Thiết kế và chế tạo hệ thống chống trộm xe máy: Đề tài nghiên cứu khoa học

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.3 MB, 29 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU

VIỆN CNTT- ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

----—&–----

ĐỀ TÀI KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

TÊN ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CHỐNG

TRỘM XE MÁY

Chủ nhiệm: Nguyễn Hoàng Dũng

Hướng dẫn khoa học: ThS. Phạm Chí Hiếu

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng

TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU

VIỆN CNTT-ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc 
---o0o---

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hoàng Dũng MSSV: 13030682

Ngày, tháng, năm sinh: 24/06/1996 Nơi sinh: Vũng Tàu

Chuyên Ngành: Tự động hóa

I. TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế và chế tạo hệ thống chống trộm cho xe máy

II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

· Tìm hiểu về Mạch Arduino UNO R3.
· Đưa ra các phương án nghiên cứu.

· Thiết kế và chế tạo hệ thống chống trộm cho xe máy.
· Kiểm tra, đánh giá tính ứng dụng của đề tài.

III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI: 01/11/2018

IV. NGÀY HOÀN THÀNH ĐỀ TÀI: 31/03/2019

V. HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.S. Phạm Chí Hiếu

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 
(Ký và ghi rõ họ tên)

ThS. Phạm Chí Hiếu

Bà Rịa - Vũng Tàu, Ngày…... tháng ..…năm 2019 
SINH VIÊN THỰC HIỆN CHÍNH

(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Hồng Dũng

PHỊNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 
(Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỞNG VIỆN 
(Ký và ghi rõ họ tên)

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu khoa học này tổng quát lại kết quả quá trình

nghiên cứu của tơi. Các số liệu, hình ảnh, thơng tin trong đề tài đều trung thực, do tơi

tìm hiểu, tham khảo từ nhiều nguồn tư liệu. Đề tài này khơng sao chép các đề tài đã có

từ trước.

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về nội

dung đề tài của mình. Trường đại học BÀ RỊA-VŨNG TÀU không liên quan đến

những vi phạm tác quyền, bản quyền do tơi gây ra trong q trình thực hiện (nếu có).

Vũng Tàu, ngày ...… tháng ..…. năm 2019

Người cam đoan

Nguyễn Hoàng Dũng

Lời nhận xét của hội đồng phản biện

Chủ tịch hội đồng

Lưu Hoàng

Phản biện 1

Phan Thanh Hoàng Anh

Phản biện 2

Châu Nguyễn Ngọc Lan

Ủy viên

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng

MỞ ĐẦU

Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của con

người đã có những thay đổi ngày càng tốt hơn, với những trang thiết bị hiện đại phục

vụ công cuộc công nghiệp hố, hiện đại hố đất nước. Đặc biệt góp phần vào sự phát

triển đó thì ngành kĩ thuật điện tử đã góp phần khơng nhỏ trong sự nghiệp xây dựng và

phát triển đất nước. Những thiết bị điện, điện tử được phát triển mạnh mẽ và được ứng

dụng rỗng rãi trong đời sống cũng như sản suất. Từ những thời gian đầu phát triển

ngành kỹ thuật điện tử đã cho thấy sự ưu việt của nó và cho tới ngày nay tính ưu việt

đó ngày càng được khẳng định thêm. Những thành tựu của nó đã có thể biến được

những cái tưởng chừng như khơng thể thành những cái có thể, góp phần nâng cao đời

sống vật chất và tinh thần cho con người.

Để góp phần làm sáng tỏ hiệu quả của những ứng dụng trong thực tế của ngành

kỹ thuật điện tử, sau một thời gian học tập được quý thầy cô trong viện giảng dạy về

các kiến thức chuyên ngành, đồng thời được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô

trong ngành Điện-Điện tử, cùng với sự nổ lực của bản thân, em đã nghiên cứu đề tài

“thiết kế và chế tạo hệ thống chống trộm cho xe máy“ nhưng do thời gian, kiến thức

và kinh nghiệm của em cịn có hạn nên sẽ khơng thể tránh khỏi những sai sót. Em rất

mong được sự giúp đỡ và tham khảo ý kiến của thầy cơ và các bạn nhằm đóng góp

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng

LỜI CẢM ƠN

Trước khi bắt đầu nghiên cứu khoa học, với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin

cảm ơn quý thầy cô ngành Điện-Điện tử đã tận tình truyền đạt kiến thức cũng như giúp

đỡ em trong quá trình học tập tại trường.

Đặc biệt, em xin ghi nhớ sự nhiệt tình của thầy Phạm Chí Hiếu, người trực tiếp
hướng dẫn và đã giúp em hoàn thành đề tài này.

