Chương 1. Tổng quan về để tài. Phạm vi nguyên cứu.----ecccccveerrrrrrieeeeerttrtrrrriiririrrriiiiriririoT) Chương2. Công nghệ UWB.
— Giới thiệu vềUWB 2. Ứng dụng AA đất. Mộtsố hướng nghiêm cứu đã tham khảo. Tổng quan về phan cứng.
Kit phat triển MDEK100 2. Thiết bị mobile. NGHIÊM CỨU THỰC NGHIỆM. Tổng quan về hệ thong sss 3.
Xây dựng chương trình cho thiết bị Anchor và Tag. Việc xác định khoảng cách giữa hai thiết bị. Gói tin trong việc truyền nhận. Các bước hoạt động và Chu trình hoạt động của Tag va Anchor.
Việc xác định vị trí của Hệ thống —. Việc tính toán khoảng cách của các công nghệ Bluetooth và Wif:. TRÌNH BAY, ĐÁNH GIA BAN LUẬN VỀ KẾT QUẢ. Xây dựng hệ thống 4.
_ Xây dựng hệ thông Anchors và Tag. Xây dựng chương trình trên thiết bi Mobile 4. Thiết kế ứng dụng mobile. Cách thức hoạt động của ứng dụng mobile.
Kết quả thực tế. Két qua đo đạc thực tế: 4. Thử nghiệm hệ thống định vị thực tê:. Điểm mạnh và điểm yếu của đề tài.e--eseeeeeeeeeeeeeeeeeeee B Chương 6.
HƯỚNG PHÁT TRIỂN. Hướng phát triển cho hệ thong định vị trong nhà. Hướng phát triển sử dung công nghệ UWB.ee 5Ố DANH MỤC HÌNH Hình 2-1: Hình anh so sánh giữa Wifi, BLE, UWB, RFID của trang WWW. Hình 2-2: Thiết bị MDEK1001 và DWM1001.
wsssssssssssssntutintiseutinsssiatianiasansatnnssee Hình 2-3: Hình ảnh về điện thoại Google Pixel XLL.ceccesesiiisriiinrriiee Hình 3-1: Hình ảnh tổng quan về hệ thống. Hình 3-2: Các xác định thời gian truyền nhận dự liệu giữa hai thiết bị. Hình 3-3: Gói tin theo chuẩn IEEE 802. Hình 3-4 Đồ thị hàm số (2) .-ecceerirertriiiiririiiiiiiiiiiiriirirrrrie Hình 4-1: Flowchart hoạt động của Anchor.-------:----c-errrrrrrrrtrrrrrrrrrrrirrie Hình 4-2: Flowchart hoạt động của thiết bị “Tag VỀ TIc,.ccccconeniennoenenooereoceee Hình 4-3: Flowchart của luồng truyền nhận dữ liệ Hình 4-4: Flowchart hoạt động của Luéng xử lý dit liệu Hình 4-5: Flowchart hoạt động của Callback timer.
Hình 4-6: Một số kí hiệu trong UML. Hình 4-7: Sơ đồ use case tổng quan Hình 4-8: Giao diện khi mới vào ứng dụng định vị.ececeerrrer Hình 4-9: Flowchart quá trình hiển thị vị trí.---eccceereereeersereerrerrerrrerrrre Hình 4-10: Flowchart quá trình cảnh báo.-----------ccrreerrrrrirrrrtrrrtrrrirrrrrrrrrie Hình 4-11: Giao diện màn hình định vị. Hình 4-12: Cách bồ trí Tag và Anchor (Hình ảnh minh hoa) Hình 4-13: Biểu dé thể hiện mật độ phân bố trong quá trình đo đạc lân l. Hình 4-14: Biểu đồ thé hiện mật độ phân bố trong quá trình đo đạc lần 2 Hình 4-15: Biểu đỗ thé hiện mật độ phân bồ trong quá trình đo đạc lần 3 DANH MỤC BANG Bang 4-1: Bang đặc ta use case quét thiết bị Bluetooth.
26 Bang 4-2: Bang đặc ta use case kết nối với thiết bị. 26 Bảng 4-3: Bảng đặc ta use case định vị Vi trÍ.eeeeeeereerrrrrrrirrrrrrrrrrrrrrer 27 Bang 4-4: Bảng đặc tả use case hiện thị vị trÍ.eeccccrereeerrrrrrrrrrrrrrrrrrrreer 27 Bang 4-5: Bảng đặc tả use case cảnh báo người dùng. LB Bảng 4-6: Bảng đặc ta use case chỉnh sửa dữ liệu cảnh báo. 2 Bảng 4-7: 30 mẫu được lấy ở khoảng cách 4.---<eeeeeeeeees 35 Bang 4-8: Một số dữ liệu của 650 mẫu ở khoảng cách 4.
