Sisteme de Informare a Utilizatorilor Transportului Public

PROIECT DE DIPLOMĂ

Sisteme de informare a utilizatorilor transportului public

CUPRINS

Memoriu justificativ

1. IMPORTANȚA INFORMĂRII CĂLĂTORILOR

2. SISTEME DE DETECȚIE A VEHICULELOR PENTRU TRANSPORT PUBLIC (APTS)

2.1. Localizarea Automată a Vehiculelor (AVL)

2.1.1. Tehnologia de localizare

2.1.2. Transmiterea datelor către centrul de dispecerizare

2.2. GPS (Sistemul de Poziționare Globală)

2.2.1. Elementele GPS

2.2.2. Semnalele sateliților G.P.S.

2.3. GPS și Localizarea Automată a Vehiculelor (AVL) în APTS

2.3.1. Avantaje ale folosirii unui sistem AVL cu GPS

2.4. Galileo (Sistem de poziționare globală)

2.5. GIS (Sistem de Informații Geografice)

2.5.1. Componentele sistemului GIS

2.5.2. Aplicații ale sistemului GIS în APTS

3. SISTEME DE COMUNICAȚII UTILIZATE ÎN MEDIUL URBAN

3.1. Sisteme de comunicații

3.2. Model de comunicatii în sistemele de date

3.3. Transmisiuni prin fibră optică

3.3.1. Transmisiuni prin fibră optică. Multimod

3.3.2. Transmisiuni prin fibră optică. Monomod

3.4. Transmisiuni prin unde radio

3.4.1. Transmisiuni prin microunde

3.5. Tehnologia NFC – Near Field Communication

4. BAZE DE DATE

4.1. Sistemul de gestiune a bazelor de date – SGBD

4.2. Componentele unei baze de date

4.3. Securitatea bazei de date

4.4. SQL

4.4.1. Lucrul cu proceduri stocate

4.4.2. Folosirea SQL în aplicații

5. SISTEME UTILIZATE ÎN INFORMAREA CĂLĂTORILOR

5.1. Informare înainte de călătorie

5.2. Informare în timpul călătoriei

6. Soluție pentru informarea călătorilor în stații

6.1. Arhitectura sistemului

6.2. Schema electrică

Glosar termeni

Lista figuri

Bibliografie

Anexe

Memoriu justificativ

Transportul public de persoane este un serviciu de o deosebită importanță, întrucât creează premizele pentru o evoluție și dezvoltare normală și armonioasă a aproape tuturor ramurilor de activitate ale unei colectivități. Din acest motiv, implementarea unui serviciu de informare a utilizatorilor transportului public a devenit una din preocupările majore ale autorităților competente.

Tema proiectului meu este: "Sisteme de informare a utilizatorilor transportului public". Am ales această temă pentru că transportul public este într-o continuă expansiune și dezvoltare iar condițiile de informare necesare reprezintă o parte principală a acestui sistem.

În realizarea proiectului am respectat urmatoarele etape:

Studiu actual al sistemelor de informare

Proiectarea unui modul electronic care să reprezinte un sistem pentru soluția informării călătorilor în timp real

M-am gandit la acest modul electronic deoarece informarea călătorilor este absolut necesară pentru planificarea călătoriei, oferind informații actualizate referitoare la timpul de așteptare până la sosirea urmatorului autobuz.

1. IMPORTANȚA INFORMĂRII CĂLĂTORILOR

Serviciile de transport public pot fi foarte confuze în orasele extrem de aglomerate. Acest lucru se intamplă în special în cazul utilizatorilor care nu sunt familiarizați cu sistemul de transport public. Pasagerul nu dorește numai să fie sigur că se urcă in mijlocul de transport adecvat, acesta dorește în schimb și să stie cat timp mai are de asteptat pană la sosirea următorului tren, tramvai sau autobuz. Având în vedere faptul că numărul navetiștilor, precum și cerințele de mobilitate sunt in continuă creștere, informarea utilizatorilor în transportul public joacă un rol extrem de important.

O bună strategie de informare pentru pasageri permite facilitarea accesului la rețeaua de transport public al fiecarei persoane, indiferent dacă foloseste sau nu în prezent serviciul de transport public. Informații corecte și în timp real trebuie să fie disponibile pentru pasageri înaintea și în timpul deplasării pentru a le oferi posibilitatea de planificare a călătoriilor direct de la punctul de plecare la punctul de destinație, utilizând timpul de plecare și traseul cel mai adecvat de la începutul până la sfârșitul călătoriei.

Prin îmbunătățirea informațiilor privind sistemul de transport public, transportul public se poate dezvolta ca o alternativă reală la utilizarea automobilelor particulare. O utilizare crescută a transportului public poate reduce congestionarea și problemele climatice locale. Prin furnizarea de informații integrate, se poate sprijini, de asemenea, intermodalitatea. Mai mult, o mai bună informare generează economii semnificative în materie de timp pentru clienții actuali ai transportului public datorită posibilității unei planificări și intermodalități îmbunătățite.

Fiecare persoană care folosește transportul public (sau care intentionează să îl folosească) poate beneficia de pe urma măsurii, deoarece informațiile sigure și în timp real fac călătoriile mai eficiente prin reducerea la minimum a timpilor de deplasare și de așteptare și pun, de asemenea, bazele încrederii. Acestea facilitează folosirea și accesul rețelei de transport public.

Companiile de transport public și autoritățile de transport public dobândesc o mai buna imagine atunci când furnizează informații în timp real și când folosesc sisteme informaționale inovatoare în comunicarea cu utilizatorii, generând un grad mai ridicat de satisfacție în rândul clienților. Posibilitatea de obținere a unor venituri mai mari ar putea fi un beneficiu pe termen lung atunci când măsurile au drept rezultat o creștere a cererii de servicii de transport public. În afară de informațiile pentru pasageri, aceste sisteme pot fi folosite cu succes și pentru gestionarea parcurilor auto.

Sistemele informaționale pot oferi, de asemenea, un instrument personalizat de planificare a călătoriilor (de exemplu, prin internet sau pe telefonul mobil, oferind clientului posibilitatea de planificare a călătoriei indicând punctul de plecare și destinația într-o perioada fixă de timp. Mai mult, se pot furniza informații despre distanțele de mers pe jos la schimbarea vehicului sau a mijlocului de transport sau dintr-un anumit loc până la urmatoarea stație de transport public. Se pot oferi, de asemenea, informații despre impactul asupra mediului și costurile călătorilor cu diferite mijloace de transport, inclusiv calculul celei mai ieftine și mai sustenabile modalități de deplasare. Toate informațiile trebuie puse la dispoziție într-un format fără impedimente, asigurând că cei care nu dețin cunostințe informatice de specialitate, persoanele cu nevoi speciale, vârstnicii și persoanele cu deficiențe de văz și auz au acces la informațiile necesare.

Între altele, urmatoarele informații pot fi furnizate pasagerilor:

Grafice orare și hărți ale rețelelor care sa fie clare și coerente ca spațiu, concepție și formulare

Timpi de plecare și sosire în timp real și specifici mijlocului de transport, modificări ale orarului și ocoluri în trafic și trasee alternative (dacă este necesar)

Informații în interiorul vehiculelor despre numărul traseului, destinație, următoarele stații și eventualele corespondențe cu alte linii și mijloace de transport public (pe afișaje electronice și cu anunțuri vocale)

Informații despre posibilitățile de intermodalitate, cum ar fi folosirea în comun a autovehiculelor, folosirea în codiviziune a vehiculelor, biciclete publice, amenajări de transportare a bicicletelor în mijloacele de transport în comun ("bike and ride"), precum și amenajări de parcare de tip "park and ride" (de exemplu, informații privind spațiul de parcare disponibil în parcările de tip "park and ride")

Informații suplimentare care permit calcularea celui mai sustenabil mod de deplasare

2. SISTEME DE DETECȚIE A VEHICULELOR PENTRU TRANSPORT PUBLIC (APTS)

Rolul sistemului avansat de transport public este creșterea eficienței serviciilor de transport public și a capacității de satisfacere a cererilor utilizatorilor. În categoria de sisteme de tip APTS sunt incluse sistemele informatice de diseminare a informațiilor referitoare la orarul mijloacelor de transport public, prețuri, rute, sistemele de colectare automată a costului călătoriei, sistemele de localizare a vehiculelor pentru perfecționarea managementului parcului de vehicule, creșterea siguranței și informarea călătorilor în ceea ce privește timpul exact al sosirii.

La nivel de sistem de tip APTS sunt prezentate o serie de tehnologii utilizate în realizarea acestor sisteme.

Tehnologiile și soluțiile inovatoare folosite sunt următoarele:

Sisteme de informații geografice – (GIS)

Localizare automată a vehiculelor – (AVL)

Contorizare automată a călătorilor – (APC)

Software pentru operații de transport

Tratarea priorităților la semnalele de trafic.

Comunitatea transportului public utilizează deja intens comunicațiile în operațiuniile de zi cu zi. Implementarea vehiculului inteligent și aplicarea tehnologiilor APTS în transportul public determină apariția unor cerințe suplimentare, legate de comunicații. Aceasta necesită comunicații pentru funcții integrate cum ar fi:

interacțiunea dintre autobuz și centrul de control;

accesul la benzile d circulație a vehiculelor cu grad de ocupare mare;

prioritatea semnalelor de trafic;

interfețe multimodale;

informarea privind transportul multimodal;

informarea în vehicul.

GPS – AVL – GIS

2.1. Localizarea Automată a Vehiculelor (AVL)

Sistemele de localizare automată (AVL) a vehiculelor sunt sisteme computerizate de urmărire a vehiculelor. Aceste tipuri de sisteme sunt utilizate în mod extensiv, atât pentru sisteme militare, cât și civile, incluzând parcurile de vehicule pentru transportul de persoane sau transportul de marfa, vehiculele poliției și ambulanțele. Beneficiile oferite de sistemele AVL sunt:

creșterea eficienței generale a dispecerizării și operării parcului de mașini;

mărirea fiabilității serviciilor;

răspuns mai rapid la problemele apărute în desfășurarea serviciilor;

oferirea de date de intrare pentru sistemele de informare a călătorilor;

creșterea siguranței și securității conducătorilor vehiculelor și călătorilor;

anunțarea mai rapidă a problemelor mecanice ale vehiculelor; oferirea de date de intrare pentru automatele de comandă preferențială a semnalelor de trafic;

informații de planificare mai numeroase colectate la un preț mai mic decât prin metodele manuale.

Fiecare implementare a unui sistem de localizare automată a vehiculului include o tehnologie sau mai multe tehnologii de localizare și o metodă de transmitere a datelor referitoare la localizare, de la autobuz la centrul de dispecerizare. Suplimentar, fiecare sistem poate avea una sau mai multe legături cu alte sisteme, cum ar fi:

sisteme de monitorizare a respectării orarului de circulație;

sisteme de alarmare care pot fi activate de conducătorul vehiculului în caz de urgență;

sisteme de informare automată a călătorilor;

sisteme de monitorizare a componentelor vehiculelor;

sisteme de contorizare automată a călătorilor (APC – Automatic Passengers Counters);

sisteme de dispecerizare asistată de calculator (CAD – Computer-Aided Dispatch):

sisteme de comandă preferențială a semnalelor de trafic;

sisteme automate de taxare.

2.1.1. Tehnologia de localizare

Sistemele de localizare automată a vehiculelor se bazează pe determinarea în timp real a poziției geografice a vehiculului și transmiterea informației la un post central. Tehnicile existente de determinare a poziției geografice și transmitere variază în funcție de necesitățile sistemului de transport și de tehnologia (sau tehnologiile) aleasă.

Fiecare sistem AVL folosește una sau mai multe din următoarele tehnologii de localizare:

calcularea rutei;

stații radio plasate pe sol;

posturi de semnalizare și contoare de parcurs;

sistem de poziționare globală (GPS – Global Positioning System).

sisteme de monitorizare a respectării orarului de circulație;

sisteme de alarmare care pot fi activate de conducătorul vehiculului în caz de urgență;

sisteme de informare automată a călătorilor;

sisteme de monitorizare a componentelor vehiculelor;

sisteme de contorizare automată a călătorilor (APC – Automatic Passengers Counters);

sisteme de dispecerizare asistată de calculator (CAD – Computer-Aided Dispatch):

sisteme de comandă preferențială a semnalelor de trafic;

sisteme automate de taxare.

2.1.1. Tehnologia de localizare

Fiecare sistem AVL folosește una sau mai multe din următoarele tehnologii de localizare:

calcularea rutei;

stații radio plasate pe sol;

posturi de semnalizare și contoare de parcurs;

sistem de poziționare globală (GPS – Global Positioning System).

Determinarea rutei este o formă autonomă de localizare a vehiculelor. Prin această tehnologie, autobuzul își determină poziția proprie, fără ajutorul unor tehnologii externe. Autobuzului i se comunică punctul de pornire și apoi acesta măsoară distanțele parcurse din acel punct, prin citirea contorului de parcurs și direcția de mers. Din cauza necesității de inițializare frecventă a echipamentului de măsurare în raport cu o poziție geografică cunoscută, această tehnologie este rareori folosită independent. De obicei, echipamentul de măsurare este utilizat în calcularea rutei împreună cu una din celelalte tehnologii, cum ar fi plasarea unor posturi de semnalizare în puncte strategice de pe rută, sau GPS-ul.

O altă tehnologie de determinare a poziției este sistemul de asistare a navigației (LORAN-C – Long Range Aid to Navigation). LORAN-C este un sistem radio de navigație cu baza la sol care folosește unde de frecvențe joase pentru a asigura o zonă mare de acoperire a semnalului. Există și un sistem radio cu baza la sol care utilizează frecvențe radio din banda de 900 MHz. Turnurile de transmisie și recepție sunt plasate strategic în regiunea metropolitană. Utilizatorul poate localiza vehiculul, prin triangulare, cu o precizie de 150 de metri.

Sistemul posturilor de semnalizare se bazează pe o serie de balize amplasate de-a lungul rutelor autobuzelor. Balizele emit un semnal de putere mică, care este detectat de un receptor montat în vehicul. Vehiculul transmite poziția către centrul de dispecerizare, în funcție de distanța (obținută de la contorul de parcurs) pe care a parcurs-o autobuzul de la ultimul post de semnalizare. O altă strategie este ca postul de semnalizare să recepționeze semnalele transmise de autobuz și să transmită această informație către centrul de dispecerizare.

Tehnologia GPS utilizează semnalele transmise de o rețea de 24 de sateliți operaționali lansați pentru a determina poziția, prin triangulare. Sistemul GPS poate fi folosit oriunde, în raza de acțiune a sateliților, în consecință fiind mult mai robust decât sistemul posturilor de semnalizare sau decât contorul de parcurs. Semnalele de la satelit nu pot ajunge sub nivelul solului și pot fi întrerupte de clădiri înalte sau de bolta copacilor. In zonele în care există astfel de probleme, sistemul GPS este completat cu un contor de parcurs sau / și indicații ale busolei, pentru extrapolarea poziției geografice de la ultima indicație GPS, sau cu un post de semnalizare plasat strategic, în locurile în care se știe că există probleme.

2.1.2. Transmiterea datelor către centrul de dispecerizare

Informațiile referitoare la poziție sunt păstrate în echipamente specializate instalate în vehicul pentru o perioadă de timp. Informația este transmisă uneori la centrul de dispecerizare în formă brută, alteori este prelucrată în vehicul. Cele mai cunoscute metode de transmitere la centrul de dispecerizare a datelor referitoare la poziție sunt interogarea sau raportarea în momente importante, în cazul interogării, calculatorul de la centrul de dispecerizare cere pe rând poziția fiecărui vehicul.

Deoarece acuratețea datelor referitoare la poziție depinde adesea de cât de des sunt transmise datele de la vehicul către centrul de dispecerizare și deoarece există un număr limitat de frecvențe radio disponibile în multe zone urbane, multe organizații de transport au ales ca strategie de transmitere a datelor raportarea în momentele importante, în acest caz, fiecare vehicul își raportează poziția către centrul de dispecerizare numai în punctele stabilite sau atunci când vehiculul respectiv a depășit limita stabilită de depășire a orarului. Sistemul cu raportare în momentele importante necesită ca fiecare vehicul să cunoască nu numai poziția sa la un moment dat, ci și poziția planificată, cea în care ar fi trebuit să se afle, la acel moment. Această abordare permite o utilizare mai eficientă a canalelor radio disponibile. Multe organizații de transport utilizează o combinație a celor două metode.

2.2. GPS (Sistemul de Poziționare Globală)

GPS( Sistemul de Poziționare Globală) este singurul sistem capabil astăzi să arate poziția exactă pe Pământ oricând, pe orice vreme, oriunde. Sateliții GPS, 24 operaționali și 3 suplimentari, 27 în total, orbitează in 6 planuri (orbite) cate 4, o dată la 12 ore, la o altitudine de 20,200 Km în jurul Pământului. Fiecare satelit reușește sa inconjoare Pamântul de 2 ori pe zi. Ei sunt monitorizați continuu de stații de la sol, localizate în toată lumea. Sateliții transmit semnale ce pot fi detectate de oricine cu un receptor GPS. Folosind receptorul, se poate determina locația cu mare precizie.

GPS reprezintă una dintre dezvoltările cele mai incitante și revoluționare și , în continuare, descoperă noi utilizări ale acestui sistem în mod constant.