Sau cùng, em cũng xin cảm ơn những người bạn đã đóng góp ý kiến và hỗ trợ

thơng tin để em hoàn thiện đề tài.

Vũng tàu, ngày ……..tháng….…. năm 2019

Sinh viên thực hiện chính

(Ký và ghi rõ họ tên)

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng

MỤC LỤC

Đề mục Trang

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI

LỜI CAM ĐOAN

MỞ ĐẦU

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ... 01

1.1. Nhu cầu tự động hóa ở Việt Nam ... 01

1.2. Mục tiêu của đề tài ……….…………... 01

1.3. Tính tối ưu của đề tài ... 01

CHƯƠNG 2. THIẾT BỊ VÀ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ ... 02

2.1. Giới thiệu về mạch Arduino UNO R3 …….…………..………. 02

2.1.1. Nguồn sử dụng …….………..……….…. 03

2.1.2. Các chân năng lượng………..……….. 03

2.1.3. Bộ nhớ sử dụng…….………..….. 04

2.1.4. Các cổng vào/ra trên Arduino board ………..…………....……….…. 04

2.1.5. Lập trình cho Arduino ………..………..……….…. 05

2.2. Module SIM800A ……….……….. 06

2.2.1. Kết nối Module SIM800A ……….……….………. 06

2.2.2. Thông số kỹ thuật của module Sim800A mini V1………….……….. 07

2.2.3. Chức năng các chân của module……….…….………. 08

2.3. Giới thiệu về module GPS GY-NEO 6M V2……….. 08

2.3.1. Thông số kỹ thuật của module GPS...……….. 09

2.3.2. Chức năng các chân của module……….……….. 09

2.3.3. Sơ lược về GPS………....……..….……….. 10

2.3.4. Sự hoạt động của GPS………...……. 11

2.3.5. Các thành phần của GPS...………..……….……….. 12

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ MẠCH VÀ CHƯƠNG TRÌNH……. ... 14

3.1. Sơ đồ nguyên lý………..………..……..….……….... 14

3.2. Sơ đồ mạch in………..………..……..…..….………..…….. 14

3.3. Mơ hình thực tế………..………..……….……….. 15

3.4. Chương trình………..………..……….……….……….. 15

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI…... 21

4.1. Kết luận…..………..………..………..….……….. 21

4.1.1. Ưu điểm của đề tài …….………..………..……..…..…...……….. 21

4.1.2. Nhược điểm của đề tài……….…………..………….……….. 21

4.2. Hướng phát triển……...………..………..….……….. 21

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 1

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1. Nhu cầu tự động hóa ở Việt Nam

Tự động hóa là một lĩnh vực cơng nghệ rất quan trọng trong sự phát triển của

mỗi quốc gia. Khi ngành này phát triển và được ứng dụng rộng rãi thì nó sẽ góp phần

cải thiện đáng kể trong mọi lĩnh vực của đời sống. Nhưng hiện tại ở nước ta ngành này

vẫn còn rất thiếu và yếu về quy mơ hình lẫn năng lực làm chủ cơng nghệ. Điều đó làm

hạn chế rất lớn đến sự phát triển của đất nước. Nhưng nhìn về mặt tích cực thì đó cũng

là cơ hội để ngành này khai thác nhu cầu rất lớn từ nhiều vấn đề.

Và một nhu cầu cấp thiết mà hàng ngày vẫn thường xun xảy ra ở nước ta đó là

phịng tránh nạn trộm cắp xe gắn máy. Việc có một thiết bị giúp chúng ta có thể điều

khiển bật tắt xe máy từ xa nhằm nâng cao khả năng bảo vệ tài sản của mình, đồng thời

có thể định vị được chiếc xe mọi lúc mọi nơi là rất cần thiết.

1.2. Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu mơ hình chống trộm và định vị xe máy thơng qua sóng điện thoại.

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết để xây dựng mơ hình dựa trên các kiến thức đã học

về lập trình.

- Ứng dụng các công nghệ gần gũi với cuộc sống con người để xây dựng lên hệ

thống điều khiển từ xa.

1.3. Tính tối ưu của đề tài

- Tạo tính tư duy cho sinh viên trong quá trình nghiên cứu.

- Có tính linh động và mở rộng cho sinh viên thiết kế mô hình dựa trên cơ sở

thực tế.

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 2

CHƯƠNG 2

THIẾT BỊ VÀ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ

2.1. Giới thiệu về Mạch Arduino NANO

Arduino NANO là dòng mạch Arduino phổ biến, sự tiện dụng, đơn giản, có thể

lập trình trực tiếp bằng máy tính (như Arduino Uno) và đặc biệt hơn cả đó là kích

thước của nó. Kích thước của Arduino Nano cực kì nhỏ gọn (1.85cm x 4.3cm), rất

thích hợp cho các newbie, vì giá rẻ hơn Arduino Uno nhưng dùng được tất cả các thư

việt của mạch này.

