Điều khiển nâng hạ kính trên ô tô bằng sóng bluetooth

v
MC LC

Trang ta TRANG
Quy tài
Lý lch cá nhân i
L ii
Li c iii
Tóm tt iv
Mc lc v
Danh sách các hình viii
Danh sách các bng x
 tài 1
1.1 Tính cp thit c tài. 1
1.2  tài nghiên cc. 1
1.3 ng và phm vi nghiên cu. 3
1.4 c tin c tài. 3
1.5 u. 3
1.6 





. 3
 lý thuyt 5
2.1 H thng ca s n trên ô tô. 5
2.1.1 Khái quát. 5
2.1.2 Ch 6
2.1.3 V trí các b phn. 7
2.2 n mt chiu. 10

2.2.1 Khái nim chung. 10
2.2.2 Cu to, nguyên lý làm vic, phân lon mt chiu. 10
2.3  14
2.3.1  14
2.3.2  16
vi
2.3.3  48
2.3.4  49
2.4  lý thuyt v sóng vô tuyn. 51
2.4.1 Khái nim v sóng vô tuyn. 51
2.4.2 Phân chia gii tn s vô tuyn. 51
2.4.3 m truyn sóng vô tuyn. 54
2.4.4 c truyn sóng vô tuyn. 55
2.4.5 Các nhân t n s truyn lan sóng vô tuyn. 57
2.5  57
2.5.1  57
2.5.2  60
 u khin và lu khin 61
3.1. Tng quan v module Bluetooth. 61
3.1.1 Gii thiu v module Bluetooth HC  05. 61
3.1.2 Các lnh dùng thit lp module Bluetooth HC- 05. 63
3.2.  u khin và lu khin. 70
3.2.1. Chng ca h thng nâng h kính cu khin. 70
3.2.2. Xây d. 71
c nghim 81
4.1 Mô hình. 81
4.1.1 Kt cu mô hình phn h thu khin. 81
4.1.2 Board mch thu, phát sóng Bluetooth. 85
4.1.3 Mch cm bin dòng. 88
4.2 Thc nghim mô hình. 89

4.2.1. Kim nghi nhy h thu khin. 89
4.2.2. Kim nghim cht. 90
4.2.3. Kim nghim hong thc t. 90
t lun 91
5.1 Kt qu t c. 91
vii
5.2 Các v c. 91
5.3 ng phát tri tài 91
TÀI LIU THAM KHO 99
PH LC 101

viii
DANH SÁCH CÁC HÌNH

HÌNH TRANG
Hình 2.1: H thng ca s n trên ô tô. 5
Hình 2.2: Mô t hong ca h thng ca s n trên ô tô. 6
Hình 2.3: u khin ca s n khi tt chìa khóa và chng bó kt. 7
Hình 2.4: Các b phn chính ca h thng ca s n. 7
Hình 2.5: a s n. 8
Hình 2.6: Công tc chính ca s n. 9
Hình 2.7: Mô t nguyên lý làm vic cn mt chiu. 11
Hình 2.8:  nguyên lý mán mt chiu. 12
Hình 2.9: Môc ching h. 13
Hình 2.10: Mông h. 13
Hình 2.11: Mt Piconet trong thc t. 17
Hình 2.12: Hình Piconet ch có 1 Slave. 18
Hình 2.13: Hình Piconet có nhiu Slave. 18
Hình 2.14: Mt Scatternet gm 2 Piconet. 19
Hình 2.15: S hình thành mt Scatternet theo cách 1. 20

Hình 2.16: S hình thành mt Scatternet theo cách 2. 20
Hình 2.17: Mô hình Piconet. 22
Hình 2.18: Quá trình truy vn to kt ni. 23
Hình 2.19: Truy vn to kt ni gia các thit b trong thc t. 23
Hình 2.20: Minh ha mt Scatternet. 24
Hình 2.21: Cách nhy tng s. 25
Hình 2.22: Piconet. 27
Hình 2.23: Scatternet. 28
Hình 2.24: nh dng gói tin Bluetooth. 28
Hình 2.25: Gi ch   40
ix
Hình 2.26:   tit king. 41
Hình 2.27: Ph tng tn s vô tuyn và ng dng. 51
Hình 3.1:  thut toán chung. 72
Hình 3.2:  gii thu 73
Hình 3.3:  u khia Master (Ecu). 75
Hình 3.4:  u khit ca Master (Ecu). 76
Hình 3.5:  gii thu 77
Hình 3.6: lave. 79
Hình 3.7: t Slave. 80
Hình 4.1: Công tc chính. 81
Hình 4.2: Công tc chính và mu khin. 82
Hình 4.3: Mu khin Master. 82
Hình 4.4: Mô hình ca s. 83
Hình 4.5: Mu khin Slave. 84
Hình 4.6:  mch Master PIC-BLUETOOTH. 85
Hình 4.7:  mch Slave PIC-BLUETOOTH. 86
Hình 4.8: Board mch Bluetooth HC-05. 87
Hình 4.9:  mch cm bin dòng. 88
Hình 4.10:  nguyên lý mch cm bin dòng. 88