Figura 2.2.1 – Satelit GPS

Primul satelit GPS a fost numit GPS Block1. Lansat în fost un satelit de dezvoltare. Alți sateliți nouă Brock1 au fost lansați până în 1988.

GPS – ul este fondat si controlat de D.O.D.(U.S. Departament of Defense). Cu toate că sistemul a fost creat pentru armata americană si este condus tot de aceasta , în lumea întreaga există foarte mulți utilizatori civili.

GPS – ul furnizează semnale de satelit special codate care pot fi procesate de un receptor GPS , acesta face posibilă calcularea poziției , vitezei , și timpului specifice receptorului respectiv . Pentru a calcula poziția in trei dimensiuni ,și a compensa timpul din ceasul receptorului sunt folosiți patru sateliți GPS .

2.2.1. Elementele GPS

GPS prezintă trei părți: segmentul din spațiu, segmentul utilizatorului și segmentul de control. Segmentul spațial constă în 24 de sateliți , fiecare în propria orbită la 20,200 Km deasupra Pământului. Segmentul utilizatorului constă în receptori care pot fi ținuți în mână sau montați în mașină. Segmentul de control constă din stații la sol (5, localizate în toată lumea) care se asigură că sateliții funcționează corect.

Figura 2.2.1.1 – Elementele GPS

O excursie în jurul Pământului egalează o orbită. Fiecare dintre sateliții GPS orbitează în jurul Pământului într-o perioadă de 12 ore. Fiecare satelit este echipat cu un ceas foarte precis care îi permite să transmită semnale cuplate cu un mesaj de timp precis. Unitatea de la sol receptează semnalul satelitului, care se deplasează cu viteza luminii. Chiar și la această viteză, semnalului îi trebuie o perioadă mare de timp pentru a atinge receptorul. Diferența dintre momentul în care semnalul este transmis și momentul când este primit, multiplicat de viteza luminii îi permite receptorului să calculeze distanța la satelit. Pentru a măsura precis latitudinea, longitudinea și altitudinea, receptorul măsoară timpul în care semnalele de la patru sateliți diferiți ajung la receptor.

GPS este constituit din trei segmente majore : elementul spațial, elementul utilizatorului și elementul de control.

Poziționarea precisă este posibilă folosind receptoarele GPS în poziții de referința care asigură corecții și date referitoare la poziția relativă a receptoarelor îndepărtate. Exemple ar fi : supravegherea, controlul geodezic, studii asupra plăcilor tectonice. Transmiterea timpului și a frecvenței, bazată pe ceasuri precise de la bordul sateliților și controlată de stații de monitorizare, este o altă utilizare a GPS -ului. Observatoarele astronomice, facilitățile de telecomunicații și standarde de laboratoare pot fi setate la semnale precise de timp sau controlate la frecvențe exacte de receptoare GPS special destinate. Proiecte de cercetare au folosit semnalele GPS pentru măsurarea diferiților parametri atmosferici .

2.2.2. Semnalele sateliților G.P.S.

Sateliții transmit 2 semnale purtătoare în domeniul microundelor :

frecvența L1 (1575,42 MHz) poartă mesajul de navigație și semnalele de cod S.P.S. ;

frecvența L2 (1227,60 MHz) este folosită pentru măsurarea întârzierii provocată de ionosfera .

Trei coduri binare schimbă fazele purtătoarelor L1 si / sau L2.

Codul C/A (Achiziția Grosieră) modulează faza purtătoarei L1. Codul C/A este un cod de zgomot pseudo-aleator(PRN) de 1 MHz. Acest cod de zgomot modulează semnalul purtătoarei L1, răspândind spectrul pe o bandă de 1 MHz. Codul C/A repetă fiecare 1023 biți (1 ms). Pentru fiecare satelit există un cod PRN diferit de tip C/A. Sateliții GPS sunt adesea identificați prin numărul PRN , identificator unic pentru fiecare cod de zgomot pseudo – aleator. Codul C/A care modulează purtătoarea L, este baza pentru SPS – ul civil.

Codul Nav/System Data, cu frecvența de 50 Hz, este folosit atât pentru diverse date transmise pe parcursul orbitării satelitului, cât și pentru corectarea tactului sau a altor parametrii de sistem.

Codul P (Precis) modulează fazele ambelor purtătoare L1 si L2 . Codul P este un cod PRN de 10 MHz foarte lung . În modul de operare Anti – Spoofing (AS) codul P este incriptat in codul Y. Codul Y cere un modul AS clasificat pentru fiecare canal receptor și este folosit numai de utilizatori autorizați care dispun de codurile de decriptare. Codul P (Y) este baza pentru PPS. Mesajul de navigație, de asemenea modulează semnalul de cod L1 – C/A. Mesajul de navigație este un mesaj de 50 Hz care conține date ce descriu orbitele sateliților GPS, corecțiile de ceas și alți parametri de sistem. Semnalele GPS: 1.Datele GPS: Mesajul GPS de navigație conține biți de date de timp repetitivi marcând momentul transmisiei de la satelit a fiecărui subcadru. Un cadru conține 1500 biți împărțiți în 5 subcadre de 300 biți. Un cadru este transmis la fiecare 30 s. 3 subcadre de 6 s conțin datele referitoare la orbită și ceas . Corecțiile ceasului satelitului sunt trimise în subcadrul 1 și datele precise de orbita ( parametrii datelor de efemerida) în subcadrele 2 si 3 . Subcadrele 4 si 5 sunt folosite pentru transmisia diferitelor date de sistem. Un întreg set de 25 de cadre (125 subcadre) completează mesaje de navigație care este trimis într-o perioadă de 12 , 5 min .

2.3. GPS și Localizarea Automată a Vehiculelor (AVL) în APTS

Localizarea Automată a Vehiculelor (denumită AVL) are semnificația esențială de a folosi tehnologia pentru a ști cu precizie unde este localizat geografic fiecare vehicul din flotă în orice moment. De obicei, vehiculele individuale sunt expuse dinamic pe o hartă a suprafeței acoperite.

Această tehnică a fost folosită de multe ori în urmărirea autobuzelor, de exemplu, pentru a putea răspunde întrebărilor publice: când poate fi așteptat următorul autobuz la stop.

Supraveghetorii folosesc echipament GPS care este mai întâi calibrat la un punct cunoscut cu precizie și care poate apoi folosi coordonate care au o acuratețe de mai puțin de un metru.

Astăzi există milioane de utilizatori ai semnalelor GPS de navigație. Pornind de la produsele inițiale ale navigației marine, trecând prin echipamente de supraveghere costisitoare, GPS este acum disponibil pentru câteva sute de dolari oricărei persoane care se găsește în aer liber și vrea să știe unde se află.

Fabricanții de mașini de lux și unele agenții de închiriat furnizează în mod curent sisteme GPS încorporate și facilități de expunere pe hartă pentru a ajuta șoferii să-și găsească drumul și penru a cere asistență, cu informații de localizare precisă în caz de defecțiuni sau alte urgențe. Și desigur multe instituții care necesită o orientare promptă (ca poliția) folosesc noua tehnologie.

Figura 2.3.1 – Sistem AVL

În cazul sistemelor de management al parcurilor de vehicule pentru transportul public, GPS este folosit pentru a expune localizarea și starea vehiculelor de transport in comun de pe o hartă. Unele computere chiar calculează cea mai scurtă rută și fac această recomandare automat; de asemenea aceasta necesită mult mai multe detalii în geobaza fundamentală.

Pentru a implementa AVL și GPS în activitatea de management al parcurilor de vehicule pentru transportul în comun fiecare vehicul urmarit trebuie echipat cu un receptor GPS care poate calcula coordonatele x-y a localizării curente. Mai puțin evident, o formă de radio de date trebuie să fie de asemenea în vehicul pentru a transporta aceste calcule periodice ale localizării x-y la sediul central de raport.

Multe dintre sistemele radio noi mai pot transporta asemenea informații astăzi și, desigur și cele mai multe dintre sistemele MDT. La centrul de raport, informația trebuie să activeze o bază de date spațială sau de locație și facilitățile trebuiesc furnizate pentru a expune această informație printr-o etalare largă și dinamică.

2.3.1. Avantaje ale folosirii unui sistem AVL cu GPS

În primul rând, costul și mărimea receptoarelor GPS au scăzut mult. Receptoarele GPS costau 1500 de dolari sau mai mult acum câțiva ani; astăzi echipamente mai bune pot fi cumpărate cu 300 de dolari sau chiar mai puțin. La fel de bine, un număr de receptoare GPS pentru Notebook PS au apărut pe piață recent; ele costă doar 150 de dolari, deoarece ele lasă îndatoririle de calcul și corecție pe seama unui program ce funcționează în Notebook PS. Mai multe companii oferă acum “cip-uri” de circuite integrate care conține cele mai multe dintre funcțiunile senzoriale GPS cerute într-un cip care se vinde cu mai puțin de 50 de dolari, astfel permițând “card-urilor” PCMCIA să fie oferite cu aproximativ 100 dolari și care au apărut pe piața comercială la sfârșitul anului 1997.

În al doilea rând, se folosesc din ce în ce mai mult Notebook PS-urile în diferite vehicule și multe alte aplicații. Cele mai multe din actualele instalații MDT folosesc Notebook PS, preferabil echipamentelor speciale MDT (cum se obișnuia în trecut). Acum există un dispozitiv mobil standard la care receptoarelor GPS se pot conecta, care de asemenea reduce costul receptoarelor, extinzând piața la produse standard de mare volum. Acum există un computer programabil puternic în multe vehicule.

În al treilea rând, costul unui radio de date a scăzut mult. Cele mai multe dintre sistemele radio oferă o capacitate limitată a transportului de date (încă potrivită pentru coordonatele GPS x-y), cu un profit mic. Facilitățile radioului public mobil, ca CDPD sunt folosite din ce în ce mai mult; chiar și telefoanele celulare pot susține raportarea GPS. Deci, tot mai multe departamente sunt deja echipate cu suportul economic AVL.

În al patrulea rând, cele mai multe orașe și așezări rurale au folosit bani pentru a crea Sisteme de Informații Geografice (GIS), și-au creat hărți pentru suprafețele respective, precum și structura geologică a drumurilor și clădirilor împreună cu mecanismele care să le mențină. Costul necesar pentru a crea cu acuratețe o hartă bazată pe coordonate depășește cu mult costurile pentru GPS/AVL, MDT, sisteme CAD, etc. În plus, mai multe firme comerciale oferă acum hărți bazate pe coordonate pentru multe orașe și zone rurale(de când piața potențialilor clienți s-a extins). Aceste hărți sunt acum disponibile și abordabile peste tot, în grade diferite de acuratețe și deseori sunt deja folosite în diferite departamente.

În al cincelea rând, capacitatea de expunere a proiecției necesare devine mai accesibilă, în timp ce calitatea se îmbunătățește. AVL necesită ca suprafețele foarte largi să fie expuse simultan și ca rezoluția expunerii să fie foarte ridicată; dacă nu este, indicatorii unității de citire le vor suprapune și le vor șterge una pe cealaltă.

În mod normal, trebuie să fim capabili să distingem detalii cu rezoluția de 200 de metri. Experții sugerează că o arie urbană de 20 de km necesită o rezoluție de 4096 * 4096 pentru a realiza aceste obiective.

Astăzi, pentru 10000 de dolari poți obține o capacitate de proiecție de cu rezoluție dee 1600 * 1200 și progresele rapide în capacitatea de proiecție sugerează că proiectoarele cu rezoluția necesară vor fi accesibile la mai puțin de 15000 de dolari într-un an. Aceasta înseamnă că o capacitate de expunere cu adevărat folositoare va fi accesibilă în viitorul apropiat.

Aplicabilitatea

Cele două beneficii primare ale AVL sunt abilitatea de a determina cu exactitate poziția în timp real a fiecarui mijloc de transport în comun care este folosită pentru informarea călătorilor asupra timpului de sosire în stație a următorului autobuz, precum și pentru informarea conducătorilor de vehicule pentru a ști la ce distanță se află vehiculul din față sau cel din spate pentru a nu sosi în acelși timp într-o stație.

2.4. Galileo (Sistem de poziționare globală)

Galileo este numele sistemului european de poziționare prin satelit. Istoria lui este lungă, totul a pornit cu foarte mulți ani în urmă, cu un singur satelit lansat și un centru de control. Planurile sunt mari, se dorește independența față de sistemul GPS, sistem administrat de armata americană și utilizat în prezent și de militari și de civili. Proiectul Galileo a fost reactivat, pe parcursul anului 2011 fiind lansați 2 sateliți, iar în 2012 încă 2, suficient pentru a realiza prima poziționare la suprafața solului folosind semnalele transmise din spațiu. Eroarea raportată este foarte bună, în limita de 3m pentru moment, și mai puțin de 30cm la finalul proiectului, în 2020.

Sistemul va fii alcătuit din 30 de sateliți operaționali, din care 27 activi, ceilalți constituind rezerva în cazul unor defecțiuni constatate la primii 27. Sateliții vor fi dispuși pe 3 orbite geostaționare, înclinate față de Ecuator cu 56 grade, iar pentru a avea acoperirea necesară, altitudinea la care vor lucra va fi de 23.616 Km.

Asemeni sistemului American de poziționare globală GPS, sistemul Galileo este subdivizat în trei componente : modulul spațiu, modulul control și modului utilizator. Modul în care sistemul Galileo realizează segmentul spațiu este asemănător celui de la sistemul GPS dar cu mici diferențe. Galileo va dispune de mai mulți sateliți în mai puține plane orbitale ce vor fi amplasați la o altitudine puțin mai mare și vor avea o înclinare mai mare. Astfel, Galileo va avea 30 de sateliți la o altitudine de 23.616 km ce vor fii amplasați în 3 plane orbitale cu o înclinație de 56 de grade.

Înălțimea și înclinarea mai mare vor asigura o acoperire mai mare a sistemului, inclusiv în regiunile polare pe care GPS nu le poate acoperi. În plus, sistemul Galileo, deoarece are un număr mai mare de sateliți, va asigura în mod continuu un număr de sateliți vizibili mai mare decât GPS indiferent de locație.

Fizic, sateliții Galileo sunt mai mici și mai ușori decât precedesorii lor din sistemul GPS.

Figura 2.4.1 – Satelit Galileo

La fel ca sateliții GPS , Galileo va transmite informațiile de navigație și de timp în spectrul bandă L, iar în timp de GPS transmite numai 2 semnale, Galileo va transmite 10 semnale, fapt ce permite utilizarea mai multor timpuri de servicii.

Sistemul de poziționare globală Galileo va dispune de două semnale în banda E5A centrate la 1176,45 MHz, două semnale în banda E5B la 1207,14 MHz, trei semnale în E6 la 1278,75 MHz și trei semnale în E2-L1LE1 la 1575,42 MHz. Aceste semnale alese au iscare numeroase controverse legate de potențiale interferențe cu actualele semnale GPS.

Ca și GPS, Galileo va transmite diferite scheme de coduri PRN ce împart efectiv utilizatorii în trei grupe:

publicul larg;

utilizatorii comerciali;

utilizatorii autorizați de către guvern.

Un alt element de noutate pentru sistemul Galileo este definiția termenului integritate, care a fost definit de către Comisia Europeana ca fiind abilitatea sistemului de a atenționa utilizatorii în timp util cu privire la deteriorările inevitabile ale preciziei sau a sistemului. Galileo va monitoriza în mod continuu precizia sistemului și va fi capabil să anunțe utilizatorii într-un interval de 6-10 secunde de la producerea unui anumit eveniment, spre deosebire de GPS care poate avea până la 30 minute până la notificare utilizatorilor cu privire la deteriorarea sistemului. Deasemenea, Galileo va fi primul sistem GNSS care va avea încorporat un sistem de monitorizare în timp real a integrității sistemului.

Galileo va asigura patru servicii de bază prin satelit oriunde în lume.

Serviciul de Siguranță a Vieții – oferă o performanță îmbunătațită pentru aplicații critice de transport precum aviația și navigația maritimă, inclusiv o funcție cheie de integritate, de exemplu o avertizare de eroare de sistem. Pentru a avea acces la acest sistem, utilizatorii vor avea nevoie de receivere speciale pentru a avea acces la acest tip de semnal.

Serviciul Comercial Galileo – este o combinație între Serviciul Gratuit Galileo plus două semnale criptate separate în frecvență. Asemeni Serviciului Gratuit Galileo, Serviciul Comercial nu asigură integritatea datelor. Acest serviciu este destinat operatorilor care doresc o performanță mai bună decât Serviciul Gratuit Galileo. Accesul la semnalele criptate va fii restricționat pentru utilizarea gratuită. Pentru a avea acces la semnaleul criptat, utilizatorii trebuie să plătească o licență. Compania va furniza o garanție pentru întreruperea sau degradarea semnalului și deasemenea garantează alarmarea din timp a utilizatorilor cu privire la degradarea sistemului.

Serviciul Public Reglementat Galileo – principalul obiectiv al acestui serviciu, conform Comisiei Europene și a Agenției Europene pentru Spațiu, este de a îmbunătății probabilitatea continuității serviciului în prezența posibilelor interferențe. Serviciul Public Reglementat Galileo va dispune de semnale robuste ce reduc considerabil probabilitatea apariției unor interferențe din partea teroriștilor, a criminalilor sau a oricăror forțe ostile. Deasemenea asigură poziția și sincronizarea necesară pentru anumiți utilizatori care necesită o continuitate mare de serviciu, cu acces controlat.

