LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
TÓM TẮT
Đỗ xe ngoài trời nắng làm nhiệt độ xe tăng cao do hiệu ứng nhà kính, vì vậy chúng ta cần giải pháp giúp ổn định nhiệt độ trong xe từ xa và tự động. Tạo sự tiện nghi và cảm giác thoải mái khi vào xe, đồng thời giảm bớt lượng hoá chất độc hại tạo ra bởi nội thất trên xe dưới tác động bởi nhiệt độ cao.
Để đạt được mục tiêu ổn định nhiệt độ trong xe khi đỗ ngoài trời nắng, một cơ sở lý thuyết kết hợp với thực nghiệm đã được nghiên cứu và thực hiện trong bản đồ án này. Kết quả của quá trình nghiên cứu kết hợp với thực nghiệm cho thấy bức xạ mặt trời là nguyên nhân chính dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ không khí trong xe. Do đó việc hạn chế lượng bức xạ mặt trời xâm nhập vào là cần thiết để ổn định nhiệt độ không khí trong khoang xe.
Kết quả sau khi thực hiện đồ án, nhóm đã tạo ra bộ điều khiển rèm cửa từ xa và tự động trên ô tô nhờ việc ứng dụng IoT để hạn chế được sự gia tăng nhiệt độ của không khí, và các chi tiết nội thất trong xe.
ii
MỤC LỤC
Trang LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................................i TÓM TẮT .................................................................................................................................ii MỤC LỤC .............................................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................................................vi DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................................ix Chương 1. TỔNG QUAN .......................................................................................................1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài ..............................................................................................1
1.2. Tổng quan nghiên cứu.................................................................................................3
1.2.1. Ngoài nước ........................................................................................................3
1.2.2. Trong nước ........................................................................................................4
1.3. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................... 6
1.4. Đối tượng nghiên cứu..................................................................................................6
1.5. Phạm vi nghiên cứu.....................................................................................................6
1.6. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................................6
1.7. Cấu trúc đề tài..............................................................................................................7
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT...........................................................................................8
2.1. IoT và các ứng dụng trên ô tô......................................................................................8
2.2.1. Định nghĩa.........................................................................................................8
2.2.2. Ưu điểm, nhược điểm........................................................................................9
2.2.3. Đặc tính của Internet Of Things (IoT) ..............................................................9
2.2.4. Các ứng dụng của IoT trong lĩnh vực ô tô ......................................................10
2.2. Lý thuyết về truyền nhiệt ..........................................................................................16
2.2.1. Các nguồn nhiệt xâm nhập vào xe ..................................................................16
2.2.2. Tính toán lượng nhiệt xâm nhập vào xe..........................................................17
2.3. Các phương pháp giải quyết vấn đề ..........................................................................20 2.3.1. Đối lưu không khí bằng cách hạ cửa kính ô tô ...............................................20
iii
2.3.2. Sử dụng bạt che kính lái..................................................................................20
2.3.3. Khởi động xe cung cấp năng lượng cho điều hòa hoạt động..........................21
2.3.4. Lựa chọn giải pháp..........................................................................................21
Chương 3. NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG.............................................................................22
3.1. Thiết bị phần cứng.....................................................................................................22
3.1.1. Bộ phận điều khiển..........................................................................................22
3.1.2. Bộ phận cảm biến (DHT 11)...........................................................................27
3.1.3. Cơ cấu chấp hành ............................................................................................29
3.1.4. Các linh kiện khác...........................................................................................30
3.2. Thiết bị phần mềm.....................................................................................................30
3.2.1. Phần mềm Arduino .........................................................................................30
3.2.2. Ứng dụng Blynk IoT .......................................................................................31
3.2.3. Phần mềm EasyEDA.......................................................................................32
3.3. Mạch tổng quát của hệ thống ....................................................................................33
Chương 4. THỰC HIỆN MÔ HÌNH...................................................................................34
4.1. Thiết kế hệ thống.......................................................................................................34
4.1.1. Thiết kế mạch điều khiển trung tâm................................................................34
4.1.2. Thiết kế bộ điều khiển Step Motor..................................................................35
4.2. Viết chương trình điều khiển.....................................................................................37
4.2.1. Chương trình điều khiển cho ESP8266...........................................................37
4.2.2. Chương trình điều khiển cho ATTINY13A....................................................40
4.3. Cài đặt giao diện Blynk IoT ......................................................................................43
4.3.1. Cài đặt giao diện Blynk IoT trên Web ............................................................43
4.3.2. Cài đặt trên điện thoại .....................................................................................47
4.4. Hoàn thành sản phẩm ................................................................................................51 4.4.1. Hoàn thành sản phẩm ......................................................................................51
iv
4.4.2. Các chế độ hoạt động của sản phẩm ...............................................................55
4.5. Kết quả thực nghiệm .................................................................................................57
4.5.1. Chọn thời gian đo khảo sát..............................................................................57
4.5.2. Tiến hành đo....................................................................................................61
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................81
5.1. Kết luận .....................................................................................................................81
5.1.1. Kết quả đạt được .............................................................................................81
5.1.2. Hạn chế của đề tài ...........................................................................................81
5.2. Kiến nghị ...................................................................................................................81
5.2.1. Hướng phát triển đề tài....................................................................................81
5.2.2. Kiến nghị.........................................................................................................82
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................83
v
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang Hình 1. 1: Xe ô tô đậu ngoài trời nắng .....................................................................................1 Hình 1. 2: Ánh sáng mặt trời chiếu vào khoang xe ..................................................................2 Hình 1. 3 Ứng dụng Restomod Switch trên Google Play.........................................................3 Hình 1. 4: Các chế độ hoạt động của ứng dụng Restomod Switch ..........................................4 Hình 1. 5: Chip TEC1-12706....................................................................................................5 Hình 1. 6: Bộ tự động giảm nhiệt độ không khí trong xe.........................................................5 Hình 2. 1: Định nghĩa IoT.........................................................................................................8 Hình 2. 2: Một số chức năng của hệ thống hỗ trợ người lái nâng cao (ADAS) .....................11 Hình 2. 3: Chức năng của ô tô tự hành ...................................................................................12 Hình 2. 4: Hệ thống giám sát tài xế ........................................................................................13 Hình 2. 5: Hệ thống cung cấp thông tin giải trí trên ô tô........................................................14 Hình 2. 6: Các nguồn nhiệt xâm nhập vào xe.........................................................................16 Hình 3. 1 Module NodeMCU ESP8266 .................................................................................22 Hình 3. 2: Sơ đồ chân của Module NodeMCU ESP8266.......................................................23 Hình 3. 3: Sơ đồ chân của chip ATtiny 13A...........................................................................25 Hình 3. 4: Sơ đồ nối dây nạp code cho ATtiny 13A ..............................................................26 Hình 3. 5: Sơ đồ các chân IC ULN2003.................................................................................27 Hình 3. 6: Sơ đò chân DHT11 ................................................................................................28 Hình 3. 7: Sơ đồ kết nối DHT11 với MCU ............................................................................28 Hình 3. 8: Rèm kéo được sử dụng ..........................................................................................30 Hình 3. 9: Các linh kiện khác được sử dụng...........................................................................30 Hình 3. 10: Giao diện phần mèm Aarduino IDE ....................................................................31 Hình 3. 11: Các thành phần của phần mềm Blynk IoT ..........................................................32 Hình 3. 12: Giao diện phần mềm EasyEDA...........................................................................32 Hình 3. 13: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển ...........................................................................33 Hình 4. 1: Sơ đồ mạch điện mạch điều khiển trung tâm ........................................................34 Hình 4. 2: Sơ đồ vi trí các linh kiện trên board mạch điều khiển trung tâm ..........................34
