Ứng dụng internet of thing trong bãi đậu xe thông minh tại trường đại học kinh tế quốc dân

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ KINH TẾ SỐ 🙞🙞🙞 BÀI TẬP LỚN MẠNG KẾT NỐI VẠN VẬT Đề tài: Ứng dụng Internet of Thing bãi đậu xe thông minh Trường Đại học Kinh tế Quốc dân Họ tên: Vũ Thị Kim Liên Mã sinh viên: 11192733 Lớp: CNTT61B Hà nội, 4/2022 Mục lục M ởđầầu I Hiện trạng IoT bãi gửi xe trường .2 II Giải pháp .3 Mô tả hệ thôống Sơ đồ hệ thống Sơ đồ chức .6 Quy trình vận hành Lợi ích II Mô hệ thống Danh mục thiết bị cần thiết .9 Lập trình T ổ ng kếết 17 Danh mục tài liệu tham khảo 18 Mở đầu Kinh tế Quốc dân trường đại học hàng đầu Việt Nam với tiêu tuyển sinh khoảng 25000 học sinh năm Trường ta có số sinh viên đơng đúc phương tiện di chuyển lại chủ yếu xe máy Mặc dù trường có bãi gửi xe dành cho sinh viên chưa đáp ứng hoàn toàn nhu cầu Con người tiến tới thời đại 4.0 với giải pháp công nghệ thông tin tiên tiến đại áp dụng vào đời sống hàng ngày Là trường đại học lớn, trường ta nên áp dụng nhiều công nghệ thông minh đặc biệt công nghệ với kết nối vạn vật Internet of Things Vì vậy, em mong muốn bãi gửi xe nhà trường hoạt động thơng minh để đáp ứng nhu cầu sinh viên Em đề xuất mơ hình bãi gửi xe thông minh kết hợp với công nghệ IoT Đây xem giải pháp hữu hiệu, mang lại hiệu cao Mơ hình bãi giữ xe thông minh thành việc áp dụng cơng nghệ thơng tin, tự động hóa viễn thơng vào sống Giải pháp giúp quản lý thông tin xe vào bãi giữ xe siêu thị, bệnh viện, chung cư… máy móc, thiết bị công nghệ đại Sự liên kết thiết bị giúp quản lý xác xe vào tới thời điểm, biến số xe hình ảnh lái xe thông qua camera nhận dạng biển số ID cấp cho thẻ Việc soát vé cổng / vào trở lên dễ dàng, hiệu quả, tiết kiệm thời gian, tránh ùn tắc xe tạo nét văn minh, đại cho khu trung tâm Đây giải pháp nhằm quản lý khoa học, xác an tồn cho bãi giữ xe với quy mơ từ nhỏ đến lớn Ngồi ra, giải pháp bãi đỗ xe thơng minh cịn đảm bảo việc chống cắp xe, quản lý thu phí xác, chống thất thoát, giảm nhân viên kiểm soát Giải pháp đánh giá giải pháp thân thiện với môi trường, khơng có rác thải từ vé giấy đặc biệt tất thiết bị sử dụng đạt chuẩn công nghiệp, hoạt động liên tục, bền bỉ môi trường khắc nghiệt Việt Nam I Hiện trạng IoT bãi gửi xe trường Bãi gửi xe trường ta bãi gửi xe thơng minh sử dụng thẻ từ tích hợp máy móc, cơng nghệ vào khâu quản lý + Cửa vào hệ thống: sinh viên vào giữ xe cấp thẻ cảm ứng, gửi xe nhân viên quét thẻ qua đầu đọc, hệ thống tự lệnh cho camera chụp gương mặt biển số chủ xe + Với cửa ra: lấy xe, khách hàng nhân viên giữ xe quẹt thẻ qua đầu đọc, hệ thống tự động nhận dạng xác lên hình ảnh khách hàng chụp lúc trước vào Đồng thời lúc đó, bảng số tiền cần phải trả Nhân viên giữ xe xem hình, so sánh, thu tiền Tuy nhiên, mơ hình mà trường áp dụng nhiều bất cập  Khi vào gửi xe, sinh viên cấp thẻ từ Thẻ dùng cũ không thuận tiện cho người dùng Vẫn có nhiều sinh viên làm rơi thẻ xe, dẫn tới khó khăn làm thủ tục lấy xe  Hệ thống gửi xe thu phí gửi theo