Smartcar - Sisteme Inteligente în Industria Automotive [DOC]

Proiect - Smartcar - sisteme inteligente în industria automotive

Domeniu: Automatică

Conține 1 fișier: doc

Pagini : 107 în total

Cuvinte : 18344

Mărime: 5.13MB (arhivat)

Cost: 13 puncte

Profesor îndrumător / Prezentat Profesorului: Laurentiu Dimitriu

UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GH. ASACHI” IAŞI FACULTATEA DE ELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII SPECIALIZARE: ELECTRONICĂ APLICATĂ

Descarcă acum

Cuprins Extras Bibliografie Preview

Cuprins

Capitol 1 Introducere 2

1.1 Motivaţie 2

Tipuri de sisteme existente 3

1.2 Tehnologia GPS 3

1.2.1 Scurt istoric, funcţionare 3

1.2.2 Funcţionare 3

1.2.3 Clasificare receptoare GPS 5

1.2.4 Acurateţea şi sursele de erori 6

1.2.5 Surse de erori 6

1.2.5.1 Efecte atmosferice 7

1.2.5.2 Erori de cale multiplă (multi-path error) 7

1.2.5.3 Erori de ceas ale satelitului 8

1.2.5.4 Erori legate de teoria relativităţii 8

1.2.6 Clasificarea sistemelor te îmbunătăţire a semnalului (augmentare DGPS) 8

1.2.6.1 Sistem de augmentare bazată pe satelit SBAS (Satellite Based Augmentation System) 8

1.2.6.2 Sistem de augmentare pe o zonă geografica extinsă WAAS (Wide Area Augmentation System) 9

1.2.6.3 Sistem de augmentare terestru GBAS (Ground Based Augmentation System) 9

1.2.6.4 DGPS (Differential GPS) GPS Diferenţial 9

1.2.6.5 Post-procesarea DGPS 10

1.3 Suspensii 11

1.3.1 Funcţionare 11

1.3.2 Clasificarea suspensiilor 11

1.3.3 Tipuri de suspensii pentru puntea faţă: 11

1.3.3.1 Suspensii dependente: 11

1.3.3.2 Suspensii independente: 11

1.3.3.2.1 Suspensia MacPherson: 12

1.3.3.2.2 Suspensia dublu articulată (double wishbone suspension) 12

1.3.3.2.3 Suspensia cu braţ de ghidaj (Trailing arm suspension) 13

1.3.3.2.4 Suspensia Moulton (Moulton Rubber suspension) 13

1.3.3.2.5 Suspensia Transversală cu foi (Transverse leaf spring) 14

1.3.4 Tipuri de suspensii pentru puntea spate: 15

1.3.4.1 Suspensii dependente: 15

1.3.4.1.1 Suspensie cu foi cu arbore de tracţiune (Solid axle leaf spring): 15

1.3.4.1.2 Suspensie cu arcuri cu arbore de tracţiune(Solid axle coil spring) 15

1.3.4.1.3 Suspensie cu patru bare 16

1.3.4.1.4 Suspensia „de Dion” sau tubul „de Dion”: 16

1.3.4.2 Suspensii independente: 17

1.3.5 Alte tipuri de suspensii 18

1.3.5.1 Suspensii Hidroelastice (Hydrolastic suspension) 18

1.3.5.2 Suspensii Hidragas (Hydragas suspension) 18

1.3.5.3 Suspensii Hidro-pneumatice (Hydropneumatic suspension) 19

1.3.5.4 Suspensii cu ferofluid sau cu fluid magneto reologic (Ferrofluid or magneto-rheological fluid suspension) 20

1.3.5.5 Suspensie liniară electro-magnetică sau BOSE (Linear electromagnetic suspension) 21

Capitol 2 Microcontrolerul MC9S12C32 22

2.1 Caracteristicile microcontroler-ului 22

2.2 Prezentare module folosite în cadrul proiectului 25

2.2.1 Modulul de conversie A/D 25

2.2.2 Modulul de comunicaţii seriale SCI 26

2.2.3 Modulul de comunicaţii serială cu periferice SPI 27

2.2.4 PORTUL T (PTT) 28

2.2.5 PORTUL S (PTS) 30

2.2.6 PORTUL M (PTM) 32

2.2.7 PORTUL P (PTP) 34

2.2.8 PORTUL AD (PTAD) 36

2.2.9 PORTUL A (PORTA) 37

2.2.10 PORTUL B (PORTB) 37

Capitol 3 Sistemul de prevenire şi evitare al accidentelor bazat pe tehnologia GPS. 40