x
DANH SÁCH CÁC BNG

BNG TRANG
Bng 2.1: So sánh Wifi và Bluetooth. 46
Bng 2.2: So sánh IrDA và Bluetooth. 48
Bng 2.3: Tên gi các dãy tn s. 52
Bng 3.1: Các lnh dùng thit lp Module HC  05. 69
Bng 3.2: Chu khin nâng h kính. 71
Bng 4.1: Bng thông s thc nghim. 89








1


T TÀI

1.1 Tính cp thit c tài.
Ngày nay, ô tô không nhng ch ng nhu ci i, mà nó
còn tha mãn nhu cu ngày càng cao v tính tic trang b trên ô tô. Vi
nhu cu thì nhiu tin nghi hii  c trang b 
phanh ABS, h thnh v toàn cu khin lái thông minh idriver. Gn
có s phát trin t bc ca nhng h thng u khin t xa s dng trong
m ln dân s. Các nhà khoa hu phát trin h thng

 nhi khuyt tt có th u khin ô tô qua ánh mt ca h. Xu
ng nghiên cu hi n vi u khin nhng h thng,
thit b trên xe mà không cn dây dn nhm gim bt s phc tp ca h thng dây
n trên xn li s dng xe.
S phát trin không dây xut hin t thit b u khin khóa ca chng trm,
g  nht thì có h thng tích hp giao tip gi n thoi cm tay và ô tô
không dây. Vi nhng nhu c tài: Nghiên cu thit k ch tu khin
không dây h thng nâng h kính c xem thc s cn thit trong vic phát trin
và ng dng công ngh trên ôtô.
1.2  tài nghiên cc.
a.  tài nghiên cc.
Tình hình nghiên cc ta v u khin không dây ch xut
hic vin thông và truyn thanh truyc
ng dng trên ô tô thì vn tìm hiu và phát trin. Vì th nhng
 tài liên quan trc tiu khin các thit b   n
nhiu.
b.  tài nghiên cc.
Fredrick L Kitson (2000) [1], thit k kt ni gia ôtô và máy ch
2

cn gic cm trc ting mà ch cn ô tô vào vùng ph sóng ca thit b
ch thc hiu này thì ô tô phi có mt c phát tín hiu
tình trng hin ti ca ô tô. T phía thit b ch có mt b thu tín hiu
(cc thu tín hiu) s nhn tín hiu t cc phát c x lý trung
tâm ca máy ch t qu tình trng hong ca xe.
Dearborn Heights (2004) [2], thit k speaker không dây cho ô tô có th tháo ra
khi ô    n giao tip vi h th u khin âm thanh trên ô tô.
Speaker s c thit k b nhn tín hic truyn tn và
chuyn tín hiu này thành tín hiu âm thanh cho Speaker ho
gi u thit k b phát tín hin t h thng âm thanh trên xe và

tín hiu này chuyn t tín hiu âm thanh thành tín hi truyn không dây
n Speaker.
Shin-Chung Chen (2005) [3], thit k thit b chng trm giao tip trong h
thng bng Bluetooth. Thit b chng trm bao gm thit b chính trên xe là b phn
Bluetooth trên ô tô và mt thiu khin bng Bi s
dng mang theo khi ra khi tài x mang thit b ng
theo thì không có tín hin cn
chy xe thì thit b  ch   ng. Khi i s dng vu Bluetooth di
n gn xe nm trong bán kính kt ni cu tín hiu trên xe thì có s kt
ni ca phát tín hiu thu tín hiu Bluetooth mang trên tay tài x thì h
thng báo trm mi tt.
Yi Luo (2004) [4], nghiên c to nút ca ngõ vô tuyi không dây
cho mt ô tô bao gm mt thit b thu phát, mu khin s và b mt giao tip
c s d nhn tín hiu cng không dây và kt ni vi nhng tín hiu
u khin c tô. Nút ca ngõ vô tuyi không dây cho phép hai
ng giao tip gia thit b giao tit b s h tr cá
nhân và máy tính. Thit b thu phát có th c t cho phép giao tip vi nhng
dng thit b  giao tip  nhng cng giao tip khác nhau.