vi
Hình 4. 3: Mô hình 3D board mạch điều khiển trung tâm......................................................35 Hình 4. 4: Sơ đồ mạch điện bộ điều khiển Step Motor ..........................................................35 Hình 4. 5: Sơ đồ vị trí các linh kiện trên board mạch điều khiển Step Motor........................36 Hình 4. 6: Mô hình 3D mạch điều khiển Step Motor .............................................................36 Hình 4. 7: Lưu đồ thuật toán của hệ thống .............................................................................37 Hình 4. 8: Đăng nhập Blynk IoT trên Web.............................................................................44 Hình 4. 9: Tạo Template .........................................................................................................44 Hình 4. 10: Điền thông tin Template cần tạo..........................................................................45 Hình 4. 11: Giao diện Blynk IoT sau khi tạo thành công Template.......................................45 Hình 4. 12: Giao diện tạo Datastream.....................................................................................46 Hình 4. 13: Điền thông tin Virtual Pin Datastream cần tạo....................................................46 Hình 4. 14: Giao diện Datastream sau khi tạo các Virtual Pin...............................................47 Hình 4. 15: Thiết lập giao diện Web Dashboard ....................................................................47 Hình 4. 16: Ứng dụng Blynk IoT trên Google Play ...............................................................48 Hình 4. 17: Đăng nhập Blynk IoT trên điện thoại ..................................................................48 Hình 4. 18: Thêm thiết bị kết nối cho ứng dụng.....................................................................49 Hình 4. 19: Giao diện ứng dụng Blynk IoT khi đã kết nối với ESP8266 vừa được nạp code49 Hình 4. 20: Giao diên điều khiển của Template "DO AN" ....................................................50 Hình 4. 21: Biểu đồ nhiệt độ được vẽ trên ứng dụng Blynk IoT ............................................50 Hình 4. 22: In, rửa mạch điều khiển .......................................................................................51 Hình 4. 23: Mạch điều khiển trung tâm..................................................................................51 Hình 4. 24: Mạch điều khiển Step Motor ...............................................................................52 Hình 4. 25: Mô hình sản phẩm ...............................................................................................52 Hình 4. 26: Lắp rèm ở cửa sau................................................................................................53 Hình 4. 27: Lắp rèm ở cửa trước.............................................................................................53 Hình 4. 28: Lắp rèm ở phía sau...............................................................................................54 Hình 4. 29: Đi dây của hệ thống trên xe .................................................................................54 Hình 4. 30: Chế độ Manual đóng rèm sau ..............................................................................55 Hình 4. 31: chế độ Manual đóng rèm bên sau ........................................................................55
vii
Hình 4. 32: Chế độ Manual đóng rèm bên trước ....................................................................56 Hình 4. 33: Chế độ Auto hoạt động khi nhiệt độ trên 35oC....................................................57 Hình 4. 34: Đồ thị nhiệt độ và bức xạ mặt trời ngày 28/3/2022 tại Tăng Nhơn Phú A – Q9.58 Hình 4. 35: Đồ thị nhiệt độ và bức xạ mặt trời ngày 29/3/2022 tại Tăng Nhơn Phú A – Q9.58 Hình 4. 36: Đồ thị nhiệt độ và bức xạ mặt trời ngày 30/3/2022 tại Tăng Nhơn Phú A – Q9.59 Hình 4. 37: Đồ thị nhiệt độ và bức xạ mặt trời ngày 28/3/2022 tại Đông Hòa – Dĩ An ........59 Hình 4. 38: Đồ thị nhiệt độ và bức xạ mặt trời ngày 29/3/2022 tại Đông Hòa – Dĩ An ........60 Hình 4. 39: Đồ thị nhiệt độ và bức xạ mặt trời ngày 30/3/2022 tại Đông hòa – Dĩ An .........60 Hình 4. 40: Đo nhiệt độ tại ghế sau ........................................................................................61 Hình 4. 41: Đo nhiệt độ tại ghế trước .....................................................................................62 Hình 4. 42: Đo nhiệt độ tại vô lăng.........................................................................................62 Hình 4. 43: Đo nhiệt độ ngoài trời..........................................................................................63 Hình 4. 44: Biều đồ nhiệt độ không khí ngoài trời vào các ngày trước khi sử dụng giải pháp ................................................................................................................................................. 67 Hình 4. 45: Biều đồ nhiệt độ không khí trong xe vào các ngày trước khi sử dụng giải pháp 67 Hình 4. 46: Biểu đồ nhiệt độ vô lăng vào các ngày trước khi sử dụng giải pháp...................68 Hình 4. 47: Biểu đồ nhiệt độ ghế trước vào các ngày trước khi sử dụng giải pháp ...............68 Hình 4. 48: Biểu đồ nhiệt độ ghế sau vào các ngày trước khi sử dụng giải pháp ..................68 Hình 4. 49: Biểu đồ nhiệt độ không khí ngoài trời vào các ngày sử dụng giải pháp..............72 Hình 4. 50: Biểu đồ nhiệt độ không khí trong xe vào các ngày sử dụng giải pháp................73 Hình 4. 51: Biểu đồ nhiệt độ vô lăng vào các ngày sử dụng giải pháp ..................................73 Hình 4. 52: Biểu đồ nhiệt độ ghế trước vào các ngày sử dụng giải pháp...............................74 Hình 4. 53: Biểu đồ nhiệt độ ghế sau vào các ngày sử dụng giải pháp ..................................74 Hình 4. 54: Biểu đồ năng lượng bức xạ mặt trời và sự thay đổi nhiệt độ không khí trong xe và nhiệt độ ngoài trời ngày 15/4/2022 ....................................................................................77 Hình 4. 55: Biểu đồ năng lượng bức xạ mặt trời và sự thay đổi nhiệt độ không khí trong xe và nhiệt độ ngoài trời ngày 14/12/2022 ..................................................................................77
viii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Tramg Bảng 3 1: Thông số kỹ thuật của Arduino Uno V3.0 .............................................................25 Bảng 4. 1: Kết quả khảo sát nhiệt độ ngày 15/4/2022 ............................................................63 Bảng 4. 2: Kết quả khảo sát nhiệt độ ngày 23/4/2022 ............................................................64 Bảng 4. 3: Kết quả khảo sát nhiệt độ ngày 12/5/2022 ............................................................65 Bảng 4. 4: Phân tích nhiệt độ các ngày trước khi sử dụng giải pháp......................................69 Bảng 4. 5: Kết quả khảo sát nhiệt độ ngày 27/11/2022 ..........................................................70 Bảng 4. 6: Kết quả khảo sát nhiệt độ ngày 14/12/2022 ..........................................................71 Bảng 4. 7: Phân tích nhiệt độ các ngày sau khi sử dụng giải pháp.........................................75 Bảng 4. 8: Bảng so sánh nhiệt độ của các đối tượng lúc trước và sau khi sử dụng giải pháp 76 Bảng 4. 9: Kết quả khảo sát nhiệt độ ngày 4/1/2023 ..............................................................78 Bảng 4. 10: Phân tích nhiệt độ trong ngày khi kết hợp giải pháp với bạt che kính lái...........79
Bảng 4. 11: Bảng so sánh nhiệt độ của các đối tượng khi sử dụng giải pháp và giải pháp kết hợp với bạt che kính lái...........................................................................................................80
ix
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, nhiều công nghệ tiên tiến đã được ứng dụng vào trong ngành ô tô thế giới để tạo ra những chiếc ô tô thông minh giúp tăng sự tiện nghi và an toàn cho người ngồi trên xe. Tuy nhiên, ở Việt Nam nước ta thì việc ứng dụng các công nghệ vào trong ô tô để giải quyết các nhu cầu sử dụng của người dùng vẫn còn khá hạn chế, điển hình như nhu cầu ổn định nhiệt độ trong xe sau một khoảng thời gian đậu ở ngoài trời nắng vẫn chưa được ứng dụng công nghệ để giải quyết.
Sau một khoảng thời gian đậu xe ngoài trời nắng thì nhiệt độ của không khí và các thiết bị, nội thất trong xe sẽ nóng lên, gây ra một cảm giác rất khó chịu cho người dùng bởi sau khi quay lại xe, phải mất một khoảng thời gian nhất định thì hệ thống điều hòa mới đưa nhiệt độ trong xe về mức thoải mái.
Hình 1. 1: Xe ô tô đậu ngoài trời nắng
1
Hình 1. 2: Ánh sáng mặt trời chiếu vào khoang xe
Ngoài ra, một lượng dư chất hóa học mà các nhà sản xuất sử dụng trong quá trình sản xuất xe ô tô và các bộ phận nội thất sẽ tồn đọng lại bên trong xe. Lượng hóa chất này bắt đầu phát ra trong quá trình xe được đưa vào sử dụng. Các khí độc này tạo nên một mùi mà mọi người thường gọi là “mùi xe mới”. Sau một thời gian sử dụng, mức độ dư thừa và nồng độ các hóa chất trên xe giảm dần. Đó cũng là lúc không còn ngửi thấy mùi đặc trưng này khi đi xe. Tuy vẫn còn bám ở trong xe, nhưng nồng độ các khí này thấp hơn rất nhiều và thường ở ngưỡng an toàn với tất cả mọi người. Tuy nhiên, thời tiết với nhiệt độ cao lại là tác nhân khiến các loại khí độc này có nguy cơ gia tăng trở lại. Các chuyên gia cho biết, nhiệt độ cao và việc tiếp xúc với tia cực tím từ ánh sáng mặt trời sẽ khiến các hóa chất này dễ bốc hơi và có nguy cơ tăng cao trở lại. Có đến 275 loại hóa chất có ảnh hưởng đến sức khỏe con người được dùng trong quá trình sản xuất xe hơi, mà chủ yếu là sản xuất các vật liệu nội thất. Trong đó, có khoảng 50 loại phổ biến. Đáng kể đến là Vinyl - một loại vật liệu plastic dùng trong sản xuất các loại ghế giả da. Kế đến là Formaldehyde được dùng trong sản xuất bảng đồng hồ, tay nắm cửa, tay vịn. Hầu hết các loại này chỉ được sử dụng ở những xe rẻ tiền. Ngoài ra, cũng trong một nghiên cứu trước đó, các nhà khoa học cảnh báo, chính các chi tiết nội thất được làm từ nhựa trong xe ô tô (như bảng táp lô, ốp cửa, ống dẫn khí lạnh hay dầu mỡ) đều phát tiết
2
Benzen, một chất gây ung thư cực mạnh khi bị tác động bởi mức nhiệt cao. Các nhà khoa học còn chỉ ra rằng Benzen còn có thể ảnh hưởng tới xương hay gây ra các bệnh thiếu máu, bạch cầu...
Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ để tạo ra một hệ thống có thể theo dõi và hạn chế sự gia tăng nhiệt độ trong xe để có được cảm giác thoải mái cũng như bảo vệ sức khoẻ người dùng là một trong các vấn đề lớn cần được quan tâm nghiên cứu.
Ngày nay, với sự hiện đại và phát triển nhanh chóng, rất nhiều công nghệ mới đã được đưa vào phục vụ con người trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp, nông nghiệp, y tế, giáo dục ,...và cả trong đời sống, IoT là một trong những công nghệ nổi bật, được áp dụng khá phổ biến. Việc ứng dụng IoT để quản lý và giám sát thông minh là một trong những đề tài công nghệ được áp dụng rất nhiều, tuy nhiên việc áp dụng chúng trên ô tô còn rất hạn chế.
Do vậy, nhóm chúng em quyết định thực hiện đề tài “Ứng dụng IoT vào quản lý nhiệt độ trong xe ô tô bằng Smartphone” để nghiên cứu. Nó sẽ là nền tảng cho việc phát triển thêm các hệ thống quản lý nhiệt độ trên xe ô tô với chi phí rẻ để đáp ứng các nhu cầu của người dùng sau này.
1.2. Tổng quan nghiên cứu 1.2.1. Ngoài nước
Restomod Air đã nghiên cứu và tạo ra ứng dụng kiểm soát nhiệt độ đầu tiên trên thế giới có tên là Restomod Switch cho phép người dùng điều khiển không dây hệ thống điều hòa của xe ô tô từ thiết bị di động mà không cần dây cáp.
