Thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống mã khóa động cơ dành cho đối tượng sinh viên hệ cao đẳng tại tp HCM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN BÁ VÕ

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH GIẢNG DẠY HỆ THỐNG
MÃ KHÓA ĐỘNG CƠ DÀNH CHO ĐỐI TƯỢNG SINH VIÊN
HỆ CAO ĐẲNG NGÀNH Ô TÔ TẠI TP.HCM

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC – 605246

S K C0 0 4 6 7 2

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8/2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH


LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN BÁ VÕ

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH GIẢNG DẠY HỆ THỐNG
MÃ KHÓA ĐỘNG CƠ DÀNH CHO ĐỐI TƯỢNG SINH VIÊN
HỆ CAO ĐẲNG NGÀNH Ô TÔ TẠI TP.HCM

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246

TP.Hồ Chí Minh, tháng 08/2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH


LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN BÁ VÕ

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH GIẢNG DẠY HỆ THỐNG
MÃ KHÓA ĐỘNG CƠ DÀNH CHO ĐỐI TƯỢNG SINH VIÊN
HỆ CAO ĐẲNG NGÀNH Ô TÔ TẠI Tp.HCM

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246
Hướng dẫn khoa học:
PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG

TP.Hồ Chí Minh, tháng 08/2015


Luận văn thạc sĩ

LÝ LỊCH KHOA HỌC

I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:
Họ & tên: NGUYỄN BÁ VÕ
Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 27/05/1989
Nơi sinh: Hải Dương
Quê quán: Xã Thạch Lỗi, huyện Cẩm Giàng, Hải Dương
Dân tộc: Kinh
Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 118/5A Tổ 34, KP2, Quận 12, TP. Hồ Chí Minh.
Điện thoại cơ quan:
Điện thoại nhà riêng: 0989809862
Fax:
E-mail:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Trung học chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo:
Nơi học (trường, thành phố):
Ngành học:

Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ ……

2. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính Quy
Thời gian đào tạo từ 10 / 2008 đến 01 / 2013
Nơi học (trường, thành phố): Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật.TPHCM
Ngành học: Cơ Khí Động Lực
Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Biên soạn giáo trình hệ thống điện thân xe.
Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 10/01/2012.
Người hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Văn Dũng.
III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC:
Thời gian
2012
2014- Nay

Nơi công tác
Cong ty TNHH Việt Phú-Bình Dương, Ấp
Ông Đông, Xã Tân Hiệp, Huyện Tân Uyên,
Tỉnh Bình Dương.
Cao đẳng KT Cao Thắng

i

Công việc đảm nhiệm
Nhân viên Phát triển & Chất
lượng
Giảng Viên


Luận văn thạc sĩ

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 08 năm 2015
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

NGUYỄN BÁ VÕ

ii


Luận văn thạc sĩ

MỤC LỤC
Quyết định giao đề tài
Lý lịch cá nhân ................................................................................................ i
Lời cam đoan ................................................................................................... ii
Lời cảm ơn ...................................................................................................... iii
Tóm tắt ............................................................................................................ iv
Abstract ........................................................................................................... v
Mục lục ............................................................................................................ vi
Danh mục các từ viết tắt.................................................................................. ix
Danh mục các hình .......................................................................................... x
Danh mục các bảng ......................................................................................... xiii
CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP
1.1 Đặt vấn đề .................................................................................................1
1.2 Mục tiêu của đề tài ..................................................................................... 2
1.3 Nhiệm vụ của đề tài.................................................................................... 3
1.4 Giới hạn đề tài ............................................................................................ 4
1.5 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 5
1.6 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ............................... 6
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Tổng quan về bảo mật thông tin và các ứng dụng .....................................11
2.1.1 Các khái niệm cơ bản ...................................................................11
2.1.1.1 Khái niệm về thông tin .............................................................. 11
2.1.1.2 Khái niệm về bảo mật ............................................................... 17
2.1.1.3 Khái niệm về bảo mật thông tin ................................................ 19
2.1.2 Mục đích và các phương pháp bảo mật thông tin ........................ 20
2.1.3 Các hệ mật mã đối xứng và công khai .........................................22
2.1.3.1 Hệ mật mã đối xứng ..................................................................22
2.1.3.2 Hệ mật mã công khai ................................................................ 23
2.2 Lý thuyết tín hiệu và xử lý tín hiệu ............................................................ 28

vi


Luận văn thạc sĩ

2.2.1 Lý thuyết về tín hiệu ....................................................................28
2.2.2 Lý thuyết về xử lý tín hiệu ........................................................... 29
2.3 Tổng quan về công nghệ RFID ..................................................................30
2.3.1 Khái niệm chung về nhận dạng vô tuyến RFID ........................... 30
2.3.1.1 Lịch sử phát triển công nghệ RFID ........................................... 30
2.3.1.2 Khái niệm RFID ........................................................................32
2.3.2 Các thành phần của hệ thống RFID ............................................. 33
2.3.2.1 Thẻ RFID .................................................................................. 34
2.3.2.2 Reader ....................................................................................... 39
2.3.2.3 Database .................................................................................... 44
CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT THỰC TRẠNG ĐÀO TẠO KIẾN THỨC VỀ
ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Ô TÔ
3.1 Tổng quan về đào tạo ngành công nghệ kỹ thuật ô tô hiện nay tại các
trường cao đẳng ................................................................................................ 45
3.1.1 Tổng quan về các lĩnh vực đào tạo .............................................. 45
3.1.2 Thực trạng đào tạo lĩnh vực điện-điện tử ô tô.............................. 50
3.2 Nhu cầu học tập và trang bị kiến thức liên quan đến hệ thống mã khóa động
cơ ...................................................................................................................... 55
3.2.1 Thống kê về mức độ quan tâm cũng như hiểu biết của sinh viên về
hệ thống mã khóa động cơ ....................................................................55
3.2.2 Nhận xét kết quả khảo sát ............................................................ 57
CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH
GIẢNG DẠY HỆ THỐNG MÃ KHÓA ĐỘNG CƠ ...................................59
4.1 Giới thiệu cấu tạo mô hình, nguyên lý hoạt động của hệ thống mã khóa
động cơ ............................................................................................................. 59

4.1.1 Cấu tạo chức năng các chi tiết của hệ thống ................................ 61
4.1.1.1 ECM động cơ ............................................................................ 61
4.1.1.2 Transponder Key ECU .............................................................. 62
4.1.1.3 Ổ khóa điện ............................................................................... 64

vii


Luận văn thạc sĩ

4.1.1.4 Chìa khóa điện .......................................................................... 65
4.1.1.5 Bộ tạo tín hiệu Ne .....................................................................67
4.1.1.6 Các chi tiết và cụm chi tiết khác ............................................... 68
4.1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống mã khóa động cơ .................. 69
4.1.2.1 Nguyên lý xác lập chế độ mã khóa động cơ. ............................ 69
4.1.2.2 Nguyên lý hủy bỏ chế độ mã khóa động cơ .............................. 70
4.2 Thiết kế và chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống mã khóa động cơ ........... 70
4.2.1 Thiết kế khung giá đỡ để lắp đặt các chi tiết ............................... 70
4.2.2 Chế tạo, lắp đặt hoàn thiện mô hình ............................................ 74
4.2.3 Vận hành, kiểm tra thử nghiệm mô hình .....................................77
4.3 Thiết kế bài giảng cho hệ thống mã khóa động cơ theo phương pháp giảng
dạy tích hợp ......................................................................................................78
4.3.1 Mục tiêu bài giảng........................................................................78
4.3.2 Nội dung bài giảng .......................................................................78
4.3.2.1 Lý thuyết về hệ thống mã khóa động cơ ...................................78
4.3.2.2 Thực hành kiểm tra, chẩn đoán, khắc phục các hư hỏng đối với
hệ thống mã khóa động cơ ....................................................................80
CHƯƠNG 5 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................... 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

viii


Luận văn thạc sĩ

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
AC ( Alternating Current)

: Nguồn điện xoay chiều.

DC( Direct Current)

: Nguồn điện một chiều

DTC (Diagnostic Trouble Code)

: Mã chẩn đoán hư hỏng.

ECM (Electronic Control Modul)

: Bộ xử lý và điều khiển theo modul.

ECU (Electronic Control Unit)

: Bộ xử lý và điều khiển trung tâm.

EFII (Electronic Fuel Injection Input)

: Tín hiệu phun xăng điện tử.

EFIO (Electronic Fuel Injection Output): Tìn hiệu phun xăng điện tử.
GND (Ground)

: Nguồn mass của hệ thống.

ID (Identification)

: Mã nhận dạng

IG SW (Ignition Switch)

: Công tắc máy.

IMI (Immobiliser output)

: Tín hiệu nhận bởi ECM.

IMO (Immobiliser output)

: Tín hiệu xuất từ ECM.

IND (Indicator)

: Chỉ thị.