2.5. GIS (Sistem de Informații Geografice)

Un sistem GIS poate fi descris ca un sistem de corporație în gestiunea bazelor de date care, în general, prezintă datele în mod interactiv utilizatorilor, într-o forma grafică care poate fi ușor interogată și analizată.

În general, datele dintr-un sistem GIS pot fi împărțite în date de adâncime și de suprafață, corespunzând unei hărți de bază și, respectiv, obiectelor din lumea reală care sunt reprezentate în sistem.

Pentru a lucra cu un sistem GIS este necesară o bază de date adecvată (o reprezentare a hărții de bază care să acopere întreaga suprafață a sistemului) care este obținută în urma achiziției de date.

Cele mai mari costuri pentru o organizație care decide implementarea unui sistem GIS este conversia datelor, hardware-ul și software-ul necesar și implementarea sistemului cu particularitățile care apar, dar aceste costuri sunt amortizate în timp prin eficiența muncii și abilitatea de a lua decizii în timp real.

2.5.1. Componentele sistemului GIS

Într-o primă aproximație se pot identifica doua componente ale aplicației GIS: partea grafică și baza de date alfanumerică.

Componenta grafică înseamnă în primul rând entități reprezentate vectorial (reprezentarea vectorială este cea care face posibile scalări practic nelimitate, analize valorice privind mărimi specifice și tot ea menține o dimensiune acceptabilă a bazei de date grafice), organizate într-o gamă destul de restrânsă (dar suficientă) de categorii: puncte (simbol punctiform), arce/linii (entitatea arc este o succesiune neîntreruptă de segmente de dreaptă sau de cerc și pe ea se bazează topologia de rețea, cea care fundamentează analizele de rețelistică), poligoane (limite de arii), centroid (punct asociat poligonului), texte (adnotări sau etichete), altele (în MGE și MicroStation GeoGraphics orice entitate grafică poate participa ca undefined), categorii de care se leagă și termenul de topologie. Elementele grafice intrând în componența proiectului GIS se grupează pe teme (tema poate avea oricare dintre denumirile alternative: strat, coverage, nivel sau layer) , iar o astfel de temă conține elemente dintr-o singură categorie.

De exemplu, tema "Străzi" va conține o mulțime de arce (linii fără grosime) ce reprezintă rețeaua stradală a localității vizate, pe când tema "Clădiri" este alcătuită din poligoanele reprezentând clădirile.

2.5.2. Aplicații ale sistemului GIS în APTS

Un sistem de informații geografice (GIS – Sistem Informatic Geografic) este un tip special de sistem computerizat de management al bazelor de date, în care bazele de date geografice sunt puse în relație una cu alta printr-un set comun de coordonate de localizare. Această legătură relațională permite utilizatorilor să interogheze și să selecteze înregistrări din baza de date, în funcție de atributele și proximitatea geografică. De exemplu, folosirea unui GIS într-un sistem de transport public oferă utilizatorilor posibilitatea de a localiza toate stațiile de autobuz aflate la cel mult 800 de metri de o anumită poziție geografică, să găsească cea mai apropiată stație de metrou sau să determine itinerarul cel mai bun de la locuința proprie, la un anumit magazin. Standardele furnizează interfețe între sistemele (inclusiv GIS) care permit ca datele să fie partajate între departamentele de transport și alți operatori, cum ar fi serviciile de apel de urgență și centrele regionale de management al traficului.

Utilizarea cea mai semnificativă a GIS, de către sectorul de transport public, este în sistemele de informare referitoare la rută și orar, pentru serviciul de transport urban. La nivelul cel mai de bază, organizațiile de transport public pot răspunde la cererile telefonice ale utilizatorilor care vor să știe ce autobuz sau autobuze pot fi utilizate pentru a ajunge dintr-un loc în altul și la ce ore sosesc aceste autobuze. Operatorii unor sisteme bazate pe GIS localizează punctele de plecare și de sosire și prin câteva interogări, află pentru utilizatorul apelant ruta cea mai potrivită, precum și graficul / orarul. Furnizorii de servicii de transport mai avansați dispun de sisteme pe Internet, permițând utilizatorilor abonați la astfel de servicii să acceseze direct sistemul și să formuleze întrebările singuri.

Sistemele de informații geografice sunt folosite și pentru evaluarea calității serviciilor oferite de rutele de autobuz existente, precum și pentru planificarea unor rute viitoare și/sau pentru eventuale modificări ale rutelor existente. Prin examinarea itinerariilor și opririlor actuale ale unui sistem de autobuze dat, în raport cu datele demografice asociate unor potențiali călători, organizațiile care furnizează servicii de transport pot evalua propriile servicii oferite publicului.

Figura 2.4.2. – Sistem de transport public bazat pe GIS

Pe măsură ce posibilitățile calculatoarelor și telecomunicațiilor cresc, iar datele spațiale precise devin tot mai disponibile, utilizarea sistemelor GIS în managementul sistemelor de transport public va crește. Fiecare organizație de transport public poate să știe unde se află vehiculele proprii, față de locul în care ar trebui să se afle, pentru a-și putea conduce sistemul de transport cât mai eficient. GIS asistă și va continua să asiste obținerea și afișarea acestor informații și furnizarea unui suport de decizie pentru operarea și planificarea transportului public.

3. SISTEME DE COMUNICAȚII UTILIZATE ÎN MEDIUL URBAN

3.1. Sisteme de comunicații

Comunitatea transportului public utilizează deja intens comunicațiile în operațiunile de zi cu zi. Implementarea „vehiculului inteligent” și aplicarea tehnologiilor APTS în transportul public determină apariția unor cerințe suplimentare, legate de comunicații. Tehnologia APTS și a „vehiculului inteligent” necesită comunicații pentru funcții integrate, cum ar fi:

interacțiunea dintre autobuz și centrul de control;

accesul la benzile de circulație a vehiculelor cu grad de ocupare mare (HOV – High Occupancy Vehicle) / autobuzelor de transport expres;

prioritatea semnalelor de trafic;

interfețe multimodale;

informare privind transportul multimodal;

informare în vehicul.

Dintre toate funcțiile APTS care implică comunicații, cea mai critică este legătura între vehicul și centrul de control. Multe alte funcțiile APTS pot fi realizate prin utilizarea emițătoarelor și receptoarelor electromagnetice de putere mică. Legătura dintre vehicul și centrul de control necesită însă, în cele mai multe cazuri, acoperirea unei suprafețe mari la nivelul unui oraș, ceea ce impune existența unui serviciu autorizat.

Cerința de comunicații între vehicul și centrul de control poate fi satisfăcută prin servicii de radio-emisie, care pot înlocui legăturile directe de comunicații dedicate. Spectrul alocat unei anumite stații de emisie FM este mai mare decât cel necesar pentru un semnal audio emis. în consecință, „surplusul” spectrului este disponibil pentru transmiterea altor servicii. Informația APTS poate fi suprapusă peste transmisiile obișnuite, de către stații radio FM comerciale convenționale și de către alte emițătoare de același tip. Pentru exemplificare se pot da sistemul avansat de informare prin radio pentru autostrăzi și sistemul de transmisie date prin radio (RDS).

Funcțiile care necesită informații detaliate, cum ar fi mesajele de securitate și avertizare și serviciile de ghidare pe rută, pot solicita existența unei legături de comunicații speciale. În acest caz, transportul public poate apela la tehnicile de telecomunicații alternative.

Din categoria tehnicilor de comunicații alternative fac parte:

telefonia celulară analog / digitală; serviciile de telefonie celulară convenționale acoperă cea mai mare parte a zonei metropolitane, dar se apropie de nivelul de saturație; telefonia celulară va fi din ce în ce mai accesibilă;

RDS cu subpurtătoare FM; informații de trafic și alte tipuri de informații pot fi transmise prin benzile laterale ale stațiilor radio FM comerciale;

comunicații personale; sunt încă în fază de dezvoltare, dar vor permite comunicații în orice zonă;

comunicații cu spectru larg; în loc să opereze pe o singură frecvență, sistemele de comunicații cu spectru larg transmit un semnal de putere mică, informația ce trebuie transmisă fiind distribuită într-o bandă de frecvențe. Pentru decodificarea informației transmise se folosește un „receptor inteligent”;

comunicații cu spectru partajat; co-existența în comunicațiile cu spectru partajat, a unor utilizatori ai informației publice privind siguranța care nu se referă la transport, prin utilizarea eșantionării digitale;

comunicații prin intermediul sateliților de pe orbite joase ale pământului;

sistem de comunicații comune cu organizații din domeniul siguranței publice și/sau a serviciilor pentru public;

comunicații de date fără fir; utilizarea comunicațiilor de date fără fir și a serviciilor comerciale;

radio mobil comercial;

sistem integrat de comunicații; utilizează o combinație de stații radio mobile și tehnologii de comunicație de genul celor enumerate mai sus.

3.2. Model de comunicatii în sistemele de date

Un sistem de comunicații este un ansamblu coerent de mijloace tehnice interdependente ce asigură transferul informațiilor între două puncte oarecare, aflate la o anumită distanță, cu o fiabilitate și fidelitate cât mai mare, eficient din punct de vedere economic, utilizând undele electromagnetice ca mijloc de transport.

Un sistem de comunicații de date conține trei componente de bază: sursa de date, canalul de comunicație și receptorul de date. În comunicațiile de date bidirecționale, sursa de date și receptorul de date își schimbă funcțiile, deci putem afirma că se transmit / recepționează date în același timp. Sistemul de comunicații de date are ca obiectiv doar transmiterea corectă a informației, el nu acționează asupra conținutului informației.

Figura 3.2.1 – Schema bloc a unui sistem de comunicații de date

Sursa de date debitează în sistem impulsurile electrice care reprezintă datele. Informația conținută în fluxul de date poate să provină de la un calculator electronic, telefon specializat, teleimprimator, cameră de luat vederi, dispozitiv de telecomandă, instalație de telemăsură etc. Transformarea mesajului ce conține informația în formă numerică se face după legi cunoscute în teoria transmiterii informației și în teoria semnalelor. Esențial pentru comunicațiile de date este faptul că informația aplicată sistemului este reprezentată numeric (de obicei binar) – prin date – fiecărui mesaj posibil fiindu-i asociat un număr întreg, reprezentat prin impulsuri electrice.

Transmițătorul realizează transformarea datelor în semnal transmis în linie (semnal de linie) prin codare și modulație.

Codorul are rolul de a transforma secvența de date {xi} obținută de la sursă într-o secvență codificată, astfel încât fiecărui mesaj al sursei i se asociază o secvență de impulsuri conform unui principiu de codificare.

Modulatorul are rolul de a transfera informația numerică conținută în biți codificați {xci} asupra unui semnal purtător cu caracteristici convenabile (putere, frecvență, etc.) propagării prin mediul de transmisie utilizat. Purtătorul este în general un semnal sinusoidal sau rectangular descris printr-o funcție continuă în timp și de un număr finit de parametri. Prin modulație unul sau mai mulți parametri ai purtătorului sunt modificați de semnalul numeric {xa}c obținându-se semnalul modulat XMi(t). Caracterul particular al modulației în sistemele de comunicații de date constă în aceea că semnalul modulator {xci} este numeric și în majoritatea cazurilor binare.

Canalul de comunicație poate fi o cale telefonică directă sau stabilită prin rețeaua de comunicație urbană sau interurbană. Linia de transmisiuni poate să fie cablu metalic sau cablu fibră optică, linie de microunde, linie radioreleu sau prin satelit. Transmiterea semnalului prin oricare din mediile de propagare enumerate se face cu deformări inevitabile. Unele deformări cu caracter determinist sunt datorate caracteristicile de transfer ale canalului de comunicații care nu sunt ideale. Canalele prezintă limitări in ceea ce priveste posibilitățile de vehiculare a informațiilor, limitări dependente de caracteristicile lor electrice si fizice.

Demodulatorul are rolul de a transforma semnalul modulat, recepționat la ieșirea din canalul de comunicații într-o secvență de biți corespunzătoare mesajului codificat. Procesul de demodulație este invers procesului de modulație.

Decodorul are rolul de a asocia fiecărui bloc de n biți, care ajunge la recepție, un mesaj de k biți. Între codor și decodor apare astfel o legătură de comunicații în care informația transmisă este codificată. Codarea/decodarea asigură stabilitatea semnalului de date la perturbații, putând însă să reducă și volumul fluxului de date transmis de sursă.

Receptorul sistemului realizează transformarea inversă a semnalului recepționat în flux de date. Refacerea datelor și interceptarea mesajului transmis de sursă trebuie să fie corectă, deși semnalul recepționat nu este identic cu cel transmis. În acest scop, structura semnalului transmis se alege astfel încât probabilitatea recepționării eronate să fie cât mai mică.

În funcție de posibilitățile de vehiculare direcționată a datelor, sunt cunoscute trei tipuri fundamentale de canale:

Simplex – presupune transmisia datelor într-o singură direcție.

Half-duplex – presupune transferul de date alternativ între cele două echipamente, când unul din echipamente se află în starea de emisie celălalt se află în recepție.

Full-duplex – presupune schimbul de date în ambele direcții simultan.

Figura 3.2.2 – Tipuri de canale de comunicație

3.3. Transmisiuni prin fibră optică

Fibrele optice folosesc ca purtător de informație radiația electromagnetica din spectrul vizibil 1014 – 1015 Hz. Ele permit o mult mai mare lărgime de bandă si o capacitate net superioară altor medii de transmisie. Principiul transmiterii datelor prin fibre optice este prezentat in figura 3.3.1 .

Distanța maximă de transmisie a informației optice depinde de atenuarea fasciculului luminos. Această atenuare depinde la randul ei de două elemente:

calitatea radiatiei luminoase emise (lungime de undă, putere, coerentă), fiind utilizate trei lungimi de undă: 850 nm, 1300 nm, 1500 nm

calitatea fibrei optice si a îmbinărilor acesteia.

Figura 3.3.1 – Principiul transmisiunii de date prin fibră optică

Performanța de a transporta radiația luminoasa la distanțe mari este determinată de nivelul de atenuare al fibrei. Acesta a evoluat continuu după cum se observă mai jos:

1966: 500 ÷ 1000 dB/km

1970: 20 dB/km la 850 nm

1976: 0.47 dB/km la 1300 nm

1979: 0.2 dB/km la 1550 nm

1986: 0.158 dB/km la 1550 nm.

Figura 3.3.2 – Variația atenuării cu lungimea de undă pentru o fibră optică

Fibrele optice pot avea o gama variată de forme, dimensiuni și domenii de lungimi de undă transportate. Tipic un cablu cu fibre optice are structura din figura 3.3.2.

Axa centrală a fibrei este ocupată de catre un mediu optic pur care are capacitatea de a transporta în siguranță radiația luminoasă pe distante mari. Lipsa semnalelor electrice și a conductoarelor de cupru flexibile face ca transmisiunile bazate pe fibre optice să fie relativ sigure din punctul de vedere al interferențelor electromagnetice. Spre deosebire de cablurile de cupru, în cazul fibrelor optice nu este posibilă introducerea zgomotelor prin metodele clasice. Mediul optic este aproape întodeauna sticla sau un material plastic cu calități optice superioare. Un fascicol luminos emis la un capăt al fibrei va fi recuperat la capătul opus, semnalul purtator de informație fiind unda luminoasă. Cablurile optice conțin grupuri de două sau mai multe fibre (figura 3.3.3). Deoarece fascicolul luminos se propagă de la o sursă catre receptor, rezultă ca o fibră poate transporta informația într-un singur sens. Pentru o transmisie duplex sunt necesare cel puțin două fibre. În cazul în care se utilizează lungimi de undă diferite, două radiații luminoase pot calatori pe aceeasi fibră cu condiția ca elementele opto-electronice utilizate la emisie și recepție să aibă capacitatea de a le separa, ceea ce presupune costuri suplimentare sub acest aspect. Mai multe fibre alcatuiesc un cablu optic. Diametrul fibrei optice variază de la 5 microni pană la cateva sute de microni. În cazul fibrelor optice care au diametrul miezului mult mai mare decat lungimea de undă a luminii transmise, fasciculul luminos circulă prin fibră reflectandu-se continuu la suprafața de separare dintre miez și înveliș. Fasciculele care patrund în fibră sub diferite unghiuri sunt reflectate de un numar variabil de ori, pe masură ce se deplasează de la un capăt la celalalt al fibrei și, în consecintă, nu ajung la capatul îndepărtat cu aceeasi relație de fază ca în momentul începerii propagării. Unghiurile diferite de intrare sunt numite moduri de propagare iar o fibră care transportă mai multe moduri se numeste fibră multimod. Fibrele care transporta un singur mod se numesc monomod.