Hình 1. 3 Ứng dụng Restomod Switch trên Google Play
3
Hình 1. 4: Các chế độ hoạt động của ứng dụng Restomod Switch
Ứng dụng này cho phép người dùng điều chỉnh nhiệt độ, hướng gió và tốc độ quạt theo mong muốn. Tuy nhiên, ứng dụng này điều khiển điều hòa thông qua kết nối Bluetooth, do đó nó không thể điều khiển được điều hòa ở khoảng cách xa. Ngoài Restomod Air thì có một vài cá nhân đã nghiên cứu chế tạo ra ứng dụng trên điện thoại cho phép khởi động xe và bật điều hòa và điều khiển nhiệt độ mong muốn. Tuy nhiên, việc cho xe chạy không tải trong và bật điều hòa và quạt gió để làm mát lại ảnh hưởng rất lớn đến mực tiêu thụ nhiên liệu của động
cơ, đồng thời lượng CO2 thải ra bên ngoài cũng tăng lên đáng kể, gây ô nhiễm môi trường.
1.2.2. Trong nước
Nguyễn Tiến Hán, Nguyễn Xuân Khoa, Chu Đức Hùng (2018), Nghiên cứu thiết kế bộ tự động giảm nhiệt độ trong xe ô tô khi đỗ xe ngoài trời nắng, Số 49.2018 - Tạp chí Khoa học & Công nghệ.
Nghiên cứu này tạo ra bộ giảm nhiệt độ trong xe ,thành phần cấu tạo chủ yếu của bộ tự động giảm nhiệt độ là: Chíp TEC1-12706 (còn gọi là sò nóng lạnh) và quạt tản nhiệt giúp lưu thông trao đổi nhiệt giữa bên trong và bên ngoài khoang xe. Nguồn năng lượng phục vụ cho bộ tự động giảm nhiệt độ được cung cấp từ hệ thống pin mặt trời được lắp trên nóc xe. Các cảm biến nhiệt độ được lắp trên xe, khi đỗ xe ngoài trời nắng, nhiệt độ bên trong khoang lái tăng lên đến nhiệt độ đặt trước, bộ giảm nhiệt độ sẽ hoạt động.
4
Hình 1. 5: Chip TEC1-12706
Hình 1. 6: Bộ tự động giảm nhiệt độ không khí trong xe
Tuy nhiên với việc sử dụng 02 chíp làm lạnh, độ giảm nhiệt độ cho một khoang không khí với thể tích là 50 dm3 là 7oC trong khi nguồn nhiệt vẫn liên tục xâm nhập vào trong khoang
dẫn đến hiệu quả vẫn chưa tối ưu và tiêu tốn nhiều năng lượng hơn.
5
1.3. Mục tiêu nghiên cứu
Ứng dụng hệ thống Internet of Things để xây dựng hệ thống quản lý nhiệt độ trên xe tiêu tốn ít năng lượng, có khả năng điều khiển từ xa và hạn chế được nguồn nhiệt xâm nhập vào xe.
1.4. Đối tượng nghiên cứu
− Internet of Things.
− Lý thuyết về truyền nhiệt.
− Module NodeMCU ESP8266. − Chíp ATtiny13A.
− IC ULN2003.
− Phần mềm Blynk IoT.
1.5. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu ứng dụng trên xe Ford Focus 2019.
1.6. Phương pháp nghiên cứu
− Phương pháp thu thập thông tin:
+ Tìm hiểu và tổng hợp những nghiên cứu đã thực hiện về IoT trên ô tô. + Tìm hiểu về module điều khiển thông qua mạng wifi.
+ Tìm hiểu cách lập trình một phần mềm điều khiển trên Smartphone.
− Phương pháp thực nghiệm.
+ Đo khảo sát quá trình tăng nhiệt độ trong xe ô tô sau một khoảng thời gian đậu xe
dưới trời nắng.
+ Đo khảo sát quá trình tăng nhiệt độ trong xe ô tô sau một khoảng thời gian đậu xe
ngoài trời nắng có kết hợp giải pháp.
− Phương pháp phân tích và tổng hợp.
+ Phân tích tổng hợp các dữ liệu đã đo đạt và thu thập được để đưa ra hướng phát triển hợp lý hơn.
6
1.7. Cấu trúc đề tài
Công trình nghiên cứu gồm 83 trang, 12 bảng 80 hình. Ngoài phần mở đầu và kết luận, danh mục từ viết tắt, danh mục bảng và biểu đồ, danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục, đề tài được kết cấu thành 5 mục như sau:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG
CHƯƠNG 4: THỰC HIỆN MÔ HÌNH
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
7
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. IoT và các ứng dụng trên ô tô
2.2.1. Định nghĩa
Hình 2. 1: Định nghĩa IoT
Khái niệm Internet of Things (mạng kết nối vạn vật) được đưa ra vào năm 1999 bởi
Kevin Ashton nhằm để chỉ các đối tượng có thể được nhận biết cũng như sự tồn tại của chúng. IoT là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính. IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và Internet. Theo đó, ta có thể hiểu IoT là mọi vật đều có thể kết nối với nhau qua Internet, người dùng có thể kiểm soát đồ vật của mình qua một thiết bị thông minh như máy tính, máy tính
bảng hay điện thoại thông minh.
Theo howstuffworks.com, Internet of things hay còn được biết đến với cái tên Internet
of Everything (IoE), là tập hợp của tất cả các thiết bị có thể kết nối với các trang web, cho 8
phép thu thập, gửi và xử lý thông tin ở môi trường xung quanh chúng. Các thiết bị này được tích hợp với các bộ cảm biến, bô ̣xử lý của máy tính và những phần mềm có thể tương tác với nhau. Các nhà khoa học gọi chúng là những thiết bị “được kết nối” hay những thiết bi ̣“thông minh”.Dữliêụtừnhữngthiếtbiṭhôngminhđươc̣truyềntớicácthiếtbịkháctaọthànhmột quá trình được goị là M2M (machine-to-machine).
2.2.2. Ưu điểm, nhược điểm
Ưu điểm:
− Truy cập thông tin từ mọi lúc, mọi nơi trên mọi thiết bị.
− Cải thiện việc giao tiếp giữa các thiết bị điện tử được kết nối.
− Chuyển dữ liệu qua mạng Internet giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc.
Nhược điểm:
− Khi nhiều thiết bị được kết nối và nhiều thông tin được chia sẻ giữa các thiết bị, thì
hacker có thể lấy cắp thông tin bí mật cũng tăng lên.
− Các doanh nghiệp có thể phải đối phó với số lượng lớn thiết bị IoT và việc thu thập và
quản lý dữ liệu từ các thiết bị đó sẽ là một thách thức.
− Nếu có lỗi trong hệ thống, có khả năng mọi thiết bị được kết nối sẽ bị hỏng.
− Vì không có tiêu chuẩn quốc tế về khả năng tương thích cho IoT, rất khó để các thiết bị
từ các nhà sản xuất khác nhau giao tiếp với nhau.
2.2.3. Đặc tính của Internet Of Things (IoT)
Hệ thống IoT có tính ứng dụng cao, ở mỗi lĩnh vực sẽ có yêu cầu và đặc tính khác nhau. Tuy nhiên, các đặc trưng cơ bản của IoT sẽ bao gồm những yếu tố sau:
2.2.3.1. Khả năng định danh
Mọi yếu tố (Things) tham gia IoT đều được định danh: thiết bị, phương tiện hay con người đều được định danh bằng các mã riêng. Hoạt động định danh nhằm phân biệt các nhóm đối tượng, từ đó giúp quá trình thu thập thông tin, xử lý dữ liệu diễn ra chính xác hơn.
9
2.2.3.2. Thông minh/ tự động hóa
Các yếu tố trí tuệ nhân tạo, tự động hóa được tích hợp, ứng dụng trong hệ thống IoT. Thiết bị và toàn bộ hệ thống có thể hoạt động chủ động trong 1 điều kiện môi trường nhất định, và tình huống thực tế.
2.2.3.3. Hệ thống phức tạp
IoT là hệ thống phức tạp với nhiều thiết bị không đồng nhất vì nó có phần cứng khác nhau cũng như network khác nhau. Chúng có thể tương tác với nhau nhờ liên kết mạng, trên cùng 1 nền tảng internet. Do vậy, vận hành hệ thống IoT khá phức tạp, tốn nhiều thời gian, công sức và chi phí.
2.2.3.4. Kích thước lớn
Hệ thống IoT có thể gồm hàng trăm nghìn đến hàng tỷ thiết bị cùng kết nối trên 1 nền tảng internet. Mỗi đối tượng sẽ đóng 1 vai trò nhất định, thực hiện nhiệm vụ chức năng khác nhau, chia sẻ và sử dụng tài nguyên chung. Và số lượng thông tin được truyền bởi thiết bị sẽ lớn hơn nhiều so với được truyền bởi con người.
2.2.3.5. Tính linh hoạt
Các thiết bị điện tử, máy móc linh hoạt thay đổi trạng thái như ngủ và thức dậy, kết nối hay bị ngắt, vị trí thiết bị đã thay đổi, và tốc độ đã thay đổi... Hơn nữa, số lượng thiết bị có thể tự động thay đổi tùy vào cách mà chúng ta muốn.
2.2.4. Các ứng dụng của IoT trong lĩnh vực ô tô
Ứng dụng IoT trong lĩnh vực ô tô đang thay đổi nhanh chóng ngành công nghiệp này nhằm nâng cao trải nghiệm di chuyển và khả năng quản lý, đồng thời mở ra một tương lai của các phương tiện thông minh, tự hành.
2.2.4.1. Hệ thống hỗ trợ người lái nâng cao (ADAS)
ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) là hệ thống được thiết kế nhằm mục đích đảm bảo độ an toàn và thoái mái cho người lái xe.
