Система дистанційного управління електричним засобом транспортування на базі ОС Android

Вживання електричних транспортних засобів з дистанційним управлінням. Канали зв’язку для передачі даних від пульта керування до керуючої машини. Реалізація програмного коду для Arduino Nano. Створення Android-додатку. Автоматизація процесів управління.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид дипломная работа
Язык украинский
Дата добавления 24.07.2014
Размер файла 4,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

8

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Чорноморський державний університет імені Петра Могили

Факультет комп'ютерних наук

Кафедра інформаційних технологій та програмних систем

Дипломна робота

на тему: «Система дистанційного управління електричним засобом

транспортування на базі ОС Android»

Виконав:

Новосельцев Д.С.

м. Миколаїв - 2014 рік

Анотація

до бакалаврської роботи «Система дистанційного управління електричним засобом транспортування на базі ОС Android» Бакалавр: Новосельцев Дмитро Сергійович Керівник: в. о. доцент, Ромакін Володимир Вікторович

Бакалаврська робота присвячена дослідженню та розробці програмно апаратного комплексу для вирішення задачі дистанційного управління електричними транспортними засобами, використовуючи пристрій керування на базі ОС Android.

Об'єкт дослідження - електричний транспорт з дистанційним управлянням.

Мета роботи - створення системи дистанційного управляння транспортними засобами для подальшого їх використання в різних сферах життя людини.

Практичне значення дипломної роботи полягає у розробці універсального пристрою дистанційного керування електричними транспортними засобами.

Дипломна робота складається з основної частини і спеціальної частини з охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях.

Пояснювальна записка до бакалаврської роботи складається зі вступу, трьох розділів, висновків.

У вступі визначається актуальність теми та проводиться короткий огляд поставленої задачі.

У першому розділі розглядаються існуючі аналоги дистанційно керованих електричних транспортних засобів. Також розглянуто галузі використання дистанційного керованих машин. Розглянуто різні види ОС під якими працюють системи дистанційного управління. Проаналізовані використовуванні канали зв'язку для передачі даних від пульта керування до керуючою машиною. Проаналізовано їх недоліки саме в системі управлянні.

У другому розділі проводиться розробка як апаратної частини транспортного засобу так програмної частини (системи дистанційного управляння).

У третьому розділі йдеться про забезпечення вимог охорони праці при ремонті та експлуатації електротранспортних засобів.

У висновках проводиться аналіз проведеної роботи та отриманих результатів.

Бакалаврська робота містить сторінок (без додатків), 33 рисунків, 6 таблиці, 65 джерел, 2 додатка.

Зміст

Перелік скорочення

Вступ

1. Аналітична частина

1.1 Загальна проблема, що розглядається

1.2 Галузі застосування електричних транспортних засобів з дистанційним управлінням

1.2.1 Військове озброєння

1.2.2 Ліквідація аварій

1.2.3 Засоби пересування для інших планет

1.2.4 Демонтажні роботи

1.2.5 Тягачі та електрокари

1.3 Дистанційне керування

1.4 Канали зв'язку

1.4.1 Оптоволоконний кабель

1.4.2 Bluetooth

1.4.3 Wi-Fi

1.4.4 GSM

1.5 Операційні системи

1.5.1 Ballista OC

1.5.2 Android

1.5.3 Windows

1.5.4 IOS

2. Креативна частина

2.1 Постановка задачі дипломного проекту

2.2 Загальна схема підключення електричних компонентів

2.3 Принцип роботи

2.4 Апаратна частина

2.4.1 Arduino Nano

2.4.2 Драйвер L298N

2.4.3 Bluetooth-модуль HC-06

2.4.4 Ультразвуковий датчик вимірювання відстані HC-SR04

2.5 Розроблене ПЗ

2.5.1 Реалізація програмного коду для Arduino Nano

2.5.2 Створення Android-додатку

2.6 Демонстрація

3. Охорона праці

3.1 Сучасний розвиток електротранспорту та галузі використання

3.2 Автоматизація процесів і дистанційне управління як засіб підвищення безпеки праці

3.3 Забезпечення вимог охорони праці при експлуатації та ремонті електричних транспортних засобів

Висновки

Перелік посилань

Додаток А. Код програми для Arduino Nano

Додаток Б. Код програми для Android-додатку

Перелік скорочення

EEPROM-Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (укр. постійний запам'ятовувальний пристрій)

GPRS-General Packet Radio Service (укр. загальний сервіс пакетної радіопередачі)

GSM-Global System for Mobile Communications (укр. глобальний стандарт цифрового мобільного зв'язку)

LIDAR-LIght Detection and Ranging (укр. світлове визначення дальності)

OSI-Open Systems Interconnection Basic Reference Model (укр. базова еталонна модель взаємодії відкритих систем)

АЕС-атомна електростанція

БА-безпілотні апарати

БПЛА-безпілотними літальними апаратами

ВОЛЗ-волоконно-оптичні лінії зв'язку

ГЕС-гідроелектростанція

ДВЗ-двигун внутрішнього згорання

ДКМ-дистанційно керована машина

ДУ-дистанційне управління

ЕОМ-електронно обчислювальна машина

ОС-операційна система

ПЗ-програмне забезпечення

ТО-технічне обслуговування

ШІМ-широтно-імпульсна модуляція

електричний транспортний управління програмний

Вступ

У всі часи і у всіх народів транспорт відігравав важливу роль. На сучасному етапі значення його незмірно зросла. Сьогодні існування будь-якої держави немислимо без потужного транспорту.

У ХХ ст. і особливо в другій його половині відбулися гігантські перетворення у всіх частинах світу і областях людської діяльності. Зростання населення, збільшення споживання матеріальних ресурсів, урбанізація, науково-технічна революція, а також природно-географічні, економічні, політичні, соціальні та інші фундаментальні чинники призвели до того, що транспорт світу отримав небачене розвиток як в масштабному (кількісному), так і в якісному відносинах. Поряд із зростанням протяжності мережі шляхів сполучення традиційні види транспорту зазнали корінний реконструкції: значно збільшився парк рухомого складу, у багато разів піднялася його провізна здатність, підвищилася швидкість руху. У той же час на перший план вийшли транспортні проблеми. Ці проблеми по перевазі відносяться до міст і обумовлені надмірним розвиток автомобілебудування. Гіпертрофований автомобільний парк великих міст Європи, Азії та Америки викликає постійні пробки на вулицях і позбавляє себе переваг швидкого і маневреного транспорту. Він же серйозно погіршує екологічну обстановку.

