CHƯƠNG II : CÁC CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ LIÊN QUAN
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.12 MB, 54 trang )
10
đến thuê bao của người thân và giao tiếp UART với mô đun điều khiển trung tâm. Màn
hình LCD hiển thị giá trị tức thời của gia tốc chuyển động. Vi điều khiển Atmega 8 giao
tiếp với máy tính thông qua giao diện Visual Basic với truyền thông nối tiếp không đồng
bộ RS232 giúp lưu trữ thông tin và quan sát hiện tượng một cách trực quan.
2.2 Các thiết bị liên quan
2.2.1 Cảm biến đo gia tốc
Hiện nay, các cảm biến gia tốc đa số đều được chế tạo theo công nghệ MEMS, nhờ vậy
kích thước, khối lượng và giá thành các loại cảm biến này trở nên rẻ hơn nhiều so với các
công nghệ chế tạo cũ [2]. Trong phạm vi đề tài thiết bị dùng để phát hiện ngã là cảm biến
gia tốc ADXL345.
Hình 2.2 Cảm biến ADXL345
ADXL345 là một cảm biến nhỏ, mỏng có các tính năng sau:
+ Đo gia tốc 3-trục với độ phân giải cao (13-bit) trong dải đo ±16g.
+ Đầu ra số được xử lý và có thể đọc dữ liệu thông qua các chuẩn giao tiếp là I2C hoặc là
SPI (3 hoặc 4 dây) đều được hỗ trợ trong các dòng vi xử lý phổ thông.
+ Độ phân giải cao (3,9mg / LSB) cho phép đo lường thay đổi độ nghiêng ít hơn 1,0°.
+ Cảm biến cho phép chỉnh được tầm đo +/-2g, +/-4g, +/-8g.
Sơ đồ nguyên lý của cảm biến ADXL345 được mô tả trong hình sau.
11
Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý của cảm biến ADXL345
Gia tốc trọng trường tại một địa điểm là không đổi. Khi cảm biến quay 1 góc nào đó, hệ
trục toạ độ gắn với cảm biến cũng quay theo, và do đó, hình chiếu của gia tốc trọng
trường lên các trục toạ độ đó sẽ thay đổi. Từ các giá trị đó, ta xác định được góc nghiêng
hiện tại của cảm biến, cũng như góc mà cảm biến đã quay đi so với vị trí trước. Ví dụ sau
thời gian T mà đọc được cảm biến đã quay 1 góc bao nhiêu độ, ta suy ra được vận tốc.
Nếu tích phân vận tốc này ta sẽ có quỹ đạo chuyển động của cảm biến. Giá trị đọc về của
các cảm biến gia tốc thường được tính theo đơn vị "g", g tức là gia tốc trọng trường. Do
đó kết quả tính toán góc nghiêng, sau khi chia cho nhau sẽ mất đi thành phần "g". Giá trị
đọc về từ cảm biến là hình chiếu của g trên 3 trục X, Y, Z.
Ứng dụng của cảm biến:
+ Phát hiện chuyển động shock, rơi hoặc dao động, rung lắc.
+ Đo đạc góc nghiêng.
2.2.2 Tổng quan về vi điều khiển Atmega8
Atmega8 thuộc họ AVR được sản xuất bởi Cty ATMEL với tính năng mạnh mẽ với một
số tính năng cơ bản sau:
+ Có 130 lệnh mạnh xử lý hầu hết trong một chu kỳ xung nhịp.
+ Có 8Kbyte bộ nhớ flash có thể xóa lập trình được và có thể chịu được 10000 lần ghi
xóa.
+ Có 32 thanh ghi đa năng 8 bit, 512 byte bộ nhớ EEPROM tích hợp trên chíp, có 1
kbyte SRAM nội.
+ Có hai bộ định thời/đếm 8 bit và một bộ định thời/đếm 16 bit với bộ chia tần lập trình
được.
+ Có ba kênh điều xung, 6 kênh lối vào chuyển đổi ADC với độ phân giải 10 bit.
Atmega8 có 28 chân, trong đó có 23 cổng vào ra.
12
Hình dưới đây mô tả nguyên lý cấu tạo của vi điều khiển Atmega.
Hình 2.4 Cấu tạo của vi điều khiển Atmega
2.2.3
Module SIM548
Đây là module GSM/GPRS và GPS của hãng SIMCOM
Hình 2.5 Module SIM548
Module SIM548 có thể hoạt động với các tần số sau GSM 850MHz, 900 MHz, DCS
1800MHz và PCS 1900MHz và cũng hỗ trợ kỹ thuật GPS định vị vị trí bằng vệ tinh. Với
13
kích thước nhỏ 55mm
34mm x 3.0 mm, module này có thể sử dụng cho các ứng dụng
như điện thoại thông minh, PDA, thiết bị định vị toàn cầu GPS.
Chúng ta có thể giao tiếp với module thông qua chuẩn đế 60 chân dành riêng cho module
SIM548. Thông qua đế chuẩn 60 chân này, chúng ta có thể sử dụng module với các mục
đích khác nhau.
Hình 2.6 Các khối chức năng của Module SIM548
Có các cách để cho phép ứng dụng GSM hoạt động như sau:
- Sử dụng chân PWMRKEY.
- Sử dụng chân CHG_IN.
- Sử dụng ngắt của một thời gian thực.
- Sử dụng chân PWMRKEY để bật ứng dụng GSM:
Truyền tin SMS qua GSM có thể mô tả như hình dưới:
