ĐỒ án tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG THU PHÍ GIAO THÔNG tự ĐỘNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ RFID

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐO VÀ TIN HỌC CÔNG NGHIỆP .*** ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY) Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THU PHÍ GIAO THƠNG TỰ ĐỘNG ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ RFID Sinh viên thực : Lớp : Giảng viên hướng dẫn : Hà Nội – 20xx TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên: xxxx xxxx xxxx Mã số sinh viên: xxxxxxxx Lớp: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Viện: Điện Ngành: Kỹ thuật đo tin học công nghiệp Đầu đề thiết kế/Tên đề tài Thiết kế hệ thống thu phí giao thơng tự động ứng dụng cơng nghệ RFID u cầu ban đầu - Tìm hiểu chung hệ thống thu phí giao thơng - Tìm hiểu chung cơng nghệ RFID - Dựa sở lý thuyết nghiên cứu, thiết kế hệ thống thu phí giao thơng tự động ứng dụng công nghệ RFID - Hệ thống cho phép nhận dạng xe, cập nhật liệu từ thẻ xe, thực tính phí qua giao diện máy tính Các nội dung tính tốn, thiết kế - Độ rộng đường thu phí: 4-5m - Độ cao anten reader so với mặt đường: khoảng 10m - Lựa chọn giải pháp công nghệ: lựa chọn linh kiện điện tử, vi điều khiển, module thị trường - Thiết kế phần cứng - Thiết kế phần mềm Cán hướng dẫn xxxxxxxxxxxxxxxxx Ngày giao nhiệm vụ thiết kế xx/xx/xxxx TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Ngày hoàn thành nhiệm vụ xx/xx/xxxx CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) Ngày tháng năm 2015 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký, ghi rõ họ tên) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BẢN NHẬN XÉT THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: xxxx xxxx xxxx MSSV: xxxxxxxx Lớp: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Viện: Điện Giảng viên hướng dẫn: xxxxxxxxxxxxxxxxx Tên đề tài: Thiết kế hệ thống thu phí giao thơng tự động ứng dụng công nghệ RFID Phần nhận xét giảng viên hướng dẫn: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Điểm đánh giá (theo thang điểm 10): + Tính đắn kiến thức trình bày đồ án: …/10 + Tính chuyên cần sinh viên: …/10 + Tính hồn thiện nội dung đồ án so với yêu cầu đặt đề tài: …/10 + Cách thức trình bày đồ án: …/10 Điểm trung bình chung: Hà Nội, ngày….-….-2015 Giảng viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID LỜI NĨI ĐẦU Như biết, giao thông vấn đề quan trọng hàng đầu phát triển kinh tế xã hội nước ta Trong đó, thu phí đường hoạt động khơng thể thiếu quốc gia góp phần bù đắp chi phí xây dựng có thêm nguồn vốn cải tạo nâng cấp xây dựng đường Vì vậy, việc xây dựng trạm thu phí bắt buộc Từ đó, nhiều vấn đề nảy sinh Theo thống kê nay, nước ta có khoảng 70 trạm thu phí giao thơng đường với nhiều loại hình thuộc quyền quản lý nhiều quan khác như: Tổng cục đường bộ, Sở giao thông vận tải tỉnh, UBND, doanh nghiệp,… Các trạm thu phí hoạt động chủ yếu theo hình thức thu phí dừng mã vạch kết hợp với thủ cơng triển khai 100% thu phí dừng mã vạch Với hình thức thu phí trên, tình trạng ùn tắc phương tiện trạm thu phí thường xảy ra, gây trật