Các chức năng Hỗ trợ người lái nâng cao ADAS trong hệ thống buồng lái kỹ thuật số hoạt động dựa trên dữ liệu về hình ảnh của các đối tượng tham gia giao thông thu thập từ camera đa chức năng kết hợp với các cảm biến xung quanh thân xe. Dựa vào những thông tin
10
đó, ADAS phát hiện các nguy cơ tiềm ẩn và đưa ra thông báo hay chủ động can thiệp trong những trường hợp khẩn cấp.
Một số chức năng hỗ trợ người lái nâng cao phổ bến trên xe:
− thông báo va chạm phía trước.
− Phanh khẩn cấp tự động.
− Kiểm soát hành trình thích ứng.
− thông báo chệch làn đường.
− Hỗ trợ giữ làn đường.
− Giám sát điểm mù.
− thông báo giao thông cắt ngang phía sau.
− Hỗtrợđỗxe/tựđỗxe.
− Đèn pha thích ứng hướng theo xe..
− Đèn pha tự động kích hoạt và làm mờ đèn pha.
Hình 2. 2: Một số chức năng của hệ thống hỗ trợ người lái nâng cao (ADAS)
2.2.4.2. Bảo trì dự đoán
Một trong những chức năng tuyệt vời của IoT ô tô là nó giúp bạn chuẩn bị cho tương lai. Một loạt các chip máy tính và cảm biến được đặt trong một chiếc ô tô được kết nối sẽ thu thập dữ liệu hiệu suất, dữ liệu này được xử lý trên đám mây để đoán khi nào một bộ phận có thể
cần bảo trì lâu trước khi nó xuất hiện. Trong một môi trường được kết nối thực sự (hay còn 11
gọi là V2X, hay xe-to-all), người lái xe thậm chí có thể chuyển thông báo bảo dưỡng cho nhà sản xuất hay thợ cơ khí. Các hệ thống phức tạp nhất sẽ kết hợp AI để cung cấp cho thuật toán đoán khả năng dự báo lớn hơn.
2.2.4.3. Ô tô tự hành
Ô tô tự hành luôn là vấn đề được quan tâm trong ngành công nghiệp xe hơi. Các nhà sản xuất đang không ngừng nỗ lực phát triển một chiếc xe hoàn toàn tự động, đảm nhận tất cả mọi chức năng lái. Các hãng lớn hiện đang dần cải tiến, đưa ra thị trường các dòng xe bán tự hành hỗ trợ một phần cho người lái trong hoạt động đi lại, phanh, dừng đỗ và chuyển làn đường. Những chiếc xe này được tích hợp công nghệ IoT cùng với các cảm biến khoảng cách và hệ thống camera có khả năng đưa ra quyết định ngay lập tức trong một số trường hợp khẩn cấp, giảm thiểu tối đa rủi ro cho con người, mang lại cảm giác lái xe thoải mái và an toàn hơn.
Hình 2. 3: Chức năng của ô tô tự hành
2.2.4.4. Theo dõi xe
Ngày nay, các cuộc đấu giá xe và đại lý thường có số lượng tài sản lớn với hàng nghìn chiếc xe tại chỗ. Đây là lý do tại sao họ thường gặp khó khăn trong việc quản lý hàng tồn kho một cách hiệu quả, theo thời gian thực.
Một trong những xu hướng IoT đang gia tăng chính là các giải pháp kiểm kê được hỗ trợ bởi Internet of Things. Công cụ theo dõi GPS, giao tiếp với mạng diện rộng công suất thấp tại
12
địa phương, cung cấp cho các đại lý khả năng theo dõi từng phương tiện của họ. Bằng cách đó, nhân viên bán hàng có thể dễ dàng tìm được chiếc xe tốt nhất cho khách hàng. Theo dõi cung cấp cho các nhà quản lý IoT một cái nhìn tổng thể hơn và chi tiết hơn về khoảng không quảng cáo của họ.
Mặt khác, đối với người tiêu dùng, có thể có nhiều lý do khiến họ cần biết vị trí chính xác của chiếc xe của mình. Để dễ dàng tìm thấy nó trong một bãi đậu xe lớn, hay để tìm xem nó có bị đánh cắp hay không.
2.2.4.5. Hệ thống giám sát tài xế
Các lợi ích được cung cấp bởi hệ thống giám sát lái xe dựa trên AI toàn diện bao gồm phân tích hành vi của người lái, tình trạng ngồi trong cabin và giám sát vị trí lái xe.
Hệ thống này có khả năng quan sát người lái đang trong trạng trạng thái tỉnh táo hay mệt mỏi, có cảm xúc vui vẻ hay đang buồn hay tức giận; Phát hiện tình trạng chiếm chỗ trong cabin hay đánh giá quy tắc an toàn tại vị trí ghế lái, từ đó gửi thông báo kịp thời cho người điều khiển, ngăn chặn sự cố không mong muốn.
Hình 2. 4: Hệ thống giám sát tài xế
2.2.4.6. Cung cấp hệ thống thông tin giải trí
Hầu hết các hệ thống thông tin giải trí trên xe ngày nay đều được kết nối với một thiết bị Internet bên ngoài, chẳng hạn như điện thoại thông minh, cho phép người lái truy cập bản đồ, giải trí theo yêu cầu và rất nhiều dịch vụ kết nối online khác khi đang di chuyển.
13
Hình 2. 5: Hệ thống cung cấp thông tin giải trí trên ô tô
2.2.4.7. Quản lý và cập nhật phần mềm trên ô tô (FOTA)
Firmware Over-The-Air là công nghệ quản lý phần mềm từ xa cho phép cập nhật firmware thông qua một kênh không dây như WiFi hay dịch vụ dữ liệu di động dạng gói GPRS (General Packet Radio Service). Công cụ này được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô để cập nhật các chức năng mới của bộ điều khiển điện tử ECU (Electronic Control Unit) trên xe, hỗ trợ sửa lỗi và thay thế các phiên bản firmware cũ hiện có. Người dùng có thể dễ dàng nâng cấp phần mềm ô tô thông qua điện thoại thông minh mà không cần đến đại lý hay xưởng dịch vụ.
2.2.4.8. An toàn và bảo mật
Các cảm biến bên ngoài, chẳng hạn như camera quan sát phía sau và cảm biến khoảng cách, giúp phát hiện điểm mù và không chỉ hỗ trợ việc đỗ xe dễ dàng hơn mà còn giúp lái xe an toàn hơn. Các cảm biến tiên tiến bảo vệ người lái xe nhiều hơn. Họ có thể giám sát các mô hình giao thông xung quanh, cũng như môi trường để đảm bảo lái xe an toàn.
Với việc sử dụng các tuyến đường mới được kết nối, hệ thống xe trên tàu có thể đoán và tránh va chạm trước các trường hợp xảy ra thực tế.
14
2.2.4.9. Các ví dụ về ứng dụng của của IoT được áp dụng trên các dòng xe.
− VinFastlàhãngxetiênphongtrongviệcứngdụngôtôIoTtạiViệtNam,khởiđầulàxe điện VF e34. Mẫu ô tô thế hệ mới sở hữu nhiều chức năng thông minh phục vụ người dùng như: quản lý xe qua smartphone, kết nối Apple Carplay và Android Auto, cập nhật phần mềm FOTA, định vị xe, tự động chẩn đoán và thông báo hư hỏng, gọi dịch vụ cứu hộ khẩn cấp eCall, lưu trữ lịch sử hoạt động của xe, điều khiển bằng giọng nói tiếng Việt (không phân biệt vùng miền), ...Ngoài ra, ứng dụng quản lý trên VF e34 còn đưa ra các thông tin về bản đồ, quãng đường, cho phép người dùng lên trước lịch trình di chuyển hay xác định vị trí các trạm sạc hay xưởng dịch vụ VinFast gần nhất.
− Tesla S có thể kiểm soát đồng thời việc lái xe và tốc độ mà không cần sự can thiệp của người lái trong một khoảng thời gian ngắn.
− Mercedes-Benz E-Class 2018 có thể trang bị thêm Gói hỗ trợ lái xe - một bộ chức năng phù hợp với chức năng điều khiển hành trình tiên tiến cùng hệ thống giữ làn đường để duy trì khoảng cách thích hợp với các xe khác, và có thể nhẹ nhàng điều khiển E-Class ở những khúc cua vừa phải ở trên đường.
− BMW5-Series2018đượctáithiếtkếhoàntoànvàtíchhợpthêmtínhnăngtựhành.Gói hỗ trợ đậu xe có sẵn bao gồm một loạt các hệ thống để hỗ trợ lái xe có thể đỗ xe ở các điểm song song hay vuông góc một cách nhẹ nhàng. Tất cả mọi thứ được quản lý từ một keyfob điều khiển từ xa
Từ 2 đồ thì trên, nhóm nhận thấy rằng sự gia tăng nhiệt độ không khí trong xe không phục thuộc nhiều vào độ tăng nhiệt độ môi trường mà chịu ảnh hưởng lớn bởi lượng bức xạ mặt trời xâm nhập vào xe. Cụ thể là:
− Đồ thị nhiệt độ không khí trong xe có nét tương đồng với đồ thị năng lượng bức xạ.
− Năng lượng bức xạ mặt trời cao nhất của ngày 15/4/2022 là khoảng 850 W/m2 lớn hơn lượng bức xạ mặt trời vào ngày 14/12/2022 do đó nhiệt độ cao nhất của không khí trong
xe của ngày 15/4/2022 cũng cao hơn ngày 14/12/2022.
Bức xạ mặt trời cũng là nguyên nhân khiến cho sau khi sử dụng giải pháp, nhiệt độ tại
vô lăng và ghế trước tuy có giảm nhưng không đáng kể bởi giải pháp mà nhóm đưa ra chưa ngăn được việc bức xạ mặt trời xâm nhập qua kính lái của xe.