LAN (Local Area Network)

: Mạng máy tính nội bộ

LED (Lighting Emited Diode)

: Đi-ốt phát quang.

PVC (Polyvinyl Clorua)

: Một loại nhựa dẻo.

RFID (Radio Frequency IDentification) : Nhận dạng vô tuyến.

ix


Luận văn thạc sĩ

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ thuật toán xác thực song phương trong hệ thống mã khóa động
cơ Immobilizer .................................................................................................. 6
Hình 1.2: Sơ đồ thuật toán xác thực đơn phương trong hệ thống mã khóa động
cơ Immobilizer .................................................................................................8
Hình 2.1: Minh họa nhiễu thông tin .................................................................16
Hình 2.2: Bảo mật thông tin với dịch vụ ATM của các ngân hàng ................. 18
Hình 2.3: Một chức năng bảo mật ứng dụng trên điện thoại di động .............. 19
Hình 2.4: Hệ thống mã khóa động cơ được hãng BMW lắp đặt trên xe .........20
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý bảo mật thông tin .................................................. 21
Hình 2.6: Mã hóa và giải mã với khóa đối xứng ............................................. 23
Hình 2.7: Mã hóa và giải mã với hai khóa ....................................................... 24
Hình 2.8: Mô hình điều khiển có ứng dụng xử lý tín hiệu ............................... 30
Hình 2.9: Các thành phần của hệ thống RFID ................................................. 33
Hình 2.10: Thành phần đầu cuối của hệ thống RFID ......................................33

Hình 3.1: Biểu đồ nhu cầu lựa chọn lĩnh vực làm việc của sinh viên cao đẳng
ngành ô tô sau khi tốt nghiệp ........................................................................... 46
Hình 3.2: Biểu đồ biểu thị mức độ đáp ứng tay nghề trong các lĩnh vực ngành ô
tô tại các trường cao đẳng mà sinh viên đang theo học ...................................48
Hình 3.3: Biểu đồ thể hiện các đánh giá của sinh viên về việc khó nâng cao tay
nghề ở các lĩnh vực .......................................................................................... 49
Hình 3.4: Biểu đồ thể hiện các lý do dẫn đến việc gặp khó khăn khi học các
môn học trong lĩnh vực điện-điện tử ô tô của sinh viên ..................................49
Hình 3.5: Biểu đồ thể hiện sự khác nhau về các lý do dẫn đến việc gặp khó
khăn khi học các môn học trong lĩnh vực điện-điện tử ô tô của sinh viên cao
đẳng chính quy và cao đẳng nghề ....................................................................52

x


Luận văn thạc sĩ

Hình 3.6: Biểu đồ thể hiện phần trăm lựa chọn phương pháp học các hệ thống
mới trong lĩnh vực điện-điện tử ô tô. ............................................................... 53
Hình 3.7: Biểu đồ thể hiển phần trăm nguồn thông tin cung cấp kiến thức về hệ
thống mã khóa động cơ cho sinh viên .............................................................. 55
Hình 3.8: Biểu đồ thể hiện nhu cầu trang bị kiến thức về hệ thống mã khóa
động cơ ............................................................................................................. 56
Hình 4.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống mã khóa động cơ 2AZ-FE ...................... 59
Hình 4.2: ECM động cơ 2AZ-FE .....................................................................60
Hình 4.3:Thứ tự và sơ đồ chân ECM động cơ 2AZ-FE ...................................61
Hình 4.4: ECU thu phát mã chìa ECM động cơ 2AZ-FE ................................ 62
Hình 4.5: Hình ảnh thứ tự và sơ đồ chân ECU thu phát mã chìa..................... 62
Hình 4.6: Ổ khóa có gắn cuộn dây thu phát mã chìa khóa .............................. 63
Hình 4.7: Cuộn dây quấn xung quanh ổ khóa. ................................................. 64