3

1.3 ng và phm vi nghiên cu.
u nghiên cu ch t tài ch chú trng u khin h thng
nâng h kính trên ôtô và phm vi nghiên cu là dùng sóng B u
khin. V sau s m rng và phát trin áp du khin nhiu thit b khác trên ô
tô.
1.4 c tin c tài.
M tài là thit k h thu khin cha nâng h kính
n nay,   u
khin. C th  u khin nâng h kính. T ,

chúng ta có th phát triu khin nhiu h thu khin nâng h
cu chnh nâng h gh theo nhiu ch  u khin kính chiu hu.
Phát tri thì có th thay sóng Bluetooth b u khin nhng
thit b phù hng ngoi, sóng RF, sóng 3G, sóng Wifi. ng
u khin hong xe bng thit b u khin t xa.  tài góp phn vào
vic phát trin vic ng dng thit b hii.
1.5 u.
Trong quá trình nghiên cu thc hi         
hoch s c áp dng:
- Nghiên cu lý thuyt v h thng c u khin và tìm hiu lý thuy u
khin t  áp dng ch to.
- Nghiên cu thc tin v thit b u khin thu và phát tín hi n ch to
b u khin hong ca h thng nâng h kính.
- Khai thác tài liu lp trình CCS_PCWH, phn mm n    
u khin Burn-E Programmer, phn mm mô phng Proteus 7.5   u
khin PIC
- 





.
1.6 








.


4

- 
- 
- 
-         eus
7.5.
- 
- 
- h.
- 

5


 LÝ THUYT

2.1 H thng ca s n trên ô tô.
H thu khin ca s n là mt h th m   a s
bng công tc.

Hình 2.1: H thng ca s n trên ô tô [5].
2.1.1 Khái quát.
a. Mô t.
Môt ca s n quay khi vn hành công tn ca s n. Chuyng
quay ca môn ca s  c chuyn thành chuyng lên

xung nh b nâng h ca s  m hoa s [5].
b. H thng ca s n có các ch
- Ch / m bng tay.
- Ch  / m ca s bng mt ln n.
- Cha s.
- Chng kt.
6

- Chu khin ca s khi tn [5].
2.1.2 Ch
a. Ch bng tay.
Khi công tc ca s n b kéo lên hoy xung gia chng, thì ca s s
m hon khi th công tc ra.
b. Ch  bng mt ln n.
Khi công tu khin ca s n b kéo lên hoy xung hoàn toàn, thì
ca s s  hoàn toàn. Mt s xe ch có ch t ng và mt s
xe ch có ch / m t ng cho ca s i lái [5].
c. Cha.
Khi bt công tc khoá ca s, thì không th m hot c các ca kính tr
ca s i lái.

Hình 2.2: Mô t hong ca h thng ca s n trên ô tô [5].
d. Chng kt ca s.
a s t ng nu có vt th l kt vào ca kính thì chc
 t ng dng ca kính và dch chuyn nó xung khong 50 mm [5].
e. Chu khin ca s khi tn.
Chu khin h thng ca s n trong khong thi gian
45 giây sau khi tn v v trí ACC hoc LOCK, nu ci lái
không m [5].
7

Hình 2.3: u khin ca s n khi tt chìa khóa và chng bó kt [5].
2.1.3 V trí các b phn.
H thng ca s n gm có các b ph


Hình 2.4: Các b phn chính ca h thng ca s n [5].
a. B nâng h ca s.
- Ch: Chuyng quay ca môu khin ca s c chuyn thành
chuyng lên xu  ca s.
8

- Cu to: C ba b nâng h ca sc
 b X ni vu chnh ca b nâng h ca s. Ca s
 nh s i chiu cao c X. Các loi b
nâng h ca s khác vi lo X là lou khin bng dây
và loi m[5].

Hình 2.5: a s n [5].
b. Môu khin ca s n.
- Ch: Môu khin ca s n quay theo hai chi dng b
nâng h ca s.
- Cu to: Môu khin ca s n gm có ba b phn: Mô truyn bánh
m bin. Môi chiu quay nh công tc. B truy
truyn chuy ng quay ca môi b nâng h ca s. Cm bin gm có
công tc hn ch và cm bin t  u khin chng kt ca s [5].
9

c. Công tc chính ca s n.

- Công tc chính ca s u khin toàn b h thng ca s n.
- Công tc chính ca s n dng tt c các môu khin ca s n.
- Công tc khoá ca s  ca s tr ca s phía
i lái.
- Vic kt ca s nh da trên các tín hiu ca cm bin t và
công tc hn ch t môu khin ca s i lái (các loi xe có chc
ng kt ca s) [5].