Do đó, nhóm tiếp tục đo thử nghiệm có kết hợp giải pháp đã nêu với bạc che kính lái, nhóm thu được bảng số liệu như sau:
Bảng 4. 9: Kết quả khảo sát nhiệt độ ngày 4/1/2023
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
TÓM TẮT
Đỗ xe ngoài trời nắng làm nhiệt độ xe tăng cao do hiệu ứng nhà kính, vì vậy chúng ta cần giải pháp giúp ổn định nhiệt độ trong xe từ xa và tự động. Tạo sự tiện nghi và cảm giác thoải mái khi vào xe, đồng thời giảm bớt lượng hoá chất độc hại tạo ra bởi nội thất trên xe dưới tác động bởi nhiệt độ cao.
Để đạt được mục tiêu ổn định nhiệt độ trong xe khi đỗ ngoài trời nắng, một cơ sở lý thuyết kết hợp với thực nghiệm đã được nghiên cứu và thực hiện trong bản đồ án này. Kết quả của quá trình nghiên cứu kết hợp với thực nghiệm cho thấy bức xạ mặt trời là nguyên nhân chính dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ không khí trong xe. Do đó việc hạn chế lượng bức xạ mặt trời xâm nhập vào là cần thiết để ổn định nhiệt độ không khí trong khoang xe.
Kết quả sau khi thực hiện đồ án, nhóm đã tạo ra bộ điều khiển rèm cửa từ xa và tự động trên ô tô nhờ việc ứng dụng IoT để hạn chế được sự gia tăng nhiệt độ của không khí, và các chi tiết nội thất trong xe.
ii
MỤC LỤC
Trang LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................................i TÓM TẮT .................................................................................................................................ii MỤC LỤC .............................................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................................................vi DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................................ix Chương 1. TỔNG QUAN .......................................................................................................1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài ..............................................................................................1
1.2. Tổng quan nghiên cứu.................................................................................................3
1.2.1. Ngoài nước ........................................................................................................3
1.2.2. Trong nước ........................................................................................................4
1.3. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................... 6
1.4. Đối tượng nghiên cứu..................................................................................................6
1.5. Phạm vi nghiên cứu.....................................................................................................6
1.6. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................................6
1.7. Cấu trúc đề tài..............................................................................................................7
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT...........................................................................................8
2.1. IoT và các ứng dụng trên ô tô......................................................................................8
2.2.1. Định nghĩa.........................................................................................................8
2.2.2. Ưu điểm, nhược điểm........................................................................................9
2.2.3. Đặc tính của Internet Of Things (IoT) ..............................................................9
2.2.4. Các ứng dụng của IoT trong lĩnh vực ô tô ......................................................10
2.2. Lý thuyết về truyền nhiệt ..........................................................................................16
2.2.1. Các nguồn nhiệt xâm nhập vào xe ..................................................................16
2.2.2. Tính toán lượng nhiệt xâm nhập vào xe..........................................................17
2.3. Các phương pháp giải quyết vấn đề ..........................................................................20 2.3.1. Đối lưu không khí bằng cách hạ cửa kính ô tô ...............................................20
iii
2.3.2. Sử dụng bạt che kính lái..................................................................................20
2.3.3. Khởi động xe cung cấp năng lượng cho điều hòa hoạt động..........................21
2.3.4. Lựa chọn giải pháp..........................................................................................21
Chương 3. NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG.............................................................................22
3.1. Thiết bị phần cứng.....................................................................................................22
3.1.1. Bộ phận điều khiển..........................................................................................22
3.1.2. Bộ phận cảm biến (DHT 11)...........................................................................27
3.1.3. Cơ cấu chấp hành ............................................................................................29
3.1.4. Các linh kiện khác...........................................................................................30
3.2. Thiết bị phần mềm.....................................................................................................30
3.2.1. Phần mềm Arduino .........................................................................................30
3.2.2. Ứng dụng Blynk IoT .......................................................................................31
3.2.3. Phần mềm EasyEDA.......................................................................................32
3.3. Mạch tổng quát của hệ thống ....................................................................................33
Chương 4. THỰC HIỆN MÔ HÌNH...................................................................................34
4.1. Thiết kế hệ thống.......................................................................................................34
4.1.1. Thiết kế mạch điều khiển trung tâm................................................................34
4.1.2. Thiết kế bộ điều khiển Step Motor..................................................................35
4.2. Viết chương trình điều khiển.....................................................................................37
4.2.1. Chương trình điều khiển cho ESP8266...........................................................37
4.2.2. Chương trình điều khiển cho ATTINY13A....................................................40
4.3. Cài đặt giao diện Blynk IoT ......................................................................................43
4.3.1. Cài đặt giao diện Blynk IoT trên Web ............................................................43
4.3.2. Cài đặt trên điện thoại .....................................................................................47
4.4. Hoàn thành sản phẩm ................................................................................................51 4.4.1. Hoàn thành sản phẩm ......................................................................................51
iv
4.4.2. Các chế độ hoạt động của sản phẩm ...............................................................55
4.5. Kết quả thực nghiệm .................................................................................................57
4.5.1. Chọn thời gian đo khảo sát..............................................................................57
4.5.2. Tiến hành đo....................................................................................................61
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................81
5.1. Kết luận .....................................................................................................................81
5.1.1. Kết quả đạt được .............................................................................................81
5.1.2. Hạn chế của đề tài ...........................................................................................81
5.2. Kiến nghị ...................................................................................................................81
5.2.1. Hướng phát triển đề tài....................................................................................81
5.2.2. Kiến nghị.........................................................................................................82
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................83
v
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang Hình 1. 1: Xe ô tô đậu ngoài trời nắng .....................................................................................1 Hình 1. 2: Ánh sáng mặt trời chiếu vào khoang xe ..................................................................2 Hình 1. 3 Ứng dụng Restomod Switch trên Google Play.........................................................3 Hình 1. 4: Các chế độ hoạt động của ứng dụng Restomod Switch ..........................................4 Hình 1. 5: Chip TEC1-12706....................................................................................................5 Hình 1. 6: Bộ tự động giảm nhiệt độ không khí trong xe.........................................................5 Hình 2. 1: Định nghĩa IoT.........................................................................................................8 Hình 2. 2: Một số chức năng của hệ thống hỗ trợ người lái nâng cao (ADAS) .....................11 Hình 2. 3: Chức năng của ô tô tự hành ...................................................................................12 Hình 2. 4: Hệ thống giám sát tài xế ........................................................................................13 Hình 2. 5: Hệ thống cung cấp thông tin giải trí trên ô tô........................................................14 Hình 2. 6: Các nguồn nhiệt xâm nhập vào xe.........................................................................16 Hình 3. 1 Module NodeMCU ESP8266 .................................................................................22 Hình 3. 2: Sơ đồ chân của Module NodeMCU ESP8266.......................................................23 Hình 3. 3: Sơ đồ chân của chip ATtiny 13A...........................................................................25 Hình 3. 4: Sơ đồ nối dây nạp code cho ATtiny 13A ..............................................................26 Hình 3. 5: Sơ đồ các chân IC ULN2003.................................................................................27 Hình 3. 6: Sơ đò chân DHT11 ................................................................................................28 Hình 3. 7: Sơ đồ kết nối DHT11 với MCU ............................................................................28 Hình 3. 8: Rèm kéo được sử dụng ..........................................................................................30 Hình 3. 9: Các linh kiện khác được sử dụng...........................................................................30 Hình 3. 10: Giao diện phần mèm Aarduino IDE ....................................................................31 Hình 3. 11: Các thành phần của phần mềm Blynk IoT ..........................................................32 Hình 3. 12: Giao diện phần mềm EasyEDA...........................................................................32 Hình 3. 13: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển ...........................................................................33 Hình 4. 1: Sơ đồ mạch điện mạch điều khiển trung tâm ........................................................34 Hình 4. 2: Sơ đồ vi trí các linh kiện trên board mạch điều khiển trung tâm ..........................34