Електромобіль - транспортний засіб, провідні колеса якого наводяться від електромотора, що живиться від акумуляторних батарей. Вперше з'явився він в Англії і у Франції на початку 80-х років ХIХ ст., тобто раніше автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння. Тяговий електродвигун в таких машинах отримував живлення від батарей свинцевих акумуляторів. Загалом, щоб живити двигун потужністю в 20 кВт протягом години, був потрібний свинцевий акумулятор масою в 1 тонну. Тому з винаходом ДВЗ автомобілів стало стрімко набирати обертів, а про електромобілі забули до виникнення серйозних екологічних проблем. По-перше, розвиток парникового ефекту з подальшим незворотнім зміною клімату і, по-друге, зниження імунітету багатьох людей внаслідок порушення основ генетичної спадковості.

Вчені, провівши ряд досліджень, намітили декілька напрямків вирішення перерахованих завдань, однією з яких є виробництво електромобілів. Це, по суті, перша технологія, офіційно отримала статус нульового викиду і вона вже представлена на ринку.

Чим привабливий електромобіль, напевно, представляє кожен. У першу чергу, він майже не дає викиду шкідливих речовин. Отруйних газів, що потрапляють в атмосферу при зарядці і розрядці акумуляторних батарей, незрівнянно менше, ніж при роботі ДВЗ. Щоб опалювати електромобілі взимку, на них встановлюють автономні обігрівачі, споживають бензин чи дизельне паливо. Але вони, зрозуміло, не забруднюють атмосферу так сильно, як ДВЗ.

Друга перевага - простота пристрою. Електродвигун має дуже привабливою для транспортних засобів характеристикою: на малих швидкостях обертання у нього великий крутячий момент, що дуже важливо, коли потрібно рушити з місця або подолати важку ділянку дороги. ДВЗ ж розвиває максимальний обертовий момент при середніх оборотах, тому, якщо потрібне велике зусилля на малих, його доводиться збільшувати за допомогою коробки передач. Тролейбуси, наприклад, в такому агрегаті не потребують. Не потрібно він і електромобілю, тому управляти їм простіше, ніж автомобілем з механічною коробкою передач.

Третя перевага випливає з другого. Електромобіль не вимагає настільки ретельного догляду, як звичайне авто: менше регулювань, не споживає багато мастил, простіше система охолодження, а паливна (якщо не вважати обігрівач) взагалі відсутня.

І все ж електромобіль влаштований не так просто, як може здатися: йому необхідні складні перетворювачі напруги і багато важких і громіздких акумуляторів, які важко розмістити. Головний же недолік, який стримує впровадження електромобілів - мала енергоємність батарей.

Порівняння з автомобілів з електродвигуном і ДВЗ. До преваг транспорту с електродвигуном можна віднести:

? відсутність шкідливих вихлопів в місці знаходження автомобіля. Більш висока екологічність через відсутність необхідності застосування нафтового палива, антифриз, моторних мастил, а також фільтрів для цих рідин;

? простота техобслуговування, великий міжсервісний пробіг, дешевизна ТО.

? низька пожежо-і вибухонебезпечність при аварії;

? простота конструкції (простота електродвигуна і трансмісії; відсутність необхідності в перемиканні передач зважаючи на високу пристосовності крутного моменту до змін зовнішнього навантаження, низькою стійкої частоти обертання вала електродвигуна, можливості його реверсування) і управління, висока надійність і довговічність екіпажної частини (до 25 років) порівняно із звичайним автомобілем;

? ДВЗ є джерелом виникнення динамічних навантажень і крутильних коливань у трансмісії автомобіля і джерелом вібрацій, що передаються несучої конструкції автомобіля;

? можливість підзарядки від побутової електричної мережі (розетки), але такий спосіб в 10 разів довше, ніж від спеціального високовольтного зарядного пристрою;

? автомобіль з електроприводом - єдиний варіант застосування на легковому автотранспорті дешевої (порівняно з нафтовим або водневим паливом) енергії, що виробляється АЕС, ГЕС;

? масове застосування електромобілів змогло б допомогти у вирішенні проблеми «енергетичного піку» за рахунок підзарядки акумуляторів в нічний час;

? менший шум за рахунок меншої кількості рухомих частин і механічних передач;

? висока плавність ходу з широким інтервалом зміни частоти обертання вала двигуна;

? можливість підзарядки акумуляторів під час рекуперативного гальмування;

? можливість гальмування самим електродвигуном (режим електромагнітного гальма) без використання механічних гальм - відсутність тертя і, відповідно, зносу гальм. Проста можливість реалізації повного приводу і гальмування шляхом застосування схеми «мотор-колесо», що дозволяє, крім іншого, легко реалізувати систему повороту всіх чотирьох коліс, аж до положення, перпендикулярного кузову електромобіля.

До недоліків електродвигуна в порівняні з ДВЗ можна віднести:

? акумулятори за півтора століття еволюції так і не досягли щільності енергії та вартості, порівнянної з пальним паливом, однак і цього вже достатньо, щоб майже на рівних конкурувати з автомобілями на бензині;

? проблемою є виробництво та утилізація акумуляторів, які часто містять отруйні компоненти (наприклад, свинець або літій) і кислоти;

? частина енергії акумуляторів витрачається на охолодження або обігрів салону автомобіля, а також харчування інших бортових енергоспоживачів (наприклад, світло або повітряний компресор);

? для масового застосування електромобілів потрібне створення відповідної інфраструктури для підзарядки акумуляторів;

? при масової зарядці електромобілів від побутової мережі зростають перевантаження електричних мереж «останньої милі», що загрожує зниженням якості енергопостачання і ризиком локальних аварій мережі;

? тривалий час зарядки акумуляторів в порівнянні з заправкою паливом.

Роблячи висновок можна сказати, що електротранспорт на даному етапі його розробок є одним з найбільш перспективних напрямків в розвитку людства. Тому було б доцільно спробувати модернізувати існуючі моделі (прототипи) шляхом додавання можливості дистанційного керування транспортним засобом (автомобілем) або масове використання безпілотних автомобілів.

Одним з прикладів безпілотних автомобілів є автомобіль Google. Система використовує інформацію, зібрану сервісом Google Street View, відеокамери, датчик LIDAR, встановлений на даху, радари в передній частині авто і датчик, підключений до одного із задніх коліс, який допомагає визначити позицію автомобіля на карті.

У реальних умовах, без участі людини, автомобіль проїхав близько 1600 км повністю автономно і ще 225 ч 308 км з частковою участю людини.

У 2012 році компанія Google повідомила в своєму блозі про те, що їхні автомобілі проїхали вже 300 тисяч миль (більше 480 тис. км) з мінімальною участю людини. Це дозволило компанії знизити екіпаж автомобілів до однієї людини.

Аналоги в сфері безпілотних автомобілів вже існують, але відсутні будь-які концепції дистанційного управляння електричними транспортними засобами. Дана технологія дасть змогу зменшити кількість робочих міст працівників на фізично та екологічно важких територія або відділах.

