ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT HÀNH TRÌNH VÀ CẢNH BÁO GIAO THÔNG「1835_10264」

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN TỬ
Đề tài:
XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT HÀNH TRÌNH VÀ CẢNH BÁO GIAO THÔNG

Đầu tiên, nhóm sinh viên thực hiện đồ
án tốt nghiệp khóa 2010 gửi lời cám ơn chân thành đến thầy Huỳnh Xuân Dũng đã
nhiệt tình hướng dẫn, theo sát nhóm thực hiện đề tài trong quá trình thực hiện đồ án
tốt nghiệp “Xây dựng hệ thống điều khiển, giám sát hành trình và cảnh báo
giao thông với Thiết bị định vị GPS/GPRS”. Với sự nỗ lực của bản thân, đầu tư
công sức, thời gian và sự giúp đỡ của thầy nhóm đã hoàn thành tốt đề tài tốt
nghiệp.

LỜI MỞ ĐẦU
Cùng hoà nhịp với sự phát triển của thế giới,Việt Nam ta tiến dần trên con
đường công nghiệp hoá, hiện đại hoá nền sản xuất công nghiệp cũng như đời sống của
người dân. Với sự phát triển của công nghệ khoa học thì công cuộc này đang có
những bước tiến vượt bậc.
Trong quá trình công nghiệp hoá- hiện đại hoá, thì việc chuẩn hoá, đồng bộ cơ
sở hạ tầng là bước tiền đề quan trọng và tất yếu. Và một trong dẫn chứng rõ ràng nhất
đó là việc lắp đặt thiết bị giám sát hành trình trên xe ô tô theo quy định tại Nghị định
91/2009/NĐ-CP do Bộ Giao Thông Vận Tải ban hành, một trong những bước đầu
thực hiện việc đồng bộ hoá, chuẩn hoá.
Xuất phát từ thực tiễn này, nhóm chúng em khi thực hiện đã đi đến quyết định
đưa ra giải pháp “Xây dựng hệ thống điều khiển, giám sát hành trình và cảnh báo
giao thông” và đã chọn giải pháp này làm đề tài đồ án tốt nghiệp dựa trên mô hình
thiết bị GPS/GPRS qua mạng GSM hiển thị lên Google Map bằng WebServer.
Trong quá trình thực hiện đồ án, nhóm đã cố gắng tìm hiểu nhiều vấn đề như
ngôn ngữ lập trình Socket, lập trình Web, ngôn ngữ lập trình C#, các thuật toán
chuyển đổi…. Sau thời gian thực hiện, nhóm chúng em đã đạt được một số kết quả
nhất định đó là lập trình thành công cho Vi điều khiển, Socket, Web và đã hiển thị
được vị trí trên bản đồ cập nhật theo thời gian thực và xem lại quá trình đã đi qua.
Nhưng trong đồ án vẫn còn nhiều vấn đề nhóm vẫn chưa khắc phục

MỤC LỤC

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT --------------------------------------------------------4

DANH SÁCH CÁC BẢNG ------------------------------------------------------------------5

DANH SÁCH CÁC HÌNH -------------------------------------------------------------------6

PHẦN A : NỘI DUNG -----------------------------------------------------------------------8

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN ----------------------------------------------------------------8

1.1. Giới thiệu về đề tài xây dựng hệ thống điều khiển, giám sát hành trình và cảnh báo giao thông:.........................................................................................8

1.1.1. GPS hệ thống định vị toàn cầu là gì ?.....................................................8

1.1.2. Giới thiệu về GSM ..................................................................................9

1.1.3. Sơ lược về GPRS ....................................................................................9

1.2. Giới hạn của đề tài .......................................................................................9

1.3. Kế hoạch thực hiện ......................................................................................9

1.4. Những chi tiết đã hoàn thành ...................................................................10

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÁC ỨNG DỤNG----------------------- 11

2.1. Ứng dụng GSM của Module SIM548C ...................................................11

2.1.1. Sử dụng ứng dụng GSM cho dịch vụ GPRS ..........................................11

2.1.2. Khởi tạo cho ứng dụng GSM: ...............................................................11

2.1.4. Truyền nhận gói tin giữa module Sim548C và Server. ........................17

2.2. Ứng dụng GPS của module SIM548C. .......................................................19