3.1 Prezentarea sistemului 40

3.2 Prezentare şi explicare a programului C implementat: 44

3.2.1 Funcţiile folosite în cadrul programului 44

3.2.2 Funcţia main 45

3.2.2.1 Organigrama programului implementat 45

3.2.2.2 Explicarea modului de determinare dacă GPS2 se află în interiorul dreptunghiului de siguranţă 48

3.2.3 Funcţia de iniţializare periferice 49

3.2.4 Funcţia de citire datelor de la GPS 50

3.2.5 Funcţia de extragere latitudine 51

3.2.6 Funcţia de extragere longitudine 52

3.2.7 Funcţia de calcul al distanţei între GPS-uri 52

3.2.8 Funcţia de calcul al direcţiei pentru fiecare GPS în parte 52

3.2.9 Funcţia folosită pentru afişarea coordonatelor 53

3.2.10 Funcţiile de iniţializare şi control pentru LCD 55

Capitol 4 Sistemul de suspensie electromagnetică 56

4.1 Prezentarea sistemului 56

4.2 Prezentare şi explicare a programului C implementat: 60

4.2.1 Funcţiile folosite în cadrul programului 60

4.2.2 Funcţia main 61

4.2.2.1 Organigrama programului principal implementat 61

4.2.3 Funcţia de iniţializare periferice 62

4.2.4 Funcţia de citire date SPI 65

4.2.5 Funcţia de rotire a motoarelor pas cu pas: 66

4.2.6 Funcţia de comandă a motoarelor pas cu pas 68

4.2.7 Funcţia de iniţializare a maşinii 68

4.2.8 Funcţie de întârziere programabilă 70

4.2.9 Funcţia filtru digital 70

4.2.10 Funcţia de interogare a optocuploarelor 71

4.2.11 Funcţia de comandă a motoarelor de platformă în direcţia de ridicarea a platformei 72

4.2.12 Funcţia de comandă a motoarelor de platformă în direcţia de coborâre a platformei 73

4.2.13 Funcţia reglare a platformei pe axa X 75

4.2.14 Funcţia reglare a platformei pe axa Y 76

4.2.15 Funcţia de citire a datelor de la telecomandă şi de comandă a motoarelor de tracţiune şi direcţie. 77

Capitol 5 Anexe 78

5.1 Softul pentru GPS 78

5.2 Schema electronică pentru sistemul GPS 88

5.3 Layout cablaj, vedere de parte superioară şi inferioarăpentru sistemul GPS (nu este la scară):: 88

5.4 Softul pentru sistemul de suspensii: 89

5.5 Schema electronică pentru sistemul de suspensii 101

5.6 Layout cablaj, vedere de parte superioară şi inferioarăpentru sistemul de suspensii (nu este la scară): 102

Extras din document

Capitol 1 Introducere

1.1Motivaţie

La nivel mondial există tendinţa de creştere a numărului de autovehicule aflate în exploatare cu implicaţie directă în creşterea numărului de accidente auto datorate unor factori sau cumuli de factori. La nivelul Uniunii Europene realizarea unor statistici privind accidentele auto au dus la obţinerea unor date îngrijorătoare legate de numărul de accidente soldate cu răniri de persoane şi mai ales de tendinţa crescătoare a acestora. În anul 2000 la un total de 1.3 milioane de accidente s-au înregistrat un număr de 1.7 milioane de răniţi şi 43.217 persoane decedate, aceste cifre determinând iniţierea unui program european denumit Esafety, prin care se doreşte scăderea cu 50% a numărului de accidente şi victime ale acestora până în anul 2010.

În România conform statisticilor numărul accidentelor este în creştere până la nivelul anului 2006.

An Nr. Accidente Nr. Morţi Nr. Răniţi grav

1999 8266 2479 6855

2000 7950 2480 6548

2001 7577 2454 6082

2002 7491 2413 5977

2003 6975 2231 5594

2004 7347 2466 5759

2005 19806 2615 5864

2006 19259 2151 4714

Total 84671 19289 47393

Nota : Creşterea numărului de accidente începând cu anul 2005 se datorează faptului că la 24.02.2005 in baza de date sunt introduse şi accidentele cu răniţi uşor

Prin prezenta lucrare se propun două sisteme de autonome având ca scop mărirea factorului de siguranţa şi confort. Ambele sisteme au fost implementate cu ajutorul micro-controlerului MC9S12C32 fabricat de Motorola.