tự, an tồn giao thơng, ô nhiễm môi trường… Bên cạnh đó, đơn vị quản lý phải đầu tư nhân sự, chi phí quản lý lớn cho việc kiểm soát thu phí Vì vậy, để đạt hài lịng cao người tham gia giao thông doanh nghiệp vận tải, giảm ùn tắc giao thông trạm thu phí, giảm thiểu nhiễm mơi trường, đáp ứng u cầu xác, minh bạch cơng tác thu phí sử dụng đường mà hệ thống thu phí tự động khơng dừng đời Trong hệ thống thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID áp dụng rộng rãi giới Do khối lượng công việc yêu cầu toàn hệ thống lớn, cộng với giới hạn mặt thời gian, nên khuôn khổ đồ án, em tập trung vào thiết kế module truyền nhận áp dụng cho đường Nội dung đồ án sau: - Chương 1: Các mơ hình thu phí giao thơng đường bộ: hệ thống thu phí giám sát giao thơng, thành phần hệ thống công nghệ sử dụng Chương 2: Tổng quan công nghệ RFID ứng dụng: Lịch sử phát triển, thành phần hệ thống, nguyên tắc hoạt động ứng dụng hệ thống RFID Chương 3: Phân tích hệ thống: yêu cầu hệ thống, cấu trúc hệ thống, vấn đề gặp phải giải pháp Chương 4: Thiết kế phần cứng: thiết kế đầu đọc thẻ Chương 5: Thiết kế phần mềm: lưu đồ thuật toán cho đầu đọc thẻ, thiết kế giao diện hiển thị máy tính Kết luận: Kết đạt được, hạn chế hướng phát triển đồ án TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID Với việc hồn thành đồ án tốt nghiệp, em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, đặc biệt thầy chương trình đào tạo lx thầy cô mơn xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx nhiệt tình truyền đạt kiến thức cho em suốt thời gian học tập trường Đặc biệt nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo xxxxxxxxxxxxxx – Th.s, giảng viên môn Kĩ thuật đo Tin học cơng nghiệp tận tình hướng dẫn tạo điều kiện giúp em hoàn thành nhiệm vụ tốt nghiệp Cuối cùng, qua đồ án em muốn gửi lời cám ơn tới bạn lớp xxxxxxxxx giúp đỡ, chia sẻ kiến thức với em thời gian qua Mặc dù cố gắng hạn chế mặt thời gian, kiến thức kinh nghiệm nên khiến cho đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận xét, góp ý thầy bạn TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID CHƯƠNG 1: CÁC MƠ HÌNH THU PHÍ GIAO THƠNG ĐƯỜNG BỘ Thu phí đường thủ cơng Đây mơ hình điển hình nước ta Với việc thu phí phương tiện giao thơng thực cách bán vé giấy xé vé trực tiếp xe qua trạm thu phí Quy trình rườm rà, chưa đem lại thuận tiện cho người tham gia giao thông, sử dụng nhiều nhân lực, gây tốn cho nhà nước Phương pháp cho thấy tồn nhiều kẽ hở phát sinh tiêu cực nguồn thu xác cho quan chức năng, tình trạng chậm chạp gây nên tắc đường, nhiễm mơi trường, tai nạn giao thơng… Hình 1 Cận cảnh thu phí thủ cơng Rõ ràng, mơ hình gây nên nhiều khó khăn cho quan triển khai thu phí người tham gia giao thông Và thực tế, nước phát triển đa phần giới áp dụng mơ hình thu phí điện tử khơng dừng ETC- Electronic Toll Collections, mơ hình thu phí giao thơng đại Mơ hình thu phí điện tử khơng dừng ETC- Electronic Toll Collection Mơ hình thu phí điện tử quản lý giao thông – Electronic Toll and Trafic Management (ETTM) cho phép thu phí điện tử mà phương tiện không cần dừng lại giám sát giao thơng ETTM sử dụng xe có trang bị hệ thống