2.2.1. Chuẩn giao tiếp NMEA. ...........................................................................20

2.2.2. Dữ liệu đầu ra ...........................................................................................20

2.3. Ứng dụng của CSDL SQL SERVER theo kiểu Client/Server ..............22

2.4. Ứng dụng Client – Server .........................................................................29

2.5. Ứng dụng của máy chủ ảo (VPS) .............................................................31

2.5.1. Giới thiệu ..............................................................................................31

2.5.2. Đặc điểm ...............................................................................................32

2.5.3. Chức năng .............................................................................................32

2.6. Ứng dụng Google Map API ......................................................................33

Giới thiệu ASP.NET ..................................................................................33

CHƯƠNG 3 : CÁC LINH KIỆN CHÍNH ĐƯỢC SỬ DỤNG ------------------------ 35

3.1. Cấu trúc của vi điều khiển dsPic30F4011 ...............................................35

3.1.1. Các cổng vào ra I/O Port.......................................................................35

3.1.2. Ngắt và cơ chế ngắt...............................................................................37

3.1.3. Các bộ định thời ....................................................................................38

3.2. MODULE SIM548.....................................................................................41

3.2.1. Module Sim548 và các thiết bị kèm theo .............................................41

3.2.2. Phần cứng Module SIM548C ...............................................................43

3.2.3. Phần cứng GPS của Module SIM548C ................................................55

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG ---------------------------------------------- 59

4.1. Sơ đồ khối ...................................................................................................59

4.2. Lưu đồ giải thuật .......................................................................................60

4.3. Sơ đồ nguyên lý ..........................................................................................61

CHƯƠNG 5 : CHẠY VÀ THỬ NGHIỆM ---------------------------------------------- 62

5.1. Mạch Module SIM548C và dsPic30F4011 đã hoạt động tốt .................62

5.2 Socket Server và SqlServer.......................................................................63

5.3. WebServer ..................................................................................................64

CHƯƠNG 6 : KẾT LUẬN --------------------------------------------------------------- 66

6.1. Hướng phát triển .......................................................................................66

6.2. Tổng kết ......................................................................................................66

PHỤ LỤC MÃ NGUỒN CHƯƠNG TRÌNH --------------------------------------- 67

7.1. Mã nguồn vi điều khiển.............................................................................67

7.2. Mã nguồn Socket CSharp (Winform)......................................................80

7.3. Mã nguồn truy vấn cho SQL Server ........................................................84

7.4. Mã nguồn WebServer ...............................................................................85

7.4.1. Mã nguồn trang đăng nhập ...................................................................85

7.4.2. Mã nguồn chuyển đổi tọa độ và xem lại quá trình di chuyển...............85

7.4.3. Mã nguồn đổi mật mã ...........................................................................93

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

CR Carriage return

LF Line Feed

MT Mobile Terminal

TE Terminal Equipment

GPRS General Packet Radio Service TCP Transmition Control Protocol IP Internet Protocol

ISP Internet Service Provider

CSDL Cơ sở dữ liệu

CSDLQH Cơ sở dữ liệu quan hệ

CHƯƠNG 2

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1. Các chuẩn đầu ra ................................................................................... 20

Bảng 2.2. Giao thức RM ....................................................................................... 21

CHƯƠNG 3

Bảng 3.1. Chi tiết các chân của Module SIM548C ............................................... 47

Bảng 3.3. Thứ tự chân SIM card .......................................................................... 54

Bảng 3.4. Trạng thái chân STATUS .................................................................... 54

Bảng 3.5. Các chân dành cho ứng dụng GPS ....................................................... 55

DANH SÁCH CÁC HÌNH

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1.1. Vệ tinh GPS................................................................................................ 7

Hình 1.2. Hệ thống kết nối của mạng GSM ............................................................... 8

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÁC ỨNG DỤNG

Hình 2.1. Chuyển từ chế độ bình thường sang chế độ nghỉ (sleep mode) ............... 10

Hình 2.2. Đưa module trở về trạng thái hoạt động .................................................. 11

Hình 2.3. Khởi tạo cấu hình mặc định cho module SIM548 ................................... 12

Hình 2.4. Thiết lập kết nối ....................................................................................... 15

Hình 2.5. Ứng dụng kiểu Client/Server .................................................................. 17

Hình 2.6. Đăng nhập SQLServer ............................................................................. 23

Hình 2.7. Tạo một Database..................................................................................... 24

Hình 2.8. Đặt tên cho Database................................................................................ 25

