Nghiên cứu, thiết kế hệ thống bãi đỗ xe thông minh

lOMoARcPSD|12114775 Bà CƠNG TH¯¡NG TR¯àNG Đ¾I HàC CƠNG NGHIàP HÀ NàI KHOA C¡ KHÍ BÁO CÁO Đâ ÁN MƠN: Đâ ÁN MÔN HàC C¡ ĐIàN TĀ Đề tài: Nghiên cứu, thi¿t k¿ há tháng bãi đß xe thơng minh Giáo viờn hòng dn: Th.S Lờ Vn Ngha Lòp: C iỏn tā 03 – K14 Há tên sinh viên: Vũ Văn Phong 2019604791 Thân Văn Nam 2019605518 Đß Quang Tài 2019604259 Nhóm: Khoa : C¢ Khí Hà Nái, 2022 lOMoARcPSD|12114775 PHI¾U HàC TÀP CÁ NHÂN/NHĨM I Thơng tin chung Tên láp: ME6052.1 Khóa: 14 Tên nhóm : Nhóm Họ tên thành viên: Thân văn Nam MSV: 2019605518 Láp: CĐT – K14 Vũ văn Phong MSV: 2019604792 Láp: CĐT – K14 Đá Quang Tài MSV: 2019604259 Láp: CĐT – K14 II Nái dung hác tÁp Tên chÿ đề: Nghiên cāu, thiết kế há tháng bãi đá xe thông minh Ho¿t đßng cÿa sinh viên - Nßi dung 1: Tßng quan há tháng (L4.2) - Nßi dung 2: C sỏ lý thuyt v hỏ thỏng (L4.2) - Nòi dung 3: Tính tốn, thiết kế mơ hình há tháng (L4.1, L4.3) - Nßi dung 4: Viết báo cáo SÁn ph¿m nghiên cāu: Báo cáo thu ho¿ch mô hình sÁn ph¿m (nếu có) III Nhiám vā hác tÁp Hồn thành đồ án theo thßi gian quy định (từ ngày 00/00/2022 đến ngày 00/00/2022) Báo cáo nßi dung nghiên cāu theo chÿ đề đ°ÿc giao tr°ác hßi đồng đánh giá IV Hác liáu thực hián tiểu luÁn, tÁp lßn, án/dự án Tài liáu học tập: [1] Tài liáu h°áng dÁn đồ án môn hc C iỏn t, Bò mụn C iỏn t [2] Nguyòn Vn Khang, Nguyòn Phong in, C iỏn t, NXB KH&KT Ph°¢ng tián, nguyên liáu thực hián tiểu luận, tập lán, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính, linh kián dāng cā đián tử theo nhu cầu sử dāng KHOA C¡ KHÍ TS Ngun Anh Tú GIÁO VIÊN H¯àNG DÀN ThS Lê Văn Nghĩa lOMoARcPSD|12114775 MÔ TÀ THIắT Bị Mụ t nhiỏm v cụng nghỏ Hỏ tháng quÁn lý bãi gửi xe thông minh sử dāng cơng nghá kiểm sốt vào dành cho há tháng ph°¢ng tián vận tÁi, xe tơ, xe máy, sử dāng thiết bị công nghá thay sāc ng°ßi Mang đến nhanh gọn xác quÁn lý an ninh bãi xe Há tháng cho phép ghi vé xe kiểm sốt vào mßt cỏch t òng, nhanh chúng hÂn Cỏc thụng tin c ghi l¿i nh° biển sá xe, sá thẻ xe, vé xe, Ánh xe, Ánh ng°ßi gửi xe…Đồng thßi sử dāng há tháng phần mềm giúp ng°ßi quÁn lý dß dàng điều hành bãi đá xe h¢n Thực hián đ°ÿc báo cáo sá l°ÿng xe vào, kiểm soát doanh thu cho bãi xe, kiểm soát tất cÁ xe vào để tránh xÁy mác, thiát h¿i cÿa đá t¿i bãi bãi đá xe cơng cßng nhiều tián ích khác Bãi đỗ xe thơng minh dạng tầng hầm C¿u trúc thi¿t bß lOMoARcPSD|12114775 Cấu trúc cÿa há tháng bao gồm: CÁm biến phát hián xe Led báo tr¿ng thái Bß điều khiển Barier đóng má cửa tự đßng Đèn làm viác Há tháng nhận d¿ng biển sá xe Đặc tính kĩ tht Thơng sá cÿa PLC Siemen S7-1200 CPU 1212C DC/DC/DC Kích th°ác 90x100x75 Nguồn cấp 24 VDC Cấu hình I/O DI/6 DO 24VDC, AI 0-10 VDC Bò nhỏ chÂng trỡnh 75KB Bò nhá liáu 75KB Diều khiển PID Có Phần mềm lập trình TIA Portal 15.2 Sá l°ÿng ngõ Đß phân giÁi 10 bit Ngơn ngữ lập trình LAD Nỏi dung bỏo cỏo lOMoARcPSD|12114775 ChÂng I: Tòng quan há tháng 1.1 Lịch sử hình thành bãi đá xe thông minh 1.2 Māc tiêu cÿa bãi đá xe thông minh 1.3 Ph°¢ng pháp nghiên cāu 1.4 Ý nghĩa khoa hc v thc tiòn ti ChÂng II: C sỏ lý thuyết 2.1 Ngun lý ho¿t đßng 2.2 Mơ hình húa òng c bỏc 2.3 Tớnh toỏn