PENGAWAL LAMPU ISYARAT MENGGUNAKAN TEKNOLOGI BLUETOOTH MOHD FAIZ BIN MOHD NAJIB Laporan projek ini dikemukakan sebagai memenuhi sebahagian daripada syarat penganugerahan Ijazah Sarjana Muda Sains Komputer Fakulti Sains Komputer dan Sistem Maklumat Universiti Teknologi Malaysia NOVEMBER, 2005
Ucapan terima kasih buat ayahanda, Mohd Najib Bin Abd. Aziz dan bonda, Fatimah Bt. Hamid atas dorongan dan kasih sayang, juga buat adik-beradik yang dikasihi. Terima kasih tidak terhingga juga buat En. Abd. Bahrim Bin Yusof atas bimbingan serta teman seperjuangan.
i PENGHARGAAN Syukur Alhamdulillah kehadrat Allah (SWT) kerana dengan limpah kurnianya laporan Projek Sarjana Muda II yang bertajuk Pengawal Lampu Isyarat Menggunakan Teknologi Bluetooth dapat disiapkan dengan sempurna. Ucapan jutaan terima kasih kepada En. Abd. Bahrim Bin Yusof yang merupakan penyelia bagi PSM 1 dan PSM 2 kerana memberi bimbingan dan tunjuk ajar sepanjang tempoh penyelidikan projek ini. Tidak lupa juga kepada pihak Universiti Teknologi Malaysia, pihak Fakulti Sains Komputer dan Sistem Maklumat, pensyarah-pensyarah Jabatan Sistem Komputer dan Komunikasi, AJK PSM, dan penilai-penilai PSM yang telah memberi bantuan dan menjalankan tugas dengan baik. Akhir sekali, terima kasih diucapkan kepada ibubapa, rakan-rakan seperjuangan, dan organisasi luar yang telah memberi bantuan dan dorongan secara tidak langsung. Sekian, terima kasih.
ii ABSTRAK Lampu isyarat merupakan satu sistem yang digunakan untuk mengatasi masalah kesesakan lalu lintas di persimpangan jalan. Kemajuan sains dan teknologi telah banyak mempengaruhi perkembangan sistem lampu isyarat. Sistem Pengawal Lampu Isyarat Menggunakan Teknologi Bluetooth merupakan satu pembaharuan yang dilakukan pada sistem lampu isyarat. Sistem ini menggunakan Personal Digital Assistant (PDA) yang berfungsi sebagai pengawal lampu isyarat. Selain itu, sistem ini menggunakan teknologi bluetooth yang membolehkan lampu isyarat dikawal dari jarak maksima 10 meter. Sistem ini dibangunkan untuk kegunaan anggota polis trafik. Tujuan sistem ini dibangunkan adalah untuk memberi kemudahan dan keselesaan kepada anggota polis trafik semasa mengawal kesesakan lalu lintas di persimpangan lampu isyarat. Sistem ini dibangunkan di dalam persekitaran Microsoft dengan menggunakan perisian seperti Microsoft Visual Basic.NET dan Microsoft.NET Compact Framework. Lampu isyarat dimodelkan dalam bentuk litar yang disambungkan kepada port selari komputer peribadi. Metodologi yang digunakan untuk membangunkan sistem ini ialah metodologi model prototaip.
iii ABSTRACT The traffic light is a system that is used to control the flow of the traffic at intersections. The growth of science and technology has brings many changes and improvements to the traffic light systems. This Bluetooth Technology Traffic Light Controller is a new creation to be integrate with the current traffic light system. Personal Digital Assistant (PDA) is used as the traffic light controller device. The system used the bluetooth technology that allows the traffic light to be controlled within the distance of 10 metres. The system is meant for the traffic police officers to help them with their everyday tasks in policing and controlling the traffics in a safe and content condition. The system is developed in the Microsoft environment with the support of softwares such as Microsoft Visual Basic.NET and Microsoft.NET Compact Framework. The traffic light was modeled in a circuit design that is connected to a personal computer parallel port. The methodology that is used to build up this system is the prototyping methodology.
