động
nằm phía bên trong của xe, càng nhiều cảm biến thì độ phủ sóng sẽ tốt hơn.

16


Hình 3.1: Cảm biến va chạm hoạt động trong quá trình lùi xe
1.10.

Nhiệm vụ, tính năng, hoạt động của hệ thống cảm biến va chạm

1.10.1. Nhiệm vụ của hệ thống cảm biến va chạm

Về lý thuyết, hệ thống an toàn chủ động nói chung và hệ thống cảnh báo va
chạm nói riêng đều hoạt động dựa trên cơ sở là những thơng tin và tín hiệu thu thập từ
q trình vận hành của xe và điều kiện xung quanh. Từ đó, hệ thống phát hiện những
điều kiện nguy hiểm và phát cảnh báo đến người lái hay thậm chí là can thiệp, hỗ trợ
trong những tình huống khó như vừa đánh lái vừa phanh gấp.
Hệ thống cảm biến va chạm thực hiện các nhiệm vụ sau:
Nhiệm vụ của hệ thống cảnh báo va chạm là quan sát phía trước đầu xe liên tục
nhằm phát hiện kịp thời những nguy cơ xảy ra va chạm và phát ra cảnh báo cho tài xế.
Trong tình huống khẩn cấp, hệ thống này sẽ can thiệp đến hệ thống phanh để xử lý
nhằm ngăn chặn và giảm tối đa những nguy hiểm có thể xảy ra.
1.10.2.Tính năng của hệ thống cảm biến va chạm
Đúng như tên gọi của nó, cảm biến va chạm ơ tơ với tính năng nổi bật hàng đầu là
phát hiện các vật cản trên đường và cảnh báo đến người lái nhằm đảm bảo an toàn cho
cả người ngồi trên xe và người đi đường.
Ở những cảm biến đời cao và thơng minh có thể phát hiện được những chướng
ngại vật ở phạm vi lớn. Thông thường những cảm biến này được lắp đặt ở phía mặt
trong của cản. Khi xe trở về cảm biến số lùi, từ trường được tạo ra bởi bộ điều khiển
giúp phát hiện các chướng ngại vật như người, xe,… và gửi tín hiệu âm thanh để cảnh
báo người lái xe và ngăn ngừa tai nạn.
Những cảm biến này chỉ phát hiện vật thể khi xe đang chuyển động và cung cấp
phản hồi thời gian thực. Cảm biến sự cố cần phát hiện va chạm và chuyển đổi nó thành
tín hiệu rất nhanh. Các lực tác động lên các cảm biến sau khi có xảy ra va chạm có thể
cao tới 100g (gấp 100 lần lực hấp dẫn của trái đất). Khi một chiếc xe bị dừng đột ngột
do va chạm, các cảm biến đo gia tốc này chuyển tiếp nó đến bộ điều khiển dưới dạng
dữ liệu và cảnh báo, ngăn ngừa.

17


Hình 3.2: Cảm biến va chạm nhận biết các vật cản phía trước

1.10.3.Hoạt động của hệ thống cảm biến va chạm
Nhiều chiếc xe được gắn cảm biến áp suất cực nhanh ở cửa trước. Những cảm
biến này phát hiện một vụ va chạm sau đó đẩy tấm cửa ngồi vào bên trong, tạo ra áp
lực. Cảm biến gia tốc cũng được lắp gần trục để có thể phát hiện va chạm từ bên hông,
nhằm không gây biến dạng cho cửa trước.
Nó hoạt động khi bạn giảm tốc nhất định, điều này nó cảm nhận bằng gia tốc kế.
Vì vậy, về cơ bản cảm biến va chạm là một gia tốc kế tự động kích hoạt các túi khí
được hoạt động, hay điều khiển con quay hồi chuyển hướng lái.
Khi hoạt động nó bao gồm điện từ và siêu âm, được sử dụng để đo khoảng cách
giữa các phương tiện với chướng ngại vật đang chuyển động hay đứng yên. Sau đó nó
gửi tín hiệu siêu âm, cảnh báo đã phát hiện ra chướng ngại vật. Bằng cách chuyển đổi
thành báo động âm thanh để cảnh báo người lái xe. Đồng thời nó hiển thị số và vạch
chia màu, xác định vị trí của chướng ngại vật nằm bên phải hay bên trái và khoảng
cách là bao nhiêu ở màn hình trong xe. Lái xe có thể căn cứ vào âm thanh. Và vạch
màu cảnh báo để xác định được khoảng cách lùi xe an toàn.

18


Hình 3.3: Cảm biến va chạm cảnh báo khi xe gần với vật cản
1.11.

Các bộ phận của hệ thống cảm biến va chạm

1.11.1.Cảm biến ADUINO UNO R3
Một vài thông số của Aduino UNO R3
19


Vi điều khiển

Điện áp hoạt động
Tần số hoạt động
Dòng tiêu thụ
Điện áp vào khuyên dùng
Điện áp vào giới hạn
Số chân Digital I/O
Số chân Analog
Dòng tối đa trên mỗi chân I/O
Dòng ra tối đa (5V)
Dòng ra tối đa (3.3V)
Bộ nhớ flash
SRAM
EEPROM

ATmega328 họ 8bit
5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)
16 MHz
khoảng 30mA
7-12V DC
6-20V DC
14 (6 chân hardware PWM)
6 (độ phân giải 10bit)
30 mA
500 mA
50 mA
32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bởi
bootloader
2 KB (ATmega328)
1 KB (ATmega328)

Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8, ATmega168,
ATmega328. Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED
nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đo nhiệt độ - độ ẩm và
hiển thị lên màn hình LCD,… hay những ứng dụng khác.
Ngồi việc dùng cho board Arduino UNO, có thể sử dụng những IC điều khiển
này cho các mạch tự chế. Vì board Arduino UNO để lập trình cho vi điều khiển. Trên
thực tế, khơng cần phải dụng Arduino UNO trên các sản phẩm của mình, thay vào đó
là các mạch tự chế để giảm chi phí như hình dưới đây:

20


Hình 3.4: Chế tạo thủ cơng

Hình 3.5: Sử dụng mạch in
Năng lượng
Arduino UNO có thể được cấp nguồn 5V thơng qua cổng USB hoặc cấp nguồn
ngoài với điện áp khuyên dùng là 7-12V DC và giới hạn là 6-20V. Thường thì cấp
nguồn bằng pin vng 9V là hợp lí nhất nếu khơng có sẵn nguồn từ cổng USB. Nếu
cấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên, sẽ làm hỏng Arduino UNO.
Các chân năng lượng:
•

GND (Ground): cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino UNO. Khi dùng các
thiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này phải được nối
với nhau.

21