i
SISTEM PENGESANAN LOKASI DAN PEMANDUAN ARAH DALAM
KERETA MENGGUNAKAN TEKNOLOGI GPS
CHEONG TAT YOON
Laporan projek ini dikemukakan sebagai
memenuhi sebahagian daripada syarat
penganugerahan Ijazah Sarjana Muda Sains Komputer
Fakulti Sains Komputer dan Sistem Maklumat
Universiti Teknologi Malaysia
MAC, 2005
vi
PENGHARGAAN
Di sini saya ingin mengambil kesempatan untuk merakamkan setinggi-tinggi
ucapan terima kasih dan penghargaan ikhlas kepada penyelia projek, Profesor Madya
Dr. Abdul Samad bin Ismail yang telah memberi tunjuk ajar dan bimbingan kepada
saya. Beliau telah banyak memberi panduan dan berkongsi pengetahuan bersama
saya sepanjang perlaksanaan Projek Sarjana Muda I ini.
Selain itu, saya juga ingin berterima kasih kepada Syarikat OTC Security
Solutions kerana terlibat secara aktif dan banyak memberikan sumbangan dari segi
pembiayaan dan penajaan perkakasan serta perisian pembangunan bagi menjayakan
projek NavTRAC ini.
Tidak lupa juga seluruh keluarga terutamanya kepada kedua-dua ibu-bapa
tersayang yang selama ini sentiasa memberi didikan dan sokongan kepada saya.
Tanpa mereka, impian saya untuk menjejaki menara gading pada hari ini adalah tidak
mungkin kesampaian.
Akhir sekali, ucapan ribuan terima kasih juga buat teman-teman seperjuangan
dan sesiapa sahaja yang telah membantu dan menyumbangkan jasa dalam kejayaan
Projek Sarjana Muda ini.
vii
ABSTRAK
Satu sistem aplikasi yang berasaskan teknologi Global Positioning System
(GPS) telah dibangunkan untuk projek ini. Sistem ini dikenali sebagai NavTRAC di
mana ia dibangunkan untuk melakukan aktiviti-aktiviti pengesanan lokasi dan
pemanduan arah dalam persekitaran kereta. Sistem ini berupaya mengesan lokasi
kenderaan pemandu di seluruh pelusuk Malaysia dengan menggunakan teknologi
GPS. Selain pengesanan lokasi, ia juga memberikan bantuan arah kepada pemandu
untuk mencapai ke destinasi yang diingini. Arahan suara seperti belok kanan dan
belok kiri akan diberikan oleh sistem sebelum pemandu menemui sesuatu simpang
jalan. Fungsi pengkomputasian perjalanan terpendek disediakan dalam sistem ini
bagi menjimatkan masa dan kos perjalanan pemandu. Di samping itu, pemandu boleh
melakukan pertanyaan jarak di antara dua lokasi di atas peta digital bagi mengetahui
anggaran jarak kedua-dua lokasi tersebut. Algoritma Dijkstra digunakan dalam
pencarian perjalanan terpendek di dalam sistem ini. Sistem ini dibangunkan dengan
menggunakan bahasa pengaturcaraan Visual C++ manakala metodologi
pembangunan yang digunakan ialah metodologi Prototaip. Hasil yang didapati
diharapkan dapat menjadi asas produk komersial yang membantu pemandu kereta
sampai ke destinasi yang dituju dengan mudah dan berkesan.
viii
ABSTRACT
A Global Positioning System (GPS) application called NavTRAC has been
developed on this project. The main purpose of this system is to provide a location
detection and navigation facility to car drivers. With NavTRAC, drivers will be able
to track their vehicle location through out Malaysia using GPS technology.
NavTRAC does not only serve as a location dectection system but it could also
navigate driver to their desired destination. Voice assistance such as turn left and
turn right will be prompted out to driver before they reach a junction. Shortest path
computation is also provided in this system in order to help the drivers to save time
and traveling cost. Next, the drivers could also query distance between two locations
in the digital map to obtain the estimated distance. Shortest path computation in this
system employed Dijkstra’s algorithm and the programming language used for
development is Visual C++. The prototype methodology has been employed as
development method in this project. It is hoped that the system can be a basis for a
commercial product that can assist drivers to reach destinastion easily and
effectively.