Hình 2.1. Board mạch Arduino NANO

Hình 2.2. Chip Atmega 328

Arduino NANO sử dụng vi điều khiển chính là: ATmega328 (tương tự Board

Arduino Uno r3). 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, điều khiển động cơ bước, điều

khiển động cơ servo, làm một trạm đo nhiệt độ–độ ẩm và hiển thị lên màn hình

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 3

2.1.1. Nguồn sử dụng

Arduino UNO R3 có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB hoặc cấp

nguồn ngoài với điện áp khuyên dùng là 7-12VDC hoặc điện áp giới hạn là 6-20V.

Thường thì cấp nguồn bằng pin 9V là hợp lí nhất nếu bạn khơng có sẵn nguồn từ cổng

USB. Nếu cấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên, bạn sẽ làm hỏng Arduino UNO.

2.1.2. Các chân năng lượng

GND (Ground): Cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino NANO. Khi bạn dùng

các thiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này phải được nối với

nhau.

5V: Cấp điện áp 5V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA.

3.3V: Cấp điện áp 3.3V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA.

Vin (Voltage Input): Để cấp nguồn ngoài cho Arduino NANO, bạn nối cực

dương của nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND.

IOREF: Điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino Nano có thể được đo ở

chân này. Và dĩ nhiên nó ln là 5V. Mặc dù vậy bạn không được lấy nguồn 5V từ

chân này để sử dụng bởi chức năng của nó khơng phải là cấp nguồn.

RESET: Việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương với

việc chân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ.

Lưu ý:

Arduino NANO khơng có bảo vệ cắm ngược nguồn vào. Do đó bạn phải hết sức

cẩn thận, kiểm tra các cực âm–dương của nguồn trước khi cấp cho Arduino UNO.

Việc làm chập mạch nguồn vào của Arduino NANO sẽ biến nó thành một miếng nhựa

chặn giấy, khuyên bạn nên dùng nguồn từ cổng USB nếu có thể.

Các chân 3.3V và 5V trên Arduino là các chân dùng để cấp nguồn ra cho các

thiết bị khác, không phải là các chân cấp nguồn vào. Việc cấp nguồn sai vị trí có thể

làm hỏng board. Điều này khơng được nhà sản xuất khuyến khích.

Cấp nguồn ngồi khơng qua cổng USB cho Arduino NANO với điện áp dưới 6V

có thể làm hỏng board.

Cấp điện áp trên 13V vào chân RESET trên board có thể làm hỏng vi điều khiển

ATmega328.

Cường độ dòng điện vào/ra ở tất cả các chân Digital và Analog của Arduino

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 4
Cấp điệp áp trên 5.5V vào các chân Digital hoặc Analog của Arduino NANO sẽ

làm hỏng vi điều khiển.

Cường độ dòng điện qua một chân Digital hoặc Analog bất kì của Arduino
NANO vượt quá 40mA sẽ làm hỏng vi điều khiển. Do đó nếu khơng dùng để truyền

nhận dữ liệu, bạn phải mắc một điện trở hạn dòng.

Khi sử dụng mạch Arduino, đặc biệt một số bạn mới bắt đầu tiếp xúc, làm quen

thì việc cấp nguồn nên thận trọng. Theo mình thì nên sử dụng nguồn 5V chuẩn qua

USB, hoặc sử dụng nguồn 9v cấp cho cổng đầu vào mạch Arduino. Tránh trường hợp

hỏng mạch Arduino.

2.1.3. Bộ nhớ sử dụng

Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn sử dụng trên Arduino NANO có:

32KB bộ nhớ Flash: Những đoạn lệnh bạn lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ

Flash của vi điều khiển. Thường thì sẽ có khoảng vài KB trong số này sẽ được dùng

cho bootloader nhưng đừng lo, bạn hiếm khi nào cần quá 20KB bộ nhớ này đâu.

2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): Giá trị các biến bạn khai báo

khi lập trình sẽ lưu ở đây. Bạn khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớ

RAM. Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại trở thành thứ mà bạn

phải bận tâm. Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất.

1KB cho EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory):

Đây giống như một chiếc ổ cứng mini–nơi bạn có thể đọc và ghi dữ liệu của mình vào
đây mà không phải lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu trên SRAM.

2.1.4. Các cổng vào/ra trên Arduino Board

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 5
Mạch Arduino NANO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng

chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA. Ở

mỗi chân đều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển

ATmega328 (mặc định thì các điện trở này không được kết nối).

Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:

2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): Dùng để gửi (transmit–TX) và nhận (receive –

RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông qua 2

chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nơm na chính là kết nối Serial khơng dây.