cách truyền thống Điều làm cho khó quản lý doanh thu cuối ngày cho nhân viên phí gửi xe số tiền nhỏ rải rác Ngồi thu phí làm tốn thêm thời gian cho nhân viên sinh viên gây tắc nghẽn cao điểm  Chỗ để xe lộn xộn Sinh viên vào gửi khơng thể biết chỗ cịn trống dẫn tới việc thời gian tìm chỗ đậu xe Trong ngày sinh viên học đơng cịn xảy trường hợp xe để chen chúc với gây va chạm, hỏng xe sinh viên  Hệ thống gửi xe truyền thống dẫn tới việc khó kiểm sốt lượng xe ra, vào bãi gửi Điều làm giảm an ninh khu gửi xe sinh viên hay bị đồ: mũ bảo hiểm, áo mưa… II Giải pháp Mô tả hệ thống Công nghệ đỗ xe thông minh sáng tạo kết hợp với kết nối IoT giúp giải vấn đề an ninh, chất lượng bãi giữ xe trường Các cảm biến IoT cài đặt xác định vị trí chỗ đậu xe trống Dữ liệu IoT truyền qua kết nối không dây đến máy chủ đám mây Tất liệu từ bãi đậu xe thu thập phân tích thời gian thực để tạo đồ khơng gian có sẵn cung cấp cho người tìm kiếm khơng gian Người lái xe tìm kiếm chỗ đậu xe tham khảo đồ bãi đậu xe thông minh thời gian thực hướng dẫn đến không gian trống gần Các hệ thống tiên tiến dành khơng gian nhận tốn điện tử từ trình điều khiển Trong nghiên cứu trường hợp phát triển giải pháp đỗ xe thông minh IoT, thành phần kỹ thuật bao gồm cảm biến siêu âm HC-SR04 đo khoảng cách vật lý sóng siêu âm vi điều khiển ESP8266 Cả hai lắp đặt chỗ đậu xe Hình Mơ hình Thiết bị IoT gửi cập nhật định kỳ tín hiệu khơng dây giao thức MQTT đến máy chủ đám mây chạy dịch vụ AWS IoT Máy chủ đám mây tập hợp liệu tất vị trí đỗ xe Điều cho người dùng thông qua trang web ứng dụng di động điểm đỗ xe có sẵn phép họ chọn Trong hệ thống, em dùng cảm biến IR Cảm biến IR hay gọi cảm biến hồng ngoại cảm biến chiếu tia hồng ngoại mà mắt người khơng nhìn thấy được, nhằm trao đổi tín hiệu thiết bị với dùng để quan sát, nhận diện vật thể tối Công nghệ thường ứng dụng để điều khiển thiết bị từ xa Hình C ảm biếến IR Cảm biến IR xác định xem chỗ đậu xe có xe hay chưa Khi có xe, đèn báo phía màu đỏ, ngược lại màu xanh Đèn báo giúp cho sinh viên dễ dàng tìm chỗ đậu xe Từ cảm biến IR, hệ thống biết số chỗ trống cập nhật đèn LED thông báo Ở đầu dãy gửi xe, có biển thơng báo số chỗ trống dãy giúp cho sinh viên dễ dàng tìm chỗ trống gửi xe Ngồi cập nhât lên biển thơng báo, hệ thống cịn cập nhật hình thơng báo quản lý để dễ dàng kiểm sốt Trong mơ hình bãi đậu xe thơng minh cịn có hệ thống nhận dạng thẻ từ Thẻ từ RFID tích hợp thẻ sinh viên để tránh tình trạng rơi Thẻ từ dùng để xác nhận thời gian vào xe Từ đó, hệ thống tính tốn chi phí gửi xe sinh viên Trong chỗ đậu xe có hệ thống nhận diện biển số xe để thuận tiện cho lưu trữ đảm bảo an ninh khu vực Dữ liệu thời gian ra/vào, phí gửi… đồng hóa lên đám mây sử dụng kèm theo ứng dụng điện thoại thông minh Dữ liệu lịch sử gửi xe, thông tin sinh viên… hiển thị ứng dụng giúp cho sinh viên dễ dàng quản lý Chi phí gửi xe trừ vào số tiền sinh viên nạp trước vào hệ thống Sơ đồ hệ thống Hình Mơ tả vị trí đậu xe Sau xe vào chỗ đỗ, thuật tốn tự động trừ số chỗ cịn trống hiển thị bảng thơng báo hình hiển thị quản lý viên Các đèn chỗ có xe đỗ chuyển sang màu đỏ Các liệu đồng lên đám mây Sơ đồ chức Sơ đồ chức hệ thống Hình S ơđôồ ch ức h ệthôếng Quy trình vận hành Bãi đậu xe có biển thơng báo đầu dãy xe Biển thông báo số chỗ cịn trống hàng Phía chỗ đậu xe có đèn thơng báo, đèn xanh chỗ cịn trống, có xe đậu, đèn chuyển sang màu đỏ Bên cạnh chỗ trống có cột cảm ứng thẻ từ dùng để đọc thời gian vào Khi xe vào chỗ trống, đèn tự động chuyển sang đỏ Sinh viên quét thẻ để xác định chỗ trống có xe xác nhận thời gian vào Hệ thống sửa thông tin hiển thị biển thơng báo hình hiển thị quản lý Khi xe ra, sinh viên quét thẻ lần để xác nhận kết thúc gửi xe, hệ thống tính tốn thời gian phí gửi xe Sau xe ra, đèn chuyển thành màu xanh Hệ thống tự động cập nhập biển báo hình quản lý Lợi ích Khi áp dụng cách quản lý bãi giữ xe thông minh phận quản lý hồn tồn n tâm vấn đề doanh thu giảm tối đa nguồn nhân lực so với cách quản lý bãi xe truyền thống: - Giảm chi phí nhân lực - Kiểm tra doanh thu hàng ngày, tháng giảm thất thoát tối đa - Phần mềm tự động phát xe gần hết hạn (với xe sử dụng gói nạp tiền theo tháng) thông báo số tiền tài khoản hết tiền để cảnh báo cho chủ phương tiện - An tồn tuyệt đối tránh tình trạng làm giả vé dẫn đến thiệt hại tài sản uy tín - Thuận tiện cho sinh viên việc quản lý phương tiện II  không      Mô hệ thống Danh mục thiết bị cần thiết IR sensors (3 in this model): dùng để cảm ứng vị trí đậu xe cịn trống hay Microcontroller (2 arduino boards): điều khiển hệ thống WiFi module (ESP8266): kết nối thiết bị với RFID tag: xác nhận thẻ Servo motor LCD display (optional): hiển thị thơng báo Lập trình a Hệ thống kiểm sốt chỗ trống Các cảm biến IR kết nối chân khác cung cấp cho trạng thái khu vực (1: có xe 0: trống) Dữ liệu tải lên máy chủ Thông tin tải lên cách sử dụng mơ-đun wifi ESP8266 Code lập trình Arduino: #include const int ProxSensor1=5; const int ProxSensor2=6; const int ProxSensor3=7; //Software Serial library int inputVal = 0; SoftwareSerial mySerial(12, 13); SoftwareSerial espSerial(2, 3); #define DEBUG true String mySSID = "ram"; // WiFi SSID String myPWD = "ramnath123$"; // WiFi Password String myAPI = "I3SMDXSR4EMUK7CR"; // API Key String myHOST = "api.thingspeak.com"; String myPORT = "80"; String myFIELD1 = "field1"; String myFIELD2 = "field2"; String myFIELD3 = "field3"; int sendVal1; int sendVal2; int sendVal3; int k=0; void setup() { Serial.begin(9600); mySerial.begin(115200); espSerial.begin(115200); pinMode(ProxSensor1,INPUT); //Pin output of proximity sensor pinMode(ProxSensor2,INPUT); pinMode(ProxSensor3,INPUT); is connected to the espData("AT+RST", 1000, DEBUG);//Reset the ESP8266 module espData("AT+CWMODE=1", 1000, DEBUG); //Set the ESP mode as station mode espData("AT+CWJAP=\""+ mySSID +"\",\""+ myPWD +"\"", 1000, DEBUG); //Connect to WiFi network /*while(!esp.find("OK")) { //Wait for connection }*/ delay(1000); } void