Hình 2.9. Tạo New Table ......................................................................................... 26

Hình 2.10. Khởi tạo các cột...................................................................................... 27

Hình 2.11. Edit Top.................................................................................................. 27

Hình 2.12. Hoàn thành bảng .................................................................................... 28

Hình 2.13. Ứng dụng Client – Server (TCP) ........................................................... 29

Hình 2.14. Ứng dụng Client – Server (UDP)........................................................... 30

Hình 2.15. Giao diện của máy chủ ảo ...................................................................... 31

CHƯƠNG 3: CÁC LINH KIỆN CHÍNH ĐƯỢC SỬ DỤNG

Hình 3.1. Các cổng I/O của dsPic30F4011 .............................................................. 35

Hình 3.2. Sơ đồ khối của một cổng I/O dùng chung với ngoại vi khác................... 36

Hình 3.3. Các vector bẫy lỗi..................................................................................... 37

Hình 3.4. Sơ đồ khối của Timer 1 ............................................................................ 39

Hình 3.5. Sơ đồ khối Timer 2................................................................................... 40

Hình 3.6. Module SIM548C..................................................................................... 40

Hình 3.7. Các thiết bị kèm theo................................................................................ 42

Hình 3.8. Các chân của Module Sim548C ............................................................... 43

Hình 3.9. Dùng chân PWMRKEY để bật ứng dụng GSM ..................................... 48

Hình 3.10. Dùng chân PWRKEY để tắt ứng dụng GSM......................................... 50

Hình 3.11. Chuẩn giao tiếp nối tiếp của SIM548.................................................... 52

Hình 3.12. Kết nối SIM card 6 chân ........................................................................ 53

Hình 3.13. Cấu tạo đế SIM card 6 chân .................................................................. 53

Hình 3.14. Kết nối với chân NETLIGHT ............................................................... 54

Hình 3.15. Bật ứng dụng GPS................................................................................. 56

Hình 3.16. Kết nối với chân VRTC ........................................................................ 56

Hình 3.17. Kết nối với chân RESET ....................................................................... 57

CHƯƠNG 5: CHẠY VÀ THỬ NGHIỆM

Hình 5.1. Mặt trước của Board mạch ....................................................................... 61

Hình 5.2. Mặt sau của Board mạch. ......................................................................... 62

Hình 5.3. Socket Server. .......................................................................................... 63

Hình 5.4. Trang đăng nhập chính của WebServer ................................................... 63

Hình 5.5. Trang giám sát hành trình ........................................................................ 64

PHẦN A : NỘI DUNG

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu về đề tài xây dựng hệ thống điều khiển, giám sát hành trình và cảnh báo giao thông:

1.1.1. GPS hệ thống định vị toàn cầu là gì ?

GPS (Global Positioning System) là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo. Trong cùng một thời điểm,ở một vị trí trên mặt đất nếu xác định được khoảng cách đến tối thiểu ba vệ tinh thì sẽ tính được được tọa độ của vị trí đó.

GPS là hệ thống định vị toàn cầu của Mỹ dựa trên một mạng lưới 24 quả vệ tinh được Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đặt trên quỹ đạo không gian.

Hình 1.1. Vệ tinh GPS

Các vệ tinh bay vòng quanh trái đất hai lần trong một ngày theo một quỹ đạo chính xác và phát tín hiệu thông tin xuống Trái Đất. Các máy thu GPS nhận được thông tin từ các vệ tinh và bằng phép tính lượng giác tính được vị trí của máy thu. Về bản chấ 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.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 của người dùng đã được tính thì máy thu GPS có thể tính các thông tin khác như tốc độ,hướng chuyển động,hành trình,quãng cách tới điểm đến,thời gian…..

1.1.2. Giới thiệu về GSM

GSM (Global System for Mobile Communication) là hệ thống thông tin di động toàn cầu. GSM là chuẩn giao tiếp phổ biến nhất cho điện thoại di động nhờ khả năng phủ sóng rộng khắp thế giới.

Hình 1.2. Hệ thống kết nối của mạng GSM

1.1.3. Sơ lược về GPRS

Dịch vụ gói vô tuyến gói chung GPRS (General Packet Radio Service) là một công nghệ mới nhằm cung cấp những dịch vụ gói IP đầu cuối tới đầu cuối qua mạng GSM, cho phép triển khai và cung cấp những ứng dụng internet vô tuyến cho một số lượng lớn người sử dụng dịch vụ viễn thông di động. GPRS được phát triển dựa trên nền tảng của hệ thống mạng GSM.