Figura 3.3.3 – Cablu cu fibre optice

3.3.1. Transmisiuni prin fibră optică. Multimod

Transmisiunea multimod este datorată propagării unui grup de fascicule luminoase emise de către un LED. Un LED nu este o sursă de lumină foarte concentrată, fasciculul emis avand o împraștiere mare și prin urmare necesită o cale de transmisie optică destul de largă. Această rată de dispersie impune limitele maxime ale lungimii efective a fibrei optice. După o anumita distanță parcursă, dispersia face ca o parte din raza emisă de LED să se reflecte în peretele interior al mediului de sticlă. Cand se întampla acest lucru, impactul are loc sub un unghi foarte mic. În consecință, lumina nu trece în stratul de protecție, ci este reflectată de perete sub un unghi complementar. Această reflexie plasează razele dispersate pe o direcție de coliziune cu razele din fasciculul inițial ramase pe calea de transmisie axială. Aceste raze transportă în continuare același semnal informațional ca și raza ramasă aliniată cu axa centrală a fibrei.

Deoarece razele sunt astfel supuse unor reflexii multiple, pentru că viteza luminii este constantă (300.000 Km/s), rezultă ca transmisiunea axială ajunge la capatul fibrei înaintea reflexiilor multiple ale aceluiași semnal. Această dispersie multimodală determină și interacțiuni la nivel fotonic, modurile multiple se vor intersecta inevitabil pe axa centrală și vor interfera cu alte transmisiuni de semnale. Datorită dispersiei modale doar o parte din energia emisa va fi recuperată la recepție, cu alte cuvinte, transmisiunile multimod sunt predispuse unor atenuari importante. Aceste limitări le fac utilizabile în special pe distanțe scurte unde oferă un raport preț/performanță rezonabil. Fibra optică tipică utilizată în mod obisnuit în rețelele de calculatoare are diametrul de 62,5 microni și ofera suport pentru comunicații multimod comandate de un LED. Tipic se ating viteze de 100Mbps pe disțante de 10Km si 1Gbps pe 1Km. Deoarece vehicularea informației presupune transmiterea unor impulsuri luminoase, s-a descoperit ca se poate reduce semnificativ efectul dispersiei modale dacă impulsurile transmise au o forma specială (definită prin reciproca cosinusului hiperbolic) numite solitonuri.

Figura 3.3.1.1 – Moduri de propgare în fibra optica

3.3.2. Transmisiuni prin fibră optică. Monomod

Dacă diametrul miezului fibrei este doar de cateva ori mai mare decat lungimea de undă a luminii transmise, va fi favorizată propagarea doar a unui singur fascicol (sau mod) și nu va aparea nici o interferență între raze. Aceste fibre, numite fibre monomod, sunt mediile utilizate în majoritatea sistemelor de transmisie. Fibra monomod utilizeaza o dioda laser cu injectie (ILD – Injection Laser Diode). Laserele sunt binecunoscute pentru fasciculele lor extrem de focalizate și coerente. Și aceste raze suferă dispersii dar acestea sunt aproape insesizabile pe distanțele din domeniul rețelelor LAN. Într-un sistem de fibre optice monomod fasciculul laser transporta informația în lungul fibrei, reflexiile fiind nesemnificative. Prin urmare, fascicolul purtator transmis rămane aliniat cu axa centrală a fibrei de-a lungul întregului drum prin mediul respectiv. Pentru a reduce cat mai mult probabilitatea reflexiilor se utilizează medii optice cu indice de refractie n variabil dupa un anumit profil, astfel încat, pe masura ce raza se apropie de marginea fibrei părăsind traseul axial ea să sufere o reflexie progresivă datorită modificării corespunzătoare a indicelui de refractie al mediului. Pentru ca modurile de propagare să se întoarcă spre direcția axiala înainte de a atinge suprafața de separație se pot realiza fibre optice a caror indice de refracție nu este constant ci variaza în sectiune după un profil progresiv.

Fibrele optice monomod au în general un diametru între 5 și 10 microni și un strat protector de 125 de microni. La distanțe de 60Km se pot atinge viteze de 1Gbps iar la 10Km 6Gbps.

Dispersia lungimilor de undă la emisia radiației luminoase pentru sursa laser (monomod) si LED (multimod) este prezentată in figura 3.3.2.1.

Figura 3.3.2.1 – Dispersia lungimii de undă pentru diverse surse luminoase

3.4. Transmisiuni prin unde radio

Transmisiunile ghidate prezentate necesită existența unui mediu de propgare intrinsecă (conductoare, fibre optice, ghiduri de undă). În practică este necesară de multe ori depășirea unor obstacole naturale ceea ce a determinat utilizarea undelor electromagnetice radio ca suport de transmisie. Undele radio au avantaje importante datorită posibilitații de propagare prin aer sau vid, pot transporta date, pot traversa obstacole. Ele sunt utilizate atat pentru transmisii terestre cat și pentru transmisii prin satelit atunci cand se urmarește conectarea unor zone greu accesibile.

Existența undelor electromagnetice a fost dedusă teoretic de fizicianul britanic James Clerk Maxwell în 1865 și au fost generate și studiate pentru prima dată de fizicianul german Heinrich Hertz în 1887. Ele sunt caracterizate de frecventa f și lungimea de unda λ (lambda). Viteza de propagare a undelor electromagnetice în vid este viteza luminii:

c = λ * f

Viteza de propagare a undelor electromagnetice (viteza luminii) în vid este cunoscută și este de 3 x 108 m/s. Așadar cunoscand frecvența se poate determina lungimea de unda și invers. Un semnal cu frecvența de 2,4 GHz, frecvent utilizat în comunicațiile radio, va avea de exemplu o lungime de undă de 12,5 cm. În figura 3.4.1 este reprezentată maniera de identificare a undelor radio în spectrul electromagnetic.

Figura 3.4.1 – Utilizarea spectrului de frecvența în comunicații

Cu cat banda de frecvență a semnalului este mai largă cu atat el poate transporta mai multi biți în unitatea de timp (debit binar). Evaluarea eficienței transmisiei într-o anumită bandă poate fi exprimată prin numarul de biți transportați raportat la lațimea de bandă disponibilă (în biți/Hertz).

Derivand relația (c = λ * f) în raport cu lungimea de undă, se obține:

de unde, trecand la diferențe finite, rezultă:

relație care permite determinarea benzii de frecvență a unui canal de comunicatie radio, banda care la randul ei influențează în mod direct debitul binar care poate fi transportat.

Modul de utilizare a spectrului electromagnetic de catre diverse categorii de aplicații este reglementat de o agentie internațională, ITU-R (International Telecommunication Union) WARC (World Administrative Radio Conference). Există însă și alocari nonconforme acestor recomandări, cum sunt, de exemplu, reglementarile FCC (Federal Communication Commission) în SUA, ceea ce face ca anumite echipamente să nu funcționeze oriunde în lume.

Transmisiile radio uzuale folosesc o bandă îngustă de frecvențe, Xf/f<<1, pentru a obtine o eficiența sporită. In unele cazuri transmitatorul „sare” de la o frecventa la alta dupa anumite reguli ocupand o bandă mai largă, tehnica numinduse cu „spectru împrăștiat” (spread spectrum). Spectre mai largi sunt ocupate de tehnica numită „spectru împrăștiat cu secvență directă” (direct sequence spread spectrum).

Figura 3.4.2 – Transmisiuni radio

Aproape întregul spectru de frecvențe radio este utilzat pentru transmisiuni de date prezentand diverse particularitați in funcție de gama de frevențe (lungimi de undă). Principalele aplicații ale comunicatiilor în radiofrecvență sunt sintetizate în tabelul din figura 3.4.2. Frecvențele de pană la cațiva megahertzi (LF-low frequency, MF-Medium frequency) sunt utilizate în principal pentru transmisiuni vocale sau radiodifuziune AM. Domeniul frecvențelor inalte (HF-high frequency, 3-30MHz) prezintă proprietați de propagare variabile, transmisiunile radio în această gama de frecvențe necesitand totusi puteri de emisie relativ mici pentru arii de acoperire mari. Aceste semnale sunt reflectate de ionosferă, ceea ce în anumite condiții este un avantaj marind mult aria de acoprire (figura 3.4.3). Modificările care pot să apară la nivelul ionosferei determina însă efecte negative asupra propagării (fading, distorsiuni, intreruperi). Din acest motiv nu se utilizează pentru transmisiuni de date la mare distantă, cu excepția transmisiunilor telegrafice (15bps, CW). Deoarece rata erorilor este ridicată, este necesară detecția și corecția erorilor și stații intermediare de retransmisie automată. Se utilizează doar pentru telegrafie internațională și telefonie navală.

În anumite condiții transmisiunile radio exploatează reflexia troposferică. Troposfera se află la altitudine inferioară ionosferei (10 km fata de 50 km) și este mult mai stabilă. Reflexia troposferică a undelor radio este utilizată în transmisiuni pe distanțe de pană la 1000 km, reflexia propriu-zisa permițand transmisia dincolo de orizontul vizibil. Semnalul recepționat este o sumare a mai multor unde reflectate. Circuitele care utilizează reflexia troposferică necesită antene de diametre mari (intre 18 si 36m) si o mare putere de emisie comparativ cu utilizarea microundelor, de exemplu. Propagarea este însa afectata de condițiile atmosferice și de fenomenul de fading (suprapunere), costurile de exploatare fiind superioare celor necesare în cazul utilizării altor medii.

Figura 3.4.3 – Propagarea semnalelor radio

Domeniul frecvențelor foarte înalte și ultra înalte (VHF-very high frequency, UHF-ultra high frequency) este rezervat transmisiunilor radio FM și de televiziune, avand proprietăți optime de acoperire pentru arii restranse, în limita orizontului vizibil.

La frecvențe suficient de mari, peste 1GHz, undele electromagnetice capată proprietăți foarte bune de propagare directivă și sunt larg utilizate în transmisiunile de date moderne. Din acest motiv ele sunt tratate distinct, ca microunde.

3.4.1. Transmisiuni prin microunde

Legaturile de comunicație care folosesc microunde suportă sute de canale de comunicație tip voce, date sau televiziune, capacitatea lor fiind insă inferioară cablurilor coaxiale. Spectrul de frecvente alocat este cuprins între 1 GHz si 15 GHz.

Datorită directivitații lor microundele sunt afectate mai putin de interferențe dar necesită vizibilitate directă între punctul de emisie si cel de recepție. Luand în calcul curbura pamantului, pentru antene situate la inaltimea de 100m, distanța acoperită este de 80km. Microundele necesită relee intermediare pentru retransmisie situate uzual la distante de 30-50km și cu vizibilitate directă intre antenele acestora. Sunt necesare mai putine amplificatoare intermediare decat in cazul cablurilor coaxiale (care necesită amplificare la fiecare 2-6 km), motiv pentru care sunt preferate pentru transmisiunile TV la mare distanță. Un canal TV este echivalent cu 1200 canale telefonice și pot utiliza alternativ aceeasi bandă de frecvență în funcție de varfurile de solicitare. Antenele de microunde trebuie riguros orientate către antena corespondentă, fără obstacole intermediare. Unghiul fascicolului de radiație este de aproximativ 1° iar diametrul tipic al antenei este de 3m. Umezeala și temperatura pot modifica gradul de atenuare a radiației de microunde iar spontan pot să apară reflexii datorate interpunerii diverselor obiecte (aparate de zbor, stoluri de pasări, etc.). Variațiile de atenuare pot fi compensate automat la recepție.

Utilizările principale sunt în transportul de date, distribuția semnalelor TV și radio pe arii largi și telefonie civilă și militară.

3.5. Tehnologia NFC – Near Field Communication

NFC este o rețea wireless de frecvență înaltă pe distanțe scurte, care permite schimbul de date între dispozitive aflate la o distanță de maxim 10 cm.

Tehnologia NFC îmbina tehnologia RFID (Radio Frequency Identification) de identificare și infrastructura destinată cardurilor inteligente fără contact direct. Utilizând tehnologia NFC, un telefon mobil, de exemplu, poate prelucra pachete mici de date – integrate în etichete de acces rapid la servicii – și poate comunica cu alte dispozitive.

Comunicarea între doua dispozitive NFC compatibile are loc numai dacă acestea sunt poziționate în apropiere unul de altul. Deoarece raza de transmisie este de câțiva centimetrii, activarea tranzacțiilor este sigură, existența cititorului în imediata apropiere a dispozitivului NFC asigură utilizatorilor siguranța controlului asupra procesului.

Dispozitivele ce au încorporată această tehnologie își simplifică între ele comunicarea, primesc și ofera informații. NFC folosește frecventa de 13,56 MHz, iar viteza de transfer poate ajunge și până la 424 Kbit/s.

NFC este o interfață de comunicație fără contact. Transferul informației de la emițător la receptor se face prin tehnologia cuplajului electromagnetic (inductiv, tip RFID), figura 3.5.1

Figura 3.5.1 – Model de funcționare NFC

În sistemele NFC se realizează un schimb de informații între două dispozitive prin cuplaj radio inductiv. Unul dintre dispozitive este numit inițiator, având rol activ, iar celălalt este numit ținta, cu rol pasiv.

În figura 3.5.2 sunt prezentate difetite moduri de comunicare posibile, între două dispozitive NFC. Un chip NFC înglobat într-un dispozitiv mobil poate să citească informații conținute într-o etichetă (TAG – RFID) – fig.3.5.2a, poate emula un card inteligent pentru a permite acces controlat – fig.3.5.2b, sau poate realiza o comunicare directă între două dispozitive NFC – fig.3.5.2c.

Figura 3.5.2 – Moduri de comunicare NFC posibile

Tehnologia NFC se încadrează în categoria tehnologiilor wireless ce asigură o comunicare pe distanțe scurte, Bluetooth, ZigBee, IrDA, RFID, WiFi. În figura 3.5.3 este dată poziționarea NFC față de alte tehnologii:

Figura 3.5.3 – Poziționarea NFC față de alte tehnologii

O categorie de aplicații ale tehnologiei NFC este în domeniul plăților și al tichetelor de transport, prin utilizarea telefonului ca mijloc de plată sigur prin simpla atingere a acestuia de cititoarele de carduri de credit care dispun de tehnologie NFC. Conexiunea între telefon și POS se face foarte rapid, în mai putin de o zecime de secundă.

Tehnologia NFC permite accesarea de servicii mobile precum informații meteo, orare de călătorie – pentru aceasta este suficientă atingerea telefonului de etichetele de acces rapid la aceste servicii.

4. BAZE DE DATE

Bazele de date și tehnologia bazelor de date au un impact major cu privire la utilizarea tot mai mare a calculatoarelor. Bazele de date joacă un rol critic în aproape toate domeniile în care computerele sunt folosite, inclusiv în afaceri, comerț electronic, inginerie, medicină, genetică, drept, educație, știință și bibliotecă.

Încă de la apariția lor, bazele de date au reprezentat unul dintre domeniile cele mai cercetate în informatică. O bază de date este un depozit de date destinat să sprijine stocarea eficientă a datelor, dar și regăsirea și întreținerea acestora. Pentru a răspunde cerințelor diverse care există în industrie s-au creat în timp mai multe tipuri de baze de date. O bază de date poate fi folosită pentru a stoca fisiere binare, documente, imagini grafice sau video, date relaționale, date multidimensionale, date tranzactionale, date analitice, date geografice, pentru a numi doar câteva dintre tipurile cele mai uzuale.

Datele pot fi stocate în diferite formate, cum ar fi: tabelar, ierarhic sau graf. În cazul în care datele sunt stocate în format tabelar, atunci avem de a face cu o bază de date relațională. Atunci când datele sunt organizate într-o structură arborescentă, avem de a face cu o bază de date ierarhică. Datele stocate sub forma unui graf care reprezintă relațiile dintre obiecte alcătuiesc o bază de date de tip rețea.

Principiul fundamental al bazelor de date este unicitatea informațiilor – orice informație este înregistrată o singură dată și poate fi utilizată ori de cate ori este nevoie, de către diferiți utilizatori și în diferite momente.

O bază de date trebuie sa satisfacă cinci condiții esențiale:

1. Buna reprezentare a realității – baza de date trebuie să ofere întotdeauna o imagine fidela a realității prin informații fiabile și actualizate.

2. Independența datelor față de prelucrări – datele constituie imaginea fidela a lumii reale iar programele de aplicații trebuie să fie concepute în raport cu această structură a datelor.

3. Non-redundanța informației – informația conținută în baza de date trebuie să fie unică din punct de vedere semantic și fizic.

4. Securitatea și confidențialitatea datelor – securitatea datelor trebuie asigurată prin proceduri fizice, iar confidențialitatea prin proceduri care să împiedice accesul utilizatorilor neautorizați.

5. Performanțe în exploatare – orice cerere de prelucrare trebuie să fie satisfacută într-un timp convenabil utilizatorului, ceea ce presupune folosirea unor tehnici de optimizare pentru reducerea timpului de prelucrare.

4.1. Sistemul de gestiune a bazelor de date – SGBD

În timp ce o bază de date reprezintă doar un simplu depozit de date, sistemele de gestiune ale bazelor de date, pe scurt SGBD, reprezintă un grup de instrumente software cu ajutorul cărora se controlează accesul, se organizează, înmagazinează, gestionează, se extrag și se întrețin datele din cadrul unei baze de date. În practică, termenii de bază de date, server de bază de date, sistem de baze de date, server de date și sistem de gestiune al bazelor de date se folosesc de cele mai multe ori în mod alternativ.