vi
Hình 4. 3: Mô hình 3D board mạch điều khiển trung tâm......................................................35 Hình 4. 4: Sơ đồ mạch điện bộ điều khiển Step Motor ..........................................................35 Hình 4. 5: Sơ đồ vị trí các linh kiện trên board mạch điều khiển Step Motor........................36 Hình 4. 6: Mô hình 3D mạch điều khiển Step Motor .............................................................36 Hình 4. 7: Lưu đồ thuật toán của hệ thống .............................................................................37 Hình 4. 8: Đăng nhập Blynk IoT trên Web.............................................................................44 Hình 4. 9: Tạo Template .........................................................................................................44 Hình 4. 10: Điền thông tin Template cần tạo..........................................................................45 Hình 4. 11: Giao diện Blynk IoT sau khi tạo thành công Template.......................................45 Hình 4. 12: Giao diện tạo Datastream.....................................................................................46 Hình 4. 13: Điền thông tin Virtual Pin Datastream cần tạo....................................................46 Hình 4. 14: Giao diện Datastream sau khi tạo các Virtual Pin...............................................47 Hình 4. 15: Thiết lập giao diện Web Dashboard ....................................................................47 Hình 4. 16: Ứng dụng Blynk IoT trên Google Play ...............................................................48 Hình 4. 17: Đăng nhập Blynk IoT trên điện thoại ..................................................................48 Hình 4. 18: Thêm thiết bị kết nối cho ứng dụng.....................................................................49 Hình 4. 19: Giao diện ứng dụng Blynk IoT khi đã kết nối với ESP8266 vừa được nạp code49 Hình 4. 20: Giao diên điều khiển của Template "DO AN" ....................................................50 Hình 4. 21: Biểu đồ nhiệt độ được vẽ trên ứng dụng Blynk IoT ............................................50 Hình 4. 22: In, rửa mạch điều khiển .......................................................................................51 Hình 4. 23: Mạch điều khiển trung tâm..................................................................................51 Hình 4. 24: Mạch điều khiển Step Motor ...............................................................................52 Hình 4. 25: Mô hình sản phẩm ...............................................................................................52 Hình 4. 26: Lắp rèm ở cửa sau................................................................................................53 Hình 4. 27: Lắp rèm ở cửa trước.............................................................................................53 Hình 4. 28: Lắp rèm ở phía sau...............................................................................................54 Hình 4. 29: Đi dây của hệ thống trên xe .................................................................................54 Hình 4. 30: Chế độ Manual đóng rèm sau ..............................................................................55 Hình 4. 31: chế độ Manual đóng rèm bên sau ........................................................................55
vii
Hình 4. 32: Chế độ Manual đóng rèm bên trước ....................................................................56 Hình 4. 33: Chế độ Auto hoạt động khi nhiệt độ trên 35oC....................................................57 Hình 4. 34: Đồ thị nhiệt độ và bức xạ mặt trời ngày 28/3/2022 tại Tăng Nhơn Phú A – Q9.58 Hình 4. 35: Đồ thị nhiệt độ và bức xạ mặt trời ngày 29/3/2022 tại Tăng Nhơn Phú A – Q9.58 Hình 4. 36: Đồ thị nhiệt độ và bức xạ mặt trời ngày 30/3/2022 tại Tăng Nhơn Phú A – Q9.59 Hình 4. 37: Đồ thị nhiệt độ và bức xạ mặt trời ngày 28/3/2022 tại Đông Hòa – Dĩ An ........59 Hình 4. 38: Đồ thị nhiệt độ và bức xạ mặt trời ngày 29/3/2022 tại Đông Hòa – Dĩ An ........60 Hình 4. 39: Đồ thị nhiệt độ và bức xạ mặt trời ngày 30/3/2022 tại Đông hòa – Dĩ An .........60 Hình 4. 40: Đo nhiệt độ tại ghế sau ........................................................................................61 Hình 4. 41: Đo nhiệt độ tại ghế trước .....................................................................................62 Hình 4. 42: Đo nhiệt độ tại vô lăng.........................................................................................62 Hình 4. 43: Đo nhiệt độ ngoài trời..........................................................................................63 Hình 4. 44: Biều đồ nhiệt độ không khí ngoài trời vào các ngày trước khi sử dụng giải pháp ................................................................................................................................................. 67 Hình 4. 45: Biều đồ nhiệt độ không khí trong xe vào các ngày trước khi sử dụng giải pháp 67 Hình 4. 46: Biểu đồ nhiệt độ vô lăng vào các ngày trước khi sử dụng giải pháp...................68 Hình 4. 47: Biểu đồ nhiệt độ ghế trước vào các ngày trước khi sử dụng giải pháp ...............68 Hình 4. 48: Biểu đồ nhiệt độ ghế sau vào các ngày trước khi sử dụng giải pháp ..................68 Hình 4. 49: Biểu đồ nhiệt độ không khí ngoài trời vào các ngày sử dụng giải pháp..............72 Hình 4. 50: Biểu đồ nhiệt độ không khí trong xe vào các ngày sử dụng giải pháp................73 Hình 4. 51: Biểu đồ nhiệt độ vô lăng vào các ngày sử dụng giải pháp ..................................73 Hình 4. 52: Biểu đồ nhiệt độ ghế trước vào các ngày sử dụng giải pháp...............................74 Hình 4. 53: Biểu đồ nhiệt độ ghế sau vào các ngày sử dụng giải pháp ..................................74 Hình 4. 54: Biểu đồ năng lượng bức xạ mặt trời và sự thay đổi nhiệt độ không khí trong xe và nhiệt độ ngoài trời ngày 15/4/2022 ....................................................................................77 Hình 4. 55: Biểu đồ năng lượng bức xạ mặt trời và sự thay đổi nhiệt độ không khí trong xe và nhiệt độ ngoài trời ngày 14/12/2022 ..................................................................................77
viii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Tramg Bảng 3 1: Thông số kỹ thuật của Arduino Uno V3.0 .............................................................25 Bảng 4. 1: Kết quả khảo sát nhiệt độ ngày 15/4/2022 ............................................................63 Bảng 4. 2: Kết quả khảo sát nhiệt độ ngày 23/4/2022 ............................................................64 Bảng 4. 3: Kết quả khảo sát nhiệt độ ngày 12/5/2022 ............................................................65 Bảng 4. 4: Phân tích nhiệt độ các ngày trước khi sử dụng giải pháp......................................69 Bảng 4. 5: Kết quả khảo sát nhiệt độ ngày 27/11/2022 ..........................................................70 Bảng 4. 6: Kết quả khảo sát nhiệt độ ngày 14/12/2022 ..........................................................71 Bảng 4. 7: Phân tích nhiệt độ các ngày sau khi sử dụng giải pháp.........................................75 Bảng 4. 8: Bảng so sánh nhiệt độ của các đối tượng lúc trước và sau khi sử dụng giải pháp 76 Bảng 4. 9: Kết quả khảo sát nhiệt độ ngày 4/1/2023 ..............................................................78 Bảng 4. 10: Phân tích nhiệt độ trong ngày khi kết hợp giải pháp với bạt che kính lái...........79
Bảng 4. 11: Bảng so sánh nhiệt độ của các đối tượng khi sử dụng giải pháp và giải pháp kết hợp với bạt che kính lái...........................................................................................................80
ix
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, nhiều công nghệ tiên tiến đã được ứng dụng vào trong ngành ô tô thế giới để tạo ra những chiếc ô tô thông minh giúp tăng sự tiện nghi và an toàn cho người ngồi trên xe. Tuy nhiên, ở Việt Nam nước ta thì việc ứng dụng các công nghệ vào trong ô tô để giải quyết các nhu cầu sử dụng của người dùng vẫn còn khá hạn chế, điển hình như nhu cầu ổn định nhiệt độ trong xe sau một khoảng thời gian đậu ở ngoài trời nắng vẫn chưa được ứng dụng công nghệ để giải quyết.
Sau một khoảng thời gian đậu xe ngoài trời nắng thì nhiệt độ của không khí và các thiết bị, nội thất trong xe sẽ nóng lên, gây ra một cảm giác rất khó chịu cho người dùng bởi sau khi quay lại xe, phải mất một khoảng thời gian nhất định thì hệ thống điều hòa mới đưa nhiệt độ trong xe về mức thoải mái.
Hình 1. 1: Xe ô tô đậu ngoài trời nắng
1
Hình 1. 2: Ánh sáng mặt trời chiếu vào khoang xe
Ngoài ra, một lượng dư chất hóa học mà các nhà sản xuất sử dụng trong quá trình sản xuất xe ô tô và các bộ phận nội thất sẽ tồn đọng lại bên trong xe. Lượng hóa chất này bắt đầu phát ra trong quá trình xe được đưa vào sử dụng. Các khí độc này tạo nên một mùi mà mọi người thường gọi là “mùi xe mới”. Sau một thời gian sử dụng, mức độ dư thừa và nồng độ các hóa chất trên xe giảm dần. Đó cũng là lúc không còn ngửi thấy mùi đặc trưng này khi đi xe. Tuy vẫn còn bám ở trong xe, nhưng nồng độ các khí này thấp hơn rất nhiều và thường ở ngưỡng an toàn với tất cả mọi người. Tuy nhiên, thời tiết với nhiệt độ cao lại là tác nhân khiến các loại khí độc này có nguy cơ gia tăng trở lại. Các chuyên gia cho biết, nhiệt độ cao và việc tiếp xúc với tia cực tím từ ánh sáng mặt trời sẽ khiến các hóa chất này dễ bốc hơi và có nguy cơ tăng cao trở lại. Có đến 275 loại hóa chất có ảnh hưởng đến sức khỏe con người được dùng trong quá trình sản xuất xe hơi, mà chủ yếu là sản xuất các vật liệu nội thất. Trong đó, có khoảng 50 loại phổ biến. Đáng kể đến là Vinyl - một loại vật liệu plastic dùng trong sản xuất các loại ghế giả da. Kế đến là Formaldehyde được dùng trong sản xuất bảng đồng hồ, tay nắm cửa, tay vịn. Hầu hết các loại này chỉ được sử dụng ở những xe rẻ tiền. Ngoài ra, cũng trong một nghiên cứu trước đó, các nhà khoa học cảnh báo, chính các chi tiết nội thất được làm từ nhựa trong xe ô tô (như bảng táp lô, ốp cửa, ống dẫn khí lạnh hay dầu mỡ) đều phát tiết
2
Benzen, một chất gây ung thư cực mạnh khi bị tác động bởi mức nhiệt cao. Các nhà khoa học còn chỉ ra rằng Benzen còn có thể ảnh hưởng tới xương hay gây ra các bệnh thiếu máu, bạch cầu...
Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ để tạo ra một hệ thống có thể theo dõi và hạn chế sự gia tăng nhiệt độ trong xe để có được cảm giác thoải mái cũng như bảo vệ sức khoẻ người dùng là một trong các vấn đề lớn cần được quan tâm nghiên cứu.
Ngày nay, với sự hiện đại và phát triển nhanh chóng, rất nhiều công nghệ mới đã được đưa vào phục vụ con người trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp, nông nghiệp, y tế, giáo dục ,...và cả trong đời sống, IoT là một trong những công nghệ nổi bật, được áp dụng khá phổ biến. Việc ứng dụng IoT để quản lý và giám sát thông minh là một trong những đề tài công nghệ được áp dụng rất nhiều, tuy nhiên việc áp dụng chúng trên ô tô còn rất hạn chế.
Do vậy, nhóm chúng em quyết định thực hiện đề tài “Ứng dụng IoT vào quản lý nhiệt độ trong xe ô tô bằng Smartphone” để nghiên cứu. Nó sẽ là nền tảng cho việc phát triển thêm các hệ thống quản lý nhiệt độ trên xe ô tô với chi phí rẻ để đáp ứng các nhu cầu của người dùng sau này.
1.2. Tổng quan nghiên cứu 1.2.1. Ngoài nước
Restomod Air đã nghiên cứu và tạo ra ứng dụng kiểm soát nhiệt độ đầu tiên trên thế giới có tên là Restomod Switch cho phép người dùng điều khiển không dây hệ thống điều hòa của xe ô tô từ thiết bị di động mà không cần dây cáp.