1. Аналітична частина

1.1 Загальна проблема, що розглядається

Головна тенденція світового транспортного ринку полягає у тому, що електричні засоби пересування людей та вантажів стають все більш затребуваним, завдяки їхнім незаперечним перевагам: електротранспорт екологічно чистий вид транспорту, він більш економічний, ніж бензиновий аналог і завдяки технічним характеристикам, їм легше управляти, як на промисловості, так і в місті [1].

На думку екологів, головна причина поганої екологічної обстановки сучасного міста - автотранспорт. В наш час все більше уваги приділяється екологічності транспортних засобів, ефективності роботи двигуна. Транспортні засоби мають змогу працювати, як на відкритому повітрі, так і в закритому приміщенні (підприємство, складське приміщення, лікарня і т.д.).

Сучасний електротранспорт працює завдяки електродвигуну, який потребує додаткової підзарядці акумуляторів, але є екологічно чистим і не потребує нафтопродуктів, як двигуни внутрішнього згоряння. Екологи застерігають суспільство про катастрофічну шкоду, яку заподіюють викиди бензинових парів в атмосферу [2].

Розвиток електротранспорту є загальносвітовим трендом. Практично всі великі автовиробники ведуть розробки в цій області, а передові країни світу, такі як: США, Китай, Японія, Німеччина, Великобританія - мають довгострокові програми підтримки розвитку електротранспорту та стимулювання споживачів. Враховуючи, що на сьогоднішній день висока ціна - один із стримуючих факторів розвитку електротранспорту, участь і підтримка держави в цьому питанні набуває особливого значення. Серед пропонованих механізмів: субсидії, пільгові схеми кредитування, скасування транспортного податку [3].

На даний момент великою проблемою є соціальна потреба у невеликих за розміром електричних транспортних засобах [4], які відповідають наступним вимогам:

? маневреність, тобто можливість швидко змінювати швидкість і напрямок руху на місцевості в залежності від складності обстановки;

? наявність ДУ, тобто управління технологічними об'єктами і системами на відстані шляхом передачі до них каналами зв'язку сигналів для увімкнення відповідних пристроїв. ДУ застосовується в системах безлюдного керування об'єктами, наприклад в умовах шкідливих, небезпечних, а то й недоступних для людини: розмінування [5, 6], військова справа [7, 8, 9], гасіння пожеж [10], космічні дослідження [11, 12, 13], аварійні роботи [14], тощо;

? універсальність застосування, тобто швидке дообладнання базового технічного рішення з метою використання в різних галузях людської діяльності. Загальна платформа може працювати, в промисловості (перевезення вантажів), лікарнях (перевезення хворих, доставка хворого до палати або кабінету, без керування людиною), працювати на аварійних роботах (знешкодження мін, гасіння пожеж, замір радіаційного фону, знешкодження залишків вогнетривких елементів, радіаційно небезпечних предметів і т. д. для можливості подальшої роботи).

Розглянемо існуючі галузі застосування електричних транспортних засобів з ДУ.

1.2 Галузі застосування електричних транспортних засобів з дистанційним управлінням

1.2.1 Військове озброєння

Для останнього десятиліття характерним є зростання уваги до проблем створення автоматизованих компактних систем військового призначення. Це обумовлюється, по-перше, намаганням зберегти життя солдата в бою. По-друге, експерти вважають, що війни майбутнього будуть переважно вестись в міських умовах, де потрібні маневрені засоби, якими керують на відстані. По-третє, ця тенденція пояснюється стрімким розвитком новітніх технологій в інформаційній сфері, тобто автоматизація різноманітних напрямів діяльності людини, зокрема, військової сфери, цілком логічно відповідає змісту сучасних концепцій постіндустріального суспільства [15].

Більшість наземних роботизованих машин раніше використовувалися для розвідувальних операцій і виявлення вибухових пристроїв. Проте вже зараз завершуються розробки декількох варіантів збройних ДКМ.

В США до недавнього часу найбільш значущою програмою розвитку збройних сил на найближчі десятиліття, аж до 2030 р., була програма «Бойова система майбутнього» (Future Combat System - FCS), в рамках якої передбачено створення декількох типів наземних військових роботизованих рухомих засобів [16].

Зокрема, четверта підгрупа програми FCS - «наземні ДКМ» - UGV (Unmanned Ground Vehicles - дослівно, «безекіпажні наземні машини») передбачає розробку:

? збройних роботизованих машин - Armed Robotic Vehicle (ARV) - розвідувальної (Reconnaissance, Surveillance and Target Acquisition - RSTA) і штурмової (Assault);

? багатофункціональних машин підтримки - Multifunctional Utility Logistics and Equipment platform (MULE) - розвідувальні, саперні та транспортні;

? малогабаритної БА - Small Unmanned Ground Vehicle (SUGV).

Багатоцільова ДКМ MULE (рис. 1.1) розробляється корпорацією «Локхід_Мартін» на базі легкої шестиколісний платформи в трьох варіантах: транспортному, штурмовому і протимінному.

Рисунок 1.1 - Зовнішній вигляд MULE

Наземний малогабаритний переносний ДКМ SVGV розроблений американською компанією «iRobot» призначений для знешкодження вибухових пристроїв, розвідки й виявлення противника в важкодоступних місцях - будівлях, тунелях, колекторах, печерах.

ДУМ MAARS (Modular Advanced Armed Robotic System) - модульна модернізована роботизована система з озброєнням. Модульна конструкція нової ДКМ дозволяє використовувати одні й ті ж вузли для створення систем різного призначення, що знижує загальну вартість виробництва і робить таку платформу більш привабливою для замовника [17].

1.2.2 Ліквідація аварій

Існування різних середовищ, потенційно небезпечних для людини, визначило необхідність у розробці машин, придатних для дистанційного маніпулювання і керованих людиною-оператором, що перебуває в безпечному середовищі. Розробки такого роду становлять значний інтерес для дослідження роботехників, бо вони демонструють потребу в роботах і крім того, ті зразки механізмів, які були розроблені, можуть дати хороший орієнтир при створенні автоматично керованих кінцівок для автономних роботів.

Зменшити ступінь участі людини при проведенні робіт у небезпечних умовах можна, використовуючи ДУ обладнання. У зв'язку з цим досить актуальним є створення комплексів з ДУ, призначених для проведення робіт з попередження або ліквідації наслідків позаштатних ситуацій.

В даний час підрозділи робототехнічних засобів оснащені ДКМ BROKK, MV-3 і MV-4, крім того, планується прийняти на постачання мобільні засоби МРК-25М і МРК-46М [18].

Такі засоби призначені для:

? виконання робіт у небезпечних зонах (розвідка, взяття проб, земляні роботи);

? виконання робіт при ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій (огляд місць аварій, маніпуляції з радіоактивними та сильнодіючими отруйними речовинами, боротьба з вогнем);

? проведення вибухотехнічних робіт (знешкодження або знищення вибухонебезпечних предметів і боєприпасів; вибухові роботи).