Nếu khơng cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dụng 2 chân này nếu không cần thiết.

Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM với độ

phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm analog Write().

Nói một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0V

đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như những chân khác.

Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngồi các chức

năng thơng thường, 4 chân này cịn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPI với

các thiết bị khác.

LED 13: trên Arduino NANO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bấm

nút Reset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó được nối với chân số 13.

Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng.

Arduino NANO Broad có 8 chân analog (A0 → A7) cung cấp độ phân giải tín

hiệu 10bit (0 → 210-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V. Với

chân AREF trên board, bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân

analog. Tức là nếu bạn cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chân

analog để đo điện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit.

Đặc biệt, Arduino NANO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp

I2C/TWI với các thiết bị khác.

2.1.5. Lập trình cho Arduino

Các thiết bị dựa trên nền tảng Arduino được lập trình bằng ngơn ngữ riêng. Ngôn

ngữ này dựa trên ngôn ngữ Wiring được viết cho phần cứng nói chung. Và Wiring lại

là một biến thể của C/C++. Một số người gọi nó là Wiring, một số khác thì gọi là C

hay C/C++. Riêng mình thì gọi nó là “ngơn ngữ Arduino”, và đội ngũ phát triển

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 6
do đó rất dễ học, dễ hiểu. Nếu học tốt chương trình tin học thì việc lập trình Arduino

sẽ rất dễ thở đối với bạn.

Để lập trình cho Mạch Arduino, nhà phát triển cung cấp một môi trường lập trình
Arduino được gọi là Arduino IDE (Intergrated Development Environment) như hình 
dưới đây.

Hình 2.4. Giao diện lập trình

2.2. Module SIM800A

Hình 2.5. Module SIM800A Mini

Module sim800 mini sử dụng nguồn khoảng 3.7V ~ 5V DC, có thể dùng pin

lithium nhưng không được quá 5V nếu không các linh kiện điện tử sẽ bị cháy.

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 7
Module này sử dụng giao diện TTL, có thể được kết nối trực tiếp với MCU,

ARM, mà không cần thiết bị chuyển đổi và không sử dụng các liên kết máy tính như

cổng USB, RS232, RS485 và liên kết nối tiếp khác, module sẽ bị cháy.

2.2.2. Thông số kỹ thuật của module Sim800A mini V1

· IC chính: Module GSM GPRS Sim800A.

· Nguồn cấp: 4.5-5V, có thể sử dụng với nguồn dòng thấp từ 500mAh trở lên (như
cổng USB, nguồn từ Board Arduino). Khuyên dùng nguồn 2A để đảm bảo hiệu suất

hoạt động của SIM.

· Tích hợp Khe Micro Sim.

· Tích hợp led báo trạng thái Sim800A.

· Tích hợp tụ bù điện dung cao và Diode giảm áp để có thể cấp 5VDC và nguồn

dòng thấp.

· Dòng khi ở chế độ chờ: 10 mA.

· Dòng khi hoạt động: 100 mA đến 2A.

· Kích thước: 2.5 cm x 3.1 cm.

Hình 2.6. Mặt trước Module sim800A Mini

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

SVTH: Nguyễn Hồng Dũng 8

Hình 2.8. Các chân của Modile sim800A mini 
2.2.3. Chức năng các chân của module:

· GND: Chân Mass, cấp 0V.

· 5V: Nguồn dương cấp 4.5~5VDC nuôi Module Sim800A hoạt động.

· BAT: Nếu sử dụng pin Lion 3.7VDC thì dùng chân này để cấp nguồn.

· DTR: Chân chức năng của Module SIM800A, có thể không sử dụng.

· TXD: Chân truyền Uart TX.

· RXD: Chân nhận Uart RX.

· LL: Chân Linein_L của Sim800, có thể khơng sử dụng.

· LR: Chân Linein_R của Sim800, có thể khơng sử dụng.

· McN: Chân Mic_N của Sim800, có thể không sử dụng.

· McP: Chân Mic_P của Sim800, có thể khơng sử dụng.

2.3. Giới thiệu về module GPS GY-NEO 6M V2

Hình 2.9. Module GPS NEO 6M V2

Mạch GPS Ublox Neo6 sử dụng module NEO-6M-0-001 của hãng

U-Blox. Mạch GPS Ublox với hiệu suất bắt sóng cao kèm theo 1 anten GPS gốm.

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 9
trong EEPROM. Trên mạch có tích hợp 1 pin dự phịng, khi nguồn chính ngắt, pin dự

phịng có thể duy trì trong 30 phút cho dữ liệu GPS được lưu trữ.

2.3.1. Thông số kỹ thuật của module GPS

· Module GPS: Neo-6M-0-001 của hãng U-Blox.