iv KANDUNGAN BAB PERKARA HALAMAN Penghargaan Abstrak Abstract Kandungan Senarai Rajah Senarai Jadual Senarai Lampiran Senarai Istilah Senarai Singkatan i ii iii iv ix xi xii xiii xiv 1 PENGENALAN 1.1 Pendahuluan 1 1.2 Latarbelakang Masalah 2 1.3 Penyataan Masalh 2 1.4 Matlamat Projek 2 1.5 Objektif Projek 2 1.6 Skop Projek 3 1.7 Kepentingan Kajian 3 2 KAJIAN LITERATUR 2.1 Pengenalan 4 2.2 Kajian Terhadap Sistem Sedia Ada 4 2.3 Analisa Masalah Mengenai Sistem Sedia Ada 5 2.4 Kajian Terhadap Teknologi/ Teknik 7 2.4.1 Teknologi Bluetooth 7 2.4.2 Alat Pembantu Peribadi Digital (PDA) 9
v 2.4.2.1 Bahagian-bahagian PDA 10 2.4.2.1.1 Mikropemproses 10 2.4.2.1.2 Sistem Pengoperasian 11 2.4.2.1.3 Ingatan 11 2.4.2.1.4 Paparan LCD 12 2.4.2.1.5 Perkakasan Input 12 2.4.2.1.6 Perkakasan Input/Output 13 2.4.3 Port Selari 13 2.4.4 Pengaturcaraan Port Selari 16 2.4.4.1 Visual Basic 16 2.4.4.2 Visual Basic.NET 16 2.4.5 Pengaturcaraan PDA 17 2.4.5.1.NET Compact Framework 18 2.4.5.2 Visual Studio.NET 19 2.4.5.3 Visual Basic.NET 19 2.4.5.4 Pocket PC Emulator 20 2.4.5.4 Microsoft SQL Server CE 21 2.4.6 Justifikasi Pemilihan 22 3 METODOLOGI PEMBANGUNAN 3.1 Pengenalan 24 3.2 Metodologi Model Prototaip 25 3.2.1 Pengenalan kepada Model Prototaip 26 3.3 Metodologi Pembangunan Sistem 26 3.3.1 Fasa Analisa Ketersauran 27 3.3.2 Fasa Mengenalpasti Spesifikasi Sistem 28 3.3.3 Fasa Perancangan Pembangunan Prototaip 29 3.3.4 Fasa Pembangunan Prototaip 30 3.3.5 Fasa Penilaian Prototaip 30 3.3.6 Fasa Dokumentasi 31
vi 3.4 Analisa Keperluan Sistem 32 3.4.1 Keperluan Perisian 32 3.4.2 Keperluan Perkakasan 33 3.4.2.1 Komputer Peribadi 33 3.4.2.2 Personal Digital Assistant 33 3.4.2.3 Litar Ringkas 34 4 REKABENTUK SISTEM 4.1 Pengenalan 35 4.2 Rekabentuk Umum Sistem 35 4.3 Gambarajah Kes Guna 36 4.3.1 Takrifan Aktor 36 4.4 Takrifan Proses/ Senario bagi Use Case 37 4.4.1 Senario Masukkan Kata Laluan 37 4.4.2 Senario Pilih Jenis Operasi 38 4.4.3 Senario Operasi Manual 38 4.4.4 Senario Operasi Automatik 38 4.4.5 Senario Penghantaran Data 38 4.5 Rajah Jujukan 38 4.5.1 Rajah Jujukan Masuk kata Laluan 39 4.5.2 Rajah Jujukan Pilih Jenis Operasi 39 4.5.3 Rajah Jujukan Operasi Manual 39 4.5.4 Rajah Jujukan Operasi Automatik 40 4.5.5 Rajah Jujukan Hantar Data 40 4.6 Rajah Kelas 40 4.7 Rekabentuk Litar 40 4.8 Rekabentuk Antaramuka Pengguna 41 4.8.1 Antaramuka Masuk kata laluan 42 4.8.2 Antaramuka Operasi Manual 42 4.8.3 Antaramuka Operasi Automatik 43
vii 4.8.4 Antaramuka bahagian server 44 5 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN 5.1 Pengenalan 45 5.2 Persekitaran Pembangunan 45 5.2.1 Perkakasan Pembangunan Sistem 46 5.2.1.1 Pembangunan Litar 46 5.2.1.2 USB Bluetooth Adapter 46 5.2.1.3 Personal Digital Assisitant 47 5.2.2 Perisian Pembangunan Sistem 47 5.2.2.1 Microsoft Visual Studio.NET 47 5.2.2.2.NET Compat Framework 1.1 48 5.2.2.3 Microsoft ActiveSync 3.5 48 5.2.2.4 Billionton Bluetooth 1.4.2 48 5.2.2.5 BTSuperPak v1.1 49 5.3 Implementasi Port selari 49 5.3.1 Pengaturcaraan Port Selari 50 5.3.2 Prototaip lampu isyarat 52 5.4 Implementasi Bahagian Pengawal 53 5.4.1 Konfigurasi Bluetooth Adapter 54 5.5 Implementasi Bahagian Pocket PC 55 5.6 Pengujian 56 5.6.1 Pengujian Pada Pocket Pc 57 5.6.2 Pengujian Penghantaran Data Bluetooth 57 5.6.3 Pengujian Prototaip lampu isyarat 68 6 PERBINCANGAN KESIMPULAN 6.1 Pencapaian Projek 59 6.2 Kelemahan Sistem 60 6.3 Cadangan Pembaikan Projek 60