MV-3 і MV-4 (рис. 1.2) розроблені для розвідки та ліквідації наслідків локальних аварій на підприємствах ядерного циклу. До складу MV-3 входять транспортний модуль, маніпулятор, пульт управління.

Рисунок 1.2 - ДУМ «MV-3»

BROKK 330 являє собою самохідну, ДУ гусеничну, електрогідравлічну полноповоротного машину, оснащену маніпулятором, системою управління і комплектом змінного обладнання та інструменту (рис. 1.3).

Рисунок 1.3 - ДУМ «BROKK 330»

Компактний BROKK Mini Cut (рис. 1.4) призначений для проведення аварійних робіт в основному в закритих приміщеннях.

Рисунок 1.4 - ДУМ «BROKK Mini Cut»

В останні роки наука в області пожежогасіння помітно зробила крок вперед, так звані, роботизовані комплекси, застосовувані для рятувальних робіт та пожежогасіння на небезпечних об'єктах, як у приміщенні, так і на відкритому повітрі.

МРК-РП (рис. 1.5) - протипожежний робототехнічний комплекс, що відноситься до легкого класу. Він ідеально підходить для проведення протипожежних дій в умовах високо теплового впливу і великого рівня радіації. Робот оснащений системами відео контролю.

Рисунок 1.5 - Зовнішній вигляд «МРК-РП»

Роботи «Ялина-4» і «Ялина-10» - це ДКМ, призначені для ведення розвідки, боротьби з вогонь і розбору завалів. Широко застосовуються для протипожежних робіт при техногенних аваріях, що характеризуються високим рівнем радіації, присутністю шкідливих і небезпечних для людини речовин.

LUF-60 (рис. 1.6) - ДУ мобільна установка пожежогасіння. Застосовується при пожежогасінні, як на відкритій місцевості, так і в приміщеннях, незамінна при ліквідації загорянь, що виникають в залізничних і автодорожніх тунелях, гаражах [19].

Завдяки розвитку нових технологій з'явилася можливість ефективно справлятися зі складними пожежами, що виникають в умовах, небезпечних для людини і виключають його втручання.

Рисунок 1.6 - мобільна установка пожежогасіння LUF-60

1.2.3 Засоби пересування для інших планет

Космонавтика служитиме трампліном у створенні універсальних антропоморфних роботів багатосерійного виробництва.

Повністю антропоморфний робот на сьогоднішньому етапі дуже складний для багатосерійного виробництва. Основні труднощі пов'язані зі способом пересування на двох кінцівках. Нижні антропоморфні кінцівки можна замінити більш дешевими і працездатними традиційними засобами пересування.

«Кентавр» (рис. 1.7) - це універсальна машина, здатна вести на поверхні місяця різноманітні роботи, пов'язані з розвідкою, будівництвом, видобутком ресурсів, монтажем та обслуговуванням устаткування. Завдяки поєднанню антропоморфного торсу і шасі в одному виробі, кентавр здатний виконувати завдання транспортного засобу.

Рисунок 1.7 - «Кентавр»

Для управління кентавром повинен використовуватися пульт, що передає руху рук оператора на маніпулятори робота. Робот буде в точності копіювати рухи рук оператора вставлені в механічні рукавички з датчиками. Датчики маніпуляторів, так само повинні передавати відчуття дотиків «пальців», робота і навантаження на «руки», що дозволить оператору відчувати машину [20].

1.2.4 Демонтажні роботи

Компактні ДКМ знаходять застосування як при демонтажі будівель і споруд, так і при новому будівництві та реконструкції об'єктів.

ДКМ для демонтажу та руйнування виробництва Husqvarna і Brokk можуть виконувати небезпечні для людини види робіт: руйнування конструкцій; стін; демонтаж металоконструкцій в заражених токсичними речовинами небезпечних зонах, хімічних виробництвах, сховищах, радіоактивно небезпечних ділянках [21, 22].

1.2.5 Тягачі та електрокари

Електричні тягачі та електрокари (рис. 1.8) - це спеціальна техніка, яка служить для переміщення будь-яких колісних засобів, візків, буксирувати вантажі на території виробничого підприємства. Компактні розміри і велика тягове зусилля дозволяють використовувати електрокари і тягачі для виконання широкого спектра логістичних/транспортних робіт [23].

Рисунок 1.8 - Електричні тягачі

Переваги електричних тягачів і електрокарів:

? універсальність і всепогодне використання;

? економія часу та робочої сили при переміщенні вантажів. Безперервність роботи тягача до 20 годин без перезарядки;

? різноманіття варіантів стикування і захоплення;

? переміщення візків і вантажів мають велику масу.

Ще одним типом транспортного засобу є електровізок [24]. Він має певні переваги:

? екологічність - абсолютна відсутність шкідливих викидів в атмосферу;

? знижений рівень шуму - за рахунок меншої кількості рухомих частин і механічних передач;

? можливість вирішення проблеми «енергетичного піку» за рахунок підзарядки акумулятора в нічний час;

? низька пожежо- і вибухонебезпечність при аварії.

? разом із цим, електровізок, як конструктивне рішення, має певні недоліки:

? висока собівартість - за рахунок унікальності на ринку і в залежності від ваги що вони можуть перевозити;

? травмо небезпечність - як для самого оператору що нею керує так і для інших працівників підприємства або установи;

? неповороткі - для повноцінної роботи потрібна великі розміри приміщення (не можливо виконати поворот, переміщення «вантажу» в вузьких «коридорах»);

? фізичні та нервові навантаження оператора - за для виконання роботи електровізком потрібна наявність людини, що буде частково виконувати фізичні навантаження. Постійна увага з боку особи, що керує, особливо в умовах постійного маневрування, може призвести до передчасної втоми та аварійної ситуації;

? відсутність ДУ - неможливо в процесі руху відійти вперед або вбік для детального контролю руху.

1.3 Дистанційне керування

ДУ автономним транспортним засобом надає йому додаткові переваги:

? можливість експлуатації у небезпечних для людини або агресивних (хімічна, радіаційна, вибухова, пожежна загроза) умовах;

? ергономічність і простота експлуатації (оператор може легко переміщати тягач на 360 °, чітко бачити і контролювати весь процес);

? універсальність і всепогодне використання (можна використовувати як у критих приміщеннях з хорошим покриттям, так і в складних умовах: на піску, снігу, гравії і т. д.);

? безпека (оператор управляє без фізичних навантажень, підвищена маневреність зменшує ризик дрібних пошкоджень при транспортуванні, кнопка екстреного гальмування моментально зупиняє тягач і включає зворотний хід при необхідності);

? економія часу та робочої сили при переміщенні вантажів;

? компактність за рахунок відсутності місця для водія дозволяє легко вміщають засіб у багажник легкового автомобіля;

? можливість одночасного керування декількома засобами, запобігати їхньому зіткненню, об'єднанню у групи тощо.