ix
KANDUNGAN
BAB PERKARA HALAMAN
JUDUL i
PENGAKUAN ii
DEDIKASI iii
PENGHARGAAN iv
ABSTRAK v
ABSTRACT vi
KANDUNGAN vii
SENARAI JADUAL xii
SENARAI RAJAH xiii
SENARAI SINGKATAN xv
SENARAI ISTILAH xvi
SENARAI LAMPIRAN xvii
1 PENGENALAN PROJEK 1
1.1 Pendahuluan 1
1.2 Penyataan Masalah 2
1.3 Matlamat 3
1.4 Objektif 3
1.5 Skop 4
1.6 Justifikasi 5
x
2 KAJIAN LATARBELAKANG 6
2.1 Pendahuluan 6
2.2 Sistem Perisian GPS Di Malaysia 7
2.2.1 V-Guard 8
2.2.2 V-trac 8
2.3 Sistem Perisian GPS Di Negara Eropah Dan
Barat
9
2.3.1 Sistem Pemanduan Arah Garmin 10
2.3.2 Sistem Pemanduan Arah Magellan 11
2.4 Teknologi Pemanduan Arah Global Positioning
System (GPS)
13
2.4.1 Rekabentuk Teknologi GPS 14
2.4.1.1 Segmen Angkasa 15
2.4.1.2 Segmen Kawalan 16
2.4.1.3 Segmen Pengguna 16
2.4.2 Isyarat GPS 18
2.4.3 Penggunaan Teknologi GPS Dalam
Pemanduan Arah
19
2.4.4 Format Rentetan GPS 20
2.5 Teknologi Pemanduan Arah Yang Lain 22
2.5.1 Omega 22
2.5.2 Loran C 22
2.5.3 Star-Fix 23
2.6 Algoritma Dijkstra 24
2.6.1 Ciri-Ciri Algoritma Dijkstra 25
2.6.2 Operasi Ringkas Algoritma Dijkstra 27
2.6.3 Kelemahan Algoritma Dijkstra 28
2.7 Bahasa Pengaturcaraan Microsoft Visual Studio
C++
28
2.7.1 Senibina MFC 28
2.7.2 Kelebihan MFC 29
2.8 Rumusan 30
xi
3 METODOLOGI PEMBANGUNAN 31
3.1 Pendahuluan 31
3.2 Model Prototaip 32
3.2.1 Fasa Perancangan 33
3.2.2 Fasa Analisis Keperluan 34
3.2.3 Fasa Rekabentuk 35
3.2.4 Fasa Implementasi 35
3.2.5 Justifikasi Metodologi Prototaip 36
3.3 Keperluan Pembangunan Aplikasi 36
3.3.1 Keperluan Perkakasan 37
3.3.2 Keperluan Perisian 38
3.4 Spesifikasi Input 39
3.5 Spesifikasi Output 40
3.6 Kekangan 41
3.7 Andaian 42
4 HASIL ANALISIS DAN REKABENTUK 43
4.1 Pendahuluan 43
4.2 Hasil Analisis Keperluan 43
4.2.1 Keperluan Fungsian 44
4.2.2 Keperluan Bukan Fungsian 45
4.2.3 Permodelan Kes Guna 45
4.2.3.1 Keterangan Aktor 46
4.2.3.2 Keterangan Kes Guna 46
4.2.4 Gambarajah Jujukan 48
4.3 Rekabentuk Rangkaian Komunikasi Sistem 48
4.4 Rekabentuk Sistem Pemanduan 49
4.5 Rekabentuk Antaramuka 50
4.5.1 Rekabentuk Halaman Utama Program
DBGenerator
51
xii
4.5.2 Rekabentuk Halaman Utama Sistem
NavTRAC
51
4.6 Rekabentuk Pangkalan Data 52
4.6.1 Struktur Pangkalan Data 53
4.6.2 Ciri-ciri Rekabentuk Pangkalan Data
Sistem
55
4.7 Teknik Yang Digunakan Dalam Sistem
Pemanduan Arah
57
4.7.1 Teknik Pengesanan Lokasi 57
4.7.2 Teknik Pembaikan Ralat GPS 58
4.7.2.1 Petua Kosinus dan Sinus 60
4.7.3 Teknik Penentuan Arah 62
4.7.3.1 Pengenalpastian Sukuan 63
4.7.3.2 Pengiraan Perbezaan Sudut Di
Antara Dua Titik
65
5 PERLAKSANAAN DAN HASIL 68
5.1 Persekitaran Pembangunan 68
5.1.1 Visual C++ 6.0 68
5.1.2 Pangkalan Data 69
5.1.3 Pengedit Text 69
5.1.4 Perisian Pembacaan Maklumat
Komunikasi Sesiri
70
5.2 Implementasi 70
5.2.1 Pembangunan Sistem Penjanaan
Pangkalan Data
70
5.2.2 Pembangunan Sistem NavTRAC 76
5.3 Data Dan Hasil Input/Output 81
5.3.1 Contoh Data Dan Nilai Lalai 82
5.3.2 Kaedah Pengujian 83
5.3.2.1 Pengujian Kotak Hitam 83
xiii
5.3.2.2 Pengujian Kotak Putih 86
5.4 Rumusan 87
6 PERBINCANGAN DAN KESIMPULAN 88
6.1 Hasil Dan Pencapaian 88
6.2 Kelemahan Sistem 90
6.3 Cadangan Pembaikan/Peningkatan 90
6.4 Kesimpulan 91
RUJUKAN 93
Lampiran A - E 95 -121
xiv
BAB I
PENGENALAN PROJEK
1.1 Pendahuluan
Sistem aplikasi yang berteraskan teknologi Global Positioning Sistem (GPS)
merupakan satu sistem yang tidak asing lagi di negara-negara seperti Eropah dan
Barat. Teknologi ini diwujudkan adalah untuk memberikan maklumat posisi dan
kedudukan yang tepat di bumi. Teknologi GPS digunakan secara meluas dalam
industri seperti pemetaan dan geoinformasi, ketenteraan, hiburan, pengesanan lokasi
kenderaan, sistem pemanduan arah dan banyak lagi. Alat–alat GPS sering
diintegrasikan dalam peranti-peranti seperti peranti peralatan pintar, telefon bimbit,
jam tangan, komputer mikro dan banyak lagi. Dengan adanya peranti–peranti GPS
ini maka dapat dibangunkan satu aplikasi yang berteraskan teknologi ini dengan
mudah dan segera.