· Điện áp cung cấp: 3.3-5V.

· Giao tiếp UART TTL.

· Baudrate: 4800, 9600 (mặc định), 19200, 38400, 57600, 115200, 230400.

· Khi chưa bắt được sóng chân PPS (tương ứng với con led trên mạch) sẽ sáng liên
tục, Khi bắt được sóng tương ứng con led sẽ nhấp nháy.

Hình 2.10. Các chân của Module gps neo 6m v2 
2.3.2. Chức năng các chân của module

· GND: Chân Mass, cấp 0V.

· 5V: Nguồn dương cấp 4.5~5VDC nuôi Module GPS NEO 6M V2 hoạt động.

· BAT: Nếu sử dụng pin Lion 3.7VDC thì dùng chân này để cấp nguồn.

· PPS: Chân chức năng của Module GPS NEO 6M V2, sau gần 1s sẽ xuất 1 xung ra 
(có thể kết nối với led).

· TXD: Chân truyền Uart TX.

· RXD: Chân nhận Uart RX.

Để sử dụng với Arduino Cần kết nối chân theo bảng sau:

NEO-6M Arduino 
VCC 5V

GND GND

RX TX

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 10
Lưu ý quan trọng: Để module có thể định vị chúng ta cần đưa module (anten) ra

ngoài trời và chờ trong vòng 2 đến 3 phút để module thực hiện các quá trình thiết lập

ban đầu.

2.3.3. Sơ lược về GPS

Hệ thống Định vị Toàn cầu (tiếng Anh: Global Positioning System-GPS) là hệ

thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo, do Bộ Quốc phòng Hoa

Kỳ thiết kế, xây dựng, vận hành và quản lý. Trong cùng một thời điểm, tọa độ của một

điểm trên mặt đất sẽ được xác định nếu xác định được khoảng cách từ điểm đó đến ít

nhất ba vệ tinh. Tuy được quản lý bởi Bộ Quốc phịng Hoa Kỳ, nhưng chính phủ Hoa

Kỳ cho phép mọi người trên thế giới sử dụng một số chức năng của GPS miễn phí, bất

kể quốc tịch nào. Các nước trong Liên minh Châu Âu đang xây dựng Hệ thống định vị

Galileo, có tính năng giống như GPS của Hoa Kỳ.

Hệ thống định vị toàn cầu của Mỹ là hệ dẫn đường dựa trên một mạng lưới 24

quả vệ tinh được Bộ Quốc Phòng Hoa Kỳ đặt trên quỹ đạo không gian. Các hệ thống

dẫn đường truyền thống hoạt động dựa trên các trạm phát tín hiệu vơ tuyến điện. Được

biết đến nhiều nhất là các hệ thống sau: LORAN – (LOng RAnge Navigation) – hoạt

động ở giải tần 90-100 kHz chủ yếu dùng cho hàng hải, hay TACAN – (TACtical Air

Navigation) – dùng cho quân đội Mỹ và biến thể với độ chính xác thấp VOR/DME –

VHF (Omnidirectional Range/Distance Measuring Equipment) – dùng cho hàng

không dân dụng.

Gần như đồng thời với lúc Mỹ phát triển GPS, Liên Xô cũng phát triển một hệ

thống tương tự với tên gọi GLONASS. Hiện nay Liên minh châu Âu đang phát triển

hệ dẫn đường vệ tinh của mình mang tên Galileo. Trung Quốc thì phát triển hệ thống

định vị tồn cầu của mình mang tên Bắc Đẩu bao gồm 35 vệ tinh.

Ban đầu, GPS và GLONASS đều được phát triển cho mục đích quân sự, nên mặc
dù chúng dùng được cho dân sự nhưng không hệ nào đưa ra sự đảm bảo tồn tại liên tục
và độ chính xác. Vì thế chúng khơng thỏa mãn được những u cầu an tồn cho dẫn
đường dân sự hàng không và hàng hải, đặc biệt là tại những vùng và tại những thời
điểm có hoạt động quân sự của những quốc gia sở hữu các hệ thống đó. Chỉ có hệ

thống dẫn đường vệ tinh châu Âu Galileo (đang được xây dựng) ngay từ đầu đã đặt

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 11
GPS ban đầu chỉ dành cho các mục đích quân sự, nhưng từ năm 1980 chính phủ

Mỹ cho phép sử dụng trong dân sự. GPS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, mọi

nơi trên Trái Đất, 24 giờ một ngày. Khơng mất phí th bao hoặc mất tiền trả cho việc

thiết lập sử dụng GPS nhưng phải tốn tiền không rẻ để mua thiết bị thu tín hiệu và

phần mềm nhúng hỗ trợ ( Giá của module GPS cũng khá đắt, khoảng trên 300k). Các

máy thu GPS ngày nay cực kì chính xác, nhờ vào thiết kế nhiều kênh hoạt động song

song của chúng. Tuy nhiên bạn phải đưa máy thu GPS đến nơi thống đãng để nó hoạt

động thật sự chính xác.