ДУ - передача керуючого впливу від оператора до об'єкта управління, що знаходиться на відстані, через неможливість передати сигнал безпосередньо, якщо об'єкт рухається, знаходиться на значній відстані або в агресивному середовищі і т.д. [25].

Системи ДУ застосовуються як в газовій і нафтовій, так і в хімічній і металургійній промисловості, в енергетиці та на транспорті, а також в інших галузях промисловості з шкідливими умовами праці [26].

Система ДУ виконує за допомогою своїх засобів (виборчого індивідуального або групового управління) передачу впливів оператора на виконавчі механізми, віддалених від центрального пункту управління [27].

ДУ супроводжується дистанційним контролем - зворотної передачею на пульт управління сигналів про виконання переданих команд. Системи ДУ використовують для передачі як дискретної, так і безперервної інформації.

Кожен керований об'єкт в системах ДУ зазвичай характеризується двома станами (наприклад, відкрито - закрито, включено - вимкнено і т.д.), тому і керуюча інформація має в цьому випадку бінарну структуру. У більшості систем ДУ прийнятий двоступінчастий спосіб передачі сигналі: спочатку передається адреса об'єкта, потім, після підтвердження правильності адреси, керуюча команда. При передачі аналогової інформації системи ДУ складають групу систем телерегулювання. При управлінні об'єктами з певним жорстким програмами ДУ часто доповнюють спеціальними автоматичними пристроями для реалізації цих програм. При цьому у функції оператора входить вибір потрібної програми і запуск системи ДУ.

При ДУ складними технічними об'єктами контрольну інформацію обробляють за допомогою ЕОМ. Зазвичай передача керуючої інформації здійснюється (з диспетчерського пункту або пункту управління) за допомогою комбінованої системи телеуправління і телесигналізації або комплексної телемеханічної системи. Основні вимоги, пропоновані до засобів ДУ: висока точність передачі вимірюваних величин, неприпустимість запізнювання сигналів, висока надійність передачі керуючих команд, високий ступінь автоматизації збору та використання керуючої інформації централізована обробка інформації [28].

На сьогодні перед розробником все частіше виникає завдання організації системи розподіленого управління, збору інформації з віддалених об'єктів (рис. 1.9). В основному для таких завдань використовують спеціальні виділені провідні канали, але частка об'єктів які не мають дротових каналів або мають невигідне для прокладки розташування. Для таких об'єктів набагато вигідніше застосувати безпровідний канал передачі інформації.

Рисунок 1.9 - ДУ на базі GSM

Переваги використання саме такого рішення полягають в наступному:

? повна мобільність в зоні покриття оператором;

? невисока вартість послуг;

? немає необхідності оформлення дозволу на використання радіочастот;

? не треба закуповувати дороге приймально-передавальне обладнання;

? за рахунок низького енергоспоживання GSM_терміналів можливість створення портативних пристроїв з власним джерелом живлення;

? можливість організації швидкісного цифрового каналу;

? підтримка TCP/IP.

Сучасним рішенням є використання GSM/GPRS модулів. Дані модулі включають в себе всі необхідні функції для роботи в GSM каналі, підтримують аналогічний принцип управління, як і для мобільного телефону, однак виконуються за промисловими стандартами, мають мініатюрні габарити, а також деякі додаткові функції. Крім того ціна нового GSM/GPRS модуля нижче ніж у нового мобільного телефону [29].

З урахуванням комплексного зниження цін на GSM технологію, використання GSM каналу стало можливим у багатьох сегментах електронних пристрої:

? системи моніторингу для переміщуваних об'єктів із застосуванням GPS_навігації;

? охоронні системи для віддалених або перемащеннях об'єктів;

? системи віддаленого контролю (світлофори, дистанційні датчики тощо)

? автономні платіжні термінали (заправки, переносні касові апарати);

? системи відео-та аудіо спостереження.

1.4 Канали зв'язку

Канал зв'язку - частина комунікаційної системи, яка зв'язує між собою джерело та приймач повідомлень.

Канал поширення сигналу може бути штучним, природним і комбінованим. У першому і (або) третьому випадку - це сукупність технічних засобів та середовища розповсюдження, що забезпечує передавання повідомлень від відправника до одержувача [30].

Системи ДУ різняться насамперед по типу каналу зв'язку:

? механічний канал. Використовується там, де об'єкти віддалені один від одного на порівняно невелику відстань або потрібно забезпечити миттєву неспотворену реакцію, (наприклад, управління літальними апаратами, автомобілями) [31];

? електричний канал;

? провідний канал - використовується там, де немає можливості застосувати бездротові канали. Такий канал використовується, головним чином, для управління системами мобільних об'єктів, обладнанням виробничих об'єктів, лабораторій, або спеціальних об'єктів (військового та іншого призначення);

? радіоканал - використовується, головним чином, для управління рухомими об'єктами - радіокерованими спортивними моделями та іграшками, обладнанням для надзвичайних ситуацій (роботи і т. д.), БПЛА, військовими мобільними об'єктами; або в ситуаціях, коли передавач і приймач не можуть перебувати в зоні прямої видимості;

? ультразвукової канал - використовується рідко, для управління мобільними та стаціонарними об'єктами на порівняно невеликій відстані;

? інфрачервоний канал - використовується, як правило, для побутової електроніки.

Найбільш широко використовуваними в створенні систем ДУ використовують наступні технології:

? оптоволоконний кабель;

? Bluetooth;

? Wi-Fi;

? GSM;

1.4.1 Оптоволоконний кабель

Оптоволоконний зв'язок - зв'язок, побудований на базі оптоволоконних кабелів [32].

Широко використовується в техніці передач мультиплексора з поділом часу дозволяє збільшити швидкість передачі до 10 Гбіт/с. Сучасні швидкодіючі оптоволоконні системи пропонують такі стандарти швидкості передач наведені в табл. 1.1

Таблиця 1.1 - Стандарти в оптоволоконних системах

Стандарт SONET

Стандарт SDH

Швидкість передачі

OC 1

51,84 Мб/с

OC 3

STM 1

155,52 Мб/с

OC 12

STM 4

622,08 Мб/с

OC 48

STM 16

2,4 Гб/с

OC 192

STM 64

9,95 Гб/с

Переваги оптоволоконного типу зв'язку:

? широкополостність оптичних сигналів, обумовлена надзвичайно високою частотою несучої. Це означає, що по оптоволоконної лінії можна передавати інформацію зі швидкістю близько 10 Гбіт/с;

? дуже мале загасання світлового сигналу у волокні, що дозволяє будувати оптоволоконні лінії зв'язку довжиною до 100 км і більше без регенерації сигналів;

? стійкість до електромагнітних перешкод з боку оточуючих мідних кабельних систем, електричного обладнання (лінії електропередачі, електродвигунні установки і т. д.) і погодних умов;

? захист від несанкціонованого доступу;

? електробезпека;

? довговічність ВОЛЗ - термін служби оптоволоконних ліній зв'язку становить не менше 25 років.

