Tháp giữ xe ô tô tự động

Microsoft Word BCKLTN BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI THÁP GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG SVTH Nguyễn Thành Trung MSSV 15034471 Lớp DHDKTD11B GVHD Th S Hà Chí Kiên Tp HCM, Ngày tháng năm 2019 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÀNH TRUNG 2 MỤC LỤC MỤC LỤC 2 DANH SÁCH CÁC HÌNH 4 NHẬN XÉT CỦA GVHD VÀ GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 7 LỜI CẢM ƠN 8 CHƯƠNG 0 MỞ ĐẦU 9 0 1 Sự cần thiết của đề tài 9 0 2 Các giải pháp nhà giữ xe 10 0 2 1 Bãi xe nhiều tầng 10 0.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN BÁO CÁO KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THÁP GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG SVTH: Nguyễn Thành Trung MSSV: 15034471 Lớp: DHDKTD11B GVHD: Th.S Hà Chí Kiên Tp.HCM, Ngày … tháng … năm 2019 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÀNH TRUNG MỤC LỤC MỤC LỤC 2  DANH SÁCH CÁC HÌNH 4  NHẬN XÉT CỦA GVHD VÀ GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 7  LỜI CẢM ƠN 8  CHƯƠNG 0: MỞ ĐẦU 9  0.1  Sự cần thiết đề tài: 9  0.2  Các giải pháp nhà giữ xe: 10  0.2.1. Bãi xe nhiều tầng: 10  0.2.2. Bãi xe nhiều tầng có tự động hóa: 10  0.2.3. Bãi xe dạng tháp xếp chồng: 12  0.3  Lựa chọn giải pháp: 13  0.4 Phạm vi nghiên cứu: 13  CHƯƠNG 1: SƠ LƯỢC VỀ LINH KIỆN, MODULE SỬ DỤNG VÀ MỘT SỐ CHUẨN GIAO TIẾP 15  1.1.  Tìm hiểu Arduino, động bước, IC TB6600 encoder 15  1.1.1  Tổng Quan Về Arduino 15  A.  Phân loại Arduino:   15  B.  Tổng quan về Arduino UNO:   16  1.1.2. Tổng quan động bước: 20  A.  Phân loại động cơ bước:   20  B.  Phương pháp điều khiển động cơ bước:   22  1.1.3. Tìm hiểu IC TB6600: 23  1.1.4. Tìm hiểu Encoder 27  A.  Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Encoder.   27  B.  Phân loại và kết nối vơi Arduino   28  1.2.  Công nghệ RFID, module RFID READER giao tiếp SPI 30  1.2.2. Khái niệm công nghệ RFID: 30  1.2.3. Cấu tạo mốt hệ thống rfid bản: 30  1.2.4. Cách làm việc RFID reader: 31  1.2.5. Ứng dụng công nghệ RFID: 32  1.2.6. Module RFID reader RC522 giao tiếp SPI: 32  1.3.  Tìm hiểu LCD 16x2, cảm biến chuyển động PIR HC-SR501, giao tiếp I2C 35  1.3.1  Giới thiệu LCD 16x2 35  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÀNH TRUNG 2.1.1  Mạch chuyển đổi I2C cho LCD 36  1.3.2. CẢM BIẾN THÂN NHIỆT CHUYỂN ĐỘNG PIR HC-SR501 37  1.3.3. Giao tiếp I2C 39  A.  Giới thiệu   39  B.  Đặc điểm giao tiếp I2C.   40  CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ ESP8266 VÀ ỨNG DỤNG GIÁM SÁT TRÊN ĐIỆN THOẠI SỬ DỤNG MIT APP INVENTOR 43  2.1  TÌM HIỂU ESP8266 43  2.1.1. Mạch phát triển NodeMCU 44  2.2  Giới Thiệu Về Phần Mềm Lập Trình MIT-App Inventor 46  2.2.1. Các Bước Thiết Kế Ứng Dụng 49  CHƯƠNG 3: PHẦN MỀM VISUAL BASIC 6.0, TRUYỀN THÔNG GIAO TIẾP UART VÀ LẬP TRÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU 55  3.1 Giới thiệu Visual basic 6.0 55  3.2 TRUYỀN THƠNG GIAO TIẾP UART VÀ LẬP TRÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU 57  CHƯƠNG 4: GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 65  4.1.  