Sử dụng bộ điều khiển PLC và phần mềm unity 3D trong thiết kế hệ thống mô phỏng radar hàng hải

Bài viết này trình bày giải pháp sử dụng bộ điều khiển PLC và phần mềm Unity 3D trong thiết kế hệ thống mô phỏng radar hàng hải trong đó, quá trình truyền và nhận dữ liệu giữa phần cứng và phần mềm cũng được tích hợp trong hệ thống mô phỏng như tọa độ, tốc độ, hướng của tàu chủ và tàu mục tiêu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sử dụng bộ điều khiển PLC và phần mềm unity 3D trong thiết kế hệ thống mô phỏng radar hàng hải TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC VÀ PHẦN MỀM UNITY 3D TRONG THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÔ PHỎNG RADAR HÀNG HẢI USING PLC CONTROLLER AND UNITY 3D SOFTWARE IN DESIGNING MARITIME RADAR SIMULATION SYSTEM NGUYỄN THANH VÂN*, ĐINH ANH TUẤN, NGUYỄN VĂN HÙNG Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam *Email liên hệ: vanntb.ddt@vimaru.edu.vn Tóm tắt 1. Đặt vấn đề Bài báo này trình bày giải pháp sử dụng bộ điều Trên thế giới hiện nay có một số công trình nghiên khiển PLC và phần mềm Unity 3D trong thiết kế cứu về hệ thống mô phỏng radar hàng hải, cũng như hệ thống mô phỏng radar hàng hải trong đó, quá thiết kế, chế tạo thành công hệ thống, điển hình một trình truyền và nhận dữ liệu giữa phần cứng và số hãng như Transas [1], Furuno [2]. Với công nghệ phần mềm cũng được tích hợp trong hệ thống mô mô phỏng tiên tiến, nhưng khi máy chủ bị sự cố toàn phỏng như tọa độ, tốc độ, hướng của tàu chủ và bộ hệ thống sẽ không hoạt động được, quan trọng hơn tàu mục tiêu. Ngoài ra, phát triển và ứng dụng dữ nữa là kinh phí bảo dưỡng, bảo trì lớn và phụ thuộc liệu biển Việt Nam khi xây dựng các kịch bản huấn hoàn toàn vào công nghệ nước ngoài. luyện. Hệ thống này là một tổ hợp các thiết bị để Ở trong nước, các công trình nghiên cứu về hệ huấn luyện và đào tạo về an toàn của thuyền viên thống còn hạn chế, chỉ có bài báo nghiên cứu xây dựng trên biển. Nó không chỉ giúp học viên thao tác trên phần mềm mô phỏng radar [3], trong đó các tác giả thiết bị trực quan, sinh động với các tình huống trình bày cách xây dựng phần mềm mô phỏng radar huấn luyện quen thuộc mà còn trang bị cho học dựa trên Visual Studio với giao diện đơn giản, chưa viên những kỹ năng cần thiết trước khi thao tác, sát với hình ảnh của radar trên thực tế. Do đó, người vận hành trên thiết bị thực tế, nâng cao hiệu quả vận hành khó có thể nắm bắt được hết thông số cũng huấn luyện hàng hải tại Việt Nam. như quy trình thực hành dẫn đến khó khăn khi vận Từ khóa: Hệ thống mô phỏng radar hàng hải, hành với radar thực. Tuy các phương pháp xây dựng phần mềm mô phỏng radar, màn hình radar. hệ thống mô phỏng radar nói trên có những ưu nhược Abstract điểm riêng nhưng độ chính xác giống với radar thật This article presents a solution using the PLC chưa đạt được yêu cầu huấn luyện [3]. Có những controller and Unity 3D software in designing trường hợp chính xác đạt đến 90% nhưng xét về mặt Radar simulation system. Besides, the process of kinh tế và kỹ thuật không được tối ưu nhất [1], [2]. transmitting and receiving data between Trong bài báo này, nhóm tác giả đề xuất xây dựng hardware and software is also integrated into the công nghệ mô phỏng hệ thống radar dựa trên phần simulation system such as the coordinate, speed mềm Unity 3D và bộ điều khiển PLC với những cấu and heading of ownership and target ship. trúc truyền và nhận dữ liệu sau đó hiển thị trên màn Additionally, developing and creating specificity hình radar để đáp ứng được yêu cầu trong công tác for the system when building training scenarios đào tạo và huấn luyện tại Việt Nam cũng như khả năng using data of Vietnam’s Sea. This system is a áp dụng trên thực tế. device for effective education concerning safety in Nội dung chính của bài báo được sắp xếp theo thứ ship navigation. It will help not only students tự như sau: Mục 2 xây dựng cấu trúc cho hệ thống mô manipulate visual equipment, vividly with familiar phỏng radar. Mục 3 đề xuất thuật toán truyền và nhận training situations, but also equipping the dữ liệu giữa máy tính chủ và máy tính radar. Mục 4 là trainees with necessary skills before manipulating thực hiện mô phỏng hoạt động của hệ thống radar và and operating on real equipment, improving the phần cuối cùng là kết luận. efficiency of maritime training in Vietnam. 2. Xây dựng cấu trúc cho hệ thống mô phỏng radar Keywords: Marine Radar simulation system, “Radar” là viết tắt của “Radio Dectection And radar simulator software, radar screens. Ranging” là hệ thống xác định vị trí của mục tiêu bằng việc đo cự ly và phương vị nhờ nguyên lý sóng phản 72 SỐ 66 (4-2021) TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY xạ. Radar hoạt động ở tần số vô tuyến siêu cao có bước bài toán cụ thể mà có thể sử dụng các giao thức khác sóng siêu ngắn, dưới dạng xung và được phát theo 1 nhau. Trong nghiên cứu này nhóm tác giả đã sử dụng tần số lặp xung nhất định [4]. Hệ thống mô phỏng giao thức UDP (User Datagram Protocol). Đây là radar là tổ hợp hệ thống phần cứng và phần mềm để một trong những giao thức cốt lõi IP/Ethernet. Khi mô phỏng lại nguyên lí hoạt động cũng như các thao sử dụng giao thức UDP giúp chương trình trên máy tác vận hành của một thiết bị radar thực. ...