Недоліки оптоволоконного типу зв'язку:

? відносно висока вартість активних елементів лінії, що перетворюють електричні сигнали в світ і світло в електричні сигнали;

? відносно висока вартість зварювання оптичного волокна.

1.4.2 Bluetooth

Bluetooth - виробнича специфікація бездротових персональних мереж (Wireless personal area network, WPAN). Bluetooth дозволяє пристроям повідомлятися, коли вони знаходяться в радіусі до 100 метрів один від одного (дальність сильно залежить від перешкод і перешкод), навіть у різних приміщеннях.

Інтерфейс Bluetooth дозволяє передавати як голос (зі швидкістю 64 Кбіт/с), так і дані. Для передачі даних можуть бути використані асиметричний (721 Кбіт/с в одному напрямку і 57,6 Кбіт/с в іншому) і симетричний методи (432,6 Кбіт/с в обох напрямках. Що працює на частоті 2,4 ГГц приймач, яким є Bluetooth-чіп, дозволяє залежно від ступеня потужності встановлювати зв'язок у межах 10 або 100 метрів. Різниця у відстані, безумовно, велика, однак з'єднання в межах 10 м дозволяє зберегти низьке енергоспоживання, компактний розмір і досить невисоку вартість компонентів. Так, малопотужний передавач споживає всього 0,3 мА в режимі Standby і в середньому 30 мА при обміні інформацією [33].

До переваг можна віднести:

? Bluetooth не вимагає прямої видимості між пристроями для синхронізації;

? технологія не вимагає проводів та кабелів зробило її настільки популярною (максимальна дальність, передачі через Bluetooth складає 100 метрів);

? одне з головних переваг Bluetooth є його простота у використанні;

? шанс на втручання інших бездротових мереж в мережі Bluetooth дуже низька. Це через малої потужності бездротових сигналів і стрибкоподібної перебудови частоти. Bluetooth працює в тому ж частотному діапазоні, що і Wi-Fi 2,4 Ггц [34].

Недоліки Bluetooth-технології:

? головним недоліком Bluetooth є низька ступінь захисту;

? знос батареї протягом однієї передачі через Bluetooth не значна, але є деякі люди, які залишають Bluetooth включеним у своїх пристроях;

Зрештою, переваги технології легко переважують будь-які негативні аспекти. Bluetooth широко використовується мільйонами людей в усьому світі і це з'єднання набуває все більшого поширення. Незабаром кожен електронний пристрій в нашому будинку буде оснащене технологією Bluetooth, це лише питання часу [35].

1.4.3 Wi-Fi

Wi-Fi - торгова марка Wi-Fi Alliance для бездротових мереж на базі стандарту IEEE 802.11. Технологія Wi-Fi постійно вдосконалюється, що дозволяє передавати більший потік даних, забезпечує більш надійний зв'язок і захист. Останнім часом Wi_Fi технологіями забезпечуються ноутбуки, мобільні телефони, КПК, ігрові приставки і навіть комп'ютерні миші [36].

Переваги технології Wi-Fi:

? Wi-Fi - пристрої широко поширені на ринку. А пристрої різних виробників можуть взаємодіяти на базовому рівні сервісів;

? пристрої Wi-Fi невеликі за розмірами і прості в експлуатації: базова станція розміром з книгу, плата-антена для ноутбука - менше кредитної картки. Ясна річ, що при організації внутрішньо офісної мережі набагато швидше і зручніше встановити пару точок доступу і забезпечити комп'ютери відповідними Wi-Fi картами, ніж свердлити стіни і тягнути через приміщення сотні метрів проводів, а потім ще й стежити за працездатністю всього цього господарства. До того ж ціна комплекту Wi_Fi порівнянна з витратами, необхідними на організацію звичайної внутрішньо офісної комп'ютерної мережі;

? Wi-Fi мережі підтримують роумінг, тому клієнтська станція може переміщатися в просторі, переходячи від однієї точки доступу до іншої;

? Wi-Fi - це набір глобальних стандартів. На відміну від стільникових телефонів, Wi-Fi обладнання може працювати в різних країнах по всьому світу [37].

Недоліки Wi-Fi:

? у діапазоні 2,4 ГГц працює безліч пристроїв, таких як пристрої, що підтримують Bluetooth і навіть мікрохвильові печі, що погіршує електромагнітну сумісність;

? виробниками обладнання вказується швидкість на L1 (OSI), в результаті чого створюється ілюзія, що виробник обладнання завищує швидкість, але насправді в Wi_Fi вельми високі службові «накладні витрати». Виходить, що швидкість передачі даних на L2 (OSI) в Wi-Fi мережі завжди нижче заявленої швидкості на L1 (OSI). Реальна швидкість залежить від частки службового трафіку, яка залежить вже від наявності між пристроями фізичних перешкод (меблі, стіни), наявності перешкод від інших бездротових пристроїв або електронної апаратури, розташування пристроїв відносно один одного і т. д. [38];

? частотний діапазон і експлуатаційні обмеження в різних країнах не однакові;

? стандарт шифрування WEP може бути відносно легко зламаний навіть при правильній конфігурації (через слабку стійкість алгоритму). Нові пристрої підтримують більш досконалі протоколи шифрування даних WPA і WPA2. Прийняття стандарту IEEE 802.11i (WPA2) в червні 2004 року зробило можливим застосування більш безпечною схеми зв'язку яка доступна в новому устаткуванні. Обидві схеми вимагають стійкіший пароль, ніж ті, які зазвичай призначаються користувачами. Багато організацій використовують додаткове шифрування (наприклад VPN) для захисту від вторгнення. На даний момент основним методом злому WPA2 є підбір пароля, тому рекомендується використовувати складні цифро_буквені паролі для того, щоб максимально ускладнити завдання підбору пароля;

? у режимі точка-точка (Ad-hoc) стандарт наказує лише реалізувати швидкість 11 Мбіт/с (802.11b).

1.4.4 GSM

Стандарт GSM - глобальний цифровий стандарт для мобільного стільникового зв'язку другого покоління, з поділом каналу за принципом TDMA та високим ступенем безпеки завдяки шифруванню з відкритим ключем. Розроблений під егідою Європейського інституту стандартизації електрозв'язку (ETSI) наприкінці 80-х років.