Lưu đồ giải thuật Arduino 65  4.2.  LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VISUAL BASIC: 68  4.3.  LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT ESP8266: 69  CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG MƠ HÌNH MẪU TƯỢNG TRƯNG 70  CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 74  6.1.  Kết đạt được: 74  6.2.  Hướng phát triển đề tài 79  PHỤ LỤC 80  TÀI LIỆU KHAM THẢO: 82  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÀNH TRUNG DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 0.1: Vấn nạn kẹt xe tơ đậu thành hàng dài lòng đường độ thị lớn Việt Nam 9  Hình 0.2: Một bãi xe nhiều tầng với dốc dẫn đến tầng 10  Hình 0.3: Hệ thống bãi xe nhiều tầng có tự động hóa 11  Hình 0.4: bãi xe tự động hóa nhiều tầng dạng ngầm 12  Hình 0.5: Tháp đỗ xe tự động dạng xếp chồng 12  Hình 1.1: Một số loại Arduino 16  Hình 1.2: Arduino UNO 16  Hình 1.3: Thơng số kĩ thuật Arduino Uno 17  Hình 1.4: chân lượng UNO 18  Hình 1.5: Các chân IN/OUT Arduino 19  Hình 1.6: cấu tạo động bước nam châm vĩnh cửu 20  Hình 1.7: Động bước đơn cực 21  Hình 1.8: Động bước lưỡng cực 21  Hình 1.9: Động bước loại nhiều pha 21  Hình 1.10: Động bước loại biến từ trở 22  Hình 1.11: Chuyển động roto theo phương pháp điều khiển pha 22  Hình 1.12: Chuyển động roto theo phương pháp điều khiển pha 23  Hình 1.13: Chuyển động roto theo phương pháp điều khiển nửa bước 23  Hình 1.14: IC TB6600 hãng Toshiba 24  Hình 1.15: sơ đồ nguyên lý mạch TB6600 24  Hình 1.16: Bên IC 74HC14 25  Hình 1.17: Bên IC 6N137 (trái) IC PC817 (phải) 25  Hình 1.18: Sơ đồ kết nối module TB6600 với Arduino động bước pha 26  Hình 1.19: Encoder hãng OMRON 27  Hình 1.20: cấu tạo Encoder 27  Hình 1.21: encoder tương đối 28  Hình 1.22: xách định chiều quay encoder tương đối dựa vào xung A B 29  Hình 1.23: đĩa encoder tuyệt đối 29  Hình 1.24: sơ đồ kết nối Arduino với Encoder 30  Hình 1.25: Hệ thống RFID 30  Hình 1.26: truyền liệu RFID reader RFID tag 31  Hình 1.27: Ảnh thực tế module RFID RC522 32  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÀNH TRUNG Hình 1.28: Kết nối SPI Master slave 33  Hình 1.29: Truyền liệu qua giao tiếp SPI 34  Hình 1.30: Các chế độ khung liệu giao tiếp SPI 34  Hình 1.31: Sơ đồ chân LCD 35  Hình 1.32: Chức chân LCD 35  Hình 1.33: Module chuyển đổi I2C cho LCD 36  Hình 1.34: Sơ đồ kết nối LCD với Arduino thông qua Module I2C 37  Hình 1.35: cấu trúc cảm biến PIR 37  Hình 1.36: cách hoạt động cảm biến PIR 38  Hình 1.37: sơ đồ kết nối PIR với Arduino 39  Hình 1.38: Bus I2C với thiết bị ngoại vi 39  Hình 1.39: Kết nối thiết bị vào bus I2C chế độ chuẩn (Standard mode) chế độ nhanh (Fast mode) 40  Hình 1.40: Quá trình truyền liệu thiết bị 41  Hình 1.41: Quá trình truyền liệu 42  Hình 2.1 :sơ đồ chân chip wifi ESP8266EX 43  Hình 2.2: sơ đồ chân NodeMcu 45  Hình 2.3: Giao diện quản lí project 48  Hình 2.4: Giao diện thiết kế (design) 48  Hình 2.5: Giao diện lập trình ( khối block) 48  Hình 2.6: Tạo đặt tên project 49  Hình 2.7: cửa sổ thiết kế App Inventor 49  Hình 2.8: cửa sổ lặp trình App Inventor 50  Hình 2.9: hàm tốn học logic 51  Hình 2.10: hàm xử lý Text list 51  Hình 2.11: hàm phương thức 52  Hình 2.12: hàm thuộc tính 52  Hình 2.12: hàm kiện 52  Hình 2.13: biên dịch phần mềm 53  Hình 2.14: kết thiết kế giao diện 53  Hình 3.1: Khung truyền liệu UART 57  Hình 3.2: UART_SR – Status register 58  Hình 3.3: UART_DR – Data register 59  Hình 3.4: UART_BRR – Baud rate register 59  Hình 3.5: Bảng quy đổi giá trị Baud 59  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÀNH TRUNG Hình 3.6: UART_CRx – Control register: 59  Hình 3.7: Nhập liệu cho bảng CSDL 60  Hình 3.8.1: Cửa sổ thiết lập thơng số cho ADO Data Control 60  Hình 3.8.2: Lựa chọn trình điều khiển truy cập CSDL 61  Hình 3.8.3: Chọn tệp CSDL Access cần kết nối 61  Hình 3.8.4: Chọn tệp CSDL cần kết nối đến 62  Hình 3.8.5: Liên kết bảng với ADO Data Control 62  Hình 3.9.1: Gắn kết DataGrid với ADO Data Control 63  Hình 3.9.2: Hiển thị bảng liệu Data Grid Control 63  Hình 3.10.1: Giao diện chương trình 63  Hình 3.10.2: Tồn code chương trình thêm ghi vào bảng CSDL 64  Hình 4.1: Lưu đồ giải thuật chương trình 65  Hình 4.2: Lưu đồ giải thuật nhận xử lí tín hiệu UART gửi từ VB6 66  Hình 4.3: Lưu đồ giải thuật ngắt ngồi xử lí xung encoder 67  Hình 4.4: Lưu đồ giải thuật VB 68  Hình 4.5: Lưu đồ giải thuật ESP-App inventor 69  Hình 5.1: Sơ đồ khối 70  Hình 5.2: Phần mềm phần cứng mơ hình 71  Hình 5.3: Mơ hình tháp giữ xe 72  Hình 5.4: Tủ điều khiển 73  Hình 6.1: Màn hình đăng nhập 74  Hình 6.2: Các tính bảng chọn hệ thống 74  Hình 6.3: Thơng tin tài khoản 75  Hình 6.4: Thơng tin khách hàng hệ thống 75  Hình 6.5: Màn hình giám sát hệ thống 76  Hình 6.6: Thơng báo qt thẻ không hợp lệ 76  Hình 6.7: Thơng báo qt thẻ không đủ tiền 77  Hình 6.8: Lịch sử ra/vào khách hàng 77  Hình 6.9: Mơ hình hồn thiện 78  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÀNH TRUNG NHẬN XÉT CỦA GVHD VÀ GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Nhận xét giáo viên hướng dẫn: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Nhận xét giáo viên phản biện: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÀNH TRUNG LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành cơng mà khơng gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý Thầy Cơ, gia đình bạn bè Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô khoa Công Nghệ Điện – Trường Đại Học Cơng Nghiệp Tp Hồ Chí Minh với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Và đặc biệt, học kỳ này, Khoa tổ chức cho chúng em tiếp cận với thực tế chuyên ngành điều khiển tự động mà theo em hữu ích sinh viên ngành điện tất sinh viên thuộc chuyên ngành Kĩ Thuật khác Đó tạo điều kiện cho chúng em thực khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy Hà Chí Kiên tận tâm sát cánh bên chúng em qua buổi học lớp buổi nói chuyện, thảo luận lĩnh vực sáng tạo nghiên cứu khoa học Nếu khơng có lời hướng dẫn, dạy bảo thầy báo cáo em khó hồn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Bài báo cáo nghiêm túc thực khoảng thời gian học kỳ II năm học 2018 - 