În primul rând, apare necesitatea de a avea mai mulți utilizatori care să insereze, să actualizeze și să șteargă datele în cadrul aceluiași fișier de date fără a se incomoda unul pe celălalt. Acest lucru presupune faptul că utilizatorii nu vor putea întreprinde acțiuni în urma cărora datele să devină inconsistente și nici nu se vor pierde date în urma efectuării anumitor operații. De asemenea, este nevoie de o interfață standard folosită la accesul datelor, de instrumente pentru realizarea de copii de rezervă, de restaurare și recuperare a datelor, precum și de o modalitate de a rezolva și alte aspecte, cum ar fi capacitatea de a lucra cu volume mari de date și utilizatori. Produsele software destinate lucrului cu baze de date au fost proiectate tocmai pentru a rezolva toate aceste aspecte.

Din punct de vedere conceptual, gestiunea bazelor de date se bazează pe ideea separării structurii bazei de date de conținutul acesteia. În sistemele de baze de date definirea datelor se separă de programele aplicație, astfel încât utilizatorii văd doar definiția externă a unui obiect fără a cunoaște modul în care e definit acesta și cum funcționează. În acest mod, definiția internă a obiectului poate fi modificată fără a afecta utilizatorii acestuia dacă nu se modifică definiția externă. De exemplu, dacă sunt adăugate noi structuri de date sau sunt modificate cele existente, atunci programele aplicație nu sunt afectate dacă nu depind direct de ceea ce se modifică.

Structura bazei de date reprezintă o colecție de descrieri statice ale tipurilor de entități împreună cu relațiile logice stabilite între ele.

Relațiile logice reprezintă asociațiile dintre mai multe entități.

O entitate este un obiect distinct ce trebuie reprezentat în baza de date.

Un atribut este o proprietate ce descrie un anumit aspect al obiectului ce se înregistrează în baza de date.

Scopul unui sistem de gestiune al unei baze de date este acela de a oferi un mediu care să fie și convenabil, dar și eficient pentru a putea fi folosit la:

extragerea informațiilor din baza de date;

înmagazinarea datelor în baza de date.

Bazele de date sunt de obicei folosite la gestionarea unei mari cantități de date, ceea ce presupune existența următoarelor caracteristici:

definirea structurilor (modelarea datelor);

utilizarea unor mecanisme de manipulare a datelor;

asigurarea securității datelor în baza de date;

asigurarea controlului concurenței în cazul utilizării sistemului de către mai mulți utilizatori.

4.2. Componentele unei baze de date

Sistemele de gestiune a bazelor de date sunt alcătuite dintr-o serie de module ce îndeplinesc diverse funcționalități. Anumite funcționalități sunt îndeplinite împreună cu sistemul de operare pe care este folosit sistemul respectiv. Principalele componente ale unui sisteme de gestiune al bazelor de date sunt:

Administratorul de fișiere gestionează alocarea spațiului pe disc precum și structurile de date utilizate la reprezentarea datelor pe disc. Acesta transmite cererea către metoda de acces corespunzătoare care fie citește datele din buffer-ul sistemului, fie le scrie în acesta.

Administratorul bazei de date acceptă interogările și examinează schemele externe și conceptuale pentru a determina ce înregistrări sunt necesare pentru a satisface o anumită cerere, după care apelează administratorul de fișiere pentru a efectua cererea.

Procesorul de interogare transformă interogările într-o serie de instrucțiuni de nivel jos adresate administratorului de baze de date.

Figura 4.2.1 – Componentele bazei de date

4.3. Securitatea bazei de date

Odată cu dezvoltarea organizațiilor ce au ca obiect de activitate tehnologia informației, s-a acumulat un volum foarte mare de date din diferite domenii de activitate. Toate aceste date pot sta la baza unor decizii foarte importante, ceea ce înseamnă faptul că datele au devenit extrem valoroase pentru organizații, astfel încât este necesar să se acorde mare atenție securității acestora. Din aceste motive, fiecare persoană din cadrul organizației trebuie atenționată și responsabilizată referitor la breșele de securitate ce pot apare luându-se măsuri pentru a proteja datele din domeniul în care lucrează.

Adesea, problemele legate de securitate sunt complexe și pot implica aspecte juridice, sociale sau etice, probleme legate de politicile implementate sau legate de controlul echipamentului fizic. Securitatea bazei de date se referă la protecția bazei de date împotriva amenințărilor intenționate sau neintenționate, folosind elemente de control, care pot sau nu pot fi bazate pe echipamentul de calcul. Analiza securității bazei de date cuprinde nu numai serviciile oferite de SGBD, ci o gamă mai largă de probleme asociate cu baza de date și securitatea mediului. Mai mult, aspectele legate de securitate nu se referă doar la datele existente în baza de date, deoarece breșele de securitate pot afecta și alte părți ale sistemului, care, ca rezultat, pot afecta baza de date.

În consecință, prin concentrarea atenției doar asupra securității bazei de date nu se va obține o bază de date sigură. Toate componentele sistemului trebuie să fie sigure: baza de date, rețeaua, sistemul de operare, clădirea în care se află baza de date, dar și persoanele care accesează sistemul.

Figura 4.3.1 prezintă vederea de ansamblu asupra securității unei baze de date.

Figura 4.3.1 – Securitatea bazei de date

Proiectarea și implementarea unei baze de date securizate implică realizarea următoarelor obiective:

Caracterul privat – datele nu pot fi cunoscute de persoane neautorizate

Integritatea – numai utilizatorii autorizați pot modifica datele

Disponibilitatea – utilizatorilor autorizați nu trebuie sa li se interzica accesul

Pentru a atinge aceste obiective, o politică clară de securitate trebuie să fie dezvoltată, care să descrie măsurile necesare. În special, trebuie sa se stabilească ce utilizatori pot accesa baza de date, precum și datele la care au acces. Suplimentar, trebuie stabilite și operațiile permise pe setul de date.

Motivul pentru care securitatea bazei de date a devenit o problemă importantă este din cauza cantităților tot mai mari de date extrem de importante care sunt colectate și stocate pe calculator. Orice pierdere de disponibilitate sau pierdere de date ar putea fi dezastruoasă. O bază de date este o resursă colectivă esențială, care trebuie să fie asigurată in mod corespunzător, folosind elemente de control adecvate.

Pericolele ce pot afecta securitatea datelor pot reprezenta orice situație sau eveniment intenționate sau nu care ar putea afecta în mod negativ un sistem și, la final, întreaga organizație. Distrugerile pot fi tangibile (pierderea datelor) sau intangibile (pierderea credibilității sau încrederii clientului). Orice pericol trebuie văzut ca o breșă potențială în securitatea sistemului, care dacă reușește, va afecta întreaga organizație.

Câteva exemple de pericole ce pot fi luate în considerare:

Datele folosite ca către un utilizator ce are acces la disc;

Colectarea sau copierea neautorizată a datelor;

Modificarea programelor;

Acces ilegal al unor persoane rau intenționate;

Furtul datelor, programelor sau echipamentelor;

Instruirea inadecvată a personalului;

Prezentările neautorizate de informații;

Calamitați (foc, inundații, explozii);

Ruperea sau deconectarea cablurilor;

Viruși.

Cât de mult suferă o organizație afectată de materializarea unor astfel de pericole depinde de o serie de factori, cum ar fi existența măsurilor de securitate și a planurilor de măsuri pentru situații speciale.

De exemplu, dacă apare o defecțiune hardware care modifică capacitatea de stocare, toate activitățile de procesare trebuie întrerupte până la remedierea problemei. Perioada de inactivitate și viteza de restaurare a bazei de date depind de posibilitatea utilizării de elemente alternative hardware și software, de perioada de timp trecută de la realizarea ultimei copii de siguranță, de timpul necesar pentru restaurarea sistemului, precum și de faptul că datele pierdute nu pot fi restaurate și recuperate.

4.4. SQL

Limbajul SQL poate fi considerat unul din motivele majore pentru succesul comercial al bazelor de date relaționale. Pentru că a devenit un standard pentru bazele de date relaționale, utilizatorii au fost mai putin preocupați de migrarea aplicațiilor de baze de date de la alte tipuri de sisteme de baze de date – de exemplu modelul retea sau ierarhic la modelul relational. Chiar dacă utilizatorii au devenit nemultumiți de sistemul particular relațional folosit, trecerea la un alt sistem relațional oferit de SGBD, nu s-a așteptat a fi costisitoare sau consumatoare de timp, pentru că ambele sisteme foloseau același limbaj. În practică, desigur, exista multe diferențe între diverse pachete de SGBD relaționale comerciale.

Limbajul structurat de interogare (SQL) este un limbaj de nivel înalt care permite utilizatorilor să opereze cu date relaționale. Unul dintre aspectele de fortă ale limbajului SQL este acela că utilizatorii nu trebuie decât să specifice informația de care au nevoie fără a fi nevoiți să cunoască felul în care aceasta este extrasă. Sistemul de management al bazei de date este responsabil cu stabilirea căii de acces pentru a ajunge la date. SQL lucrează cu mulțimi, adică va extrage rânduri din unul sau mai multe tabele.

SQL are trei sublimbaje, în funcție de funcționalitatea cerută:

DDL – Data definiton language (limbaj de definire a datelor ) folosit pentru a defini, modifica sau elimina obiecte din baza de date

DML – Data manipulation language (limbaj de manipulare a datelor) folosit pentru a citi și modifica date

DCL – Data control language (limbaj de control al datelor) folosit pentru a permite sau retrage autorizări

Schema unei baze de date relaționale reprezintă o descriere formală a tuturor relațiilor și asocierilor din cadrul unei baze de date. Cu ajutorul limbajului SQL se poate realiza o implementare fizică a unei astfel de scheme (ceea ce mai este cunoscut și sub denumirea de "model fizic de date"). Deși cei mai mulți dintre producătorii de baze de date respectă standardele ANSI și ISO pentru limbajul SQL, există totuși o serie de diferențe de sintaxă la fiecare dintre aceștia. Din acest motiv, fiecare model fizic de date este specific unui anumit produs de baze de date. Mulți programatori folosesc astăzi limbaje de programare orientată pe obiecte, dorind în același timp să acceseze baze de date relaționale.

4.4.1. Lucrul cu proceduri stocate

Procedurile stocate și functiile sunt obiecte ale bazei de date care pot încorpora comenzi SQL și elemente de logică a aplicației. Prin păstrarea unei părți a logicii aplicației în baza de date se obține o creștere a performanțelor prin reducerea considerabilă a traficului de pe rețea între baza de date și aplicație. Suplimentar, aceste obiecte oferă o locație centralizată de păstrare a codului, astfel încât acesta se poate refolosi.

O procedură stocată este un obiect al bazei de date care încorporează comenzi SQL și elemente de logică a aplicației. Aceasta ajută la îmbunătățirea performanțelor prin reducerea traficului de date de pe rețea.

Figura 4.5.1 – Reducerea traficului pe rețea prin folosirea procedurilor stocate

În colțul din stânga sus al figurii, se pot vedea cateva comenzi SQL executate una dupa cealaltă. Fiecare comanda SQL se trimite de la client la serverul de date, iar serverul de date întoarce rezultatul înapoi la client. Prin executarea mai multor astfel de comenzi SQL, crește traficul pe rețea. În partea de jos a figurii se vede o metodă alternativă care propune un trafic mai redus. Această a doua metodă apelează o procedură stocată, numită myproc păstrată pe server, care conține același cod SQL; după care, pe partea de client (în stânga), se folosește comanda CALL pentru a apela procedura. Cea de-a doua metodă este mult mai eficientă, deoarece există un singur apel al comenzii care se trimite pe rețea, fiind returnat un singur rezultat înapoi la client.

Procedurile stocate pot fi utile în cadrul bazei de date și din motive de securitate. De exemplu, se poate permite utilizatorilor să acceseze tabele sau vederi numai prin intermediul procedurilor stocate, ceea ce asigură serverul și ține la distanță utilizatorii care altfel ar putea accesa informații cheie pe care nu ar trebui să le obțină. Acest lucru este benefic deoarece utilizatorii nu au nevoie de anumite privilegii explicite pe tabele sau vederi, ci doar de acele privilegii care să le permită accesarea procedurilor stocate.

În principal, există două tipuri de proceduri stocate: procedurile SQL și procedurile externe. Procedurile SQL sunt scrise în limbaj SQL, iar procedurile externe sunt scrise într-un limbaj gazdă, dar mai există și alte diferențe importante între aceste atât în comportament cât și în pregatire.

Procedurile SQL și procedurile externe sunt alcătuite dintr-o parte de definire și codul propriu-zis al acestora. Atât procedurile SQL cât și procedurile externe au nevoie de următoarele informații:

numele procedurii

parametrii de intrare și de ieșire

limbajul în care se scrie procedura. Pentru procedura SQL aceasta este SQL.

informațiile ce trebuie folosite la apelul procedurii, cum ar fi opțiunile adoptate la execuție, timpul de execuție al acesteia precum și dacă procedura întoarce sau nu un rezultat.

4.4.2. Folosirea SQL în aplicații

SQL este limbajul standard ce permite utilizatorilor să comunice cu serverul bazei de date, dar pentru a scrie aplicații complexe de mari dimensiuni care folosesc baze de date, utilizarea doar a limbajului SQL nu este suficientă.

Limbajele folosite la elaborarea aplicațiilor, cum ar fi C, C++ sau Java oferă utilizatorilor un control mai riguros și o logică funcțională mai puternică. Aceste limbaje, cunoscute sub denumirea de limbaje gazdă se pot integra bine cu limbajul SQL pentru a putea comunica cu baza de date în cadrul aplicațiilor. În acest caz, se spune că limbajul SQL este încorporat în aplicația gazdă.

Alte tehnici permit utilizarea directă a apelurilor către interfața de programare a aplicațiilor (API) pentru a obține accesul la baza de date. De exemplu, ODBC, CLI și JDBC sunt astfel de interfețe de programare aplicațiilor folosite în cazul bazelor de date.

Toate tehnicile de folosire a limbajului SQL precum și a modului în care acestea interacționează cu baza de date sunt prezentate în Figura 4.5.2.1 de mai jos.

Figura 4.5.2.1 – Rezumatul tuturor tehnicilor folosite în aplicațiile SQL

5. SISTEME UTILIZATE ÎN INFORMAREA CĂLĂTORILOR

Informarea călătorilor reprezintă unul dintre cele mai importante aspecte în derularea traficului. În zilele noastre aceste sisteme inteligente de informare sunt prezente la tot pasul, în zonele metropolitane, parcuri naționale, zone rurale etc, ele furnizand informații utile pentru călători sau turiști îndrumandu-i să parcurgă drumul dorit în cele mai sigure condiții și cu ușurință sporită.

În urmă cu mai multe decenii informarea călătorilor consta în simple informații cu privire la trafic și informații meteorologice. În zilele noastre, informațiile oferite sunt colectate din teren și transmise prin intermediul unor sisteme mult mai sofisticate care diferă în funcție de parametrii care se doresc a fi analizați, de infrastructura pusă la dispoziție de sectorul public și de cel privat. Zonele metropolitane, în general, au preluat conducerea în acest domeniu, dar deasemenea există multe zone de turism rural în care au fost construite parteneriate solide și au fost făcute investiții semnificative care vin în întâmpinarea turiștilor cu informării de călătorie.

În cadrul sistemelor de management al traficului un rol special îl au subsistemele de informare a călătorilor. Subsistemele de informare a călătorilor nu pot fi realizate fără informații primite de la Centrele de monitorizare trafic și de la sistemele de management al transportului respectiv. ATIS se bazeaza pe conceptul conform căruia cu cât este disponibilă mai multa informație, cu atât călătorii iși vor optimiza timpul de călătorie, ruta sau modul de transport, ceea ce conduce și la creșterea eficienței sistemului de transport multimodal.

Informarea călătorilor, fie înainte de călătorie, fie în timpul acesteia, poate fi clasificată ca fiind: statică sau în timp real. Informația statică a călătorilor, din care cea mai mare parte poate fi considerată informare înainte de călătorie. Informația în timp real poate fi furnizată atât înainte de călătorie, cât și în timpul călătoriei.

Pentru ca informarea călătorilor să fie utilă, aceasta trebuie să fie actuală și primită în timp util pentru a permite utilizatorului să acționeze conform informațiilor primite. Călătorii vor și trebuie să știe că informația este corectă.

Funcțiile pincipale ATIS sunt orientate către:

călători:

planificarea călătoriei în transport multimodal în cazul în care călătorul are nevoie de mai multe tipuri de mijloace de transport pentru a ajunge la destinație;

informarea călătorilor asupra incidentelor sau asupra întrârzierilor survenite;

timpul de călătorie preconizat până la destinatie;

timpul pana la următoarea conexiune multimodală;

informații cu privire la modul în care se respectă orarul de mers;

sistemul de taxare care urmează pe rută.

operatori și conducători:

ghidarea "on-line" a vehiculului pe ruta de transport;

informații asupra unor condiții de trafic nefavorabile (starea drumului, ambuteiaje, etc.);

restricții referitoare la operarea vehiculelor comerciale (în cazul transporturilor comerciale);

informații referitoare la parcări și starea de ocupare a acestora.

manageri

managerii sistemelor de transport au acces la toate tipurile de informații menționate mai sus.

Figura 5.1 – Sistem de comunicații pentru informarea călătorilor

5.1. Informare înainte de călătorie

Figura 5.1.1 – Informare înainte de călătorie

Prin mijloace IT

Utilizarea unui computer înainte de calatorie reprezinta una dintre cele mai utilizate tehnologii pentru informare, incluzând serviciile de internet și buletinele electronice de știri.