1.2. Giới hạn của đề tài

 Chưa khai thác được hệ thống cảnh báo tin nhắn SMS từ Module

 Đo dung lượng Pin hiển thị lên LCD.

 Chưa có cảnh báo nhiệt độ.

 Thiết bị được thi công và thiết kế chưa được nhỏ gọn vì các linh kiện

điện tử dán vẫn chưa được áp dụng một cách thuận tiện.

 Độ trễ của tín hiệu dữ liệu GPS được truyền về Module SIM548 còn cao.

1.3. Kế hoạch thực hiện

 Tìm hiểu chức năng GPS/GPRS, module SIM548, SQL Server, ASP.NET, C#.

 Thiết kế board mạch giao tiếp dữ liệu GPS của SIM548 và truyền dữ

liệu qua mạng GSM thông qua giao thức GPRS.

 Xây dựng phần mềm giao tiếp Socket bằng ngôn ngữ C#(Winform)

và hiển thị kết quả trên Google map thông qua WebServer ASP.NET

 Xây dựng hệ thống xem lại, giám sát và cảnh báo tốc độ.

1.4. Những chi tiết đã hoàn thành

Board mạch giao tiếp dữ liệu GPS Phần mềm Socket

WebServer

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÁC ỨNG DỤNG

2.1. Ứng dụng GSM của Module SIM548C

2.1.1. Sử dụng ứng dụng GSM cho dịch vụ GPRS

Giải thuật cho tập lệnh AT của module SIM548C trong các thao tác dùng

cho ứng dụng GPRS:

– Sơ lược về GPRS.

– Mô hình hệ thống thu thập dữ liệu qua GPRS.

– Sơ lược về GPRS server.

– Khởi tạo module SIM548C.

– Thiết lập kết nối GPRS giữa modem và server.

– Truyền nhận gói TCP giữa modem và server.

– Hủy kết nối GPRS giữa modem và server.

– Một số vấn đề về bảo mật và xây dựng ứng dụng GPRS dùng cho hệ thống

– Truyền nhận gói TCP giữa các modem.

– Kết hợp truyền nhận dữ liệu bằng cả hai phương pháp: GPRS và SMS.

2.1.2. Khởi tạo cho ứng dụng GSM:

 Đưa module về chế độ nghỉ (sleep mode)

Hình 2.1. Chuyển từ chế độ bình thường sang chế độ nghỉ (sleep mode)

(1) AT+CFUN=0

Tắt hết mọi chức năng liên quan đến truyền nhận sóng RF và các chức năng liên quan đến SIM. module không còn được kết nối với mạng.

(2) OK

Chuỗi thông báo kết quả thực thi lệnh thành công, thông thường là sau 3 giây kể từ lúc nhận lệnh AT+CFUN=0.

(3) Chuyển trạng thái chân DTR từ mức 0 sang mức 1. Module hoạt động ở chế độ sleep mode.

 Chuyển từ chế độ nghỉ sang chế độ hoạt động bình thường.

Hình 2.2. Đưa module trở về trạng thái hoạt động

(1) Đưa chân DRT chuyển từ mức 1 xuống mức 0

Module thoát khỏi chế độ sleep.

(2) AT+CFUN=1

Đưa module trở về chế độ hoạt động bình thường. (3) MT trả về chuỗi OK.

(4) Module gửi tiếp chuỗi thông báo Call Ready.

Thời gian kể từ lúc nhận lệnh AT+CFUN=1 đến lúc module gửi về thông báo trên khoảng 10 giây.

 Khởi tạo cấu hình mặc định cho modem.

Hình 2.3. Khởi tạo cấu hình mặc định cho module SIM548

(1) ATZ

Reset modem, kiểm tra modem dã hoạt động bình thường chưa. Gửi nhiều lần cho chắc ăn, cho đến khi nhận được chuỗi: ATZOK.

(2) ATE0

Tắt chế độ echo lệnh. Chuỗi trả về có dạng:

ATE0OK. (3) AT+CLIP=1

Định dạng chuỗi trả về khi nhận cuộc gọi.