2019 Bước đầu vào thực tế, tìm hiểu lĩnh vực sáng tạo nghiên cứu khoa học, kiến thức em hạn chế nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi thiếu sót điều chắn, em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô để kiến thức em lĩnh vực hồn thiện KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÀNH TRUNG CHƯƠNG 0: MỞ ĐẦU 0.1 Sự cần thiết đề tài: Trải qua nhiều thập kỷ ô tơ trở thành phương tiện gắn bó mật thiết với đời sống người Tới công nghiệp ô tô ngày phát triển với số lượng tơ tăng chóng mặt ngày kéo theo nhiều vấn đề: - Ùn tắc giao thông dẫn đến thời gian di chuyển - Ơ nhiễm mơi trường khí thải từ tơ - Xung đột, căng thẳng nguy gây tai nạn - Tốn nhiều diện tích đất để xây dựng bãi để xe ô tô theo kiểu truyền thống - … Hình 0.1: Vấn nạn kẹt xe ô tô đậu thành hàng dài lòng đường độ thị lớn Việt Nam Để khắc phục tình trạng nhiều nước giới ứng dụng hệ thống đỗ xe thông minh, Việt nam số lượng bãi xe tự động đô thị lớn, nhiều ô tô TP Hồ Chí Minh hay Thủ Đô Hà Nội đếm đầu ngón tay Thực tế nhiều trung cư, cao ốc Việt Nam có tầng hầm để xe đa số đáp ứng nhu cầu đậu xe Một số khác chí khơng có tầng hầm để xe nên chủ xe phải đậu lòng đường, vỉa hè Điều cho thấy thực trạng thiếu trầm trọng bãi đậu xe nơi hai độ thị lớn Việt Nam Vì giải pháp xây dựng bãi đỗ xe tự động cần thiết Việt Nam Tuy nhiên, để xây dựng bãi đỗ xe tự động tiêu chuẩn địi hỏi phải có đội ngũ cán kỹ thuật có trình độ chun mơn cao ln trau dồi kiến thức để thích ứng với công nghệ ngày đại Trước yêu cầu trên, công tác giáo dục đạo tạo chiếm tầm quan trọng công đổi mới, phát triển đất nước Trong trình học tập trường, sinh viên KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÀNH TRUNG cần nắm bắt kịp thời khoa học kỹ thuật đại nước khu vực giới thông qua việc tiếp xúc nhiều với mơ hình thực tế kết hợp với kiến thức lý thuyết – điều mà phần lớn trường đại học, cao đẳng nước ta chưa thực 0.2 Các giải pháp nhà giữ xe: 0.2.1 Bãi xe nhiều tầng: Bãi xe nhiều tầng gồm đường dốc để khách tự lái xe vào khu vực gửi xe Tuy giải pháp phổ biến mức độ tự động hóa chưa cao thường dừng lại việc đóng mở cửa tự động Giải pháp chưa thỏa đáng mặt không gian diện tích, thuận tiện cho người sử dụng mức độ ô nhiễm bãi xe khỏi thải từ tơ Hình 0.2: Một bãi xe nhiều tầng với dốc dẫn đến tầng 0.2.2 Bãi xe nhiều tầng có tự động hóa: Đây bước tiến so với nhà gửi xe nhiều tầng sức chứa tăng từ 2-2.5 lần so với kiểu cũ diện tích sàn khơng có dốc, xe bố trí sát khoảng cách tầng thu nhỏ Các khâu nhận xe, trả xe hoàn toàn tự động hóa giám sát thơng hình máy tính Để gửi xe, khách việc đậu xe vào cabin cửa vào sau quẹt thẻ Hệ thống tự động chuyển tay máy đến đưa xe vào vị trí đỗ xe cịn trống 10 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÀNH TRUNG Để lấy xe, khách quẹt lại thẻ Hệ thống tìm xe giao xe cho khách cửa Quỹ đạo tay máy đường gấp khúc đường chéo (để tiết kiệm thời gian) tùy theo cách hệ thống lập trình Hình 0.3: Hệ thống bãi xe nhiều tầng có tự động hóa Ưu điểm: - Tận dụng tốt không gian - Thuận tiện cho khách - Xây dựng