Internetul – este un serviciu ușor de utilizat și la îndemâna oricui. Cu ajutorul unui sigur calculator conectat la internet se pot obține informații despre un anumit parcurs, previziuni meteorologice cât și imagini în timp real din trafic.

Buletine electronice – reprezintă un sistem de informare bidirecțional care utilizează terminalele calculatorului, acasă sau la birou, pentru solicitarea și afișarea informațiilor de călătorie.

Prin telefon

Sistemul cu bandă înregistrată de tip buclă – Sistemul cu bandă înregistrată de tip buclă difuzează în mod continuu mesaje preînregistrate și nu acceptă comenzi interactive de la cel care sună.

Telefon de asistenta a calatorului – telefonul de consiliere a calatorilor (TAT) cunoscut si sub denumirea de audiotext – poate furniza informatii la minut despre trafic sub forma unor mesaje vocale, inainte sau in timpul calatoriei

Sistem cu răspuns vocal – Un sistem cu răspuns vocal (VRS) furnizează celor care sună un răspuns vocal interactiv și servicii de mesagerie vocală. Sistemul este o interfață între rețeaua telefonică și aplicațiile gazdă.

Prin televiziune

Teletextul – Tehnologia teletext utilizează partea Intervalului Liber Vertical (VBI), din lărgimea de bandă a canalului TV. Informația poate fi transmisă atât prin cablu TV cât și prin intermediul canalelor comerciale. Pentru a putea interacționa cu informația utilizatorul trebuie să aibă la dispoziție un televizor standard echipat cu un receptor WST (World System Teletext). Informațiile furnizate prin intermediul teletextului includ: informații cu privire la localizarea blocajelor în trafic precum și hărți schematice.

Posturi TV locale sau naționale – au spațiu de emisie alocat unui canal de trafic special ce are în grila de programe emisiuni specializate menite să ajute persoanele care doresc să efectueze deplasări. Informațiile transmise pe un astfel de canal pot include hărți cu sectoare de drum, scheme codate cu diferite culori pentru a diferenția zonele aglomerate de zonele cu trafic normal, un raport zilnic al incidentelor precum și descrierea textuală a acestora.

5.2. Informare în timpul călătoriei

Figura 5.2.1 – Informare în timpul călătoriei

Pe parcursul rutei

Panouri cu mesaje variabile – VMS (Variable Message Sign) reprezintă un sistem electronic de semnalizare a traficului folosit în special pe autostrăzi și drumuri expres pentru a oferi călătorilor informații despre evenimentele speciale care pot apărea. Panourile cu measaje variabile furnizează automobiliștilor informații dinamice cu privire la congestiile din trafic, limitări de viteză, rute ocolitoare în caz de accident, număr de locuri libere în parcări, precum și avertizări cu privire la construcția și întreținerea părții carosabile.

Figura 5.2.2 – VMS – Panou cu mesaj variabil pe drum expres

Panourile cu mesaje variabile (VMS), adesea numite înlocuibile (CMS – Changeable Message Signs) sau dinamice (DMS – Dinamic Message Signs), sunt sisteme electronice des întâlnite în trafic, pe autostrăzi și au rolul de a informa participanții la trafic și călătorii despre posibile evenimente apărute în trafic cum ar fi: congestii de trafic, accidente, zone aflate în lucru, limite de viteză acceptate pe un anumit sector de autostradă, numărul locurilor de parcare dintr-o incintă. Deasemenea panourile cu mesaje variabile pot afișa mesaje dinamice cu privire la condițiile meteorologice, orare de zbor, timpul estimat până la următoare oprire etc.

Există mai multe tehnologii de construcție a panourilor cu mesaje variabile (VMS), cele mai des folosite fiind urmatoarele:

cu discuri pivotante (flip-disc sau flip dot).

Este o tehnologie electromecanică folosită pentru afisarea informației. Sistemul este alcatuit dintr-o grila pe care sunt dispuse discuri de metal de mici dimensiuni, colorate strălucitor pe o parte și negre pe cealaltă. Discurile au in componența lor un magnet iar la trecerea curentului electric un sistem computerizat interpretează datele, de obicei caractere si rotește discurile astfel încat sa producă mesajul dorit.

Figura 5.2.3 – Sistem de afișare cu discuri pivotante

Cu LED-uri

LED (light-emitting diode) însemnând diodă emițătoare de lumină, este o diodă semiconductoare ce emite lumină la polarizarea directă a joncțiunii p-n. Efectul este o formă de electroluminescență. Un LED este o sursă de lumină mică, de cele mai multe ori însoțit de un circuit electric ce permite modularea formei radiației luminoase.

Culoarea luminii emise depinde de compoziția și de starea materialului semiconductor folosit și poate fi în spectrul infraroșu, vizibil sau ultraviolet.

Primele sisteme cu LED-uri s-au folosit în scopuri comerciale prin înlocuirea becurilor cu incandescența și a lămpilor cu neon, precum și introducerea display-urilor pe 7segmente, ce pot afișa cifrele de la 0 la 9 precum și un numar limitat de litere.

Nivelul scazut al consumului de energie, al întreținerii echipamentelor ce folosesc LED-uri, precum și ușoara implementare, a condus la folosirea acestor sisteme într-o gama variata de echipamente și instalații.

Display-urile cu LED-uri se folosesc în cele mai variate situații, pentru afișarea informațiilor in aeroporturi, gări și transport urban.

Figura 5.2.4 – Sistem de afișare cu LED-uri

Cu display LCD

Afișajul cu cristale lichide (Liquid Crystal Display, prescurtat LCD) este un dispozitiv de afișare pentru litere, cifre, grafică și imagini, fiind constituit dintr-o matrice de celule lichide care devin opace sau își schimbă culoarea sub influența unui curent sau câmp electric.

Se prezintă sub forma unui ecran afișor (display) care este comandat electronic printr-un decodificator de caractere numerice și alfabetice. Este folosit frecvent în construcția ceasurilor digitale (ceasuri care au în locul acelor arătătoare un afișor de tip LCD), la afișările de date la mașini, mașini de uz casnic, inscripții și semnalizări electronice.

Cristalele lichide sunt, în cazul de față, combinații chimice de natură organică aflate în stare lichidă. Ele au proprietatea de a putea fi comandate de o corespunzătoare tensiune electrică, astfel încât își ordonează moleculele trecând de la stare „transparentă” la stare „netransparentă”. Concret, este vorba de o polarizare electrică a unor molecule lichide care în contrast cu restul „câmpului” formează o imagine vizibilă.

Figura 5.2.5 – Sistem de afișare cu display LCD

Hibride

Un VMS hibrid utilizează atât tehnologia discurilor rotative reflectorizante, cât și pe cea a LED-urilor. Fiecare disc rotativ are în centru o gaură, prin care să treacă lumina. Lumina este generată de un grup de LED-uri. Când pixelul este activat, discul se rotește, permițând luminii să treacă prin gaură, îndreptând spre trafic partea reflectorizantă. Când pixelul este stins, discul este rotit cu partea opacă spre trafic, blocând sursa de lumină.

Avantajele și dezavantajele tehnologiilor VMS:

Informare în stații

Cabina interactivă – este un computer bazat pe un terminal sau un display care este folosit să ofere informații sau servicii în spații publice cum ar fi gări, aeroporturi, stații de metrou etc. Acest echipament este utilizat pentru o gamă largă de servicii: catalog de sevicii, mersul trenurilor, acces la internet, ghid turistic.

Figura 5.2.6 – Sistem interactiv de informare turistică

Informare personală

PDA – Personal digital assistant – sunt calculatoare mici, de ținut în mână proiectate ca agende personale electronice dar care cu timpul au căpătat funcții polivalente. Asigură posibilitatea de recepționare a datelor digitale cu privire la starea rețelei de transport (și alte informații), atât înainte de călătorie, cât și în timpul călătoriei.

Pager – este un dispozitiv personal de mici dimensiuni prin intermediul căruia se pot receptiona mesaje scurte. Unele semafoare sunt controlate de mesajele trimise de pe un pager.

Informare în vehicul

Conține informații referitoare la ruta vehiculului, oprile sale si eventuale conexiuni cu alte linii sau de transport.

6. Soluție pentru informarea călătorilor în stații

6.1. Arhitectura sistemului

Pentru demonstarea modului de funcționare a unui sistem de informare în timpul călătoriei am ales două stații de pe linia autobuzului 178 acestea fiind situate în zone de interes ridicat în ceea ce privește derularea traficului, extrem de aglomerate la ore de vârf.

Acestea se află în sectorul 6, Municipiul Bucuresti, stația Orșova pe șoseaua Virtuții și stația Pasaj Lujerului pe bulevardul Uverturii. În prezent nu există un astfel de sistem implementat în aceste stații, dar ar fi foarte util pentru a ajuta călătorii să aleagă traseul și mijlocul de transport potrivit.

Figura 6.1.1 – stația Orșova

Figura 6.1.2 – stația Pasaj Lujerului

Distanța dintre cele doua stații este de aproximativ 500 de metri.

Figura 6.1.3 – Distanța între stații

Traseul autobuzului din studiu face legătura între Sala Palatului și autostrada A1. În stațiile menționate există posibilitatea de a opta pentru alte mijloace de transport în comun, dacă timpul de sosire este mai mare decât a planificat călătorul, de aceea importanța informațiilor corecte și în timp real este foarte mare.

Pentru realizarea machetei am considerat figura 6.1.4

Figura 6.1.4 – Schema pentru realizarea machetei

În prezent nu există sistem de informare în stație pe linia acestui autobuz. În studiu am considerat distanța între cele două stații 500 m, senzorii fiind amplasați după cum urmează:

Senzor 1 la aproximativ 500 de m înainte de stația 1

Senzor 2 la aproximativ 250 de m înainte de stația 1

Senzor 3 la aproximativ 500 de m înainte de stația 2

Senzor 4 la aproximativ 250 de m înainte de stația 2

Am condisderat o viteză medie de depalsare a autobuzului de aproximativ 30km/h, rezultând astfel că pentru parcurgerea distanței de 500 m este necesar un timp de 60 secunde.

În momentul în care autobuzul este detectat de Senzor 1 pe Display 1 se afișează timpul de sosire de 60 secunde, iar pe display 2 timpul de 2 minute.

În momentul în care autobuzul este detectat de Senzor 2 pe Display 1 se afișează timpul de sosire de 30 secunde, iar pe Display 2 timpul de 1,5 minute.

În momentul în care autobuzul este detectat de Senzor 3 pe Display 2 se afișează timpul de sosire de 60 secunde.

În momentul în care autobuzul este detectat de Senzor 4 pe Display 2 se afișează timpul de sosire de 30 secunde.

Schema bloc a sistemului

Figura 6.1.5 – Schema bloc a sistemului

6.2. Schema electrică

Figura 6.2.1 – Schema electrică

Blocul de alimentare este compus ca o sursă stabilizată de 5V. Are la intrare 220 V de la rețeaua națională și furnizează în secundar o tensiune de 5V curent continuu.

Detecția autobuzului de face cu ajutorul optocuplorului KTIR0611S, se transmite informația către microcontroler, acesta ulterior transmite către diplay informația conținând timpul de sosire conform distanței și senzorului activat.

Total: 96,75 ron

Tabel 6.2.2 – Calculul economic

Detalii despre ATmega16

ATmega 16 este un micronontroller CMOS de 8-biți de mică putere bazat pe arhitectura RISC AVR îmbunătățită.

Dispune de un set de 131 instrucțiuni și 32 registri de uz general. Cele 32 de registre sunt direct adresabile de Unitatea Logică Aritmetică (ALU), permițând accesarea a două registre independente într-o singură instrucțiune.Se onține astfel o eficientă sporită în execuție (de până la zece ori mia rapide decât microcontrorele convenționale CISC).

ATmega 16 este un microcontroller RISC pe 8 biți realizat de firma Atmel. Caracteristicile principale ale acestuia sunt:

16 KB de memorie Flash reinscriptibilă pentru stocarea programleor

1 KB de memorie RAM

512 B de memorie EEPROM

Două numărătoare/temporizatoare de 8 biți

Un numărător/temporizator de 16 biți

Conține un convertor analog-digital de 10 biți, cu intrări multiple

Conține un comparator analogic

Conține un modul USART pentru comunicație serială (port serial)

Dispune de un cronometru cu oscilator intern

Oferă 32 de linii I/O organizate în patru porturi (PA,PB,PC,PD)

Structura internă generală a controlerului este prezentă în figura 5.4.1.1. Se poate observa că există o magistrală generală de date la care sunt conectate mai multe module:

Unitatea aritmetică și logică(ALU)

Registrele generale

Memoria RAM și memoria EEPROM

Liniile de intrare (porturile-I/O) și celelalte blocuri de intrare/ieșire. Aceste ultime module sunt controlate de un set special de registre, fiecare modul având asociat un număr de registre specifice.

Memoria Flash de program împreună cu întreg blocul de extragere a instrucțiunilor, decodare și execuție comunică printr-o magistrală proprie, separată de magistrala de date menționată mai sus. Acest tip de organizare este conform principiilor unei arhitecturi Harvad și permite controlerului să execute intrucțiunile foaarte rapid.

Modul Power-down salvează conținutul registrelor, dar blochează Oscilatorul, dezactivând toate celeleate funcții al chip-ului până la următoarea Intrerupere Externă sau Reset hardware. În modul Power-save, timer-ul asincron continuă să meargă, permițând user-ului să mențină o bază de timp în timp ce restul dispozitivului este oprit.

În modul Standby, Oscilatorul funcționează în timp ce restul dispozitivului este oprit. Acest lucru permite un start foarte rapid combinat cu un consum redus de energie. În modul standby extins (Extended Standby Mode), atât Oscilatorul principal cât și timer-ul asincron continuă să funcționeze.

Memoria flash (On-chip) permite să fie reprogramată printr-o interfață serială SPI, de către un programator de memorie nonvolatilă convențional, sau de către un program de boot On-chip ce rulează pe baza AVR. Programul de boot poate folosi orice interfață pentru a încărca programul de aplicație în memoria Flash.

Combinând un CPU RISC de 8 biți cu un Flash In-System auto-programabil pe un chip monolithic, ATmega 16 este un microcontroler puternic ce oferă o soluție extrem de flexibilă și cu un cost reduc în comparație cu multe altele de pe piață.

ATmega 16 AVR este susținut de o serie completă de instrumente de program și de dezvoltare a sitemului, care include: compilaroare C, macroasambloare, programe debug/simulate etc.

Structura internă generală a controlerului

Figura 6.2.3 – Structura internă generala a controlerului

Descrierea pinilor:

VCC-Sursa de current
GND-Masa

Port A(PA7…..PA0)

Portul A servește drept port de intrări analogice pentru Concertorul A/D. Acesta servește de asemenea și ca un port bidirectional I/O de 8 biți, în cazul în care Convertorul A/D nu este folosit. Pinii de port pot fi conectați optional la VCC prin rezistori interni(selectați pentru fiecare bit). Buffer-ele de ieșire ale portului A au caracteristici de amplificare.

Port B(PB7…..PB0)

Portul B este un port I/O de 8 biți bidirectional cu rezistori interni(opționali). Buffer-ele de ieșire ale Portului B au caracteristici de amplificare.Portul B indeplinește de asemenea funcții special ale microcontrolerului ATmega 16.

Port C(PC7…..PC0)

Portul C este un port I/O de 8 biți bidirecțional cu rezistori interni(opționali). Buffer-ele de ieșire ale Portului C au caracteristici de amplificare. Dacă interfața JTAG (de depanare este activate, rezistorii pinilor PC5(TDI), PC3(TMS) și PC2(TCK) vor fi activați, chiar dacă are loc o resetare. Portul C indeplinește de asemenea funcții ale interfeței JTAG și alte funcții special ale ATmega16.

Port D(PD7…..PD0)

Portul D este un port I/O de 8 biți bidirectional cu rezistori interni conectați opțional la VCC (selectați pentru fiecare bit). Buffer-ele de output ale Port-ului D au caracteristici de amplificare. Port-ul D indeplinește de asemenea funcții special ale ATmega16.

Reset

Un nivel scăzut la acest pin mia mare ca durată decât o valoare prestabilită, va genera o inițializare.

XTAL1: Intrare pentru amplificatorul inversor al Oscilatorului;

XTAL2: Ieșire pentru amplificatorul inversor al Oscilatorului.