Hình 1. 3 Ứng dụng Restomod Switch trên Google Play
3
Hình 1. 4: Các chế độ hoạt động của ứng dụng Restomod Switch
Ứng dụng này cho phép người dùng điều chỉnh nhiệt độ, hướng gió và tốc độ quạt theo mong muốn. Tuy nhiên, ứng dụng này điều khiển điều hòa thông qua kết nối Bluetooth, do đó nó không thể điều khiển được điều hòa ở khoảng cách xa. Ngoài Restomod Air thì có một vài cá nhân đã nghiên cứu chế tạo ra ứng dụng trên điện thoại cho phép khởi động xe và bật điều hòa và điều khiển nhiệt độ mong muốn. Tuy nhiên, việc cho xe chạy không tải trong và bật điều hòa và quạt gió để làm mát lại ảnh hưởng rất lớn đến mực tiêu thụ nhiên liệu của động
cơ, đồng thời lượng CO2 thải ra bên ngoài cũng tăng lên đáng kể, gây ô nhiễm môi trường.
1.2.2. Trong nước
Nguyễn Tiến Hán, Nguyễn Xuân Khoa, Chu Đức Hùng (2018), Nghiên cứu thiết kế bộ tự động giảm nhiệt độ trong xe ô tô khi đỗ xe ngoài trời nắng, Số 49.2018 - Tạp chí Khoa học & Công nghệ.
Nghiên cứu này tạo ra bộ giảm nhiệt độ trong xe ,thành phần cấu tạo chủ yếu của bộ tự động giảm nhiệt độ là: Chíp TEC1-12706 (còn gọi là sò nóng lạnh) và quạt tản nhiệt giúp lưu thông trao đổi nhiệt giữa bên trong và bên ngoài khoang xe. Nguồn năng lượng phục vụ cho bộ tự động giảm nhiệt độ được cung cấp từ hệ thống pin mặt trời được lắp trên nóc xe. Các cảm biến nhiệt độ được lắp trên xe, khi đỗ xe ngoài trời nắng, nhiệt độ bên trong khoang lái tăng lên đến nhiệt độ đặt trước, bộ giảm nhiệt độ sẽ hoạt động.
4
Hình 1. 5: Chip TEC1-12706
Hình 1. 6: Bộ tự động giảm nhiệt độ không khí trong xe
Tuy nhiên với việc sử dụng 02 chíp làm lạnh, độ giảm nhiệt độ cho một khoang không khí với thể tích là 50 dm3 là 7oC trong khi nguồn nhiệt vẫn liên tục xâm nhập vào trong khoang
dẫn đến hiệu quả vẫn chưa tối ưu và tiêu tốn nhiều năng lượng hơn.
5
1.3. Mục tiêu nghiên cứu
Ứng dụng hệ thống Internet of Things để xây dựng hệ thống quản lý nhiệt độ trên xe tiêu tốn ít năng lượng, có khả năng điều khiển từ xa và hạn chế được nguồn nhiệt xâm nhập vào xe.
1.4. Đối tượng nghiên cứu
− Internet of Things.
− Lý thuyết về truyền nhiệt.
− Module NodeMCU ESP8266. − Chíp ATtiny13A.
− IC ULN2003.
− Phần mềm Blynk IoT.
1.5. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu ứng dụng trên xe Ford Focus 2019.
1.6. Phương pháp nghiên cứu
− Phương pháp thu thập thông tin:
+ Tìm hiểu và tổng hợp những nghiên cứu đã thực hiện về IoT trên ô tô. + Tìm hiểu về module điều khiển thông qua mạng wifi.
+ Tìm hiểu cách lập trình một phần mềm điều khiển trên Smartphone.
− Phương pháp thực nghiệm.
+ Đo khảo sát quá trình tăng nhiệt độ trong xe ô tô sau một khoảng thời gian đậu xe
dưới trời nắng.
+ Đo khảo sát quá trình tăng nhiệt độ trong xe ô tô sau một khoảng thời gian đậu xe
ngoài trời nắng có kết hợp giải pháp.
− Phương pháp phân tích và tổng hợp.
+ Phân tích tổng hợp các dữ liệu đã đo đạt và thu thập được để đưa ra hướng phát triển hợp lý hơn.
6
1.7. Cấu trúc đề tài
Công trình nghiên cứu gồm 83 trang, 12 bảng 80 hình. Ngoài phần mở đầu và kết luận, danh mục từ viết tắt, danh mục bảng và biểu đồ, danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục, đề tài được kết cấu thành 5 mục như sau:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG
CHƯƠNG 4: THỰC HIỆN MÔ HÌNH
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
7
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. IoT và các ứng dụng trên ô tô
2.2.1. Định nghĩa
Hình 2. 1: Định nghĩa IoT
Khái niệm Internet of Things (mạng kết nối vạn vật) được đưa ra vào năm 1999 bởi
Kevin Ashton nhằm để chỉ các đối tượng có thể được nhận biết cũng như sự tồn tại của chúng. IoT là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính. IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và Internet. Theo đó, ta có thể hiểu IoT là mọi vật đều có thể kết nối với nhau qua Internet, người dùng có thể kiểm soát đồ vật của mình qua một thiết bị thông minh như máy tính, máy tính
bảng hay điện thoại thông minh.
Theo howstuffworks.com, Internet of things hay còn được biết đến với cái tên Internet
of Everything (IoE), là tập hợp của tất cả các thiết bị có thể kết nối với các trang web, cho 8
phép thu thập, gửi và xử lý thông tin ở môi trường xung quanh chúng. Các thiết bị này được tích hợp với các bộ cảm biến, bô ̣xử lý của máy tính và những phần mềm có thể tương tác với nhau. Các nhà khoa học gọi chúng là những thiết bị “được kết nối” hay những thiết bi ̣“thông minh”.Dữliêụtừnhữngthiếtbiṭhôngminhđươc̣truyềntớicácthiếtbịkháctaọthànhmột quá trình được goị là M2M (machine-to-machine).
2.2.2. Ưu điểm, nhược điểm
Ưu điểm:
− Truy cập thông tin từ mọi lúc, mọi nơi trên mọi thiết bị.
− Cải thiện việc giao tiếp giữa các thiết bị điện tử được kết nối.
− Chuyển dữ liệu qua mạng Internet giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc.
Nhược điểm:
− Khi nhiều thiết bị được kết nối và nhiều thông tin được chia sẻ giữa các thiết bị, thì
hacker có thể lấy cắp thông tin bí mật cũng tăng lên.
− Các doanh nghiệp có thể phải đối phó với số lượng lớn thiết bị IoT và việc thu thập và
quản lý dữ liệu từ các thiết bị đó sẽ là một thách thức.
− Nếu có lỗi trong hệ thống, có khả năng mọi thiết bị được kết nối sẽ bị hỏng.
− Vì không có tiêu chuẩn quốc tế về khả năng tương thích cho IoT, rất khó để các thiết bị
từ các nhà sản xuất khác nhau giao tiếp với nhau.
2.2.3. Đặc tính của Internet Of Things (IoT)
Hệ thống IoT có tính ứng dụng cao, ở mỗi lĩnh vực sẽ có yêu cầu và đặc tính khác nhau. Tuy nhiên, các đặc trưng cơ bản của IoT sẽ bao gồm những yếu tố sau:
2.2.3.1. Khả năng định danh
Mọi yếu tố (Things) tham gia IoT đều được định danh: thiết bị, phương tiện hay con người đều được định danh bằng các mã riêng. Hoạt động định danh nhằm phân biệt các nhóm đối tượng, từ đó giúp quá trình thu thập thông tin, xử lý dữ liệu diễn ra chính xác hơn.
9
2.2.3.2. Thông minh/ tự động hóa
Các yếu tố trí tuệ nhân tạo, tự động hóa được tích hợp, ứng dụng trong hệ thống IoT. Thiết bị và toàn bộ hệ thống có thể hoạt động chủ động trong 1 điều kiện môi trường nhất định, và tình huống thực tế.
2.2.3.3. Hệ thống phức tạp
IoT là hệ thống phức tạp với nhiều thiết bị không đồng nhất vì nó có phần cứng khác nhau cũng như network khác nhau. Chúng có thể tương tác với nhau nhờ liên kết mạng, trên cùng 1 nền tảng internet. Do vậy, vận hành hệ thống IoT khá phức tạp, tốn nhiều thời gian, công sức và chi phí.
2.2.3.4. Kích thước lớn
Hệ thống IoT có thể gồm hàng trăm nghìn đến hàng tỷ thiết bị cùng kết nối trên 1 nền tảng internet. Mỗi đối tượng sẽ đóng 1 vai trò nhất định, thực hiện nhiệm vụ chức năng khác nhau, chia sẻ và sử dụng tài nguyên chung. Và số lượng thông tin được truyền bởi thiết bị sẽ lớn hơn nhiều so với được truyền bởi con người.
2.2.3.5. Tính linh hoạt
Các thiết bị điện tử, máy móc linh hoạt thay đổi trạng thái như ngủ và thức dậy, kết nối hay bị ngắt, vị trí thiết bị đã thay đổi, và tốc độ đã thay đổi... Hơn nữa, số lượng thiết bị có thể tự động thay đổi tùy vào cách mà chúng ta muốn.
2.2.4. Các ứng dụng của IoT trong lĩnh vực ô tô
Ứng dụng IoT trong lĩnh vực ô tô đang thay đổi nhanh chóng ngành công nghiệp này nhằm nâng cao trải nghiệm di chuyển và khả năng quản lý, đồng thời mở ra một tương lai của các phương tiện thông minh, tự hành.
2.2.4.1. Hệ thống hỗ trợ người lái nâng cao (ADAS)
ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) là hệ thống được thiết kế nhằm mục đích đảm bảo độ an toàn và thoái mái cho người lái xe.