nhận phát tín hiệu lại (các thẻ điện tử, transponders), truyền thông không dây, cảm biến đặt đường bên lề đường hệ thống máy tính để quản lý liệu, thu phí điện tử, giám sát giao thơng thu thập liệu Hệ thống ETTM hạ tầng cung cấp yếu tố cần thiết cho ứng dụng tương lai quản lý cố, hướng dẫn lộ trình cho chủ phương tiện quản lý nhu cầu du lịch Nếu triển khai đúng, ETTM có khả làm giảm ùn tắc, tăng hoạt động hiệu quả, cải TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID thiện thời gian lại, giảm thiểu ô nhiễm môi trường cải thiện an toàn sở đường hành lang xung quanh Hình Mơ hình thu phí điện tử khơng dừng ETC Các thành phần hệ thống ETC Một thành phần quan trọng hệ thống ETTM thu phí điện tử ETC (Electronic Toll Collection) ETC kết hợp kĩ thuật công nghệ, cho phêp phương tiện xe cộ qua trạm thu phí mà khơng u cầu hành động người lái xe (ví dụ: dừng lại trạm thu phí để trả tiền mặt) Các thành phần ETC bao gồm thành phần đường, quản lý sở thành phần trung tâm dịch vụ khách hàng Ba thành phần hệ thống ETC là: • • • Tự động nhận dạng xe (Automatic Vehicle Identification - AVI) Tự động phân loại xe (Automatic Vehicle Classification - AVC) Hệ thống thực thi vi phạm (A Violation Enforcement System - VES) Mỗi hệ thống ETC có trung tâm máy tính sở để quản lý hoạt động trạm thu phí Bao gồm hoạt động xác định thẻ, xác định phương tiện, toán điện tử, lưu trữ liệu (chủ phương tiện, loại xe, biển số xe, lượt xe, lộ trình…) Tất trung tâm máy tính sở kết nối sở liệu đến trung tâm quản lý liệu đặt trung tâm thành phố thông qua đường truyền Ethernet Tự động nhận dạng xe (AVI) Hệ thống tự động nhận dạng xe có thành phần khác hệ thống tự động nhận dạng phương tiện xe cộ chủ sở hữu chúng cho mục đích tính phí đến người dùng thu thập liệu cho chiến lược quản lý giao thơng khác Cơng nghệ AVI chia làm loại chính: Laser, nhận dạng biển số xe, Radio Frequency (RF) Hệ thống Laser sử dụng nhãn dán, mã vạch Bar code đọc máy quét Laser xe qua thu phí Hệ thống nhận dạng biển số sử dụng hình ảnh biển số lấy từ camera giám sát, xử lý TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID hình ảnh thu để thu biển số Hệ thống RF nhận dạng phương tiện cách truyền thông tin qua sóng Radio Một thẻ điện tử RF đặt nằm phương tiện giao thông, sử dụng kết hợp với Đầu đọc – Reader gắn với anten RF đặt đường để truyền thông tin nhận dạng khách hàng phương tiện đến hệ thống thu phí Tự động phân loại xe (AVC) Phân loại xe tự động có khả phát phân loại xe lớp khác để xác định số tiền tính phí hợp lý Để phân loại trước tiên xe phân thành lớp, chẳng hạn xe hơi, xe tải, xe bus Dựa vào đặc tính xe, hệ thống tự phát xe có vào xe hay khơng Các yếu tố sở để phân loại lớp xe bao gồm, số trục xe lớp (vd chiều cao, chiều dài, chiều dài sở, độ dài trục), trọng lượng, số người, mục đích mà xe sử dụng Trong thực tế hệ thống AVC có nhiều biến thể Hệ thống thực thi vi phạm (VES) VES sử dụng để chụp xác hình ảnh biển số xe để kiểm tra phương tiện sử dụng ETC có thẻ hợp lệ hay khơng Những hình ảnh thu từ Camera để nhận dạng biển số xe thông tin sử dụng để tìm kiếm hồ sơ chủ sở hữu xe Sau thơng báo gửi cho chủ sở