Стандарт GSM є цифровим і забезпечує високу якість і конфіденційність зв'язку і надає абонентам великий набір послуг: автоматичний роумінг, прийом/передача даних, SMS-сервіс, голосова та факсимільна пошта [39].

Переваги стандарту GSM:

? менші порівняно з аналоговими стандартами (NMT-450, AMPS-800) розміри і вага телефонних апаратів при більшому часу роботи без підзарядки акумулятора. Це досягається в основному за рахунок апаратури базової станції, яка постійно аналізує рівень сигналу, що приймається від апарату абонента. У тих випадках, коли він вище необхідного, на стільниковий телефон автоматично подається команда знизити випромінену потужність;

? хороша якість зв'язку при достатній щільності розміщення базових станцій;

? велика ємність мережі, можливість великого числа одночасних з'єднань;

? низький рівень індустріальних перешкод в даних частотних діапазонах;

? покращена (в порівнянні з аналоговими системами) захист від підслуховування і нелегального використання, що досягається шляхом застосування алгоритмів шифрування з розділяються ключем.

? ефективне кодування мови. EFR - промисловий стандарт кодування/декодування для технології GSM;

? широке поширення, особливо в Європі, великий вибір обладнання. На сьогоднішній день стандарт GSM підтримують 228 операторів, офіційно зареєстрованих в Асоціації операторів GSM з 110 країн;

? можливість роумінгу. Це означає, що абонент однієї з мереж GSM може користуватися стільниковим телефонним номером по всьому світу переходячи з однієї мережі в іншу не розлучаючись зі своїм абонентським номером. Процес переходу з мережі в мережу відбувається автоматично і користувачеві телефону GSM немає необхідності заздалегідь повідомляти оператора [40].

1.5 Операційні системи

ОС - це програма, що забезпечує можливість раціонального використання устаткування комп'ютера зручним для користувача образом.

1.5.1 Ballista OC

БА в повітрі, на землі і під водою - один із пріоритетних напрямків розвитку американської армії. Як тільки використання роботів набуло масового характеру, військові зіткнулися з проблемою: безліч пристроїв від різних виробників має несумісні інтерфейси і органи управління.

Компанія DreamHammer пропонує вирішити цю проблему раз і назавжди, створивши спеціальну операційну систему, яка працюватиме на будь-яких комп'ютерах, включаючи звичайні планшети і смартфони, і дасть можливість керувати роботами будь-якого типу через однаковий інтерфейс, що нагадує комп'ютерну гру.

Військові вже виділили півтора мільйона доларів на тестування Ballista OC (рис. 1.10). Стандартна архітектура для управління всіма роботами і БА зробить їх життя набагато легше. Універсальний інтерфейс дозволить одному оператору управляти відразу декількома пристроями і легко перемикатися між стратегічним управлінням місією в цілому і маневрами окремих машин [41].

Рисунок 1.10 - Ballista OC

Це частина нової мобільної стратегії Пентагону, мета якої - використовувати потенціал цивільних пристроїв в якості універсальних контролерів, засобів зв'язку і доступу до інформаційних систем. Це дозволить заощадити мільйони доларів, адже замість безлічі дорогих спеціалізованих приладів можна буде використовувати програмне забезпечення. Нова стратегія передбачає створення Framework для написання військових додатків і системи сертифікації, що забезпечує необхідну безпеку і дотримання секретності [42].

1.5.2 Android

Android - операційна система, заснована на ядрі Linux і власної реалізації Java від Google. Спочатку розроблялася компанією Android Inc., яку потім купила Google. Згодом Google ініціювала створення альянсу Open Handset Alliance (OHA), який зараз займається підтримкою і подальшим розвитком платформи. Android дозволяє створювати Java-додатки, що керують пристроєм через розроблені Google_бібліотеки [43].

На відкритті конференції розробників Google I/O 2011 поряд з іншими важливими анонсами компанія представила Android Open Accessory - API для створення широкого спектра аксесуарів, що працюють з Android допомогою порту USB. Аксесуарами можу виступати абсолютно різноманітні пристрої. Наприклад, Google продемонструвала велотренажер, за допомогою якого оператор може керувати грою CardioQuest, використовуючи як засоби управління швидкість обертання педалей.

Іншим прикладом під час доповіді Google стала фізична дошка-лабіринт, управління рухом кульки на якій здійснювалося за допомогою підключеного до неї планшета Motorola Xoom. Android Open Accessory підтримує платформи Android 3.1 і Android 2.3.4 [44].

Також широко використовуються для ДУ: фотоапаратів, відеокамер, розумним домом.

1.5.3 Windows

Microsoft Windows - сімейство пропрієтарних операційних систем корпорації Microsof, орієнтованих на застосуванні графічного інтерфейсу при управлінні. За даними ресурсу NetMarketShare (.Net Applications) працює близько 90 % персональних комп'ютерів.

Компанія Modularis, яка спеціалізується на технологіях цифрової безпеки, представила унікальне мобільний додаток MVP, призначене для централізованого управління поліцейськими автомобілями. Програму характеризує той факт, що вона надає можливість управління всім, що відбувається на машині. У першу чергу рядових користувачів цікавлять такі речі як відкривання дверей (не просто відмикання замків, а буквально відкривання дверей), включення і відключення проблискових маячків і сирени.

Додаток MVP призначено для роботи на новій платформі Windows 8 з інтерфейсом Metro, але він підтримує не тільки класичний сенсорний інтерфейс, а й просунуте голосове управління. Тобто команди, що віддаються природною промовою. А для забезпечення додаткової безпеки розробники з Modularis реалізували роботу системи через хмарну платформу Windows Azure. Це дозволяє контролювати кожну машину централізовано з диспетчерської в поліцейського відділку.

1.5.4 IOS

В майбутньому Apple може вийти на автомобільний ринок. В рамках WWDC 2013 вона представила нову функцію «iOS in the Car», а тепер отримала патент на технологію (рис. 1.11).

Рисунок 1.11 - «iOS in the Car»

У червні поточного року компанія Apple подала в Європейське патентне відомство заявку на реєстрацію унікальної системи. У ній детально описана технологія, що дозволяє здійснювати ДУ деякими функціями автомобіля за допомогою iPhone або iPad. Зокрема, віддалено можна автоматично розблоковують двері машини, відкривати багажник, включати підігрів крісел і управляти клімат-контролем і можливостями мультимедійної системи [45].

2. Креативна частина

2.1 Постановка задачі дипломного проекту

Проаналізувавши існуючі електричні транспортні засоби, можна зробити висновок, що вони мають суттєві недоліки: висока собівартість, травматичність, неповороткість, відсутність дистанційного управління, фізичні та нервові навантаження оператора.

Тому основним завдання дипломної роботи є створення системи дистанційного управління електричним засобом транспортування на базі ОС Android, яка дозволить уникнути недоліків, що перелічені.