Hình 4.8: Giắc nối và sơ đồ chân của bộ khuếch đại mã chìa khóa. ............... 64
Hình 4.9: Chìa khóa điện và chíp mã chìa khóa .............................................. 65
Hình 4.10: Các chi tiết trong bộ tạo tín hiệu Ne .............................................. 67
Hình 4.11: Bộ cấp nguồn 12V-DC được chuyển đổi từ nguồn 220V-AC.......68
Hình 4.12: Khung giá đỡ cho mô hình được thiết kế bằng Solid Work .......... 69
Hình 4.13:Thông số kích thước tổng thể của mô hình .....................................72
Hình 4.14: Bố trí các chi tiết trên mô hình....................................................... 73
Hình 4.15: Khung giá đỡ của mô hình sau khi gia công ..................................74
Hình 4.16: Công đoạn kiểm tra, lắp đặt các chi tiết của mô hình .................... 75
Hình 4.17: Các PAN thực hành của mô hình ................................................... 75
Hình 4.18: Cấu tạo mô hình hệ thống mã khóa động cơ..................................78
Hình 4.19: Máy đo xung Oscilloscope GW INSTEAD GOS 1022 ................ 82
Hình 4.20: Xung hiển thị khi đo chân CODE và chân AGND. ....................... 83
Hình 4.21: Xung hiển thị khi đo chân TXCT và chân AGND ....................... 83
Hình 4.22 Xung hiển thị đo chân IFII(E15-13) và chân AGND(E15-16) ...... 85
Hình 4.23 Xung hiển thị đo chân IFII(E15-13) và chân AGND(E15-16) ...... 85

xi


Luận văn thạc sĩ

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Bảng thống kê tần suất xuất hiện của 26 chữ cái trong bảng chữ cái
tiếng Anh theo tài liệu của Beker và Piper. ................................... 21
Bảng 3.1: Số liệu khảo sát nhu cầu việc làm của sinh viên trong các lĩnh vực
của ngành ô tô sau khi tốt nghiệp. ................................................................... 45
Bảng 3.2: Số liệu khảo sát về mức độ đáp ứng tay nghề của sinh viên đối với
các lĩnh vực của ngành ô tô sau khi ra trường. ............................................... 46
Bảng 3.3: Số liệu khảo sát đánh giá khó khăn đối với các lĩnh vực của ngành ô

tô khi SV theo học ........................................................................................... 49
Bảng 3.4: Số liệu khảo sát lý do sinh viên gặp khó khăn về môn điện điện tử ô
tô ...................................................................................................................... 51
Bảng 3.5: Số liệu khảo sát ý kiến của sinh viên về các tiếp cận trong đào tạo
kiến thức về các hệ thống điện-điện tử mới trên ô tô ...................................... 53
Bảng 3.6: Số liệu khảo sát phần trăm nguồn thông tin cung cấp kiến thức về hệ
thống mã khóa động cơ cho sinh viên ............................................................. 56
Bảng 3.7: Số liệu khảo sát về nhu câu học tập của sinh viên về hệ thống
Engine Immobilizer System .......................................................................... 57
Bảng 4.1: Giá trị tiêu chuẩn khi đo kiểm bộ khuếch đại mã chìa khóa .......... 82
Bảng 4.2: Giá trị tiêu chuẩn khi đo kiểm ECU thu phát mã chìa khóa .......... 84
Bảng 4.3: Kiểm tra cấp dương cho hộp ECU thu phát mã chìa khóa ............ 86
Bảng 4.4: Kiểm tra cấp mass cho hộp ECU thu phát mã chìa khóa ............... 87
Bảng 4.5: Giá trị tiêu chuẩn khi đo kiểm dây nối và giắc nối từ ECU thu phát
mã chìa khóa đến ECM.................................................................. 88
Bảng 4.6: Quy trình đăng ký mã chìa khóa tự động. ...................................... 89
Bảng 4.7: Quy trình đăng ký mã chìa bằng máy chẩn đoán. .......................... 89
Bảng 4.8: Quy trình xóa mã chìa khóa ........................................................... 90

xii


Luận văn thạc sĩ

LỜI CẢM ƠN
Sau hai năm học tập tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ
Chí Minh. Giờ đây, em đã hoàn thành khóa học. Trong khoảng thời gian đó, quý
thầy cô trong trường đã tận tình chỉ dạy cho chúng em không chỉ những kiến thức
khoa học mà còn cả đạo đức, cách sống.
Để tỏ lòng biết ơn công lao ấy, chúng em xin tri ân và chân thành cảm ơn

đến:
Quý thầy cô trong Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em trong toàn khóa
học niên khóa 2013 – 2015.
Quý thầy cô trong Khoa Cơ Khí Động Lực Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ
Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh.
Quý thầy cô trong các Khoa, Trung tâm, các phòng ban trong nhà trường.
Tập thể BGĐ, toàn thể nhân viên Công ty TNHH Việt Phú-Bình Dương đã
giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn PGS-TS ĐỖ VĂN DŨNG, trong
suốt thời gian làm đề tài, thầy đã tận tình chỉ dạy, động viên và giúp đỡ để em hoàn
thành tốt đề tài.
Gia đình, người thân cùng bạn bè gần xa đã giúp đỡ, động viên trong quá
trình thực hiện đề tài.
Kính chúc quý thầy cô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ
Chí Minh, tập thể BGĐ và toàn thể nhân viên Công ty TNHH Việt Phú-Bình Dương
thật nhiều sức khỏe, niềm vui và hạnh phúc và rất mong nhận được những ý kiến
đóng góp chân thành!
Tp.HCM, ngày 20 tháng 08 năm 2015
Người thực hiện