hữu, khoản phí ghi nợ Hầu hết quan thu khoản phí xử lý đó, cao Mục đích ngăn chặn hành vi tái phạm việc trốn phí Nếu khách hàng tin hệ thống thu phí mà khơng sử dụng VES, tỉ lệ vi phạm có xu hướng tăng nên VES cần thiết Các công nghệ sử dụng hệ thống AVI – Automatic Vehicle Identification Công nghệ Laser Hệ thống sử dụng thẻ dán xe đơn giản mã vạch đen trắng, máy quét laser quét lên thẻ tín hiệu phản xạ thu dùng để trích xuất mã Xử lý tín hiệu đơn giản nhiều so với việc đọc biển số Ưu điểm: - Độ tin cậy cao so với hệ thống đọc biển số Thẻ đơn giản mã vạch in chất kết dính Phạm vi hạn chế nên hạn chế xung đột Nhược điểm: Các thẻ dễ dàng giả mạo Rất dễ thất bại ảnh hưởng gây mưa, sương mù, độ ẩm, bụi bẩn thẻ Thẻ dễ bị hư hại ảnh hưởng thời tiết Khoảng cách thẻ máy quét laser để đọc thẻ thành cơng cịn ngắn làm khó khăn cho việc triển khai tốc độ cịn chậm Cơng nghệ nhận dạng biển số Hệ thống nhận dạng biển số, đọc biển số xe trực tiếp so sánh với liệu sở liệu để nhận dạng Khi xe qua trạm thu phí, máy quay video quay 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID Các thẻ có thành phần chính: Khối xử lý: Khối có nhiệm vụ điều khiển khối RF, truyền nhận thông tin từ chip RF • Khối RF: Khối thu phát sóng RF, nhận lệnh từ vi điều khiển để truyền tin Thu sóng điện từ đầu đọc truyền đến để giải mã thông tin truyền đến cho vi điều khiển • Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho vi điều khiển chip RF sử dụng 4.4 Lựa chọn linh kiện cho thẻ điện tử RFID 4.4.1 Khối RF – Module nRF24L01 • Để đồng với khối RF đầu đọc, thẻ điện tử em dùng IC RF 2,4GHz nRF24L01 lựa chọn module nRF24L01 phận 4.4.2 Khối xử lý – Module MSP430G2553 Trên thẻ điện tử, vi xử lý không cần phải mạnh tích hợp nhiều module ngoại vi đầu đọc, cần loại vi điều khiển đơn giản để điều khiển chip RF Ở em tiếp tục chọn loại vi điều khiển dịng MSP430 TI, MSP430G2553 Một số thơng số kĩ thuật MSP430G2553: • • • • • • • • Tốc độ xử lý tối đa 16MHz Tập lệnh 16bit Nguồn từ 1.8 – 3.6 V Timer 16bit kênh truyền thông nối tiếp USCI_A(SPI, UART) , USCI_B(SPI, I2C), kênh có khối cho chế độ truyền Tích hợp sẵn USB ADC 12bit 16KB flash, 512B RAM Với vi điều khiển MSP430G2553 Sau tham khảo thị trường, em thấy module MSP430G2553 USB LaunchPad Evaluation Kit hãng TI cung cấp hoàn toàn phù hợp với yêu cầu thiết kế thẻ RF, nên em định sử dụng Module này: 33 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID Hình 14 Module MSP430G2553 USB LaunchPad Evaluation Kit MSP430 G2553 có 20 chân dây tất 20 chân Module kết nối với module RF, ta tiếp tục tìm hiểu sơ đồ nguyên lý module Hình 15 Sơ đồ nguyên lý module MSP430G2553 34 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID Sơ đồ nguyên lý MSP430 nối với nRF24L01: Hình 16 Sơ đồ nguyên lý mạch tag 4.4.3 Khối nguồn Khối có nhiệm vụ cung cấp lượng cho vi điều khiển chip RF hoạt động MSP430G2553, nRF24L01 hoạt động nguồn từ 1,9V – 3,6V Khuyến cáo nhà sản xuất nên hoạt động 3,3V Trên thị trường lại khơng có pin 3,3V, em định dùng nguồn pin 9V, sau dùng IC LM7805 chuyển áp xuống 5V, lấy đầu 5V LM7805 làm đầu vào cho IC LM1117 để lấy điện áp 3,3V Hình 17 