Seterusnya satu sistem GPS yang dikenali sebagai NavTRAC telah
dibangunkan dalam projek ini. Sistem NavTRAC digunakan untuk melakukan
aktiviti pengesanan lokasi dan pemanduan arah ke sesuatu kawasan. Sistem ini
dipasangkan di dalam kereta pemandu. Dengan adanya sistem pemanduan arah ini
sudah pastinya seseorang pemandu tidak akan sesat di tempat yang tidak pernah
dikunjunginya kerana pemandu boleh melihat dan mengetahui lokasi mereka pada
peta digital.
xv
Ciri-ciri kemudahan yang terdapat di dalam sistem NavTRAC adalah seperti
kemudahan pengesanan lokasi kenderaan pada peta digital, kemudahan pemanduan
arah untuk mencapai ke destinasi yang diingini, pertanyaan jarak antara dua lokasi di
dalam peta digital dan pengkomputasian perjalanan terpendek bagi membantu
pemandu mencapai ke desitinasi yang diingini dengan cepat dan segera. Kepintaran
telah diterapkan dalam sistem ini bagi membolehkan ia memberi bantuan arah dalam
bentuk suara kepada pemandu untuk belok kanan ataupun belok kiri sebelum
pemandu menemui sesebuah simpang jalan.
Sistem NavTRAC merupakan sistem pemanduan arah dalam kereta yang
pertama dibangunkan di Malaysia. Sistem NavTRAC ini dapat memandu pengguna
ke lokasi yang diingini dengan cepat dan pantas. Namun begitu, dalam fasa
permulaan sistem NavTRAC ini hanya dilaksanakan di kawasan yang terpilih sahaja
di sekitar bandar Johor Bahru. Pemanduan arah yang dilaksanakan adalah
berdasarkan laluan perjalanan yang terpendek.
Teknologi GPS merupakan teknologi utama dalam pembangunan projek ini.
Selain itu, algoritama Dijkstra digunakan bagi mencari perjalanan terpendek dan
menghitungkan anggaran jarak antara dua lokasi yang telah dipilih. Akhir sekali,
diharap dengan wujudnya sistem pengesanan lokasi dan pemanduan arah ini mampu
meningkat dan mempelbagaikan penggunaan peralatan yang berdasarkan teknologi
GPS di pasaran tanah air.
1.2 Pernyataan Masalah
Untuk membuat perjalanan dari satu lokasi ke satu lokasi yang lain,
seseorang pemandu memerlukan pengetahuan mengenai tempat yang dilalui. Dengan
sistem jalan raya yang kompleks, perjalanan ke satu-satu destinasi tidak semudah
yang disangka. Keadaan lebih rumit sekiranya pemandu terpaksa melalui bandar-
bandar yang tidak pernah dilalui. Kebiasaannya, peta digunakan untuk membantu
pemandu mencapai ke destinasi. Namun begitu, kaedah ini memerlukan satu lagi
xvi
penumpang untuk membacakan peta kepada pemandu. Sekiranya, pemandu
membaca peta dengan sendiri sambil memandu, maka keadaan ini akan
membahayakan kerana pemandu tidak dapat memberi perhatian sepenuhnya kepada
aktiviti pemanduan. Seterusnya, di bandar yang penuh dengan jalan bercabang dan
kompleks akan terdapat banyak laluan alternatif untuk menuju ke sesuatu destinasi.