2.3.4. Sự hoạt động của GPS

Các vệ tinh GPS bay vòng quanh Trái Đất hai lần trong một ngày theo một quỹ

đạo rất chính xác và phát tín hiệu có thơng tin xuống Trái Đất. Các máy thu GPS nhận

thơng tin này và bằng phép tính lượng giác tính được chính xác vị trí của người dùng.

Về bản chất máy thu GPS so sánh thời gian tín hiệu được phát đi từ vệ tinh với thời

gian nhận được chúng. Sai lệch về thời gian cho biết máy thu GPS ở cách vệ tinh bao

xa. Rồi với nhiều quãng cách đo được tới nhiều vệ tinh máy thu có thể tính được vị trí

của người dùng và hiển thị lên bản đồ điện tử của máy.

Máy thu phải nhận được tín hiệu của ít nhất ba vệ tinh để tính ra vị trí hai chiều

(kinh độ và vĩ độ) và để theo dõi được chuyển động. Khi nhận được tín hiệu của ít nhất

4 vệ tinh thì máy thu có thể tính được vị trí ba chiều (kinh độ, vĩ độ và độ cao). Một

khi vị trí người dùng đã tính được thì máy thu GPS có thể tính các thông tin khác, như

tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, quãng cách tới

điểm đến, thời gian Mặt Trời mọc, lặn và nhiều thứ khác nữa. Ở phần sau, chúng ta sẽ

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 12

2.3.5. Các thành phần của GPS

GPS hiện tại gồm 3 phần chính: phần khơng gian, kiểm sốt và sử dụng. Khơng

qn Hoa Kỳ phát triển, bảo trì và vận hành các phần khơng gian và kiểm sốt. Các vệ

tinh GPS truyền tín hiệu từ khơng gian, các máy thu GPS sử dụng các tín hiệu này để

tính tốn vị trí trong khơng gian 3 chiều (kinh độ, vĩ độ và độ cao) và thời gian hiện tại.

a) Phần không gian

Phần không gian gồm 27 vệ tinh (24 vệ tinh hoạt động và 3 vệ tinh dự phòng)

nằm trên các quỹ đạo xoay quanh trái đất. Chúng cách mặt đất 20.200 km, bán kính

quỹ đạo 26.600 km. Chúng chuyển động ổn định và quay hai vòng quỹ đạo trong

khoảng thời gian gần 24 giờ với vận tốc 7 nghìn dặm/1giờ. Các vệ tinh trên quỹ đạo

được bố trí sao cho các máy thu GPS trên mặt đất có thể nhìn thấy tối thiểu 4 vệ tinh

vào bất kỳ thời điểm nào.

Các vệ tinh được cung cấp bằng năng lượng Mặt Trời. Chúng có các

nguồn pin dự phịng để duy trì hoạt động khi chạy khuất vào vùng khơng có ánh

sáng Mặt Trời. Các tên lửa nhỏ gắn ở mỗi quả vệ tinh giữ chúng bay đúng quỹ đạo đã

định.

b) Phần kiểm sốt

Mục đích trong phần này là kiểm soát vệ tinh đi đúng hướng theo quỹ đạo và

thơng tin thời gian chính xác. Có 5 trạm kiểm sốt đặt rải rác trên trái đất. Bốn trạm

kiểm soát hoạt động một cách tự động, và một trạm kiểm soát là trung tâm. Bốn trạm

này nhận tín hiệu liên tục từ những vệ tinh và gửi các thông tin này đến trạm kiểm soát

trung tâm. Tại trạm kiểm soát trung tâm, nó sẽ sửa lại dữ liệu cho đúng và kết hợp với

hai an-ten khác để gửi lại thông tin cho các vệ tinh. Ngồi ra, cịn một trạm kiểm sốt

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

SVTH: Nguyễn Hồng Dũng 13

c) Phần sử dụng

Phần sử dụng là thiết bị nhận tín hiệu vệ tinh GPS và người sử dụng thiết bị này

(SmartPhone, module GPS, ...).