viii 6.4 Kesimpulan 61 Rujukan 63 Lampiran A Carta Gantt 64 Lampiran B Gambarajah Jujukan 67 Lampiran C Rajah Kelas 71 Lampiran D Laporan Temubual 74 Lampiran E Antaramuka Pengguna 77 Lampiran F Manual Pengguna 81
ix SENARAI RAJAH NO.RAJAH TAJUK HALAMAN 2.1 Frekuensi bluetooth 8 2.2 HP ipaq Pocket PC h5550 dengan 8 teknologi bluetooth 2.3 Adapter bluetooth 8 2.4 Bahagian-bahagian PDA 10 2.5 Port selari DB-25 betina 13 2.6 Port selari DB-25 jantan 14 2.7 Penyambung betina jenis DB-25 15 2.8 Emulator Pocket PC 2003 21 3.1 Rajah Model Prototaip 27 4.1 Rekabentuk Umum 35 4.2 Rajah Kes Guna 36 4.3 Sambungan LED pada port selari 41 4.4 Antaramuka Masukkan Kata Laluan 42 4.5 Antaramuka Operasi Manual 43 4.6 Antaramuka Operasi Automatik 44 4.7 Antaramuka Bahagian Server 44 5.1 Aturcara memanggil Inpout32.dll 50 5.2 Alamat Port LPT1 50 5.3 Aturcara pin data dan status diset semula (reset) 51 5.4 Aturcara lebih dari satu pin diaktifkan 52 5.5 Prototaip lampu isyarat empat simpang 52 5.6 Aturcara memulakan sambungan 53 5.7 Aturcara menerima sambungan 54 5.8 Aturcara menerima data 54
x 5.9 Konfigurasi pada Bluetooth adapter 55 5.10 Aturcara sambungan Pocket PC ke server 55 5.11 Aturcara penghantaran data daripada 56 Pocket PC ke server 5.12 Aturcara terima data 56 5.13 Gambar proses pengujian 58
xi SENARAI JADUAL NO.JADUAL TAJUK HALAMAN 2.1 Status port selari pin DB-25 14 2.2 Alamat port selari 15 2.3 Daftar port selari 16 3.1 Jenis-jenis perisian dan fungsinya 32 4.1 Penerangan Aktor 37 5.1 Susunan pin port selari mengikut nilai 51 5.2 Susunan LED dan pin port selari bagi setiap simpang 52
xii SENARAI LAMPIRAN LAMPIRAN TAJUK A Carta Gantt Perancangan Projek B Gambarajah Jujukan C Rajah Kelas D Laporan Temubual E Antaramuka Sistem F Manual Pengguna
xiii SENARAI ISTILAH BAHASA INGGERIS BAHASA MELAYU Personal Digital Assistant - Alat Pembantu Peribadi Digital Timer - Pemasa Sensor - Penderia Controller - Pengawal Wireless - Tanpa Wayar Half-duplex - Dupleks-separuh Full-duplex - Dupleks-penuh Master - Tuan Slave - Hamba Packets - Bungkusan Broadcast - Siaran Touch Screen - Skrin sesentuh Handwriting recognition - Pengecaman tulisan tangan Pocket PC - Komputer Poket Peribadi Flash memory - Ingatan kilat Ground - Bumi Static RAM - RAM Statik Use Case - Kes Gunaan
xiv SENARAI SINGKATAN SINGKATAN PERKATAAN PENUH PDA - Personal Digital Assistant USB - Universal Serial Bus MHz - Megahertz SCO - Synchronous Connection Oriented MB - Megabyte ACL - Asynchronous Connectionless LCD - Liquid Crystal Displays MIPS - Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages CSTN - Color Super Twist Nematic VB - Visual Basic API - Application Program Interface I/O - Input or Output XML - Extensible Markup Language MIDP - Mobile Information Device Profile CLDC - Connected Limited Device Configuration SDLC - Systems Development Life Cycle RAD - Rapid Application Development