Thông thường, ở chế độ mặc định, khi có cuộc gọi đến, chuỗi trả về sẽ có dạng: RING

Sau khi lệnh AT+CLIP=1 đã được thực thi, chuỗi trả về sẽ có dạng:

RING

+CLIP: "0929047589",129,"",,"",0

Chuỗi trả về có chứa thông tin về số điện thoại gọi đến. Thông tin này cho

phép xác định việc có nên nhận cuộc gọi hay từ chối cuộc gọi.

Kết thúc các thao tác khởi tạo cho quá trình nhận cuộc gọi. Các bước khởi tạo tiếp theo liên quan đến các thao tác truyền nhận tin nhắn.

(4) AT&W

Lưu cấu hình cài đặt được thiết lập bởi các lệnh ATE0 và AT+CLIP vào bộ nhớ.

(5) AT+CMGF=1

Thiết lập quá trình truyền nhận tin nhắn được thực hiện ở chế độ text (mặc định là ở chế độ PDU).

Chuỗi trả về sẽ có dạng: OK

(6) AT+CNMI=2,1,0,0,0

Thiết lập chế độ thông báo cho TE khi MT nhận được tin nhắn mới. Chuỗi trả về sẽ có dạng:

Sau khi lệnh trên được thiết lập, tin nhắn mới nhận được sẽ được lưu trong SIM, và MT gửi thông báo khi có tin nhắn mới. TE có thể đọc tin nhắn được lưu trong SIM.

(7) AT+CSAS

Lưu cấu hình cài đặt được thiết lập bởi các lệnh AT+CMGF và AT+CNMI.

(8) AT+CIPMODE=0

Lựa chọn phương thức giao tiếp với modem để điều khiển quá trình truyền nhận dữ liệu bằng GPRS. Có hai phương thức:

AT+CIPMODE=0: dùng lệnh AT.

AT+CIPMODE=1: TE truyền nhận dữ liệu trực tiếp với mạng GSM, modem chỉ đóng vai trò là thiết bị trung chuyển dữ liệu, mà không thực hiện thêm bất cứ thao tác nào khác.

Phương pháp dùng lệnh AT được lựa chọn vì tính đơn giản, dễ điều khiển, vì các thao tác với dữ liệu ở các lớp trên sẽ được modem thực hiện thay cho TE. (9) AT+CDNSORIP=0

Lựa chọn phương thức định địa chỉ cho GPRS server. Có hai phương thức: AT+CDNSORIP=0: định dịa chỉ trực tiếp bằng địa chỉ IP của GPRS server. AT+CDNSORIP=1: định địa chỉ gián tiếp thông qua tên miền của GPRS server.

Địa chỉ IP của GPRS server sẽ được truy vấn thông qua hệ thống tên miền

DNS (Domain Name Server).

Để đơn giản và tăng tốc độ kết nối và giảm rủi ro, phương thức định địa chỉ trực tiếp bằng địa chỉ IP được lựa chọn.

(10) AT+CIPCSGP=1,”m-wap”,”mms”,”mms” Thiết lập phương thức thực hiện kết nối GPRS.

Phương thức kết nối GPRS và các tham số được thiết lập tương ứng với các tham số của dịch vụ GPRS của nhà cung cấp dịch vụ mạng di động GSM Mobi Fone tại Việt Nam. Cần thay đổi các tham số phù hợp, tương ứng với mạng di động được lựa chọn:

• Mạng GPRS của Mobi Fone: AT+CIPCSGP=1,”m-wap”,”mms”,”mms”

• Mạng GPRS của Viettel Mobile: AT+CIPCSGP=1,”v-internet”,,

11) AT+CIPHEAD=1

Thêm phần header “+IPDx:” (x là số byte dữ liệu nhận được) vào phía trước phần dữ liệu nhận được.

(12) AT+CIPSPRT=1

Thiết lập định dạng cho quá trình truyền dữ liệu bằng lệnh AT+CIPSEND.

(13) AT+CIPSRIP=1

Thiết lập định dạng phần header của dữ liệu nhận được.

(14) AT+CIPSCONT

Lưu lại cấu hình thiết lập dùng cho quá trình kết nối và truyền nhận dữ liệu bằng GPRS.

Các lệnh trên chỉ cần được thực thi 1 lần, sau đó lưu lại và trở thành cấu hình mặc định của modem. Cấu hình mặc định này không thay đổi, kể cả khi mất nguồn.