2.3.6. Tín hiệu GPS

Các vệ tinh GPS phát hai tín hiệu vô tuyến công suất thấp dải L1 và L2. (dải L là

phần sóng cực ngắn của phổ điện từ trải rộng từ 0,39 tới 1,55 GHz). GPS dân sự dùng

tần số L1 là 1575.42 MHz trong dải UHF. Tín hiệu truyền trực thị, có nghĩa là chúng

sẽ xuyên qua mây, thuỷ tinh và nhựa nhưng không qua phần lớn các đối tượng cứng

như núi và nhà. L1 chứa hai mã " giả ngẫu nhiên"(pseudo random), đó là mã Protected

(P) và mã Coarse/Acquisition (C/A). Mỗi một vệ tinh có một mã truyền dẫn nhất định,

cho phép máy thu GPS nhận dạng được tín hiệu. Mục đích của các mã tín hiệu này là

để tính tốn khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu GPS.

Tín hiệu GPS chứa ba mẫu thơng tin khác nhau: mã giả ngẫu nhiên, dữ liệu thiên

văn và dữ liệu lịch. Mã giả ngẫu nhiên đơn giản chỉ là mã định danh để xác định được

quả vệ tinh nào là phát thơng tin nào. Có thể nhìn số hiệu của các quả vệ tinh trên

trang vệ tinh của máy thu Garmin để biết nó nhận được tín hiệu của quả nào.

Dữ liệu thiên văn cho máy thu GPS biết quả vệ tinh ở đâu trên quỹ đạo ở mỗi

thời điểm trong ngày. Mỗi quả vệ tinh phát dữ liệu thiên văn chỉ ra thông tin quỹ đạo

cho vệ tinh đó và mỗi vệ tinh khác trong hệ thống.

Dữ liệu lịch được phát đều đặn bởi mỗi quả vệ tinh, chứa thông tin quan trọng về

trạng thái của vệ tinh (lành mạnh hay khơng), ngày giờ hiện tại. Phần này của tín hiệu

</div>
(21)<div class='page_container' data-page=21>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 14

CHƯƠNG 3

THIẾT KẾ MẠCH VÀ CHƯƠNG TRÌNH

3.1. Sơ đồ nguyên lý

Hình 3.1 Sơ đồ mạch ngun lí 
3.2. Sơ đồ mạch in

</div>
(22)<div class='page_container' data-page=22>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 15

3.3. Mơ hình thực tế

3.4. Chương trình

#include <TinyGPS++.h>

TinyGPSPlus gps;

double latitude, longitude;

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial SIM800L(2, 3);

String response;

int lastStringLength = response.length();

String link;

int relay = 4;

String phone1 = "0971799383"; //sdt 2

String phone2 = "0919005337"; //sdt 1

String phone3 = "0397102915"; // sim8

void setup() {

pinMode(relay, OUTPUT);

digitalWrite(relay, HIGH);

Serial.begin(9600);

</div>
(23)<div class='page_container' data-page=23>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 16

SIM800L.println("AT+CMGF=1");

SIM800L.println("AT+CLIP=1");

Serial.println("SIM800L started at 9600");

delay(1000);

Serial.println("Setup Complete! SIM800L is Ready!");

SIM800L.println("AT+CNMI=2,2,0,0,0");

}

void loop()

{

if (SIM800L.available()>0)

{

response = SIM800L.readStringUntil('\n');

Serial.println(response);

}

if(lastStringLength != response.length())

{

GPS();

//Phone 1

if((response.indexOf(phone1) == 8) /*|| (response.indexOf(phone3) == 8)*/)

{

SIM800L.println("ATH");

digitalWrite(relay, LOW);

delay(1000);

SIM800L.println("AT+CMGS=\"+84971799383\"\r") ;

delay(1000);

SIM800L.println("DA KHOA");

delay(100);

Serial.println("HELLO");

SIM800L.println((char)26);

delay(1000);

}

</div>
(24)<div class='page_container' data-page=24>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 17
{

SIM800L.println("AT+CMGF=1");

SIM800L.println("AT+CMGS=\"+84971799383\"\r");

delay(1000);

SIM800L.println(link);

delay(100);

Serial.println("send!");

SIM800L.println((char)26);

delay(1000);

}

else if(response.indexOf("TAT 1") == 0)

{

SIM800L.println("AT+CMGF=1");

SIM800L.println("AT+CMGS=\"+84971799383\"\r");

delay(1000);

digitalWrite(relay, LOW);

delay(1000);

SIM800L.println("DA TAT");

delay(100);

Serial.println("TAT!");

SIM800L.println((char)26);

delay(1000);

}

else if(response.indexOf("BAT 1") == 0)

{

SIM800L.println("AT+CMGF=1");

delay(1000);

SIM800L.println("AT+CMGS=\"+84971799383\"\r");

digitalWrite(relay, HIGH);

delay(1000);

SIM800L.println("DA BAT");

</div>
(25)<div class='page_container' data-page=25>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 18
Serial.println("BAT!");

SIM800L.println((char)26);

delay(1000);

}

// Phone 2

if((response.indexOf(phone2) == 8) /*|| (response.indexOf(phone3) == 8)*/)