Namun begitu, pemandu tidak dapat mengetahui laluan alternatif yang terbaik.
Lantas, pemandu terpaksa bertanyakan jalan kepada orang awam yang berdekatan
dan keadaan menjadi lebih buruk lagi sekiranya tidak ada tempat bertanya ataupun
waktu tersebut adalah waktu tengah malam.
1.3 Matlamat
Menghasilkan satu sistem pengesanan lokasi dan pemanduan arah yang
dilengkapi dengan bantuan peta serta multimedia dalam persekitaran kereta dengan
menggunakan mini komputer mikro bersama dengan skrin sentuh. Sistem ini
diberikan nama sebagai NavTRAC dan dijangka akan mempelbagaikan jenis dan
mutu penggunaan peralatan yang berasaskan teknologi GPS di pasaran tanah air.
1.4 Objektif
Projek ini diharapkan dapat mencapai objektif-objektif berikut:
i. Mengintegrasikan peranti GPS dengan perisian sistem bagi menjalankan
aktiviti pengesanan lokasi dan pemanduan arah.
ii. Menghasilkan rekabentuk sistem pengesanan lokasi dan pemanduan arah
menggunakan teknologi GPS dalam persekitaran kereta.
xvii
iii. Merekabentuk dan membangunkan maklumat-maklumat pangkalan data
yang diperlukan untuk menjalankan aktiviti pengesanan lokasi, pemanduan
arah dan pengkomputasian perjalanan terpendek.
iv. Membangunkan sistem NavTRAC yang dilengkapi dengan bantuan peta
dan multimedia bagi menjadikan sistem ini lebih menarik dan ramah
pengguna.
1.5 Skop
Bagi memastikan objektif menepati sasaran dan dapat direalisasikan, maka
skop projek telah ditentukan untuk memudahkan pembangunan projek. Antara skop-
skop yang ditentukan dalam projek ini adalah seperti berikut:
i. Sistem pemanduan arah yang dibangunkan dilaksanakan dalam
persekitaran kereta dengan menggunakan mini komputer mikro, skrin
sentuh dan peralatan GPS.
ii. Fasa permulaan sistem ini hanya dilaksanakan di kawasan yang terpilih
sahaja di sekitar bandar Johor Bahru.
iii. Pengguna boleh melihat peta digital pada aras yang berbeza-beza iaitu pada
paras negara sehingga kepada paras jalan raya.
iv. Kebolehan untuk mengesan lokasi kenderaan dan memaparkan lokasi
tersebut di atas peta digital.
v. Fungsi pemanduan arah diterapkan dengan kepintaran untuk memberikan
bantuan arah berbentuk suara seperti belok kanan ataupun belok kiri
sebelum pemandu menemui sesuatu simpang jalan.
vi. Sistem akan sentiasa membuat pengkomputasian perjalanan terpendek
daripada satu nod sumber ke satu nod destinasi berdasarkan algoritma
Dijkstra.
xviii
vii. Sistem akan dibekalkan dengan bantuan multimedia dan peta bagi
memudahkan aktiviti-aktiviti pengesanan lokasi serta pemanduan arah.
viii. Ciri-ciri antaramuka pengguna bergrafik (GUI) diterapkan dalam
pembangunan sistem ini bagi menjadikan sistem ini lebih menarik dan
ramah pengguna.
1.6 Justifikasi Aplikasi
Sistem NavTRAC merupakan sistem pemanduan arah dalam kereta yang
pertama dibangunkan di Malaysia. Sistem ini dijangka akan menambahkan satu
jenis lagi produk yang berasaskan teknologi GPS di tanah air. Selain itu, sistem
NavTRAC dilihat dapat memudahkan aktiviti pengesanan lokasi dan pemanduan
arah serta mengelak pemandu daripada sesat di tempat yang tidak pernah dikunjungi
terutamanya di bandar-bandar yang penuh dengan jalan-raya yang keliru dan
kompleks. Sistem ini ternyata amat berguna kepada golongan peniaga dan usahawan
yang sentiasa bekerja di luar negeri dan memerlukan sistem pemanduan arah bagi
menjimatkan masa dan kos perjalanan. Di samping itu, ia dilihat berpotensi
berkembang dalam industri pelancongan di mana pelancong yang berkunjung ke
tanah air tidak perlu membuang masa yang lama untuk mencari sesuatu lokasi.
Syarikat OTC Security Solution merupakan syarikat yang terlibat secara aktif dan
banyak memberikan sumbangan dari segi pembiayaan dan penajaan perkakasan serta
perisian pembangunan bagi menjayakan projek NavTRAC ini.