Primul sistem realizat practic doar pentru cazul a două autovehicule, se propune a fi un sistem de prevenire şi evitare al accidentelor bazat pe tehnologia GPS.

Al doilea sistem este format dintr-un ansamblu suspensie electromecanică care are scopul de a îmbunătăţi condiţia de drum al automobilului dar şi confortul pasagerilor.

Tipuri de sisteme existente

1.2 Tehnologia GPS

1.2.1 Scurt istoric, funcţionare

Denumirea de GPS vine de la Global Positioning System, în traducere Sistem Global de Poziţionare. GPS-ul este un sistem navigaţie care foloseşte o reţea (constelaţie) de 27 de sateliţi care au orbita la o distanţă de 25000 km de la centru pământului sau 20000 km de la suprafaţa pământului. Din cei 27 de sateliţi lansaţi, 24 sunt funcţionali şi 3 de rezervă. Iniţial sistemul GPS a fost conceput pentru aplicaţii militare, dar în anii 1980 sistemul a fost disponibil şi pentru uz civil. În februarie 1978 a fost lansat primul satelit GPS. În anul 1994 a fost finalizată constelaţia de 24 de sateliţi. Fiecare satelit cântăreşte aproximativ 1 tonă, diametrul de 5 metri şi a fost conceput să funcţioneze aproximativ 10 ani.

Sateliţii sunt într-o continuă mişcare în jurul pământului făcând 2 rotaţii complete în aproximativ 24 ore cu o viteză aproximativă de 2,6 km pe secundă şi au o mişcare de rotaţie pe 6 căi orbitale diferite

1.2.2 Funcţionare

Fiecare satelit transmite 2 semnale radio, L1 şi L2, de mică putere (puterea transmiţătorului este de maxim 50W). Pentru uz civil este folosit semnalul L1 cu frecvenţa de 1575,42 MHz, iar pentru scopuri militare se foloseşte semnalul L2 cu frecvenţa de 1227.60 MHz. Semnalul transmis este compus din câmpuri de date:

- Date pseudo-aleatoare – conţin informaţii referitoare la satelitul care transmite informaţia

- Date efemere – conţin informaţii despre poziţionarea în orbită a fiecărui satelit în parte la orice moment dat.

- Date almanah – conţin informaţii despre starea fiecărui satelit, ora şi data curentă. Acest câmp de date este folosit pentru determinarea poziţiei.

Receptorul GPS citeşte mesajul transmis de satelit şi salvează datele efemere şi informaţiile almanah pentru folosire continuă. Aceste informaţii pot fi de asemenea folosite pentru seta sau corecta ceasul intern al receptorului GPS.

Pentru a determina poziţia iniţial receptorul identifica fiecare satelit în parte în funcţie de informaţiile furnizate de datele almanah anterioare. În timp ce identifică fiecare satelit în parte, receptorul GPS calculează timpul de recepţie pentru fiecare satelit. Pentru a calcula timpul de recepţie receptorul redă secvenţa de date pseudo-aleatoare pentru un anumit satelit, dar la momentul de timp dat ceasul intern. Diferenţa de timp dintre semnalul dat de satelit şi semnalul reprodus de receptor reprezintă timpul parcurs de semnal de la satelit la receptor. Distanţa este calculată simplu cu ajutorul formulei distanţei:

D=v*t

Baza determinării poziţiei unui receptor GPS este triangularea. Pentru a determina poziţia unui receptor GPS pe suprafaţa terestră sunt necesare semnalele a cel puţin 3 sateliţi. Informaţia de la minim 3 sateliţi este folosită pentru a determinarea receptorului GPS la 2 puncte din care unul nu este adevărat indicând o locaţie care nu este pe suprafaţa terestră. Dacă sunt folosiţi 4 sau mai mulţi sateliţi atunci pe lângă coordonatele geografice, latitudine şi longitudine, receptorul poate determina şi altitudinea. Determinarea doar a coordonatelor se mai numeşte poziţionare 2D iar daca se mai determină şi altitudinea se numeşte poziţionare 3D.