35 Bang 4-9: 30 mẫu được lay ở khoảng cách 4.5m có vật cản ở Tag. Bảng 4-10: Một số dữ liệu của 80 mẫu ở khoảng cách 6m. Bang 4-11: 30 mẫu được lấy ở khoảng cách 6m. Bang 4-12: Một số dữ liệu của 650 mẫu ở khoảng cách 6m.
Bang 4-13: 30 mẫu được lay ở khoảng cách 6m có vật cản 6 Tag Bảng 4-14: Một s6 dữ liệu của 80 mẫu ở khoảng cách 6m. 40 Bảng 4-15: 30 mẫu được Ay ở khoảng các Bang 4-16: Một số dữ liệu của 650 mẫu ở khoảng cách 9. AL Bang 4-17: 30 mẫu được lay ở khoảng cách 6m có vật cản ở Tag. AZ Bảng 4-18: Một số dữ liệu của 80 mẫu ở khoảng cách 9.
+3 Bảng 4-19: 30 mẫu được Ay ở khoảng cách 14. 44 Bảng 4-20: Một số dữ liệu của 650 mẫu ở khoảng cách 14. +4 Bang 4-21: 30 mẫu được lay ở khoảng cách 14.3m có vật cản ở Tag. +5 Bảng 4-22: Một số dit liệu của 80 mẫu ở khoảng cách 14.
40, Bảng 4-23: Bảng một số kết quả do thực tế lần đầu tiên. #8 Bảng 4-24: Một số kết quả sau lần đo thực tế khu vực 4x4. AD Bảng 4-25: Bảng một số kết quả đo thực tế lần thứ hai. 50 Bảng 4-26: Một số kết quả sau lần đo thực tế khu vực 9x9.
DL Bảng 4-27: Bảng một số kết quả đo thực tế lần thứ ba.ee Ð 2 Bảng 4-28: Một số kết quả sau lần đo thực tế khu vực 14x14. 53 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT UWB Ultra Wideband loT Internet of Things TEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers, BLE Bluetooth Low Energy GPS Global Positioning System RSSI Received Signal Strength Indicator UML Unified Modeling Language TÓM TÁT KHÓA LUẬN Sức mạnh của Hệ thống GPS đã đưa định vị trên lên một tầm cao mới. Nhưng hạn chế của nó là không thể xác định vị trí trong các toà nhà, các khu công nghệ hoặc trong nhà. Các hệ thống định vị trong nhà đã được phát triển sử dụng các công nghệ như Bluetooth, Wifi.
Nhưng độ chính xác của hai công nghệ trên đều có một điểm yếu là độ chính xác rat thấp. Với sự giảm giá của giá thành, Công nghệ UWB đã được đưa vào áp dụng vào hệ thống định vị trong nhà bởi sự chính xác cao hơn rất nhiều. Thông qua đó các nhà phát triển có thê đưa ra những tính năng hoặc ứng dụng khác nhau dựa trên độ chính xác trên. Tổng quan về đề tài Sự phát triển của Global Positioning System (GPS) đã giúp con người rất nhiều trong việc định vị, dẫn đường,.
Nhưng hạn chế lớn nhất của GPS là không có hiệu lực trong các toà nhà, trong các nhà xĩ nghiệp, những nơi bị che phủ. Với sự phát triển của những hệ thống Bluetooth và Wifi đã đưa ra một hệ thống định vị dựa trên Received Signal Strength Indicator (RSSI) dé đưa ra vị trí trong các khu vực mà GPS bị hạn chế, nhưng điêm yếu tồn tại của các hệ thống sử dụng các công nghệ trên là độ sai số về vị trí còn rất cao và bị phụ thuộc rất nhiều và khoảng cách. Hiện tại với sự phát triển của BLE 5.0, các hệ thống định vị trong nhà được kết hợp với sức mạnh của Bluetooth Mesh đang góp phan phát triển hệ thống định vị trong nhà phát triển mạnh nhưng độ chính xác còn khá thấp. Với sự phát triển và việc hạ giá thành của các thiết bị sử dụng công nghệ UWB, hệ thống định vị trong nhà đã phát triển thêm một bước xa hơn do độ chính xác được đây cao hơn rất nhiều với độ sai số chỉ ở mức 30cm.