{

SIM800L.println("ATH");

digitalWrite(relay, LOW);

delay(1000);

SIM800L.println("AT+CMGS=\"+84919005337\"\r");

delay(1000);

SIM800L.println("DA KHOA");

delay(100);

Serial.println("HELLO");

SIM800L.println((char)26);

delay(1000);

}

if(response.indexOf("TOADO 2") == 0)

{

SIM800L.println("AT+CMGF=1");

SIM800L.println("AT+CMGS=\"+84919005337\"\r");

delay(1000);

SIM800L.println(link);

delay(100);

Serial.println("send!");

SIM800L.println((char)26);

delay(1000);

}

else if(response.indexOf("TAT 2") == 0)

{

</div>
(26)<div class='page_container' data-page=26>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 19
SIM800L.println("AT+CMGS=\"+84919005337\"\r");

delay(1000);

digitalWrite(relay, LOW);

delay(1000);

SIM800L.println("DA TAT");

delay(100);

Serial.println("TAT!");

SIM800L.println((char)26);

delay(1000);

}

else if(response.indexOf("BAT 2") == 0)

{

SIM800L.println("AT+CMGF=1");

delay(1000);

SIM800L.println("AT+CMGS=\"+84919005337\"\r");

digitalWrite(relay, HIGH);

delay(1000);

SIM800L.println("DA BAT");

delay(100);

Serial.println("BAT!");

SIM800L.println((char)26);

delay(1000);

}

void GPS()

{

if(Serial.available())

{

gps.encode(Serial.read());

}

</div>
(27)<div class='page_container' data-page=27>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 20
{

latitude = gps.location.lat();

longitude = gps.location.lng();

link = "www.google.com/maps/place/" + String(latitude, 6) + "," +

String(longitude, 6);

Serial.println(link);

}

</div>
(28)<div class='page_container' data-page=28>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 21

Chương 4

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

4.1. Kết Luận

4.1.1. Ưu điểm của đề tài

- Mạch nhỏ gọn, tiện lợi.

- Đáp ứng được yêu cầu của đề tài.

- Dễ dàng lắp đặt và sử dụng.

4.1.2. Nhược điểm của đề tài

- Mơ hình cịn hơi lớn so với yêu cầu đặt ra.

- Nguồn cung cấp phải dùng chung với bình ăcquy theo xe nên hơi hao bình.

4.2. Hướng phát triển

- Mơ hình có thể sử dụng để bảo vệ tài sản, định vị những thiết bị chuyển động

mà chúng ta cần.

- Giám sát quản lý vận tải, theo dõi vị trí, tốc độ, hướng di chuyển, …

- Giám sát mại vụ, giám sát vận tải hành khách, ...

- Chống trộm cho ứng dụng thuê xe tự lái, theo dõi lộ trình của đồn xe.

- Liên lạc, theo dõi định vị cho các ứng dụng giao hàng GPS có nhiều ứng dụng

mạnh mẽ trong quản lý xe ô tô, đặc biệt là các loại xe như: Xe taxi, xe tải, xe cơng

trình, xe bus, xe khách, xe tự lái.

Do thời gian và kiến thức còn hạn hẹp nên không thể tránh khỏi những thiếu sót

trong quá trình thực hiện đề tài. Rất mong nhận được những góp ý, những đánh giá

</div>
(29)<div class='page_container' data-page=29>

SVTH: Nguyễn Hoàng Dũng 22

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.

Kỹ thuật điện tử (1999)

Đỗ Xuân Thụ. – NXB giáo dục.

2.

Giáo trình cảm biến (2000)

Phan Quốc Phơ, Nguyễn Đức Chiến. – NXB Khoa học và kĩ thuật.

3.

Vi điều khiển câu trúc lập trình và ứng dụng (2008)

Kiều Xuân Thực, Vũ Thị Hương, Vũ Trung Kiên – NXB Giáo Dục.

4.

Website

5.

Website

6.

Website

7.

Website

8.

Website

</div>

Thiết kế và chế tạo hệ thống chống trộm xe máy: Đề tài nghiên cứu khoa học

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU </b>

<b>VIỆN CNTT- ĐIỆN-ĐIỆN TỬ </b>

<b>ĐỀ TÀI KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG </b>

<b>TÊN ĐỀ TÀI: </b>

<b>THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CHỐNG </b>

<b>TRỘM XE MÁY </b>

<b>Chủ nhiệm: Nguyễn Hoàng Dũng </b>

<b>Hướng dẫn khoa học: ThS. Phạm Chí Hiếu </b>

<b>NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU </b>

<b>MỞ ĐẦU </b>

<b>LỜI CẢM ƠN </b>

<b>MỤC LỤC </b>

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về