Phần khởi tạo này không liên quan đến quá trình hoạt dộng sau này của modem. Do đó có thể khởi tạo riêng trước khi đưa vào vận hành trong hệ thống.

2.1.3. Thiết lập kết nối giữa module Sim548C và TCP Server

Hình 2.4. Thiết lập kết nối

(1) AT+CIPSHUT

Hủy bỏ kết các nối trước đó, đưa trạng thái kết nối của module SIM548C về trạng thái ban đầu (IP INITIAL).

Nếu lệnh trên được thực hiện thành công, chuỗi trả về sẽ có dạng:

Trong trường hợp module trước đo đã ở trạng thái IP INITIAL, chuỗi trả về sẽ có dạng:

ERROR

(2) AT+CIPSTART=”TCP”,”14.0.21.49”,”8000”

Thiết lập kết nối với GPRS server có địa chỉ IP là“14.0.21.49”, port 8000 với phương thức truyền nhận là TCP.

Chuỗi trả về sẽ có dạng:

Nếu kết nối được thực hiện thành công, trong khoảng từ 3 đến 4 giây, module sẽ gửi về một chuỗi thông báo kết nối được thực hiện thành công:

CONNECT OK

Nếu sau khoảng thời gian trên mà không nhận được chuỗi thông báo kết nối thành công, kết nối chắc chắn sẽ không thực hiện được, cần xem lại các trường hợp sau trước

khi bắt đầu khởi tạo lại kết nối từ bước 1:

• Module đang ở trạng thái PDP Deactiviated: do không có dữ liệu truyền đi trên một đường truyền đã được thiết lập trong một thời gian dài (khoảng vài giờ đồng hồ), hệ thống mạng sẽ tự động hủy kết nối và đưa module trở về trạng thái PDP Deactiviated. Trong trương hợp này cần reset lại module (dùng lệnh “AT+CFUN=0” và “AT+CFUN=1”) trước khi bắt đầu thiết lập kết nối.

2.1.4. Truyền nhận gói tin giữa module Sim548C và Server.

...............................

2.2. Ứng dụng GPS của module SIM548C.

2.2.1. Chuẩn giao tiếp NMEA.

Cấu trúc dữ liệu này tuân theo chuẩn truyền dữ liệu NMEA0183. NMEA (hay NMEA 0183) là sự một chuẩn giao thức cho truyền thông giữa các thiết bị điện tử dùng cho tàu thủy như các thiết bị đo tốc độ gió, la bàn, máy lái tự động, thiết bị thu GPS và rất nhiều các thiết bị khác được định nghĩa và phát triển bởi Hiệp hội điện tử tàu thủy quốc gia Hoa Kỳ (NMEA).

Chuẩn NMEA 0183 sử dụng các ký tự ASCII, giao thức truyền thông nối tiếp quy định cách một “thiết bị gửi” truyền một câu dữ liệu tới “thiết bị nhận” tại một thời điểm. Ở tầng ứng dụng, chuẩn NMEA quy định nội dung các kiểu câu dữ liệu cho phép thiết bị nhận có khả năng phân tích dữ liệu một cách

chính xác. Các câu dữ liệu đều bắt đầu bằng ký tự “$” và kết thúc bằng

Đối với các các thiết bị GPS, tất cả các câu dữ liệu đều bắt đầu bằng “$GPxxx” trong đó xxx là loại bản tin. Một số loại câu dữ liệu thường sử dụng:

- GGA: Global positioning system fixed data

- GLL: Geographic position-latitude/longitude

- GSA: GNSS DOP and active satellites

- GSV: GNSS satellites in view

- RMC: Recommended minimum specific GNSS data

- VTG: Course over ground and ground speed.

2.2.2. Dữ liệu đầu ra

Dữ liệu đầu ra của SIM548C theo giao thức NMEA có nhiều định dạng:

Dạng dữ liệu đầu

ra Mô tả

GGA Thời gian và vị trí…

GGL Kinh độ và vĩ độ

GSA Chế độ hoạt động của bộ nhận GPS,các vệ tinh nhận được, và giá trị DOP.

GSV Số vệ tinh nhận được tín hiệu,độ cao so với mực

nước biển,góc phương vị, và giá trị SNR.

RMC Thời gian,ngày,vị trí,tốc độ dữ liệu và hướng.

VTG Hướng và tốc độ truyền thông tin so với mặt đất.