LM7805 35 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID Hình 18 LM1117 36 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ PHẦN MỀM 5.1 Mô tả hệ thống yêu cầu chi tiết Với việc chọn IC nRF24L01 làm khối thu phát sóng RF đầu đọc thẻ, khoảng cách truyền nhận IC vào khoảng 15m- 17m Với chiều cao anten đầu đọc so với mặt đường 10m ta tính tầm phủ sóng anten đầu đọc với thẻ mặt đường khoảng 20m = 2*10m theo chiều dài xe (mặt trước mặt sau phủ sóng khoảng ~11m mặt đường) Hình Mô tả hệ thống thực tế Khi ta giới hạn tốc độ tối đa phương tiện giao thơng qua trạm thu phí 30km/h ~ 8,3m/s Với vận tốc này, khoảng thời gian nhanh để xe qua khỏi vùng kiểm soát anten 20/8,3 ~ 2,4s Vì ta yêu cầu đầu đọc sau 2s truyền tin yêu cầu ID từ thẻ thẻ sau truyền lại ID mình, tất xe qua thu phí với tốc độ tối đa 30km/h tính phí Cụ thể lưu đồ thuật toán sau 5.2 Lưu đồ thuật toán cho đầu đọc (Vi điều khiển MSP430F5529) Việc lập trình cho vi điều khiển MSP430F5529 đầu đọc, em sử dụng phần mềm CCS Code Compose Studio, IDE mà TI đưa giúp cho người sử dụng xây dựng chương trình phần mềm dành cho chip mà hãng sản xuất, việc sử dụng CCS tương đối dễ dàng có giao diện dử dụng chuẩn IDE khác Netbean, Eclipse 37 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID Hình Lưu đồ thuật tốn khối xử lý đầu đọc Đầu tiên sau khởi động đầu đọc, để linh kiện LCD khối RF hoạt động làm việc, đầu đọc phải cấu hình chúng • • • • • Ban đầu, Ta phải lập trình cho MSP430F5529 thiết lập cấu hình module khác LCD text 16x2 nRF24L01để chúng hoạt động giao tiếp với Cấu hình RF chế độ nhận gói tin: giúp sẵn sàng nhận gói tin từ thẻ RF Thiết lập ngắt IO: khối có tác dụng thiết lập chân nhận ngắt từ chân IRQ nRF24L01 Khi có kiện xảy RF (nhận gói tin, truyền gói tin, truyền lại vượt số lần cho phép) có ngắt tích cực thấp chân IRQ chip RF, thiết lập để vi xử lý nhận thông báo RF nhận gói tin xử lý Cấu hình UART: Thiết lập chế độ truyền nối tiếp cho máy tính: tốc độ baud, bit chẵn lẻ Cấu hình Timer: Cấu hình nguồn đồng hồ, khoảng thời gian xảy ngắt từ Timer Cứ sau 2s, Timer tạo ngắt để yêu cầu đầu đọc truyền tin hỏi thẻ trả ID chúng vùng phủ sóng anten RF Tiếp theo ta xét tiếp xử lý đầu đọc ngắt xảy ra: 38 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID Hình Hoạt động ngắt từ timer Trong 2s này, sau vi điều khiển lệnh cho IC nRF24L01 truyền tin hỏi yêu cầu thẻ trả ID, IC RF chip nRF24L01 chuyển sang chế độ nhận gói tin, có tin trả lời từ thẻ, IC RF phát sinh ngắt nhận (được phản ánh chân IRQ), ngắt này, vi xử lý xử lý tiếp thơng tin Hình Khối xử lý MSP430F5529 IC RF nhận gói tin trả lời ID từ thẻ RF 39 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng công nghệ RFID Vi điều khiển đọc tin ID 32bytes từ IC RF, truyền tiếp ID đến PC thơng qua UART, chờ phản hồi xác nhận từ PC, có phản hồi thu phí xác, vi xử lý lệnh cho IC RF truyền tin xác nhận đến thẻ RF, dù khơng có hay có phản hồi từ PC u cầu LCD hiển thị thơng báo đến người dùng, sau xóa cờ ngắt IO, kết thúc lần nhận gói tin ID thu phí 5.3 Lưu đồ thuật toán cho thẻ RF (Vi điều khiển MSP430G2553) Lập trình cho vi điều khiển MSP430G2553 thẻ điện