Nguyễn Bá Võ

iii


Luận văn thạc sĩ

TÓM TẮT
Ngày nay trên xe có hàng trăm hệ thống điện và điện tử được ứng dụng, đáp

ứng được những yêu cầu đòi hỏi ngày càng cao của người sở hữu, hệ thống mã khóa
động cơ (Engine Immobilizer System) cũng là một trong số đó. Chính sự phức tạp
và đa dạng của các hệ thống mới đó đặt ra vấn đề phải trang bị kiến thức lý thuyết
vững vàng cũng như tay nghề thuần thục cho người kỹ thuật viên tốt nghiệp cao
đẳng sau khi ra trường. Qua số khảo sát đối với sinh viên cao đẳng ngành ô tô thì
hơn 90% họ mong muốn được học tập lý thuyết kết hợp với thực hành trên mô hình
thực tế hơn.
Đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống mã khóa động cơ
dành cho đối tượng sinh viên hệ cao đẳng tại Tp HCM” nhằm giải quyết một phần
cho vấn đề trên giúp sinh viên có thêm cơ hội tiếp xúc với một hệ thống mới trên ô
tô.
Mô hình được thiết kế, chế tạo và lắp đặt dựa vào cơ sở lý thuyết, các số liệu
thực tế, các chi tiết, thiết bị thực tế trên ô tô để mô phỏng hoạt động của hệ thống
mã khóa động cơ. Ngoài ra còn có một số hướng dẫn trong công tác bảo dưỡng hệ
thống giúp nâng cao hiệu quả đào tạo nghề.
Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện, mô hình đã hoàn thành với tính
trực quan và tính thẩm mỹ cao, mô phỏng hoàn toàn giống với hệ thống được ứng
dụng trên ô tô hiện nay. Đặc biệt sản phẩm có khả năng ứng dụng cao, thích hợp
cho các trường có đào tạo hệ cao đẳng ngành công nghệ kỹ thuật ô tô.
Từ khóa: Hệ thống mã khóa động cơ, công nghệ ô tô, sinh viên cao đẳng.

iv


Luận văn thạc sĩ

ABSTRACT
Nowaday, there are hundreds of vehicle electrical and electronic systems are
applied to meet the requirements of increasingly demanding owners, key system
engine (Engine Immobilizer System) is one of them. The very complexity and

diversity of the new system which raises the issue must be equipped with solid
theoretical knowledge as well as skilled technical maturity for college graduates
after graduation. The survey, for college students who studeief automotive
enginering is more than 90% they want to study combining theory between practice
on a more realistic model.
The theme "Design, manufacture teaching model code engine immobilizer
system for object college students in HCMC" to solve a problem on helping
students have more opportunities to interact with a new system on a car.
The model was designed, fabricated and installed based on the basis of the
theory, the actual figures, the details, the actual device in the car to simulate the
operation of the engine key system. There are also some instructions in the
maintenance system helps improve the efficiency of vocational training.
After a period of study and implementation, complete model with intuitive
and high aesthetics, reproduce exactly the same as the system is used in cars today.
Special products with high usability and suitable for field training college
engineering industry automobile.

Keys work: Engine Immobilezier System, Automobile Industry, Students Collecge.

v


Luận văn thạc sĩ

Chương 1 DẪN NHẬP
1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay chúng ta đang chứng kiến những sự phát triển vượt bậc của các lĩnh
vực khoa học kỹ thuật nói chung và trong ngành công nghệ ô tô nói riêng. Có thể
nói đây là thời bùng nổ các tiến bộ khoa học kỹ thuật.
Việc ứng dụng các lĩnh vực khoa học công nghệ vào ngành công nghiệp ô tô rất