Bảng 2.1. Các chuẩn đầu ra

$GPGSV,3,2,11,22,33,162,22,30,16,039,29,26,15,103,21,29,14,088,*77

$GPGSV,3,3,11,20,11,318,,06,02,189,,18,02,151,*4B

$GPRMC,024123.000,A,1059.2193,N,10650.0318,E,0.00,,070809,,,A*7C

$GPGGA,024124.000,1059.2193,N,10650.0318,E,1,05,1.7,27.0,M,-

20.7,M,,0000*4F

- RMC—Recommended Minimum Specific GNSS Data

Định dạng này cho biết đầy đủ và chi tiết về thời gian,ngày,vị trí,tốc độ dữ liệu,hướng.

Ví dụ:

$GPRMC,161229.487,A,3723.2475,N,12158.3416,W,0.13,309.62,120598, ,*10

Ý nghĩa Ví dụ Đơn

vị Mô tả

ID $GPRMC Chuỗi đầu của giao

thức RMC

Thời gian 161229.487 Hhmmss.sss

Trạng thái A A=có tín hiệu hay

V=không có tín

hiệu.

Vĩ độ 3723.2475 ddmm.mmmm

N/S N N=Cực bắc hay

S=Cực nam

Kinh độ12158.3416 Dddmm.mmmm

E/W W E=Phía đông hay

W=Phía tây.

Tốc độ 0.13 knots

Hướng 309.62 Độ

Ngày 120598 Ddmmyy

Sự thay đổi

của độ lệch

(magnetic) Độ E=Phía đông hay

W=Phía tây

E/W E E=Phía đông

Byte kiểm

tra lỗi *10

Kết thúc.

Bảng 2.2. Giao thức RM

2.3. Ứng dụng của CSDL SQL SERVER theo kiểu Client/Server

Một ứng dụng kiểu Client/Server bao gồm 2 phần: Một phần chạy trên

Server (máy chủ)

Và phần khác chạy trên các workstations (máy trạm)

Hình 2.5. Ứng dụng kiểu Client/Server

Phần server: chứa các CSDL, chứa các chức năng phục vụ cho việc tổ chức và quản lí CSDL, cho phép nhiều người dùng có thể cùng truy cập dữ liệu. Điều này không chỉ tiết kiệm mà còn thể hiện tính nhất quán về mặt dữ liệu. Tất cả dữ liệu đều được truy xuất thông server, không được truy xuất trực tiếp. Do đó có độ bảo mật cao, tính năng chịu lỗi, so lưu dữ liệu dự phòng, chạy đồng thời…

Phần Client: là các phần mềm trên các máy trạm cho phép người dùng giao tiếp với

CSDL trên Server.

Các bước để Remote SQL server

bước 1:Đăng nhập SQLServer

............................

CHƯƠNG 6 : KẾT LUẬN

6.1. Hướng phát triển

Để có thể đưa ra một giải pháp tốt nhất để xây dựng một hệ thống quản lý các thiết bị và phương tiện giao thông chặc chẽ, thì cần phải kết hợp nhiều linh kiện và công nghệ để nhằm cải thiện tính ưu việt của hệ thống điều khiển, giám sát hành trình và cảnh báo giao thông như xe máy, xe tay ga, xe lửa và ô tô. Chẳng hạn, có thể kết hợp giữa Rờ le tắt máy và thiết bị thu phát sóng RF để làm ổ khóa tự động cho xe

máy hoặc có thể sử dụng thể nhớ SD để lưu các chuỗi dữ liệu khi Module SIM548C

không thể kết nối tới Server .v.v…

6.2. Tổng kết

Trong quá trình thực hiện nhóm sinh viên thực hiện đã rút ra được nhiều kinh nghiệm thực tiễn, tiếp thu được nhiều kiến thức từ kinh nghiệm thực hiện đồ án và sự truyền đạt của GVHD là thầy Huỳnh Xuân Dũng. Cùng với sự nỗ lực hết mình của cả nhóm và tìm tòi nghiên cứu để có được thành quả như mong muốn.