òng c nõng h¿ barrier 2.4 Há tháng điều khiển PLC 2.5 Xử lý Ánh OpenCV_Python 2.6 Công nghá RFID 2.7 CÁm biến từ tính 2.8 CÁm biến tiám cận đián dung Ch°¢ng III: Thiết kế há tháng 3.1 Thiết kế há tháng nhận d¿ng biển sá xe 3.2 Thiết kế há tháng điều khiển 3.3 Ch¿y thử ch°¢ng trình TIA Portal V15.1 Kết luận Tài liáu tham khÁo Phā Lāc lOMoARcPSD|12114775 Māc Lāc LàI NÓI ĐÀU 11 CH¯¡NG I : TäNG QUAN Hà THàNG 12 1.1 Lịch sử hình thành bãi đá xe thông minh 12 1.1.1 Những giữ xe tính phí 12 1.1.2 1.1.3 Nhà giữ xe thuá s¢ khai 13 Há tháng đá xe tự đßng APS (Automatic Parking Systems) 14 1.1.4 Những bãi đá xe đ°ÿc sử dāng hián 15 1.2 Māc tiêu cÿa bãi đá xe thông minh 17 1.3 Ph°¢ng pháp nghiên cāu 18 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tißn đề tài 19 CH¯¡NG II: C¡ Sâ LÝ THUY¾T 21 2.1 Nguyên lý ho¿t đßng 21 2.2 Mụ hỡnh húa òng c b°ác 22 2.3 Há tháng điều khiển PLC 24 2.3.1 Giái thiáu 24 2.3.2 Cấu trúc 24 2.3.3 Nguyên lý ho¿t đßng cÿa PLC 25 2.3.4 Bß nhá 26 2.3.5 Các ngõ vào I/O 27 2.4 Xử lý Ánh OpenCV_Python 27 2.5.1 Tßng quan Python 27 2.5.2 Nhận d¿ng biển sá xe 29 2.5 Công nghá RFID 31 2.5.1 RFID gì? 31 2.5.2 Nguyên lý ho¿t đßng cÿa RFID 32 2.6 CÁm biến từ tính 33 2.6.1 CÁm biến từ tính gì? 33 2.6.2 Nguyên lý ho¿t đßng 34 2.7 CÁm biến tiám cận đián dung 35 2.7.1 Khái niám 35 2.7.2 Nguyên lý ho¿t đßng 36 CH¯¡NG III: THI¾T K¾ Hà THàNG 37 3.1 Thiết kế há tháng nhận d¿ng biển sá xe 37 lOMoARcPSD|12114775 3.2 Thiết kế há tháng điều khiển 38 3.2.1 Thiết kế barrier tự đßng 38 3.2.2 Thiết kế m¿ch đián điều khiển đßng c¢ 40 3.2.3 BÁng phân công đầu vào đầu 41 3.2.4 Thiết lập bß cÁm biến đếm xe vào 42 3.3 Ch¿y mơ phßng TIA Portal V15.1 44 K¾T LUÀN 47 TÀI LIàU THAM KHÀO 48 PHĀ LĀC 49 lOMoARcPSD|12114775 Danh māc hình Ánh Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 1.1 Bãi đá xe giái 12 1.2 Bãi đá xe thuá s¢ khai 13 1.3 Bãi đá xe tự đßng 14 1.4 Bãi đá xe tự đßng d¿ng trā 15 1.5 Há tháng đá xe xếp hình xây mặt đất 16 1.6 Há tháng đá xe tự đßng xoay vịng đāng 17 2.1 Đßng c¢ b°ác 22 2.2 Quá trình xử lý Ánh 28 2.3 Các b°ác c¢ bÁn há tháng xử lý Ánh 28 3.4 Xử lý Ánh sang Ánh xám 29 3.5 Tìm đ°ßng bao đái t°ÿng 30 3.6 Khoanh vùng cắt Ánh biển sá 31 2.7 Nguyên lý ho¿t đßng cÿa thẻ RFID 33 2.8 Cấu t¿o cÿa cÁm biến từ tính 34 2.9 Ngun lý ho¿t đßng cÿa cÁm biến từ tính 35 2.10 CÁm biến tiám cận đián dung 35 2.11 Nguyên lý ho¿t đßng cÿa cÁm biến tiám cận đián dung 36 3.1 Há tháng nhận d¿ng biển sá xe 37 3.2 BÁng thơng sá đßng c¢ b°ác 57HS11230A4 39 3.3 Barrier tự đßng 39 3.4 Mch iu khin òng c b°ác 41 3.5 Thiết lập bß đếm 42 3.6 Mơ hình khái chāc PLC 43 3.7 Khi bãi đá xe tráng tất cÁ vị trí 45 3.8 Mơ phßng xe vào bãi 45 3.9 Khi bãi đá xe đầy tất cÁ vị trí 46 3.10 Mơ phßng xe khßi bãi 46 lOMoARcPSD|12114775 LàI NÓI ĐÀU Trong xu h°áng phát triển không ngừng cÿa công nghá hián đ¿i tiên tiến ngày phát triển thập kỷ qua , công nghá kỹ thuật ngày phát triển v°ÿt bậc theo Các vi m¿ch vái khÁ tích hÿp ngày lán , tác dß xử lý ngày đ°ÿc nâng cao xác, giá thành rẻ h¢n Ban đầu, iC đ°ÿc chế t¿o vái chāc chuyên dāng , mßt linh kián đa đßi Vi xử lý mßt linh kiỏn cho phộp hot òng