đa dạng và phong phú như lĩnh vực công nghệ thông tin, thuỷ lực, khí nén, vi xử lý,
vi điều khiển… giúp cho những chiếc xe khi sản xuất ra trở nên tiện nghi hơn, an
toàn và dễ dàng kiểm soát hơn. Một trong các ứng dụng trên đó là ứng dụng công
nghệ kỹ thuật điện tử, vi xử lý, vi điều khiển để phát triển ra hệ thống mã khoá động
cơ (Engine Immobilizer System).
Trên ô tô hàng loạt những hệ thống mới ra đời làm tăng tính năng sử dụng cho
những chiếc ô tô và làm tăng tính tiện nghi, tính an toàn cho người sử dụng. Những
chiếc ô tô dần được lắp đặt nhiều hệ thống hơn có mức độ an toàn cho người sử
dụng cao hơn. Một trong những lĩnh vực an toàn cho người sử dụng là đảm an toàn
cho nhưng chiếc xe không bị mất trước những vụ trộm. Các nhà nghiên cứu, chế tạo
ô tô phát minh ra hệ thống mã hoá động cơ (Engine Immobilizer System) đáp ứng
rất tốt yêu cầu đảm bảo an ninh cho chiếc xe. Ở Việt Nam hệ thống này cũng đã
xuất hiện trên các chiếc xe nhập về từ nước ngoài của các hãng như TOYOYA,
HONDA, HYUNDAI, BMW…, để đáp ứng cho công tác bảo dưỡng, sửa chữa
những dòng xe hiện đại với nhiều hệ thống mới nói chung và hệ thống mã hoá động
cơ nói riêng đòi hỏi việc đào tạo đội ngũ kỹ sư có kiến thức chuyên môn vững chắc
và trình độ cao.Vấn đề đặt ra cho các trường cao đẳng là phải đào tạo ra các kỹ sư ô
tô vừa giỏi về kiến thức chuyên môn và có kinh nghiệm thực tiễn.
Từ nhu cầu thực tiễn như vậy nên người nghiên cứu đã chọn đề tài “Thiết kế,
chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống mã khoá động cơ (Engine Immobilizer System)
dùng cho đối tượng sinh viên hệ cao đẳng tại TPHCM” nhằm giúp các thế hệ sinh
viên có cái nhìn khách quan và thực tế hơn về hệ thống. Tạo điều kiện cho các thế

1


Luận văn thạc sĩ

hệ sinh viên được ứng dụng những cơ sở lý thuyết vào thực hành một cách trực
quan nhất trên mô hình gần giống với thực tế, giúp sinh viên hiểu rõ hơn về bài học.

Khi thực hiện đề tài này sẽ giúp ích rất nhiều cho bản thân người nghiên cứu
về sự hiểu biết và kinh nghiệm thực tiễn về hệ thống mã hoá động cơ trên ô tô từ đó
củng cố thêm kiến thức đã học và phát triển mở rộng qua các hệ thống điện, điện
điện tử ô tô khác. Hiểu được nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống, kiểm tra
được hư hỏng cũng như hoạt động của hệ thống, có thể tự sửa chữa những hư hỏng
thường gặp trên hệ thống. Từ những kinh nghiệm thực tế này sẽ giúp tôi trong công
việc giảng dạy bộ môn điện và điện tử ô tô trong tương lai hiệu quả hơn.
Để giúp cho sinh viên tiếp thu kiến thức một cách đầy đủ, rõ ràng và trực quan
hơn, hiểu rõ hơn về hệ thống mã hoá động cơ trên ô tô nên người nghiên cứu đã chủ
động tìm hiểu về nhu cầu học tập cũng như thực trạng đào tạo của các trường cao
đẳng hiện nay về hệ thống mã khóa động cơ từ đó quyết định bắt tay vào thực hiện
đè tài “Thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống mã khóa động cơ dành cho đối
tượng sinh viên hệ cao đẳng ngành ôtô tại TP HCM”. Người học có thể khảo
nghiệm trực tiếp hệ thống mã hoá động cơ như trên thực tế, tiếp thu những kiến
thức về các hệ thống này một cách trực quan hơn, nhanh chóng và hiệu quả hơn
thay vì chỉ được nghiên cứu trên lý thuyết hoặc tìm hiểu về hệ thống qua các tài liệu
tham khảo.
1.2 Mục tiêu của đề tài
1.2.1 Về mặt nhận thức
- Đề tài khi nghiên cứu xong sẽ giúp cho người nghiên cứu nâng cao năng lực trình
độ của mình trong lĩnh vực ứng dụng công nghệ vi điều khiển và vi xử lý vào lĩnh
vực điều khiển ô tô cũng như tự động hoá trên ô tô.
- Khi thực hiện đề tài người nghiên cứu phải thiết kế phần cứng lựa chọn thiết bị
linh kiện phù hợp từ đó tích luỹ thêm kiến thức lý thuyết về điện, điện tử và có cơ
hội kiểm chứng các lý thuyết đó thông qua giai đoạn thực tế trong quá trình triển
khai thực hiện đề tài.