Các chức năng Hỗ trợ người lái nâng cao ADAS trong hệ thống buồng lái kỹ thuật số hoạt động dựa trên dữ liệu về hình ảnh của các đối tượng tham gia giao thông thu thập từ camera đa chức năng kết hợp với các cảm biến xung quanh thân xe. Dựa vào những thông tin
10
đó, ADAS phát hiện các nguy cơ tiềm ẩn và đưa ra thông báo hay chủ động can thiệp trong những trường hợp khẩn cấp.
Một số chức năng hỗ trợ người lái nâng cao phổ bến trên xe:
− thông báo va chạm phía trước.
− Phanh khẩn cấp tự động.
− Kiểm soát hành trình thích ứng.
− thông báo chệch làn đường.
− Hỗ trợ giữ làn đường.
− Giám sát điểm mù.
− thông báo giao thông cắt ngang phía sau.
− Hỗtrợđỗxe/tựđỗxe.
− Đèn pha thích ứng hướng theo xe..
− Đèn pha tự động kích hoạt và làm mờ đèn pha.
Hình 2. 2: Một số chức năng của hệ thống hỗ trợ người lái nâng cao (ADAS)
2.2.4.2. Bảo trì dự đoán
Một trong những chức năng tuyệt vời của IoT ô tô là nó giúp bạn chuẩn bị cho tương lai. Một loạt các chip máy tính và cảm biến được đặt trong một chiếc ô tô được kết nối sẽ thu thập dữ liệu hiệu suất, dữ liệu này được xử lý trên đám mây để đoán khi nào một bộ phận có thể
cần bảo trì lâu trước khi nó xuất hiện. Trong một môi trường được kết nối thực sự (hay còn 11
gọi là V2X, hay xe-to-all), người lái xe thậm chí có thể chuyển thông báo bảo dưỡng cho nhà sản xuất hay thợ cơ khí. Các hệ thống phức tạp nhất sẽ kết hợp AI để cung cấp cho thuật toán đoán khả năng dự báo lớn hơn.
2.2.4.3. Ô tô tự hành
Ô tô tự hành luôn là vấn đề được quan tâm trong ngành công nghiệp xe hơi. Các nhà sản xuất đang không ngừng nỗ lực phát triển một chiếc xe hoàn toàn tự động, đảm nhận tất cả mọi chức năng lái. Các hãng lớn hiện đang dần cải tiến, đưa ra thị trường các dòng xe bán tự hành hỗ trợ một phần cho người lái trong hoạt động đi lại, phanh, dừng đỗ và chuyển làn đường. Những chiếc xe này được tích hợp công nghệ IoT cùng với các cảm biến khoảng cách và hệ thống camera có khả năng đưa ra quyết định ngay lập tức trong một số trường hợp khẩn cấp, giảm thiểu tối đa rủi ro cho con người, mang lại cảm giác lái xe thoải mái và an toàn hơn.
Hình 2. 3: Chức năng của ô tô tự hành
2.2.4.4. Theo dõi xe
Ngày nay, các cuộc đấu giá xe và đại lý thường có số lượng tài sản lớn với hàng nghìn chiếc xe tại chỗ. Đây là lý do tại sao họ thường gặp khó khăn trong việc quản lý hàng tồn kho một cách hiệu quả, theo thời gian thực.
Một trong những xu hướng IoT đang gia tăng chính là các giải pháp kiểm kê được hỗ trợ bởi Internet of Things. Công cụ theo dõi GPS, giao tiếp với mạng diện rộng công suất thấp tại
12
địa phương, cung cấp cho các đại lý khả năng theo dõi từng phương tiện của họ. Bằng cách đó, nhân viên bán hàng có thể dễ dàng tìm được chiếc xe tốt nhất cho khách hàng. Theo dõi cung cấp cho các nhà quản lý IoT một cái nhìn tổng thể hơn và chi tiết hơn về khoảng không quảng cáo của họ.
Mặt khác, đối với người tiêu dùng, có thể có nhiều lý do khiến họ cần biết vị trí chính xác của chiếc xe của mình. Để dễ dàng tìm thấy nó trong một bãi đậu xe lớn, hay để tìm xem nó có bị đánh cắp hay không.
2.2.4.5. Hệ thống giám sát tài xế
Các lợi ích được cung cấp bởi hệ thống giám sát lái xe dựa trên AI toàn diện bao gồm phân tích hành vi của người lái, tình trạng ngồi trong cabin và giám sát vị trí lái xe.
Hệ thống này có khả năng quan sát người lái đang trong trạng trạng thái tỉnh táo hay mệt mỏi, có cảm xúc vui vẻ hay đang buồn hay tức giận; Phát hiện tình trạng chiếm chỗ trong cabin hay đánh giá quy tắc an toàn tại vị trí ghế lái, từ đó gửi thông báo kịp thời cho người điều khiển, ngăn chặn sự cố không mong muốn.
Hình 2. 4: Hệ thống giám sát tài xế
2.2.4.6. Cung cấp hệ thống thông tin giải trí
Hầu hết các hệ thống thông tin giải trí trên xe ngày nay đều được kết nối với một thiết bị Internet bên ngoài, chẳng hạn như điện thoại thông minh, cho phép người lái truy cập bản đồ, giải trí theo yêu cầu và rất nhiều dịch vụ kết nối online khác khi đang di chuyển.
13
Hình 2. 5: Hệ thống cung cấp thông tin giải trí trên ô tô
2.2.4.7. Quản lý và cập nhật phần mềm trên ô tô (FOTA)
Firmware Over-The-Air là công nghệ quản lý phần mềm từ xa cho phép cập nhật firmware thông qua một kênh không dây như WiFi hay dịch vụ dữ liệu di động dạng gói GPRS (General Packet Radio Service). Công cụ này được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô để cập nhật các chức năng mới của bộ điều khiển điện tử ECU (Electronic Control Unit) trên xe, hỗ trợ sửa lỗi và thay thế các phiên bản firmware cũ hiện có. Người dùng có thể dễ dàng nâng cấp phần mềm ô tô thông qua điện thoại thông minh mà không cần đến đại lý hay xưởng dịch vụ.
2.2.4.8. An toàn và bảo mật
Các cảm biến bên ngoài, chẳng hạn như camera quan sát phía sau và cảm biến khoảng cách, giúp phát hiện điểm mù và không chỉ hỗ trợ việc đỗ xe dễ dàng hơn mà còn giúp lái xe an toàn hơn. Các cảm biến tiên tiến bảo vệ người lái xe nhiều hơn. Họ có thể giám sát các mô hình giao thông xung quanh, cũng như môi trường để đảm bảo lái xe an toàn.
Với việc sử dụng các tuyến đường mới được kết nối, hệ thống xe trên tàu có thể đoán và tránh va chạm trước các trường hợp xảy ra thực tế.
14
2.2.4.9. Các ví dụ về ứng dụng của của IoT được áp dụng trên các dòng xe.
− VinFastlàhãngxetiênphongtrongviệcứngdụngôtôIoTtạiViệtNam,khởiđầulàxe điện VF e34. Mẫu ô tô thế hệ mới sở hữu nhiều chức năng thông minh phục vụ người dùng như: quản lý xe qua smartphone, kết nối Apple Carplay và Android Auto, cập nhật phần mềm FOTA, định vị xe, tự động chẩn đoán và thông báo hư hỏng, gọi dịch vụ cứu hộ khẩn cấp eCall, lưu trữ lịch sử hoạt động của xe, điều khiển bằng giọng nói tiếng Việt (không phân biệt vùng miền), ...Ngoài ra, ứng dụng quản lý trên VF e34 còn đưa ra các thông tin về bản đồ, quãng đường, cho phép người dùng lên trước lịch trình di chuyển hay xác định vị trí các trạm sạc hay xưởng dịch vụ VinFast gần nhất.
− Tesla S có thể kiểm soát đồng thời việc lái xe và tốc độ mà không cần sự can thiệp của người lái trong một khoảng thời gian ngắn.
− Mercedes-Benz E-Class 2018 có thể trang bị thêm Gói hỗ trợ lái xe - một bộ chức năng phù hợp với chức năng điều khiển hành trình tiên tiến cùng hệ thống giữ làn đường để duy trì khoảng cách thích hợp với các xe khác, và có thể nhẹ nhàng điều khiển E-Class ở những khúc cua vừa phải ở trên đường.
− BMW5-Series2018đượctáithiếtkếhoàntoànvàtíchhợpthêmtínhnăngtựhành.Gói hỗ trợ đậu xe có sẵn bao gồm một loạt các hệ thống để hỗ trợ lái xe có thể đỗ xe ở các điểm song song hay vuông góc một cách nhẹ nhàng. Tất cả mọi thứ được quản lý từ một keyfob điều khiển từ xa
Từ 2 đồ thì trên, nhóm nhận thấy rằng sự gia tăng nhiệt độ không khí trong xe không phục thuộc nhiều vào độ tăng nhiệt độ môi trường mà chịu ảnh hưởng lớn bởi lượng bức xạ mặt trời xâm nhập vào xe. Cụ thể là:
− Đồ thị nhiệt độ không khí trong xe có nét tương đồng với đồ thị năng lượng bức xạ.
− Năng lượng bức xạ mặt trời cao nhất của ngày 15/4/2022 là khoảng 850 W/m2 lớn hơn lượng bức xạ mặt trời vào ngày 14/12/2022 do đó nhiệt độ cao nhất của không khí trong
xe của ngày 15/4/2022 cũng cao hơn ngày 14/12/2022.
Bức xạ mặt trời cũng là nguyên nhân khiến cho sau khi sử dụng giải pháp, nhiệt độ tại
vô lăng và ghế trước tuy có giảm nhưng không đáng kể bởi giải pháp mà nhóm đưa ra chưa ngăn được việc bức xạ mặt trời xâm nhập qua kính lái của xe.
Do đó, nhóm tiếp tục đo thử nghiệm có kết hợp giải pháp đã nêu với bạc che kính lái, nhóm thu được bảng số liệu như sau:
Bảng 4. 9: Kết quả khảo sát nhiệt độ ngày 4/1/2023
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links