theo mòt chÂng trỡnh mà ng°ßi sử dāng đặt , đ°ÿc āng dāng nhiều lĩnh vực Đßi sáng xã hßi ngày mßt thay đßi, bên c¿nh tiến bß vấn đề nÁy sinh nhiều, đặc biát quy mơ ho¿t đßng cÿa tß chāc đ°ÿc má rßng nhiều tr°ßng hÿp , viác quÁn lý trá nên vơ khó khan sá l°ÿng đái t°ÿng quÁn lý lán , làm cho ho¿t đßng bị trì trá , nhiều thßi gian mà l¿i khơng hiáu q Do mßt há tháng tự dồng iu tit s giỳp cho ngòi dò dng hÂn viác giám sát, đÁm bÁo tính cơng bằng, đặc biát tiến bß ho¿t dßng xã hßi Bằng mßt ý t°áng có tính āng cao thực tế, chúng em lựa chọn đề tài:= Hà THàNG BÃI Đà XE THÔNG MINH= trực tiếp thầy Lê Văn Nghĩa h°áng dÁn Há tháng có khÁ tự đßng nhận biết sá lo¿i biển sá xe nh° ô tô, xe máy, xe máy đián … Đây há tháng đ°ÿc āng dāng nhiều thực tế cc sáng hang ngày nh° tịa dân c° , bãi đá xe , tr¿m thu phí … N¢i mà cần há tháng quÁn lý tát xe nÂi ụng ngòi Dỏi s kim soỏt ca hỏ thỏng ny, Quỏ trỡnh qun lý diòn tỏt hÂn , đÁm bÁo hiáu quÁ h¢n 11 lOMoARcPSD|12114775 CH¯¡NG I : TäNG QUAN Hà THàNG 1.1 Lßch sā hình thành bãi đß xe thơng minh Ngày nay, thị phát triển, sá l°ÿng ph°¢ng tián ngày tăng theo cấp sá nhân Ngoài áp lực giao thơng đßng, áp lực giao thơng tĩnh đè nặng lên c¢ sá h¿ tầng, Ánh h°áng định tái tăng tr°áng cÿa kinh tế Vì bãi đá xe thơng đßi đáp āng đ°ÿc nhịp sáng vßi vã cÿa thị hián đ¿i, đồng thßi giÁi nhiều vấn đề nßi cßm cÿa hình thāc giữ xe thÿ cơng Tìm hiểu lịch sử đßi phát triển bãi đá xe tự đßng giái giúp có nhìn tßng quan giÁi pháp thơng minh đóng góp lán vào cc sáng hián đ¿i tián nghi cÿa mái ng°ßi 1.1.1 Những giữ xe tính phí đÁu tiên Tr°ác bãi giữ xe đ°ÿc xây dựng trang bị cơng nghá tự đßng thơng minh ng°ßi đá xe đ°ßng phá đá chúng bất cā vị trí họ xong viác T¿i khu mua sắm hầu hết chá đậu xe bị chiếm đóng bái nhân viên làm viác, khơng có chá cho khách hàng tiềm Vấn đề tắc nghẽn giao thơng th°ßng xuyên xÁy t¿i thành phá lán Cho đến vấn đề gây thiát h¿i kinh tế mßt cách rõ rát ng°ßi ta mái bắt đầu nghĩ cách điều chỉnh thßi gian đậu xe xây dựng khu đá xe mßt cách bÁn Hình 1.1 Bãi đỗ xe giới 12 lOMoARcPSD|12114775 56 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 57 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 58 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 59 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 60 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 61 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 62 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 63 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 64 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 65 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 Code nhÁn d¿ng biển sá xe import cv2 import imutils import numpy as np import openpyxl import matplotlib.pyplot as plt from PIL import Image max_size = 5000 min_size = 900 image = cv2.imread( "006.JPG") image = cv2.resize(image, (640, 480)) gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY) gray = cv2.bilateralFilter(gray, 11, 17, 17) edged = cv2.Canny(gray, 100, 120) cv2.imshow(" anh canny", edged) #cv2.imshow(" anh lam min", gray) (cnts,_) = cv2.findContours(edged.copy(), cv2.RETR_TREE, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE) cnts = sorted(cnts, key=cv2.contourArea, reverse=True)[:5] NumberPlateCnt = [] tmp = image.copy() count = for c in cnts: 66 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 peri = cv2.arcLength(c, True) approx = cv2.approxPolyDP(c, 0.02 * peri, True) cv2.drawContours(tmp,[c],-1,(0,0,128), 2) plate = approx break if len(approx) == 4: NumberPlateCnt.append(approx) if NumberPlateCnt is None: print("khong nhan duoc bien so") else: for plate in NumberPlateCnt: cv2.drawContours(image,[plate],-1,(0,255,0),3) #cv2.imshow("anh da duoc nhan bien so",image) mask = np.zeros(gray.shape, np.uint8) new_image = cv2.drawContours(mask, [plate], 0, 255, -1, ) new_image = cv2.bitwise_and(image , image, mask=mask) (x, y) = np.where(mask == 255) (topx, topy) = (np.min(x), np.min(y)) (bottomx, bottomy) = (np.max(x), np.max(y)) Cropped = gray[topx-1:bottomx + 1, topy -1:bottomy +1] #cv2.imshow('Anh cat bien so', Cropped) cv2.imwrite('anh bien so.jpg',Cropped) cv2.waitKey(0) 67 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 cv2.destroyAllWindows() ➢ Các th° vián cần cài opencv-python imutils numpy as np openpyxl Code điều khiển RFID #include #include #include #define SS_PIN 10 #define RST_PIN Servo myservo; RFID rfid(SS_PIN, RST_PIN); unsigned char reading_card[5]; // MÁng đọc mã card unsigned char master[5] = { 134, 138, 22, 126, 100 }; // Mã Card phù hÿp để má cửa unsigned char slave[5] = { 246, 253, 148, 53, 170 }; // Mã Card phù hÿp để đóng cửa unsigned char i, j; void setup() { myservo.attach(8); Serial.begin(9600); SPI.begin(); 68 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 rfid.init(); myservo.write(30); } void loop() { if (rfid.isCard()) { if (rfid.readCardSerial()) // Nếu có thẻ { for (i = 0; i < 5; i++) { reading_card[i] = rfid.serNum[i]; //L°u mã thẻ đọc đ°ÿc vào mÁng reading_card } Serial.println(); //verification for (i = 0; i < 5; i++) { //So sáng phần tử cÿa mÁng reading_card vái mÁng master if (reading_card[i] != master[i]) //Nếu có phần tử khơng phù hÿp thỳ vịng lặp, lúc ta nhận đ°ÿc giá trị cÿa i { break; } } // T°¢ng tự vái thẻ Slave for (j = 0; j < 5; j++) { if (reading_card[i] != slave[i]) { 69 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 break; }} if (i == 5) // Nếu phần tử cÿa màng reading_card phù hÿp hết vái mÁng master lúc i ch¿y đến { myservo.write(180); // đóng cửa } if (j == 5) { myservo.write(30); // má cửa } } rfid.halt(); } } 70 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) ... tích đÿ cho hai chá đậu xe vái thiết kế, công nghá thông minh, chāa 12 tái 16 xe (tùy xe sedan hay xe suv) 1.2 Māc tiêu bãi đß xe thông minh Điều khiển xe: − Bãi giữ xe thơng minh cho phép mßt tr¿m... biến nhận xe đếm sá l°ÿng xe +1, barrier đồng thßi má để xe di chuyển vào bãi Hình 3.9 Khi bãi đỗ xe đầy tất vị trí Hình 3.10 Mơ xe khỏi bãi xe Tất cÁ vị trí xe tráng báo đß CÁm biến nhận xe đếm... đ¿m xe vào Thiết bị cÁm biến lựa chọn cÁm biến từ tính để nhận biết đ°ÿc xe vào bãi thông báo vị trí tráng bãi a) Đếm xe vào Hình 3.5 Thiết lập đếm Sau xe đ°ÿc đ°a vào bãi, cÁm biến nhận biết xe