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

ii

iii

iv

v

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.