BAB I PENGENALAN 1.1 Pendahuluan Lampu isyarat memainkan peranan penting dalam sistem lalu lintas di seluruh dunia. Lampu isyarat yang pertama telah digunakan di hadapan bangunan Parlimen London pada tahun 1868. J.P Knight telah merekabentuk lampu isyarat yang menggunakan lampu gas iaitu merah dan hijau. Pada tahun 1914, lampu isyarat moden telah diperkenalkan di Cleveland, Ohio. Lampu isyarat tiga warna iaitu merah, hijau dan kuning telah mula digunakan di New York pada 1918. Kesemua lampu isyarat ini menggunakan sistem manual. Manakala lampu isyarat yang menggunakan sistem automatik telah mula digunakan pada 1927 di Wolverhampton, England.[3] Perkembangan pesat teknologi moden telah memberi suntikan kepada perkembangan lampu isyarat. Walaupun teknologi lampu isyarat berkembang pesat, namun ia masih tidak mampu untuk mengawal kesesakan lalu lintas secara keseluruhannya. Tenaga manusia seperti polis trafik masih diperlukan untuk mengatasi masalah kesesakan lalu lintas yang berlaku di persimpangan lampu isyarat. Tujuan projek ini dibangunkan ialah untuk membantu anggota polis trafik mengawal kesesakan lalu lintas yang berlaku di persimpangan lampu isyarat. Polis trafik tidak perlu lagi berada di tengah-tengah jalan untuk mengawal kesesakan, tetapi mereka hanya berada di tepi jalan dan menggunakan Personal Digital Assistant (PDA) untuk mengawal lampu isyarat.
2 1.2 Latar Belakang Masalah Anggota polis trafik yang mengawal lalu lintas di persimpangan lampu isyarat mempunyai banyak risiko semasa menjalankan tugas. Antara risiko yang dihadapi oleh mereka ialah kemungkinan berlaku kemalangan semasa menjalankan tugas. Anggota polis trafik juga terpaksa berada di tengah-tengah jalan walaupun dalam keadaan cuaca yang tidak menentu seperti panas dan hujan. Kecanggihan sistem lampu isyarat masih tidak mampu mengawal kesesakan di persimpangan lampu isyarat. Ia masih perlu menggunakan tenaga manusia untuk menjadikannya lebih lancar dan efisyen. 1.3 Penyataan Masalah Masalah yang ingin diselesaikan ialah keselesaan dan keselamatan anggota polis trafik semasa menjalankan tugas mengawal lalu lintas di persimpangan lampu isyarat. Anggota polis trafik masih perlu mengawal kekesakan di lampu isyarat semasa hujan dan panas terik. Anggota polis trafik masih diperlukan, walaupun lampu isyarat berfungsi dengan baik. 1.4 Matlamat Projek Matlamat projek ini ialah membangunkan satu sistem lampu isyarat yang boleh dikawal oleh Personal Digital Assistant (PDA) dengan menggunakan teknologi bluetooth. 1.5 Objektif Projek i. Memudahkan tugas anggota polis trafik mengawal lalu lintas dengan menggunakan Personal Digital Assistant (PDA).
3 ii. iii. Mengurangkan risiko anggota polis trafik yang mengawal lalu lintas daripada ditimpa kemalangan semasa bertugas. Meningkatkan kecekapan aliran trafik dengan menggabungkan tenaga manusia dan teknologi terkini. 1.6 Skop Projek i. Lampu isyarat akan dimodelkan kepada litar yang akan disambungkan kepada port selari pada komputer. ii. Personal Digital Assistant (PDA) digunakan sebagai penghantar (sender) data dan komputer peribadi yang telah disambungkan kepada litar melalui port selari sebagai penerima (receiver). iii. Bluetooth digunakan untuk menghantar data dari PDA ke komputer peribadi, jarak maksimun penghantaran data ialah 10 meter sahaja. Adapter Bluetooth akan disambungkan pada komputer melalui port USB. 1.7 Kepentingan Kajian Sistem ini dibangunkan untuk membantu anggota polis trafik semasa menjalankan tugas. Sistem yang dibangunkan menggunakan teknologi-teknologi terkini seperti menggunakan Personal Digital Assistant (PDA) untuk mengawal lampu isyarat dan menggunakan teknologi bluetooth. Faedah yang diperolehi ialah mengurangkan risiko kemalangan anggota polis trafik semasa menjalankan tugas dan memberi lebih keselesaan kepada anggota polis trafik semasa menjalankan tugas.