Прототип транспортного засобу, що буде створений в результаті виконання дипломного проекту повинен відповідати наступним критеріям:

? екологічність конструкції, якої буде досягнуто за рахунок застосування електричних засобів руху та відповідного управління;

? комфортне дистанційне управління засобом операторам, забезпечення нешкідливих умов праці. Надати можливість віддалено керувати транспортним засобом;

? безпека перевезення вантажу, тобто забезпечити можливість сканування перешкод на шляху електричного транспортного засобу, за допомогою ультразвукових датчиків. Якщо перед транспортним засобом знаходиться перешкода, він повинен самостійно знаходити шляхи для її об'їзду;

? технологічність. Для швидкого ремонту транспортного засобу слід передбачити його модульність. Кожен модуль системи управління повинен бути окремим і не залежати від інших, що дасть можливість швидкої заміни.

На даний час в якості головного управляючого органу найбільш відповідає таким вимогам стандартна платформа Arduino. Унікальна за різноманіттям номенклатура зовнішніх приладів та дешевизна і технологічність самої платформи, наявність засобів розробки програмування та відлагодження призвела до вибору саме Arduino для побудови управляючого транспортним засобом.

В якості головного управляючого органу системи дистанційного транспортного засобу було використано Arduino Nano. Такий вибір обумовлений такими перевагами:

? низька собівартість самої плати - це є головним критерієм при розробці масових систем дистанційного управління;

? модульність - повна відсутність пайки елементів, що дає змогу швидкої заміни одного з елементів системи (не потрібно наявність спеціаліста для заміни окремого елемента);

? малі розміри плати;

В якості каналу зв'язку було використано Bluetooth-модуль HC-06, тому що:

? Bluetooth-технологія дуже розвинута і майже всі сучасні пристрої підтримують її, що дає змогу для розробників створювати ПЗ для великої різноманітності пристроїв (Android, iOS, Windows Phone і т.д.).

? модульність елементу, що дає змогу швидкої заміни;

? малі габаритні розміри.

Для керування рухом двигунів в електричному транспортному засобі було використано драйвер L298N, який має певні переваги серед аналогічних приладів:

? модульність конструкції;

? широкий діапазон напруги живлення;

? достатній вихідний струм;

? низька напруга насичення;

? захист від перегріву;

? висока перешкодозахищеність.

В якості аналізатора відстані до перешкоди було використано ультразвуковий датчик HC-SR04. Основними завданнями, що на нього полягають є:

? розрахунок відстані до перешкоди, при малій відстані до перешкоди подать сигнал до Arduino Nano, щоб та в свою використала потрібний алгоритм для об'їзду перешкоди;

? при потраплянні транспортного засобу в глухий кут, датчик вимірювання відстані повинен подати сигнал для активізації алгоритму для виїзду з глухого кута.

2.2 Загальна схема підключення електричних компонентів

На рис. 2.1 наведено схему підключення електричних компонентів:

? Arduino Nano V3;

? драйвера L298N для управління двигунами;

? Bluetooth-модуль HC-06;

? два електричних двигуна;

? ультразвуковий датчик вимірювання відстані HC-SR04;

? живлення від акумуляторних батарей на 4,5 В і 6 В.

Рисунок 2.1 - Загальна схема

2.3 Принцип роботи

Управління електричним транспортним засобом здійснюється шляхом нахилу Android-пристрої. Тобто нахилили вперед - рух транспортного засобу вперед, нахилили вліво - поворот на ліво і т. д.. Причому швидкість руху або повороту залежить від ступеня нахилу пристрою. Чутливість і величина нахилу встановлюється в настройках Android-додатку. Даний спосіб управління досягається за рахунок доступу з програми до вбудованого акселерометру (який зараз є у всіх сучасних Android-смартфонах і планшетах).

Реалізовано також гібридний спосіб управління: газ - за допомогою повзунка на екрані, а поворот транспортного засобу - за допомогою повороту Android_пристрою (як віртуальне кермо). Для заднього ходу - окрема кнопка.

Передбачений і звичайний спосіб управління від кнопок на екрані, але він менш функціональний і в основному служить для налагодження та перевірки працездатності.

Дані обробляються і передаються по Bluetooth-каналу на дистанційну систему управляння транспортним засобом, який в свою чергу через драйвер управляє двигунами.

В Android-пристрої формуються команди переміщення транспортного засобу залежно від нахилу смартфона/планшета, або від натиснутої кнопки. Усі розрахунки здійснюються в Android-додатку і відразу ж обчислюються значення ШІМ для лівого і правого двигунів. Додаток має велику кількість налаштувань, таких як діапазон ШІМ, чутливість нахилу, мінімальний поріг ШІМ та ін. На Bluetooth_модуль передаються команди на систему управляння транспортним засобом у такому вигляді (2.1):


Подобные документы

  • Основні функціональні можливості програми для забезпечення комп'ютерної системи дистанційного управління приладами. Функція пульта дистанційного керування мартфонів. Реалізація пультів дистанційного управління на основі апаратно-програмного комплексу.

    дипломная работа [1,7 M], добавлен 09.07.2015

  • Проблема розробки інтелектуального агента. Вибір і обґрунтування аналогу. Реалізація програмної системи збору та аналізу статистичних даних про контакти користувача. Створення файлів, встановлення додатків Android (APK) з файлів скриптів на мові Python.

    дипломная работа [2,7 M], добавлен 05.10.2012

  • Ескізний проект програмного забезпечення для 3D-навігації для мобільних пристроїв під управління ОС Android. Розробка прототипу інтерфейсу. Технічний проект програмного забезпечення. Створення діаграми класів, аналізу, розгортання та кооперацій.

    курсовая работа [880,5 K], добавлен 09.01.2014

  • Представление о системе Arduino. Структура платформы Android. Выбор средств разработки. Разработка структур данных и алгоритмов. Характеристика Bluetooth модуля, блок реле, резисторов, диодов. Графический интерфейс приложения. Написание кода программы.

    дипломная работа [4,0 M], добавлен 19.01.2017

  • Розробка майбутніх програмних продуктів, управління їх вихідним кодом. Концепція та моделі надання послуг хмарних обчислень. Особливості використання системи управління версіями Git. Технологія командної роботи над проектом конфігураційного управління.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 24.07.2014

  • Первое устройство, работающее под управлением Android. Приложения под операционную систему Android. Формат установочных пакетов. Разработка приложений на языке Java. Шаблоны основных пакетов и компонентов Android. Сборка приложений, основанная на Gradle.

    курсовая работа [492,0 K], добавлен 08.02.2016

  • Архитектура операционной системы Android. Инструменты Android-разработчика. Установка Java Development Kit, Eclipse IDE, Android SDK. Настройка Android Development Tools. Разработка программы для работы с документами и для осуществления оперативной связи.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 19.10.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.