AVCC: AVCC este pin de laimentare pentru Port-ul A și Convertorul A/D. Trebuie conectat extern la Vcc, chair dacă ADC nu este folosit. Dacă ADC este folosit, ar trebui conectat la VCC printr-un filtru trece-jos

AREF: AREF este pinul de referință analogical pentru Convertorul A/D

Glosar termeni

APTS – Advanced Public Transport System/ Sistem avansat pentru transportul public

GIS – Geografic Information System/ Sistem informații geografice

AVL – Automatic Vehicle Location/ Localizare automată a vehiculelor

APC – Automatic Passengers Counters/ Contor automat de pasageri

CAD – Computer-Aided Dispatch/ Dispecerizare asistată de calculator

GPS – Global Positioning System/ Sistem de poziționare globală

LORAN-C – Long Range Aid to Navigation/ sistem radio de navigație

MDT – modele digitale de teren

PCMCIA – Personal Computer Memory Card International Association

CDPD – Cellular digital packet data

GIS – Sistem de Informații Geografice

FM – Frequency Modulation/ modulație frecvență

RDS – Radion Data System/ sistemul de transmisie date prin radio

LED – light-emitting diode/ diodă emițătoare de lumină

ILD – Injection Laser Diode/ diodă injecție laser

LAN – Local Area Network / Retea Locala de Date

ITU-R – International Telecommunication Union/ Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor

WARC – World Administrative Radio Conference/ Conferința Mondială Administrativă Radio

FCC – Federal Communication Commission/ Comisia Federală de Comunicații

LF- low frequency/ frecvență joasă

MF – Medium frequency/ frecvență medie

HF – high frequency/ frecvență înaltă

VHF – very high frequency/ frecvență foarte înaltă

UHF – ultra high frequency/ frecvență ultra înaltă

NFC – Near Field Communication/ comunicație fără fir

RFID – Radio Frequency Identification/ identificare prin radiofrecvență

WiFi – wireless/ fără fir

IrDA – Infrared Data Association

POS – point of sale

SGBD – Sistemul de gestiune a bazelor de date

SQL – Structured Query Language/ limbaj structurat de interogare

DDL – Data definiton language/ limbaj de definire a datelor

DML – Data manipulation language/ limbaj de manipulare a datelor

DCL – Data control language/ limbaj de control al datelor

ANSI – American National Standards Institute

ISO – International Organization for Standardization

API – Application Programming Interface/ interfața de programare a aplicațiilor

ODBC – Open Database Connectivity/ limbaj standard de programare

CLI – Command line interface/ interfață programare

JDBC – Java Database Connectivity

ATIS – Advanced Traveler Information System/ Sistem avansat de informare a călătorilor

TV – Posturi de televiziune

TAT – Telefon de asistenta a calatorului

VRS – Sistem cu răspuns vocal

VBI – Intervalului Liber Vertical

WST – World System Teletext/ sistem mondial teletext

VMS – Variable Message Sign/ panou mesaje variabile

CMS – Changeable Message Signs/ panouri cu mesaje interschimbabile

DMS – Dinamic Message Signs/ panouri cu mesaje dinamice

LCD Liquid Crystal Display/ afisor cu cristale lichide

PDA – Personal digital assistant/ Asistent Personal Digital

EPROM – Erasable Programmable Read-Only Memory / Memorie ROM Reprogramabila

RAM – Random Access Memory / Memorie cu Acces Aleator

Lista figuri

Figura 2.2.1 – Satelit GPS…………………………………………………………………………………11

Figura 2.2.1.1 – Elementele GPS………………………………………………………………………12

Figura 2.3.1 – Sistem AVL……………………………………………………………………………….15

Figura 2.4.1 – Satelit Galileo……………………………………………………………………………..18

Figura 2.4.2. – Sistem de transport public bazat pe GIS………………………………………..22

Figura 3.2.1 – Schema bloc a unui sistem de comunicații de date…………………………..25

Figura 3.2.2 – Tipuri de canale de comunicație……………………………………………………27

Figura 3.3.1 – Principiul transmisiunii de date prin fibră optică……………………………..27

Figura 3.3.2 – Variația atenuării cu lungimea de undă pentru o fibră optică…………….28

Figura 3.3.3 – Cablu cu fibre optice…………………………………………………………………..29

Figura 3.3.1.1 – Moduri de propagare în fibra optica…………………………………………….31

Figura 3.3.2.1 – Dispersia lungimii de undă pentru diverse surse luminoase…………….32

Figura 3.4.1 – Utilizarea spectrului de frecvența în comunicații………………………………33

Figura 3.4.2 – Transmisiuni radio……………………………………………………………………….34

Figura 3.4.3 – Propagarea semnalelor radio………………………………………………………….36

Figura 3.5.1 – Model de funcționare NFC……………………………………………………………..38

Figura 3.5.2 – Moduri de comunicare NFC posibile………………………………………………38

Figura 3.5.3 – Poziționarea NFC față de alte tehnologii………………………………………….39

Figura 4.2.1 – Componentele bazei de date………………………………………………………….43

Figura 4.3.1 – Securitatea bazei de date……………………………………………………………44

Figura 4.5.1 – Reducerea traficului pe rețea prin folosirea procedurilor stocate…….47

Figura 4.5.2.1 – Rezumatul tuturor tehnicilor folosite în aplicațiile SQL…………………49

Figura 5.1 – Sistem de comunicații pentru informarea călătorilor……………………………51

Figura 5.1.1 – Informare înainte de călătorie………………………………………………………..52

Figura 5.2.1 – Informare în timpul călătoriei………………………………………………………..54

Figura 5.2.2 – VMS – Panou cu mesaj variabil pe drum expres……………………………..55

Figura 5.2.3 – Sistem de afișare cu discuri pivotante……………………………………………..55

Figura 5.2.4 – Sistem de afișare cu LED-uri…………………………………………………………56

Figura 5.2.5 – Sistem de afișare cu display LCD…………………………………………………..57

Figura 5.2.6 – Sistem interactiv de informare turistică……………………………………………59

Figura 6.1.1 – stația Orșova………………………………………………………………………………..60

Figura 6.1.2 – stația Pasaj Lujerului……………………………………………………………………..60

Figura 6.1.3 – Distanța între stații………………………………………………………………………..61

Figura 6.1.4 – Schema pentru realizarea machetei……………………………………………………..62

Figura 6.1.5 – Schema bloc a sistemului……………………………………………………………….63

Figura 6.2.1 – Schema electrică ………………………………………………………………………….64

Tabel 6.2.2 – Calculul economic………………………………………………………………………….65
Figura 6.2.3 – Structura internă generala a controlerului…………………………………………68

Bibliografie

Marius Minea, Florin Domnel Grafu, Claudia Surugiu – Sisteme inteligente de transport

Corneliu Mihail ALEXANDRESCU, Marius MINEA, Florin NEMtANU – Sisteme avansate de management al traficului

Prof.Dr.Ing. C.M. Alexandrescu, Prof.Dr.Ing.Mat. I. Bădescu, Conf.Dr.Ing. D.N. Farini, Conf.Dr.Ing. M. Minea, S.l.Dr.Ing. R. Timnea, S.l.Dr.Ing. D.L. Burețea, S.l.Dr.Ing. Claudia Maria Surugiu, S.l.Dr.Ing. F.C. Nemțanu, S.l.Dr.Ing. A.C. Cormoș, S.l.Dr.Ing. V. Stan, S.l.Dr.Ing. V. Iordache – Tehnologii moderne pentru transport urban

Ing. Manea Viorel, Dr. Ing. Pușcosi Sorin – Aspecte privind utilizarea tehnologiei NFC

Prof.Dr.Ing.Mat. I. Bădescu – Curs ATMEGA 16

Neeraj Sharma, Liviu Perniu, Raul F. Chong, Abhishek Iyer, Chaitali Nandan, Adi-Cristina Mitea, Mallarwami Nonvinkere, Mirela Danubianu – Database Fundamentals

Ramez Elmasri, Shamkant B. Navathe, Fundamentals of Database Systems

Cambridge Systematics – Advanced Traveler Information System Study

ESRI An Assessment of the Development of Internet GIS; http://www.esri.com/library/

ITS Network; http://www.its-network.com;

Anexe

Software sistem

#define F_CPU 8000000UL

#include <avr/io.h>

#include <util/delay.h>

#include <avr/pgmspace.h>

#include <string.h>

#include <inttypes.h>

#define LCD_4bit

#define LCD_RS 4 //define MCU pin connected to LCD RS

#define LCD_RW 7 //define MCU pin connected to LCD R/W

#define LCD_E 6 //define MCU pin connected to LCD E

#define LCD_D0 0 //define MCU pin connected to LCD D0

#define LCD_D1 0 //define MCU pin connected to LCD D1

#define LCD_D2 0 //define MCU pin connected to LCD D1

#define LCD_D3 0 //define MCU pin connected to LCD D2

#define LCD_D4 4 //define MCU pin connected to LCD D3

#define LCD_D5 5 //define MCU pin connected to LCD D4

#define LCD_D6 6 //define MCU pin connected to LCD D5

#define LCD_D7 7 //define MCU pin connected to LCD D6

#define LDP PORTA //define MCU port connected to LCD data pins

#define LCP PORTD //define MCU port connected to LCD control pins

#define LDDR DDRA //define MCU direction register for port connected to LCD data pins

#define LCDR DDRD //define MCU direction register for port connected to LCD control pins

#define LCD1_RS 5 //define MCU pin connected to LCD RS

#define LCD1_RW 7 //define MCU pin connected to LCD R/W

#define LCD1_E 0 //define MCU pin connected to LCD E

#define LCD1_D0 1 //define MCU pin connected to LCD D0

#define LCD1_D1 1 //define MCU pin connected to LCD D1

#define LCD1_D2 1 //define MCU pin connected to LCD D1

#define LCD1_D3 1 //define MCU pin connected to LCD D2

#define LCD1_D4 4 //define MCU pin connected to LCD D3

#define LCD1_D5 5 //define MCU pin connected to LCD D4

#define LCD1_D6 6 //define MCU pin connected to LCD D5

#define LCD1_D7 7 //define MCU pin connected to LCD D6

#define LDP1 PORTB //define MCU port connected to LCD data pins

#define LCP1 PORTD //define MCU port connected to LCD control pins

#define LDDR1 DDRB //define MCU direction register for port connected to LCD data pins

#define LCDR1 DDRD //define MCU direction register for port connected to LCD control pins

#define LCD_CLR 0 //DB0: clear display

#define LCD_HOME 1 //DB1: return to home position

#define LCD_ENTRY_MODE 2 //DB2: set entry mode

#define LCD_ENTRY_INC 1 //DB1: increment

#define LCD_ENTRY_SHIFT 0 //DB2: shift

#define LCD_ON_CTRL 3 //DB3: turn lcd/cursor on

#define LCD_ON_DISPLAY 2 //DB2: turn display on

#define LCD_ON_CURSOR 1 //DB1: turn cursor on

#define LCD_ON_BLINK 0 //DB0: blinking cursor

#define LCD_MOVE 4 //DB4: move cursor/display

#define LCD_MOVE_DISP 3 //DB3: move display (0-> move cursor)

#define LCD_MOVE_RIGHT 2 //DB2: move right (0-> left)

#define LCD_FUNCTION 5 //DB5: function set

#define LCD_FUNCTION_8BIT 4 //DB4: set 8BIT mode (0->4BIT mode)

#define LCD_FUNCTION_2LINES 3 //DB3: two lines (0->one line)

#define LCD_FUNCTION_10DOTS 2 //DB2: 5×10 font (0->5×7 font)

#define LCD_CGRAM 6 //DB6: set CG RAM address

#define LCD_DDRAM 7 //DB7: set DD RAM address

// reading:

#define LCD_BUSY 7 //DB7: LCD is busy

#define LCD_LINES 2 //visible lines

#define LCD_LINE_LENGTH 16 //line length (in characters)

// cursor position to DDRAM mapping

#define LCD_LINE0_DDRAMADDR 0x00

#define LCD_LINE1_DDRAMADDR 0x40

#define LCD_LINE2_DDRAMADDR 0x14

#define LCD_LINE3_DDRAMADDR 0x54

uint8_t txt1[]="Next bus", txt2[]="60 s",txt3[]="2 min",txt4[]="30 s", txt5[]="1,5 min", txt6[]="10 min";

voidLCDsendChar(uint8_t LCD, uint8_t ch) //Sends Char to LCD

{

if (LCD==1) {

LDP=(ch&0b11110000);

LCP|=1<<LCD_RS;

LCP|=1<<LCD_E;

_delay_ms(1);

LCP&=~(1<<LCD_E);

LCP&=~(1<<LCD_RS);

_delay_ms(1);

LDP=((ch&0b00001111)<<4);

LCP|=1<<LCD_RS;

LCP|=1<<LCD_E;

_delay_ms(1);

LCP&=~(1<<LCD_E);

LCP&=~(1<<LCD_RS);

_delay_ms(1);

}

else {

LDP1=(ch&0b11110000);

LCP1|=1<<LCD1_RS;

LCP1|=1<<LCD1_E;

_delay_ms(1);

LCP1&=~(1<<LCD1_E);

LCP1&=~(1<<LCD1_RS);

_delay_ms(1);

LDP1=((ch&0b00001111)<<4);

LCP1|=1<<LCD1_RS;

LCP1|=1<<LCD1_E;

_delay_ms(1);

LCP1&=~(1<<LCD1_E);

LCP1&=~(1<<LCD1_RS);

_delay_ms(1);

}

voidLCDsendCommand(uint8_t LCD, uint8_t cmd) //Sends Command to LCD

{

if (LCD==1){

LDP=(cmd&0b11110000);

LCP|=1<<LCD_E;

_delay_ms(1);

LCP&=~(1<<LCD_E);

_delay_ms(1);

LDP=((cmd&0b00001111)<<4);

LCP|=1<<LCD_E;

_delay_ms(1);

LCP&=~(1<<LCD_E);

_delay_ms(1);

}

else

{

LDP1=(cmd&0b11110000);

LCP1|=1<<LCD1_E;

_delay_ms(1);

LCP1&=~(1<<LCD1_E);

_delay_ms(1);

LDP1=((cmd&0b00001111)<<4);

LCP1|=1<<LCD1_E;

_delay_ms(1);

LCP1&=~(1<<LCD1_E);

_delay_ms(1);

}

voidLCDinit(void)//Initializes LCD

{

_delay_ms(1000);

LDP=0x00;

LCP=0x00;

LDDR|=1<<LCD_D7|1<<LCD_D6|1<<LCD_D5|1<<LCD_D4;

LCDR|=1<<LCD_E|1<<LCD_RW|1<<LCD_RS;

//–––one––

LDP=0<<LCD_D7|0<<LCD_D6|1<<LCD_D5|1<<LCD_D4; //4 bit mode

LCP|=1<<LCD_E|0<<LCD_RW|0<<LCD_RS;

_delay_ms(5);

LCP&=~(1<<LCD_E);

_delay_ms(5);

//––––two––––

LDP=0<<LCD_D7|0<<LCD_D6|1<<LCD_D5|1<<LCD_D4; //4 bit mode

LCP|=1<<LCD_E|0<<LCD_RW|0<<LCD_RS;

_delay_ms(5);

LCP&=~(1<<LCD_E);

_delay_ms(5);

//––-three––––-

LDP=0<<LCD_D7|0<<LCD_D6|1<<LCD_D5|0<<LCD_D4; //4 bit mode

LCP|=1<<LCD_E|0<<LCD_RW|0<<LCD_RS;

_delay_ms(5);

LCP&=~(1<<LCD_E);

_delay_ms(5);

//–––4 bit–dual line–––––

LCDsendCommand(1,0b00101000);

//––increment address, invisible cursor shift––

LCDsendCommand(1,0b00001100);

_delay_ms(1000);

LDP1=0x00;

LCP1=0x00;

LDDR1|=1<<LCD1_D7|1<<LCD1_D6|1<<LCD1_D5|1<<LCD1_D4;

LCDR1|=1<<LCD1_E|1<<LCD1_RW|1<<LCD1_RS;

//–––one––

LDP1=0<<LCD1_D7|0<<LCD1_D6|1<<LCD1_D5|1<<LCD1_D4; //4 bit mode

LCP1|=1<<LCD1_E|0<<LCD1_RW|0<<LCD1_RS;

_delay_ms(5);

LCP1&=~(1<<LCD1_E);

_delay_ms(5);

//––––two––––

LDP1=0<<LCD1_D7|0<<LCD1_D6|1<<LCD1_D5|1<<LCD1_D4; //4 bit mode

LCP1|=1<<LCD1_E|0<<LCD1_RW|0<<LCD1_RS;

_delay_ms(5);

LCP1&=~(1<<LCD1_E);

_delay_ms(5);

//––-three––––-

LDP1=0<<LCD1_D7|0<<LCD1_D6|1<<LCD1_D5|0<<LCD1_D4; //4 bit mode

LCP1|=1<<LCD1_E|0<<LCD1_RW|0<<LCD1_RS;

_delay_ms(5);

LCP1&=~(1<<LCD1_E);

_delay_ms(5);

//–––4 bit–dual line–––––

LCDsendCommand(2,0b00101000);

//––increment address, invisible cursor shift––

LCDsendCommand(2,0b00001100);

}

voidLCDclr(uint8_t LCD) //Clears LCD

{

LCDsendCommand(LCD, 1<<LCD_CLR);

}

voidLCDstring(uint8_t LCD, uint8_t* data, uint8_t nBytes) //Outputs string to LCD

{

// check to make sure we have a good pointer

if (!data) return;

// print data

for(i=0; i<nBytes; i++)

{

LCDsendChar(LCD, data[i]);

}

voidLCDGotoXY(uint8_t LCD, uint8_t x, uint8_t y) //Cursor to X Y position

{

// remap lines into proper order

switch(y)

{

case 0: DDRAMAddr = LCD_LINE0_DDRAMADDR+x; break;

case 1: DDRAMAddr = LCD_LINE1_DDRAMADDR+x; break;

case 2: DDRAMAddr = LCD_LINE2_DDRAMADDR+x; break;

case 3: DDRAMAddr = LCD_LINE3_DDRAMADDR+x; break;

default: DDRAMAddr = LCD_LINE0_DDRAMADDR+x;