Hình 2.6: Công tc chính ca s n [5].
d. Các công tc ca s n.
Công tc ca s u khin dng môu khin ca s n ca ca
s c và phía sau. Mi ca có mt công tu khin
[5].
e. Khóa xe.
n truyn các tín hiu v trí ON, ACC hoc LOCK ti công tc chính
ca s  u khin cha s khi tn [5].
f. Công tc ca xe.
Công tc ca xe truyn các tín hic m ca xe ci lái (m ca
a OFF) ti công tc chính ca s  u khin cha s
khi tn [5].


10

2.2 n mt chiu.
2.2.1 Khái nim chung.





 
ph

 


 ph


 
 
:
 
 
 
  
[6].
2.2.2 Cu to, nguyên lý làm vic, phân long n mt chiu.
a. Cu to.
 - vành góp.
Stator bao 
 
 
11



 
 - 
  

- 
 và 
[6].
b. Nguyên lý làm vin mt chiu.

Hình 2.7: Mô t cu to n mt chiu [7].

k


k
.
 
 
 [6]:
M =
pN
2a
I

= k
M
I



Nm




p.
N

k
M


12

c. 
h
 sau:

 
 

 
 
 
song 
 

 [6].
d. 
  ô
âó mômen ù
ên, nó có 
êích òô
ô ômen
ì ââ

Hình 2.8:  nguyên lý mán mt chiu [6]c
lp; b) Kích thích song song; c) Kích thích ni tip; d) Kích thích hn

13

 ú 
 òng  
[ 6].








Hình 2.9: Mô [6].
á  









Hình 2.10: Mô [6].
áp V và dòng I không nêá giá ê
không  êááp tiê

òòêì  
[6].

I
V (DC)
+
_

_
+
V
(DC)
I
14

2.3 luetooth.
2.3.1 
i. :
Bluetooth là công ngh không dây cho phép các thit b n t giao tip
vi nhau trong khong cách ngn bng sóng vô tuy   n chung ISM
(Industrial, Scientific, Medical) trong dãy tng 2,40  2,48 
tn không c dùng cho các thit b không dây trong
công nghip, khoa hc, y t.
Bluetooth thit k nhm m  dây cáp gia máy tính và thit b
truyn thông cá nhân, kt ni vô tuyn gia các thit b n t li vi nhau theo
mt cách thun li nht.
c kích hot, Bluetooth có th t  nh v nhng thit b khác có
chung công ngh trong vùng xung quanh và bu kt ni vc
ng s dng cho vic truyn d liu ln ting nói [8].
ii. 

a. L.
Bluetooth là tên cch  Harald I Bluetooth (Dansich harald
Blatand) (910  p nhch và Nauy. Ngày nay
Bluetooth là bing ca s thng nht gia Computer và Telecom, gia công
ngh máy tình và công ngh truyn [8].
b. .
n công ngh Bn thong và tp
àn máy tính là Sony, Nokia, IBM, Intel và Toshiba liên kt hp tác và phát trin
mt chun công ngh kt ni không dây mi mang tên Bluetooth nhm kt ni các
thit b n t li vi nhau dùng sóng vô tuyn.
, chun phiên bu tiên ci vi phiên bn
n th h 4.0. S phát trin trong nhn
c ng dng rt rng rãi mà ch yc truyn thông [8].

15

iii. .
a. .
 Tiêu th  ng thp, cho phép ng d c trong nhiu thit b, bao
gm c thit b cn thong. Nu ng dng trên các thit b
u khin trên ô tô thì s tit kin tit kim nhiên liu
cho ô tô. Giá thành ca thit b ngày càng gim.
 Khong cách giao tip cho phép: Khong cách gia hai thit b u cui có th
n 10 m ngoài tri và 5 m trong nhà, thi gian gi ta ng dng
và phát trin thit b có th truyn 100 m ngoài tri và 30 m trong nhà.
 Bluetooth s dt4 n ISM. Tc
 truyn d liu có th t mc t Mbps (do s dng tn s cao) mà các
thit b không cn phi thy trc tip nhau (light-of-sight requirements).
 D dàng trong vic phát trin ng dng: Bluetooth kt ni mt ng dng này vi
mt ng dng khác thông qua các chu c