tử RF, em dùng phần mềm IDE Code Compose tương tự với vi điều khiển đầu đọc Hình 5 Lưu đồ bật nguồn thẻ RF Tương tự với đầu đọc, để IC RF hoạt động đồng thẻ đầu đọc, vi điều khiển cần cấu hình cho nRF24L01, ví dụ như: địa truyền, địa nhận, số byte liệu,… Để vi điều khiển biết nhận gói tin hỏi, em sử dụng ngắt phản ánh chân IRQ phải cấu hình ngắt IO Ngay sau cấu hình, chip RF chế độ chờ nhận gói tin, bình thường với thẻ, nRF24L01 ln chế độ nhận gói tin Khi gói tin đến với địa xác, xảy ngắt nhận, lúc ta xét xử lý thẻ nhận gói tin: 40 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID Hình Thuật tốn xử lý MSP430G2553 RF nhận gói tin từ đầu đọc Sau ngắt nhận xảy Vi điều khiển thẻ đọc tin từ IC RF, kiểm tra có phải tin hỏi ID hay khơng? Nếu khơng, lệnh cho IC RF lại chế độ chờ gói tin Nếu tin nhận hỏi ID, chọn ngẫu nhiên khoảng thời gian sau nhận gói tin (là t = n*10ms, n =0,…35) Tại 10ms? theo em thử nghiệm 10ms khoảng thời gian đủ để thẻ liên tiếp truyền lại thông tin cho đầu đọc mà thông tin xử lý thành công Sở dĩ ta phải chọn khoảng thời gian n*10ms sau đầu đọc truyền lại thông tin cho thẻ (các vi điều khiển chọn số ngẫu nhiên từ 0-35, nhân với 10 để tính khoảng thời gian), để tránh trường hợp xung đột thẻ đồng thời gửi lại ID IC RF đầu đọc không xử lý Vậy khoảng thời gian tối đa mà thẻ sau truyền lại ID 35*10 = 350ms., giả sử xe vào vùng kiểm soát đầu đọc đầu đọc truyền tin hỏi chế độ chờ, tức phải sau 2s sau nhận tin hỏi, lúc với tốc độ tối đa 30km/s, 41 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng công nghệ RFID khoảng 2*8,3 = 16,6m Mà tầm phủ sóng anten dọc chiều dài đường 20m, nên 3,4m lại thẻ phải trả lời tin từ đầu đọc, mà thời gian nhanh mà xe qua 3,4m 3,4/8,3 = 0,41s = 410ms Vì trước 410ms thẻ phải gửi lại ID cho đầu đọc, vậy, em chọn số 35, 350ms (theo lý thuyết ta chọn số sát n = -40) Sau truyền ID cho đầu đọc, thẻ chờ tin xác nhận đầu đọc, nhận tin này, vi điều khiển lệnh cho chip RF thẻ điện tử im lặng vòng 10s (nghĩa thời gian đủ để phương tiện qua vùng kiểm sốt đầu đoc- ta chọn lâu hơn, tùy thuộc vào việc giả sử xe đến trạm thu phí sau phải tính phí), vịng 10s chip RF thẻ cấu hình chế độ khơng nhận gói tin Cuối dù có tin xác nhận hay khơng có tin xác nhận, thẻ lại chề độ chờ nhận gói tin 5.4 Lưu đồ thuật tốn cho xử lý máy tính (Phần mềm PC): Sau nhận gói tin, đọc ID thẻ từ chip RF, vi điều khiển đầu đọc chuyển thông tin đến cho máy tính qua UART Máy tính nhận chuỗi ID này, so sánh với thông tin sở liệu để thực việc thu phí Sau gửi lại xác nhận đến cho vi điều khiển Em sử dụng Visual Studio với C# để lập trình phần mềm giao tiếp đầu đọc với máy tính Như biết, Visual Studio C# môi trường phát triển mạnh mẽ giúp ta dễ để xây dựng ứng dụng giao diện cửa sổ Window Form Giao diện phần mềm thiết kế đơn giản, bao gồm thành phần: - Phần hiển thị lịch ngày tháng năm Phần hiển thị thông tin phần mềm: tên trường, tên viện, tên sinh viên thực hiện, tên lớp, giảng viên hướng dẫn, mục chọn cổng COM, nút bật tắt kết nối Logo trường Khung hiển thị chủ phương tiện Khung hiển thị mã thẻ ID Khung hiển thị biển số xe Khung hiển thị tiền tài khoản