MỤCLỤC

DANHSÁCHCÁCTỪVIẾTTẮT--------------------------------------------------------4

DANHSÁCHCÁCBẢNG------------------------------------------------------------------5

DANHSÁCHCÁCHÌNH-------------------------------------------------------------------6

PHẦNA:NỘIDUNG-----------------------------------------------------------------------8

CHƯƠNG1:TỔNGQUAN----------------------------------------------------------------8

1.1. Giớithiệuvềđềtàixâydựnghệthốngđiềukhiển,giámsáthànhtrình vàcảnhbáogiaothông:.........................................................................................8

1.1.1. GPShệthốngđịnhvịtoàncầulàgì ?.....................................................8

1.1.2. GiớithiệuvềGSM..................................................................................9

1.1.3. Sơlượcvề GPRS....................................................................................9

1.2. Giớihạncủađềtài.......................................................................................9

1.3. Kếhoạchthựchiện......................................................................................9

1.4. Nhữngchitiếtđãhoànthành...................................................................10

CHƯƠNG2:CƠSỞLÝTHUYẾTCỦACÁCỨNGDỤNG-----------------------11

2.1. ỨngdụngGSMcủaModuleSIM548C...................................................11

2.1.1. SửdụngứngdụngGSMchodịchvụGPRS..........................................11

2.1.2. KhởitạochoứngdụngGSM:...............................................................11

2.1.4. TruyềnnhậngóitingiữamoduleSim548CvàServer.........................17

2.2.ỨngdụngGPScủa moduleSIM548C........................................................19

2.2.1.ChuẩngiaotiếpNMEA............................................................................20

2.2.2.Dữliệuđầura...........................................................................................20

2.3. ỨngdụngcủaCSDLSQLSERVERtheokiểuClient/Server..............22

2.4. ỨngdụngClient–Server.........................................................................29

2.5. Ứngdụngcủamáychủảo(VPS).............................................................31

2.5.1. Giớithiệu..............................................................................................31

2.5.2. Đặcđiểm...............................................................................................32

2.5.3. Chứcnăng.............................................................................................32

2.6. ỨngdụngGoogleMapAPI......................................................................33

GiớithiệuASP.NET..................................................................................33

CHƯƠNG3:CÁCLINHKIỆNCHÍNHĐƯỢCSỬDỤNG------------------------35

3.1. Cấutrúccủavi điềukhiểndsPic30F4011...............................................35

3.1.1. CáccổngvàoraI/OPort.......................................................................35

3.1.2. Ngắtvàcơchếngắt...............................................................................37

3.1.3. Cácbộđịnhthời....................................................................................38

3.2. MODULESIM548.....................................................................................41

3.2.1. ModuleSim548vàcác thiếtbịkèmtheo.............................................41

3.2.2. PhầncứngModuleSIM548C...............................................................43

3.2.3. PhầncứngGPScủaModuleSIM548C................................................55

CHƯƠNG4:THIẾTKẾVÀTHICÔNG----------------------------------------------59

4.1. Sơđồkhối...................................................................................................59

4.2. Lưuđồgiảithuật.......................................................................................60

4.3. Sơđồnguyênlý..........................................................................................61

CHƯƠNG5:CHẠYVÀTHỬNGHIỆM----------------------------------------------62

5.1. MạchModuleSIM548CvàdsPic30F4011đãhoạtđộngtốt.................62

5.2 SocketServervàSqlServer.......................................................................63

5.3. WebServer..................................................................................................64

CHƯƠNG6:KẾTLUẬN---------------------------------------------------------------66

6.1. Hướngpháttriển.......................................................................................66

6.2. Tổngkết......................................................................................................66

PHỤLỤC MÃNGUỒNCHƯƠNGTRÌNH---------------------------------------67

7.1. Mãnguồnviđiềukhiển.............................................................................67

7.2. MãnguồnSocketCSharp(Winform)......................................................80

7.3. MãnguồntruyvấnchoSQLServer........................................................84

7.4. MãnguồnWebServer...............................................................................85

7.4.1. Mãnguồntrangđăngnhập...................................................................85

7.4.2. Mãnguồnchuyểnđổitọađộvàxemlạiquátrìnhdichuyển...............85

7.4.3. Mãnguồnđổimật mã...........................................................................93

J TAILIEUTHAMKHA0-----------------------------------------------------------95

DANHSÁCHCÁCTỪVIẾTTẮT

CR Carriagereturn

LF LineFeed

MT MobileTerminal

TE TerminalEquipment

GPRS GeneralPacketRadioService TCP TransmitionControlProtocol IP InternetProtocol

ISP InternetServiceProvider

CSDL Cơsởdữliệu

CSDLQH Cơsởdữliệuquanhệ