Trên thế giới công nghệ UWB vẫn chưa được phát triển ứng dụng quá nhiều. Hiện tại, trên thế giới chỉ có một số startup phát hành và đưa ra sản phẩm như Sewio Networks [1], InfSort,. Còn ở Việt Nam, Hiện tai chỉ có một công ty Nha Trang Hitech là đã phát triển được sản phẩm và một số hướng phát triển phù hợp với tình hình và hiện trạng của nước ta [2]. Đối tượng Đối tượng của đề tài này nhắm tới những vật thé cần xác định vị trí trong một phạm vi được phủ sóng UWB ví dụ như: con người, thiết bị quan trọng,.
Đề tài còn mang việc kiểm tra tính chính xác về khoảng cách của công nghệ UWB. Mục đích Với một công nghệ còn khá mới đối với thế giới, đặc biệt là ở Việt Nam. Đề tài này sẽ xây dựng một hệ thống định vị trong nhà sử dụng công nghệ UWB. Kèm theo một số tính năng về cảnh báo như đi vào vùng nguy hiểm và đi ra khỏi vùng đã được quy định trước.
Ngoài ra, Đề tài còn đưa ra một số nhận xét về độ chính xác của công nghệ UWB thông qua các việc đo khoảng cách thực tế ở các khoảng cách từ 5m tới 15m. Pham vi nguyên cứu Hệ thống định vị UWB được phát triển trong phạm vi 20 m? tới 50 m? và chi có thể xác định vị trí được duy nhất một thiết bi TAG trong phạm vi được phủ sóng UWB. Hệ thống được cung cấp nguồn bằng pin trong khoảng thời gian hoạt động liên tục ba tiếng và các thiết bị UWB anchor được có định trên trần nhà dé hạn ché việc bị vật cản và dễ đàng tính toán trong vị trí hơn. Việc đo đạc thực tế sẽ được thực hiện một khoảng cách có trước.
Sẽ đo ở hai trường hợp là không có vật cả và có vật cản. Công nghệ UWB 2. Giới thiệu về UWB UWB( Viết tắt của Ultra — Wideband ) là công nghệ không dây, như Bluetooth và Wifi, tiêu tốn ít năng lượng cho cự li ngin.UWB được sử dung chủ yếu cho công việc truyền nhận dữ liệu của cảm biến, định vị chính xác và các ứng dụng theo dõi [3]. Và hiện tại UWB đã bắt đầu được thêm vào các thiết bị điện thoại thông minh như Iphone và Note20.
UWB còn được biết đến là sóng vô tuyến, Uỷ ban truyền thông Liên bang Mỹ và Hiệp hội viễn thông quốc tế đã định nghĩa UWB là một hình thức truyền tín hiệu thông qua ăng-ten chiếm băng thông tối thiêu là 500MHz hoặc 20% của tần số trung tâm của số học. Ung dụng Đặc tính của UWB thì rất hiệu quả cho các ứng dụng trong cự li gần như việc truyền nhận dữ liệu giữa cái thiết bị điện tử. Nhưng hệ thống UWB có xu hướng áp dụng cho các ứng dụng trong nhà. Vì tính chất xung ngắn của UWB, Nó dễ dàng cho để đây cao mức truyền nhận data.
UWB còn được dùng cho việc xác định vị trí thời gian thực. Với sự chính xác và tiếp kiệm năng lượng của công nghệ UWB thi rất thích hợp. Gần đây UWB cũng được ứng dụng cho đo khoảng cách giữa hai vật thể. Nó cho phép rất nhiều ứng dụng dựa trên khoảng cách của hai vật thê.
Ví dụ như chìa khoá Điện Tử UWB được dựa trên khoảng cách giữa xe và điện thoại thông minh được trang bị UWB. Một số hướng nghiêm cứu đã tham khảo. Hướng nghiêm cứu của đề tài tham khảo theo bài viết “Indoor Robot Positioning using and Enhanced Trilaterration Algorithm” của Pable Cotera, Miguel Velazquez, David Cruz, Luis Medina, va Manuel Bandala.Ho déu lam việc ở Center for Engineering and Industrial Development tại Mexico. Bài viết được đăng vào ngày | tháng I năm 2016 tai trang https://journals.com [4] Bài viết này nêu lên việc ứng dụng các thuật toán dé tim ra vị trí của vật thé bên trong một nhà máy bằng cách tính ra khoảng cách bằng sóng radio.
Ngoài ra bài viết còn sử dụng hệ thống nhúng đã phát triển để mang ra thực tế kiểm thử.