2

Luận văn thạc sĩ

- Có tư duy khoa học từng bước tiếp cận với các phương pháp nghiên cứu khoa học
giáo dục. Hoàn thiện những kỹ năng còn thiếu trong nghiên cứu khoa học.
- Từ những kiến thức có được khi nghiên cứu đề tài này có thể phát huy sáng tạo
nghiên cứu và ứng dụng để tạo ra các hệ thống mới có tính ứng dụng cao trong cuộc
sống ở tất cả các lĩnh vực khác như y tế, giáo dục, kinh doanh thương mại…vv
1.2.2 Về mặt thực tiễn
- Tìm hiểu về tính năng an toàn của hệ thống mã khoá động cơ hiện tại được lắp
trên ô tô của các hãng xe trên thị trường.
- Xác định mức độ hiểu biết của sinh viên hệ cao đẳng ngành công nghệ kỹ thuật ô
tô về lĩnh vực điện- điện tử ô tô nói chung và hệ thống mã khóa động cơ (Engine
Immobilizer System) nói riêng cũng như nhu cầu muốn trang bị kiến thức về hệ
thống này của sinh viên.
- Chế tạo mô hình hệ thống mã hoá động cơ (Engine Immobilizer System) phục vụ
cho công tác giảng dạy môn thực tập điện ô tô giúp sinh viên hệ Cao đẳng ngành kỹ
thuật ô tô có cơ hội tiếp cận với các hệ thống mới, hệ thống hiện đại được lắp đặt
trên ô tô hiện nay.
1.3 Nhiệm vụ của đề tài
+ Khảo sát thực tiễn đối tượng sinh viên hệ cao đẳng ngành công nghệ ô tô về các
vấn đề liên quan đến chất lượng đào tạo trong lĩnh vực điện, điện tử ô tô và nhu cầu
của sinh viên đối với các lĩnh vực liên quan đến công nghiệp ô tô.
+ Khảo sát sự hiểu biết về hệ thống mã khóa động cơ (Engine Immobilizer System)
và nhu cầu học tập trang bị thêm kiến thức về hệ thống này đối với sinh viên hệ cao
đẳng ngành công nghệ ô tô trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh từ đó thiết kế ra
mô hình phục vụ cho công tác giảng dạy tại các trường cao đẳng.
+ Tìm hiểu lý thuyết về thông tin, các vấn đề liên quan đến bảo mật thông tin.
+ Tìm hiểu lý thuyết về tín hiệu và các vấn đề liên quan đến xử lý tín hiệu.

3

Luận văn thạc sĩ

+ Tìm hiểu cơ sở lý thuyết về các vấn đề liên quan đến truyềt phát, thu sóng RFID
và nhận dạng sóng RFID.
- Tìm hiểu cơ sở lý thuyết về các vấn đề liên quan đến việc thiết kế mạch khuếch
đại tín hiệu sóng RFID, mạch chống nhiễu tín hiệu sóng RFID .
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về các vấn đề liên quan thiết kế mạch xử lý tín hiệu
chìa khoá (key) và cuộn dây (transponder) cấu trúc vi điều khiển chức năng của vi
điều khiển, các tín hiệu input và output, các thuật toán xử lý tín hiệu của vi điều
khiển.
-

Lý thuyết cơ bản về nguyên lý hoạt động của hệ thống mã hoá động cơ.

-

Các hệ thống mã hoá thực tế đang được sử dụng trên một số xe ở Việt Nam

-

Từ kiến thức cơ bản có được trong quá trình nghiên cứu lý thuyết kết hợp với

kiến thức thực tiễn có được khi tìm hiểu một số hệ thống mã hóa động cơ gắn trên
xe ở Việt Nam thiết kế và chế tạo ra 1 mô hình hoàn chỉnh hệ thống mã hóa động cơ
có các tính năng như sau:
-