}

// set data address

LCDsendCommand(LCD, 1<<LCD_DDRAM | DDRAMAddr);

}

voidLCDcursorOFF(uint8_t LCD) //turns OFF cursor

{

LCDsendCommand(LCD, 0x0C);

}

voidlcd_setup(void)

{

LCDinit();

LCDcursorOFF(1);

LCDcursorOFF(2);

LCDclr(1);LCDclr(2);

LCDGotoXY(1,0,0);

LCDstring(1,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(1,0,0);

LCDstring(1,txt1,strlen((const char *)txt1));

}

int main(void)

{

uint8_tval, val1, val2;

//PD1, PB0,PA0,PA1

DDRD=0b11111101;

PORTD=0b00000010;

DDRB=0b11111110;

PORTB=0b00000001;

DDRA=0b11111100;

PORTA=0b00000011;

lcd_setup();

while(1)

{

PORTD=0b00000010; PORTB=0b00000001; PORTA=0b00000011;

val=PIND; val1=PINB; val2=PINA;

if ((val&(1<<PD1))==0x00)

{

LCDclr(1);

LCDGotoXY(1,0,0);

LCDstring(1,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(1,0,1);

LCDstring(1,txt2,strlen((const char *)txt2));

LCDclr(2);

LCDGotoXY(2,0,0);

LCDstring(2,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(2,0,1);

LCDstring(2,txt3,strlen((const char *)txt3));

_delay_ms(3000);

}

else

{

if ((val1&(1<<PB0))==0x00)

{

LCDclr(1);

LCDGotoXY(1,0,0);

LCDstring(1,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(1,0,1);

LCDstring(1,txt4,strlen((const char *)txt4));

LCDclr(2);

LCDGotoXY(2,0,0);

LCDstring(2,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(2,0,1);

LCDstring(2,txt5,strlen((const char *)txt5));

_delay_ms(3000);

}

else

{

if ((val2&(1<<PA0))==0x00)

{

LCDclr(1);

LCDGotoXY(1,0,0);

LCDstring(1,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(1,0,1);

LCDstring(1,txt6,strlen((const char *)txt6));

LCDclr(2);

LCDGotoXY(2,0,0);

LCDstring(2,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(2,0,1);

LCDstring(2,txt2,strlen((const char *)txt2));

_delay_ms(3000);

}

else

{

if ((val2&(1<<PA1))==0x00)

{

LCDclr(1);

LCDGotoXY(1,0,0);

LCDstring(1,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(1,0,1);

LCDstring(1,txt6,strlen((const char *)txt6));

LCDclr(2);

LCDGotoXY(2,0,0);

LCDstring(2,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(2,0,1);

LCDstring(2,txt4,strlen((const char *)txt4));

_delay_ms(3000);

}

Bibliografie

Marius Minea, Florin Domnel Grafu, Claudia Surugiu – Sisteme inteligente de transport

Corneliu Mihail ALEXANDRESCU, Marius MINEA, Florin NEMtANU – Sisteme avansate de management al traficului

Ing. Manea Viorel, Dr. Ing. Pușcosi Sorin – Aspecte privind utilizarea tehnologiei NFC

Prof.Dr.Ing.Mat. I. Bădescu – Curs ATMEGA 16

Neeraj Sharma, Liviu Perniu, Raul F. Chong, Abhishek Iyer, Chaitali Nandan, Adi-Cristina Mitea, Mallarwami Nonvinkere, Mirela Danubianu – Database Fundamentals

Ramez Elmasri, Shamkant B. Navathe, Fundamentals of Database Systems

Cambridge Systematics – Advanced Traveler Information System Study

ESRI An Assessment of the Development of Internet GIS; http://www.esri.com/library/

ITS Network; http://www.its-network.com;

Anexe

Software sistem

#define F_CPU 8000000UL

#include <avr/io.h>

#include <util/delay.h>

#include <avr/pgmspace.h>

#include <string.h>

#include <inttypes.h>

#define LCD_4bit

#define LCD_RS 4 //define MCU pin connected to LCD RS

#define LCD_RW 7 //define MCU pin connected to LCD R/W

#define LCD_E 6 //define MCU pin connected to LCD E

#define LCD_D0 0 //define MCU pin connected to LCD D0

#define LCD_D1 0 //define MCU pin connected to LCD D1

#define LCD_D2 0 //define MCU pin connected to LCD D1

#define LCD_D3 0 //define MCU pin connected to LCD D2

#define LCD_D4 4 //define MCU pin connected to LCD D3

#define LCD_D5 5 //define MCU pin connected to LCD D4

#define LCD_D6 6 //define MCU pin connected to LCD D5

#define LCD_D7 7 //define MCU pin connected to LCD D6

#define LDP PORTA //define MCU port connected to LCD data pins

#define LCP PORTD //define MCU port connected to LCD control pins

#define LDDR DDRA //define MCU direction register for port connected to LCD data pins

#define LCDR DDRD //define MCU direction register for port connected to LCD control pins

#define LCD1_RS 5 //define MCU pin connected to LCD RS

#define LCD1_RW 7 //define MCU pin connected to LCD R/W

#define LCD1_E 0 //define MCU pin connected to LCD E

#define LCD1_D0 1 //define MCU pin connected to LCD D0

#define LCD1_D1 1 //define MCU pin connected to LCD D1

#define LCD1_D2 1 //define MCU pin connected to LCD D1

#define LCD1_D3 1 //define MCU pin connected to LCD D2

#define LCD1_D4 4 //define MCU pin connected to LCD D3

#define LCD1_D5 5 //define MCU pin connected to LCD D4

#define LCD1_D6 6 //define MCU pin connected to LCD D5

#define LCD1_D7 7 //define MCU pin connected to LCD D6

#define LDP1 PORTB //define MCU port connected to LCD data pins

#define LCP1 PORTD //define MCU port connected to LCD control pins

#define LDDR1 DDRB //define MCU direction register for port connected to LCD data pins

#define LCDR1 DDRD //define MCU direction register for port connected to LCD control pins

#define LCD_CLR 0 //DB0: clear display

#define LCD_HOME 1 //DB1: return to home position

#define LCD_ENTRY_MODE 2 //DB2: set entry mode

#define LCD_ENTRY_INC 1 //DB1: increment

#define LCD_ENTRY_SHIFT 0 //DB2: shift

#define LCD_ON_CTRL 3 //DB3: turn lcd/cursor on

#define LCD_ON_DISPLAY 2 //DB2: turn display on

#define LCD_ON_CURSOR 1 //DB1: turn cursor on

#define LCD_ON_BLINK 0 //DB0: blinking cursor

#define LCD_MOVE 4 //DB4: move cursor/display

#define LCD_MOVE_DISP 3 //DB3: move display (0-> move cursor)

#define LCD_MOVE_RIGHT 2 //DB2: move right (0-> left)

#define LCD_FUNCTION 5 //DB5: function set

#define LCD_FUNCTION_8BIT 4 //DB4: set 8BIT mode (0->4BIT mode)

#define LCD_FUNCTION_2LINES 3 //DB3: two lines (0->one line)

#define LCD_FUNCTION_10DOTS 2 //DB2: 5×10 font (0->5×7 font)

#define LCD_CGRAM 6 //DB6: set CG RAM address

#define LCD_DDRAM 7 //DB7: set DD RAM address

// reading:

#define LCD_BUSY 7 //DB7: LCD is busy

#define LCD_LINES 2 //visible lines

#define LCD_LINE_LENGTH 16 //line length (in characters)

// cursor position to DDRAM mapping

#define LCD_LINE0_DDRAMADDR 0x00

#define LCD_LINE1_DDRAMADDR 0x40

#define LCD_LINE2_DDRAMADDR 0x14

#define LCD_LINE3_DDRAMADDR 0x54

uint8_t txt1[]="Next bus", txt2[]="60 s",txt3[]="2 min",txt4[]="30 s", txt5[]="1,5 min", txt6[]="10 min";

voidLCDsendChar(uint8_t LCD, uint8_t ch) //Sends Char to LCD

{

if (LCD==1) {

LDP=(ch&0b11110000);

LCP|=1<<LCD_RS;

LCP|=1<<LCD_E;

_delay_ms(1);

LCP&=~(1<<LCD_E);

LCP&=~(1<<LCD_RS);

_delay_ms(1);

LDP=((ch&0b00001111)<<4);

LCP|=1<<LCD_RS;

LCP|=1<<LCD_E;

_delay_ms(1);

LCP&=~(1<<LCD_E);

LCP&=~(1<<LCD_RS);

_delay_ms(1);

}

else {

LDP1=(ch&0b11110000);

LCP1|=1<<LCD1_RS;

LCP1|=1<<LCD1_E;

_delay_ms(1);

LCP1&=~(1<<LCD1_E);

LCP1&=~(1<<LCD1_RS);

_delay_ms(1);

LDP1=((ch&0b00001111)<<4);

LCP1|=1<<LCD1_RS;

LCP1|=1<<LCD1_E;

_delay_ms(1);

LCP1&=~(1<<LCD1_E);

LCP1&=~(1<<LCD1_RS);

_delay_ms(1);

}

voidLCDsendCommand(uint8_t LCD, uint8_t cmd) //Sends Command to LCD

{

if (LCD==1){

LDP=(cmd&0b11110000);

LCP|=1<<LCD_E;

_delay_ms(1);

LCP&=~(1<<LCD_E);

_delay_ms(1);

LDP=((cmd&0b00001111)<<4);

LCP|=1<<LCD_E;

_delay_ms(1);

LCP&=~(1<<LCD_E);

_delay_ms(1);

}

else

{

LDP1=(cmd&0b11110000);

LCP1|=1<<LCD1_E;

_delay_ms(1);

LCP1&=~(1<<LCD1_E);

_delay_ms(1);

LDP1=((cmd&0b00001111)<<4);

LCP1|=1<<LCD1_E;

_delay_ms(1);

LCP1&=~(1<<LCD1_E);

_delay_ms(1);

}

voidLCDinit(void)//Initializes LCD

{

_delay_ms(1000);

LDP=0x00;

LCP=0x00;

LDDR|=1<<LCD_D7|1<<LCD_D6|1<<LCD_D5|1<<LCD_D4;

LCDR|=1<<LCD_E|1<<LCD_RW|1<<LCD_RS;

//–––one––

LDP=0<<LCD_D7|0<<LCD_D6|1<<LCD_D5|1<<LCD_D4; //4 bit mode

LCP|=1<<LCD_E|0<<LCD_RW|0<<LCD_RS;

_delay_ms(5);

LCP&=~(1<<LCD_E);

_delay_ms(5);

//––––two––––

LDP=0<<LCD_D7|0<<LCD_D6|1<<LCD_D5|1<<LCD_D4; //4 bit mode

LCP|=1<<LCD_E|0<<LCD_RW|0<<LCD_RS;

_delay_ms(5);

LCP&=~(1<<LCD_E);

_delay_ms(5);

//––-three––––-

LDP=0<<LCD_D7|0<<LCD_D6|1<<LCD_D5|0<<LCD_D4; //4 bit mode

LCP|=1<<LCD_E|0<<LCD_RW|0<<LCD_RS;

_delay_ms(5);

LCP&=~(1<<LCD_E);

_delay_ms(5);

//–––4 bit–dual line–––––

LCDsendCommand(1,0b00101000);

//––increment address, invisible cursor shift––

LCDsendCommand(1,0b00001100);

_delay_ms(1000);

LDP1=0x00;

LCP1=0x00;

LDDR1|=1<<LCD1_D7|1<<LCD1_D6|1<<LCD1_D5|1<<LCD1_D4;

LCDR1|=1<<LCD1_E|1<<LCD1_RW|1<<LCD1_RS;

//–––one––

LDP1=0<<LCD1_D7|0<<LCD1_D6|1<<LCD1_D5|1<<LCD1_D4; //4 bit mode

LCP1|=1<<LCD1_E|0<<LCD1_RW|0<<LCD1_RS;

_delay_ms(5);

LCP1&=~(1<<LCD1_E);

_delay_ms(5);

//––––two––––

LDP1=0<<LCD1_D7|0<<LCD1_D6|1<<LCD1_D5|1<<LCD1_D4; //4 bit mode

LCP1|=1<<LCD1_E|0<<LCD1_RW|0<<LCD1_RS;

_delay_ms(5);

LCP1&=~(1<<LCD1_E);

_delay_ms(5);

//––-three––––-

LDP1=0<<LCD1_D7|0<<LCD1_D6|1<<LCD1_D5|0<<LCD1_D4; //4 bit mode

LCP1|=1<<LCD1_E|0<<LCD1_RW|0<<LCD1_RS;

_delay_ms(5);

LCP1&=~(1<<LCD1_E);

_delay_ms(5);

//–––4 bit–dual line–––––

LCDsendCommand(2,0b00101000);

//––increment address, invisible cursor shift––

LCDsendCommand(2,0b00001100);

}

voidLCDclr(uint8_t LCD) //Clears LCD

{

LCDsendCommand(LCD, 1<<LCD_CLR);

}

voidLCDstring(uint8_t LCD, uint8_t* data, uint8_t nBytes) //Outputs string to LCD

{

// check to make sure we have a good pointer

if (!data) return;

// print data

for(i=0; i<nBytes; i++)

{

LCDsendChar(LCD, data[i]);

}

voidLCDGotoXY(uint8_t LCD, uint8_t x, uint8_t y) //Cursor to X Y position

{

// remap lines into proper order

switch(y)

{

case 0: DDRAMAddr = LCD_LINE0_DDRAMADDR+x; break;

case 1: DDRAMAddr = LCD_LINE1_DDRAMADDR+x; break;

case 2: DDRAMAddr = LCD_LINE2_DDRAMADDR+x; break;

case 3: DDRAMAddr = LCD_LINE3_DDRAMADDR+x; break;

default: DDRAMAddr = LCD_LINE0_DDRAMADDR+x;

}

// set data address

LCDsendCommand(LCD, 1<<LCD_DDRAM | DDRAMAddr);

}

voidLCDcursorOFF(uint8_t LCD) //turns OFF cursor

{

LCDsendCommand(LCD, 0x0C);

}

voidlcd_setup(void)

{

LCDinit();

LCDcursorOFF(1);

LCDcursorOFF(2);

LCDclr(1);LCDclr(2);

LCDGotoXY(1,0,0);

LCDstring(1,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(1,0,0);

LCDstring(1,txt1,strlen((const char *)txt1));

}

int main(void)

{

uint8_tval, val1, val2;

//PD1, PB0,PA0,PA1

DDRD=0b11111101;

PORTD=0b00000010;

DDRB=0b11111110;

PORTB=0b00000001;

DDRA=0b11111100;

PORTA=0b00000011;

lcd_setup();

while(1)

{

PORTD=0b00000010; PORTB=0b00000001; PORTA=0b00000011;

val=PIND; val1=PINB; val2=PINA;

if ((val&(1<<PD1))==0x00)

{

LCDclr(1);

LCDGotoXY(1,0,0);

LCDstring(1,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(1,0,1);

LCDstring(1,txt2,strlen((const char *)txt2));

LCDclr(2);

LCDGotoXY(2,0,0);

LCDstring(2,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(2,0,1);

LCDstring(2,txt3,strlen((const char *)txt3));

_delay_ms(3000);

}

else

{

if ((val1&(1<<PB0))==0x00)

{

LCDclr(1);

LCDGotoXY(1,0,0);

LCDstring(1,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(1,0,1);

LCDstring(1,txt4,strlen((const char *)txt4));

LCDclr(2);

LCDGotoXY(2,0,0);

LCDstring(2,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(2,0,1);

LCDstring(2,txt5,strlen((const char *)txt5));

_delay_ms(3000);

}

else

{

if ((val2&(1<<PA0))==0x00)

{

LCDclr(1);

LCDGotoXY(1,0,0);

LCDstring(1,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(1,0,1);

LCDstring(1,txt6,strlen((const char *)txt6));

LCDclr(2);

LCDGotoXY(2,0,0);

LCDstring(2,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(2,0,1);

LCDstring(2,txt2,strlen((const char *)txt2));

_delay_ms(3000);

}

else

{

if ((val2&(1<<PA1))==0x00)

{

LCDclr(1);

LCDGotoXY(1,0,0);

LCDstring(1,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(1,0,1);

LCDstring(1,txt6,strlen((const char *)txt6));

LCDclr(2);

LCDGotoXY(2,0,0);

LCDstring(2,txt1,strlen((const char *)txt1));

LCDGotoXY(2,0,1);

LCDstring(2,txt4,strlen((const char *)txt4));

_delay_ms(3000);

}

Copyright Notice

© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.

Acest articol: Sisteme de Informare a Utilizatorilor Transportului Public (ID: 129799)

Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.

Sisteme de Informare a Utilizatorilor Transportului Public

Copyright Notice

Proiectarea Unei Aplicatii Privind Vanzarea Apartamentelor

Algoritmi de Cautare Si Navigare

Gestiunea Unui Magazin Online de Piese Auto

Utilizarea Ofdm Si Cdma In Transmisia de Date

Aparitia Robotilor In Epoca Actuala

Repere Metodologice ale Elaborarii Si Implementarii Softwarelor Educationale din Perspectiva Formarii Competentelor Transversale la Informatica

Copyright Notice

Similar Posts