lp v phn c u hành s dm này ta có th ng
d u khin hong các thit b trên ô u khin khóa ca, 
tín hiu, còi.
  c dùng trong giao tip d liu ting nói: có ba   truyn
ting nói và by  truyn d liu trong mt mng cá nhân.
 An toàn và bo m c tích hp vi s xác nhn và mã hóa (build in
authentication and encryption).
 u phn cng và phn mm h tr [8].
b. .
 ng dng trên thit b t b n thong), máy
vi tính.
 Thit b Bluetooth, loa, các trm thu phát âm thanh.
 Thit b truyn d li  t, bàn phím, joystick, camera, máy in, LAN
access point.
 Các ng du khin thit b tích hp trên ô t nn
16

thoi qua nút bm trên tay lái hay màn hình hin th. Vi chn
thong s c kt ni vu khic tích hp trên xe
n phi s dng trc tin thoi.
 c ng d u khin các thit b  u hòa
nhi, lò viba và rt nhiu ng dng khác nc ng dng [8].
2.3.2  .
A. .
a. Master unit.
Là thit b duy nht trong mt Piconet, Master thit l ng h m xung
(clock) và kic nh ng b tt c thit b trong cùng Piconet
ng là thit b u tiên chuyi d li
quynh s kênh truyn thông. Mt Piconet có mt kiu hopping duy nht [8].
b. Slaver unit.

Là tt c các thit b còn li trong Piconet, mt thit b không là Master thì phi
là Slave. Tng Active và 255 Slave dng Parked (Inactive) trong mt
Piconet.
Có ba dng Slave trong mt Piconet:
- Active: Slave hong, có kh i thông tin vi Master và các Slave
Active khác trong Piconet. Các thit b  trng thái này phân bit thông qua mt
a ch MAC (Media Access Control) hay AMA ( Active Member Address) 
là con s gm 3 bit. Nên trong mt Piconet có t thit b  trng thái này (1
cho Master và 7 cho Slave).
- Standby: là mt dng inactive, thit b trong tr  i d
liu, sóng radio không có tác dng lên, công sut gin ti thi tit kim
ng, thit b không có kh c bt c mã truy cp nào. Có th
coi là nhng thit b trong nm ngoài vùng kim soát ca Master.
- Parked: là mt dng inactive, ch mt thit b trong mt ng xuyên
 ng b v     t a ch    
tr c Master gi dy bng tín hitín hiu báo
17

hiu). Các thit b  tra ch a ch PMA
( 8 bit  phân bit các packed Slave
vi nhau và có tt b  trng thái này trong mt Piconet [8].
c. Piconet.
Piconet là tp hp các thit b c kt ni thông qua k thut Bluetooth theo
mô hình Ad-u mc thit lp cho nhu cu truyn d liu hin
hành và tc thi, t nhanh và kt ni s t ng hu sau khi truyn xong). Trong
mt Piconet thì ch có mt thit b ng là thit b u tiên to kt
ni, nó có vai trò quynh s kênh truyn thông và thc hing b gia các
thành phn trong Piconet, các thit b còn li là t b gi yêu cu
n Master.
ng, hai Slave mun thc hin liên lc phi thông qua Master bi chúng

không bao gi kt ni trc tic vi nhau, Master s ng b các Slave v thi
gian và tn s. Trong mt Piconet có tng ti mt thm.

Hình 2.11: Mt Piconet trong thc t [8].
Các mô hình Piconet.
- Piconet gm mt Slave.
18


Hình 2.12: Hình Piconet ch có mt Slave [8].
- Piconet ch có nhiu Slave.

Hình 2.13: Hình Piconet có nhiu Slave [8].
Cách hình thành mt Piconet:
Mt Piconet b u vi hai thit b kt ni v   Laptop vi mt
Mobilephone. Gii hn 8 thit b trong mt Piconet (3 bit MAC cho mi thit b). Tt
c các thit b u ngang hàng và mang chnh. Tuy nhiên khi
thành lp mt Piconet, mt thit b s  ng b v tn s và thi
19

gian truyn phát, và các thit b khác làm Slave [8].
d. Scatternet.
Hai hay nhic lng b, các Piconet này kt hp li
truyn thông vi nhau.

Mt thit b có th va là Master ca Piconet này, va là Slave ca Piconet khác.
Vai trò ca mt thit b trong Piconet là không c  thay
i t c li t Slave thành Master. Ví d nu Master
 kh p tài nguyên phc v cho Piconet ca mình thì nó s
chuyn quyn cho mt  bi vì trong mt

Piconet thì Clock và king b nhau sn.
Ví d: mt Scantternet.

Hình 2.14: Mt Scatternet gm hai Piconet [8].
Có hai cách hình thành mt Scatternet:
Cách 1: Piconet này c ra mt Slave làm Slave ca Piconet kia (các Piconet là
c lp vng b). Slave này s phân chia các timeslots (TS), mt
vài TS  Piconet này, vài TS  Piconet kia.