Khung hiển thị số lượt xe 42 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID Hình Lưu đồ thuật toán cho phần mềm PC 43 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng công nghệ RFID KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu đồ án này, em phân tích, thiết kế hệ thống thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID Dựa vào thiết kế đó, bước đầu em xây dựng module truyền nhận tín hiệu thẻ đầu đọc, đầu đọc máy tính để hướng tới hệ thống hồn chỉnh Nhờ hướng dẫn tận tình thầy Lê Hải Sâm, em hoàn thành yêu cầu đặt đồ án Những kết đạt được: - Thiết kế đầu đọc Reader với chức Kết : Đầu đọc reader có LCD hiển thị - Thiết kế thẻ - tag làm việc ổn định 44 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng công nghệ RFID Kết Thẻ tag chưa đóng hộp - Thiết kế giao diện máy tính Kết Giao diện sử dụng máy tính - Giao tiếp đầu đọc thẻ thành công Giao tiếp đầu đọc máy tính thành cơng Giao tiếp trường hợp đầu đọc với nhiều thẻ Nắm cách sử dụng altium, CCS Những hạn chế: - Phần mềm máy tính cịn đơn giản, tính thẩm mĩ chưa cao Chưa kết nối Reader máy tính qua USB, Internet Chưa tạo sở liệu để kết nối với máy tính Với việc số lượng khe thời gian thấp, 36 khe thời gian (n= – 35), hệ thống dễ xảy xung đột xe đồng thờ vào, lượng xe vào lúc nhiều, tăng xác suất thẻ chọn ngẫu nhiên số giống nhau, dẫn đến thời gian truyền xung đột xảy Hướng phát triển đề tài 45 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID Đề tài hồn tồn đưa vào ứng dụng thực tế tích hợp với module khác hệ thống thu phí tự động Nếu khoảng cách truyền thiết bị nRF24L01 cịn ngắn, ta lắp thêm anten ngoại làm tăng khoảng cách truyền Có thể tối ưu hóa hệ thống cách tăng khe thời gian cho thẻ lựa chọn, cách tối ưu hóa xử lý vi xử lý buộc giảm tốc xe vào thu phí, ta có khoảng thời gian để chia khe thời gian lớn Có thể xây dựng hệ thống sở liệu máy tính, cập nhật liệu với internet để bảo trì liệu Xây dựng phần mềm tiện ích máy tính, điều khiển giám sát từ xa qua mạng TÀI LIỆU THAM KHẢO Công nghệ nhận dạng vô tuyến RFID(Nguyễn Văn Hiệp, ĐH Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM) Cơng nghệ thu phí điện tử ETC Electronic Toll Collection (http://ntl.bts.gov/lib/jpodocs/edldocs1/13480/ch5.pdf ) Smart-techvn.com ( Hướng dẫn vẽ mạch với altium, lập trình với MSP430) Ti.com (datasheet MSP430F5529, MSP430G2553, nRF24L01) Dientuvietnam.net (forum RFID, lập trình nhúng) 46 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID 47 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ... thống thu phí giao thông tự động ứng dụng công nghệ RFID Yêu cầu ban đầu - Tìm hiểu chung hệ thống thu phí giao thơng - Tìm hiểu chung cơng nghệ RFID - Dựa sở lý thuyết nghiên cứu, thiết kế hệ thống. .. cơng tác thu phí sử dụng đường mà hệ thống thu phí tự động khơng dừng đời Trong hệ thống thu phí tự động ứng dụng công nghệ RFID áp dụng rộng rãi giới Do khối lượng cơng việc u cầu tồn hệ thống. .. moi nhat Thu phí tự động ứng dụng cơng nghệ RFID Hình Lưu đồ thu? ??t toán cho phần mềm PC 43 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thu phí tự động ứng dụng công nghệ RFID KẾT LUẬN