nhanh so với kiểu bãi xe nhiều tầng truyền thống - Phù hợp quy mô lớn Nhược điểm: - Hệ thống cố định tháo gỡ, di dời - Tốn thời gian xây dựng so với loại tháp xếp chồng 11 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÀNH TRUNG Ngồi bãi xe tự động hóa dạng nhiều tầng cịn có biến thể dạng ngầm mặt đất Hình 0.4: bãi xe tự động hóa nhiều tầng dạng ngầm 0.2.3 Bãi xe dạng tháp xếp chồng: Sử dụng động thủy lực để nâng hạ từ – 28 ô tô xếp thành hàng dọc cạnh Cơ cấu nâng hạ gần đu quay Hình 0.5: Tháp đỗ xe tự động dạng xếp chồng 12 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÀNH TRUNG Hệ thống điều khiển thủ công (nhấn nút) vận hành tự động Nếu vận hành tự động hệ thống phải lập trình, giám sát qua máy tính, đồng thời quản lý sở liệu lưu máy tính Ưu điểm: - Gọn nhẹ, tối ưu không gian tối đa - Lắp ráp cực nhanh, vịng 4-5 ngày vận hành Là biện pháp chữa cháy tốt số lượng tơ tăng chóng mặt Việt Nam - Có thể di dời sang vị trí khác cần thiết - Thời gian lấy, cất xe nhanh có nhiều cửa vào có nhiều tháp xe cạnh Nhược điểm: - Nếu đầu tư bao nhiều tháp xe cần nhiêu động thủy lực - Phù hợp với quy mô vừa nhỏ 0.3 Lựa chọn giải pháp: Thông qua ưu, nhược điểm giải pháp kết hợp với điều kiện cở sở hạ tầng nước ta phương án bãi xe nhiều tầng tự động hóa bãi xe dạng tháp tự động hóa hợp lý Tuy nhiên, loại nhiều tầng không ngầm ngầm vướng phải vấn đề: - Thời gian thi công lâu chậm giải vần đề chỗ gửi xe - Cần phải có biện pháp thơng gió hiệu để tránh cháy nổ - Đối với loại ngầm phải có thêm biện pháp nước – điều khó thực với tình hình ngập úng TP.HCM - Sẽ gây tình trạng kẹt xe kéo dài đường dẫn đến bãi xe vào cao điểm tập trung đầu tư quy mô lớn vào vài bãi xe trung tâm thành phố - Chỉ có cửa vào dẫn đến xe xếp hàng dài để đợi đến lượt Do đó, thiết nghĩ biện pháp đầu tư nhiều tháp xe tự động thích hợp với tình hình nước ta 0.4 Phạm vi nghiên cứu: - Đưa giải pháp bãi xe tự động, lựa chọn giải pháp - Động bước 13 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÀNH TRUNG - Phương pháp điều khiển động bước - Arduino phần mềm lập trình Arduino IDE - Tìm hiểu công nghệ RFID Module đọc ghi thẻ RFID - Phần mềm Visual basic 6.0 để tạo giao diện điều khiển giám sát hệ thống - Liên kết với sở liệu Visual basic 6.0 (VB6) - Truyền thơng máy tính (VB6) Arduino - Xây dựng giải thuật viết chương trình điều khiển cho mơ hình - Xây dựng mơ hình mẫu tượng trưng cho hệ thống bãi xe dạng tháp - Rút kết hướng phát triển đề tài 14 ... giữ xe: 0.2.1 Bãi xe nhiều tầng: Bãi xe nhiều tầng gồm đường dốc để khách tự lái xe vào khu vực gửi xe Tuy giải pháp phổ biến mức độ tự động hóa chưa cao thường dừng lại việc đóng mở cửa tự động. .. tầng dạng ngầm 0.2.3 Bãi xe dạng tháp xếp chồng: Sử dụng động thủy lực để nâng hạ từ – 28 ô tô xếp thành hàng dọc cạnh Cơ cấu nâng hạ gần đu quay Hình 0.5: Tháp đỗ xe tự động dạng xếp chồng 12... phương án bãi xe nhiều tầng tự động hóa bãi xe dạng tháp tự động hóa hợp lý Tuy nhiên, loại nhiều tầng không ngầm ngầm vướng phải vấn đề: - Thời gian thi công lâu chậm giải vần đề chỗ gửi xe - Cần