Cho phép động cơ đánh lửa hoặc phun xăng khi 2 tín hiệu chip chìa khoá và

cuộn dây trùng khớp với nhau và ngược lại.
-

Đưa ra tín hiệu cảnh báo nếu 2 tín hiệu chìa khoá và cuộn dây không trùng

khớp với nhau.
-

Tối ưu hoá các thiết kế và thi công mạch thu phát tín hiệu, khuếch đại tín

hiệu và xử lý tín hiệu.
-

Hoàn thiện công trình nghiên cứu với khả năng ứng dụng cao, hệ thống hoạt

động ổn định và chính xác.
1.4 Giới hạn đề tài
- Hiện nay, dù hệ thống mã khoá động cơ đã được ứng dụng rất phổ biến
trên các hãng xe trên thị trường nhưng trình độ công nghệ chưa đủ và giá thành các
thiết bị liên quan đến hệ thống mã khoá động cơ khá cao. Hơn nữa, thời gian thực
hiện đề tài và quá trình nghiên cứu của người thực hiện có hạn. Do đó người thực
hiện đề tài: “Thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống mã hoá động cơ

4


Luận văn thạc sĩ

(Engine Immobilizer System) dành cho đối tượng sinh viên hệ cao đẳng tại

TPHCM”, chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu và thiết kế một mô hình trợ huấn cho
công tác giảng dạy ở các trường Đại học, Cao đẳng có đào tạo hệ cao đẳng ngành
công nghệ kỹ thuật ô tô trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh dựa trên những linh
kiện có sẵn trên thị trường dùng để so sánh 2 tín hiệu chìa khoá và cuộn dây có
trùng khớp hay không, xuất kết quả so sánh đó ra bên ngoài thông qua tín hiệu điện
áp được phát ra từ mạch so sánh tín hiệu, cảnh báo trong trường hợp 2 tín hiệu
không trùng khớp
1.5 Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài người nghiên cứu sẽ kết hợp nhiều
phương pháp nghiên cứu để hoàn thành đề tài trong đó phương pháp được sử dụng
chủ yếu là:


Thực hiện các cuộc khảo sát đánh giá về thực trạng đào tạo về lĩnh

vực điện, điện tử ô tô đối với sinh viên hệ cao đẳng ngành công nghệ ô tô tại
địa bàn TP. Hồ Chí Minh.


Thực hiện các cuộc khảo sát đánh giá về mức độ hiểu biết về hệ thống

mã khóa động cơ trên ô tô đối với sinh viên hệ cao đẳng ngành công nghệ ô tô
tại địa bàn TP. Hồ Chí Minh


Nghiên cứu về cơ sở lý thuyết về các vấn đề liên quan đến công nghệ

và ứng dụng sóng RFID từ các tài liệu, tạp chí khoa học, học hỏi kinh nghiệm
từ thầy cô, bạn bè.


Tìm kiếm tài liệu tham khảo đề cập đến nguyên lý hoạt động của hệ

thống mã hoá động cơ.


Tham khảo một số xe của các hãng để tìm hiểu về thực tế về hệ thống

mã hoá động cơ.


Phân tích và tổng hợp lý thuyết cơ bản để vận dụng thực hiện thi công

thiết kế chế tạo mô hình thực tế hệ thống mã hoá động cơ với các tính năng.
1.6 Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước

5


Luận văn thạc sĩ

1.6.1 Tình hình và kết quả nghiên cứu ở nước ngoài
1/ Stefan Tillich and Marcin Wojcik, Security Analysis of an Open Car
Immobilizers Protocol Stack, University of Bristol, Computer Science Department,
Merchant Venturer Building, Woodland Road, Bristol, UK [1]
 Nội dung:
Đánh giá tính an toàn của hệ thống Immobilizer sử dụng giao thức xếp chồng
có nguồn mở. Công trình cũng nêu rõ tổng quan của hệ thống, nguyên lý xác lập
các chế độ (trạng thái), ứng dụng của giao thức này trong tính năng an toàn
trong ngành công nghiệp ô tô ngoài ra công trình cũng nêu ra những ưu điểm

hạn chế của các Immobilizer hệ thống với các giao thức có mã nguồn đóng như
là việc khó khăn cho những kẻ tấn công nhưng cũng gây khó khăn cho chính chủ
nhân khi cần can thiệp vào các hệ thống đó.
Giao thức xếp chồng gồm 4 cấp độ (layer) chính: lớp vật lý, lớp logic, lớp
giao thức, lớp tiêu chuẩn mã hoá nâng cao. Trong giao thức này sử dụng dải
sóng LF có tần số 125Hz.
Về thuật toán được mô tả theo sơ đồ sau:

Hình 1.1. Sơ đồ thuật toán xác thực song phương trong hệ thống Immobilizer

6


S

K

L

0

0

2

1

5

4