loop() { sendVal1=digitalRead(ProxSensor1); sendVal2=digitalRead(ProxSensor2); sendVal3=digitalRead(ProxSensor3); String sendData1 = "GET /update?api_key="+ myAPI +"&"+ myFIELD1 +"="+String(sendVal1); String sendData2 = "GET /update?api_key="+ myAPI +"&"+ myFIELD2 +"="+String(sendVal2); String sendData3 = "GET /update?api_key="+ myAPI +"&"+ myFIELD3 +"="+String(sendVal3); espData("AT+CIPMUX=1", 1000, DEBUG); //Allow multiple connections espData("AT+CIPSTART=0,\"TCP\",\""+ myHOST +"\","+ myPORT, 1000, DEBUG); espData("AT+CIPSEND=0," +String(sendData1.length() +4),1000,DEBUG); espSerial.find(">"); espSerial.println(sendData1); espData("AT+CIPMUX=1", 1000, DEBUG); //Allow multiple connections espData("AT+CIPSTART=0,\"TCP\",\""+ myHOST +"\","+ myPORT, 1000, DEBUG); espData("AT+CIPSEND=0," +String(sendData2.length() +4),1000,DEBUG); espSerial.find(">"); espSerial.println(sendData2); espData("AT+CIPMUX=1", 1000, DEBUG); //Allow multiple connections espData("AT+CIPSTART=0,\"TCP\",\""+ myHOST +"\","+ myPORT, 1000, DEBUG); espData("AT+CIPSEND=0," +String(sendData3.length() +4),1000,DEBUG); espSerial.find(">"); espSerial.println(sendData3); Serial.print("Value to be sent: "); Serial.println(sendVal1); Serial.print("Value to be sent: "); Serial.println(sendVal2); Serial.print("Value to be sent: "); Serial.println(sendVal3); if(k==0&&sendVal1==1&&sendVal2==1&&sendVal3==1) { SendMessage(); k=1; } if (mySerial.available()>0) Serial.write(mySerial.read()); espData("AT+CIPCLOSE=0",1000,DEBUG); //delay(100); } 10 String espData(String command, const debug) { Serial.print("AT Command ==> "); Serial.print(command); Serial.println(" "); int timeout, boolean String response = ""; espSerial.println(command); long int time = millis(); while ( (time + timeout) > millis()) { while (espSerial.available()) { char c = espSerial.read(); response += c; } } if (debug) { //Serial.print(response); } return response; } } b Hệ thống xác thực Code: #include #include #include #include #define rs A0 #define en A1 #define d4 11 #define d5 #define d6 #define d7 int pos=0; MFRC522 mfrc522(10,9); LiquidCrystal lcd(rs,en,d4,d5,d6,d7); Servo myservo; Servo myservo2; //void up(int i){ // for (pos = 0; pos = 0; pos -= i) { // goes from 180 degrees to degrees //myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos' //delay(50); // waits 15ms for the servo to reach the position // }} void setup() { pinMode(2,OUTPUT); pinMode(3,OUTPUT); Serial.begin(9600); SPI.begin(); lcd.begin(16,2); myservo.attach(8); myservo.write(140); myservo2.attach(3); myservo2.write(140); // Serial.print("#ACCESS CONTROL#"); 12 mfrc522.PCD_Init(); Serial.println("Scan Tag"); // } void loop() { lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" PLEASE! SCAN "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" TAG TO ENTER "); if(!mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) { return; } if(!mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) { return; } String uid=""; Serial.println(); Serial.print("UID="); for(int i=0;i