Bãi đỗ xe thông minh sử dụng arduino với hệ thống đóng mở cửa tự động, thông báo vị trí đỗ xe còn trống cho tài xế. Tích hợp hệ thống hỗ trợ đỗ xe an toàn. Sử dụng trong NCKH, thực tập chuyên ngành, đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH .3 LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI .6 1.1 Tình hình nghiên cứu đề tài .6 1.1.1 Bãi đỗ xe thông minh gì? 1.1.2 Hệ thống hỗ trợ đỗ xe an toàn gi? 1.1.3 Tình hình nghiên cứu nước 1.1.4 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 12 1.2 Mục tiêu tính cấp thiết đề tài 15 1.2 Mục tiêu đề tài: 15 1.2.2 Tính cấp thiết đề tài: 15 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH BÀI TỐN 17 2.1 Yêu cầu toán: 17 2.2 Giải pháp thiết kế: .17 2.2.1 Sơ đồ khối: 17 2.3 Lựa chọn linh kiện: 18 2.3.1 Lựa chọn linh kiện cho khối vi điều khiển: 18 2.3.2 Lựa chọn linh kiện cho khối cảm biến vật cản: 22 2.3.3 Lựa chọn linh kiện cho khối đóng/ mở cổng: 24 2.3.4 Lựa chọn linh kiện cho khối đo khoảng cách: 26 2.3.5 Lựa chọn linh kiện cho khối hiển thị: 27 2.3.6 Lựa chọn linh kiện cho khối cảnh báo 28 2.4 Ngơn ngữ lập trình phần mềm phụ trợ: .29 2.4.1 Ngơn ngữ lập trình C 29 2.4.2 Phần mềm phụ trợ arduino IDE 34 2.4.3 Phần mềm thiết kế mạch điện tử Altium Design 40 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG .44 3.1 Thiết kế phần cứng 44 3.1.1 Sơ đồ nguyên lý 44 3.1.2 Mạch in hệ thống 44 3.2 Thiết kế phần mềm .45 3.3 Một số hình ảnh sản phẩm: 46 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .46 TÀI LIỆU THAM KHẢO .48 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: góc nhỏ bãi đỗ xe sân bay Nội Bài .9 Hình 1.2: Bãi đỗ xe Lotte Center Hà Nội 10 Hình 1.3: Bãi đỗ xe Landmark 81 .10 Hình 1.4: Bãi đỗ xe Tịa nhà Keangnam Hanoi Landmark Tower 10 Hình 1.5: Hệ thống bãi đỗ xe thông minh đường Lincoln, bang Florida, Mỹ 12 Hình 1.6: Hệ thớng bãi đỗ xe thơng minh Volkswagen Autostadt ở Đức .13 Hình 1.7: Bãi đỗ xe Parc des Celestins, Lyon, Pháp 13 Hình 1.8: Bãi đỗ xe Herma Parking Building Hàn Quốc .14 Hình 2.1 Sơ đồ khới hệ thớng 16 Hình 2.2 Arduino Uno R3 18 Hình 2.3 Vi điều khiển .19 Hình 2.4 Các chân Arduino UNO 20 Hình 2.5 Module cảm biến hồng ngoại 22 Hình 2.6 Động Servo 23 Hình 2.7 Hoạt động servo 24 Hình 2.8: Module cảm biến siêu âm SRF05 25 Hình 2.9: LCD 16X2 module I2C 26 Hình 2.10 Module LED RGB 27 Hình 2.11 giao diện làm việc ARDUINO IDE 33 Hình 2.12 Cài đặt Arduino IDE .34 Hình 2.13 Giao diện lập trình Arduino .34 Hình 2.14 Chức Menu chính 35 Hình 2.15 Mở ứng dụng mẫu Arduino .35 Hình 2.16 Mở Serial Monitor Arduino 36 Hình 2.17 Giao diện Serial Monitor Arduino .36 Hình 2.18 Mở Serial Plotter Arduino 37 Hình 2.19 Đồ thị hình sin vẽ từ tín hiệu thơng qua Serial Plotter 37 Hình 2.20 Ví dụ hàm void setup() 38 Hình 2.21 Ví dụ hàm void loop() .38 Hình 21 Phần mềm Altium 39 Hình 22 Các bước tạo project 40 Hình 23Các bước lưu project .40 Hình 24 Lưu project 41 Hình 25Các bước để tạo sơ đồ nguyên lý 41 Hình 26 Các bước tạo sơ đồ mạch in 42 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 43 Hình 3.2 Mạch in bảng mạch điều khiển hệ thống 43 Hình 3.2 Lưu đồ thuật tốn .44 LỜI MỞ ĐẦU Khi mà nhu cầu sử dụng xe ngày tăng, vấn đề bãi đỗ xe trở nên ngày trầm trọng cần giải cách thông minh Bãi đỗ xe thông minh giải pháp tiên tiến để quản lý tối ưu hóa sử dụng bãi đỗ xe Nó cung cấp cho người dùng thơng tin tình trạng bãi đỗ xe, hỗ trợ đỗ xe an toàn giúp quản lý lưu lượng xe khu vực Trong báo cáo này, Em giới thiệu hệ thống bãi đỗ xe thơng minh tích hợp với hệ thống đỗ xe an toàn Hệ thống thiết kế để cung cấp cho người dùng thông tin tình trạng bãi đỗ xe giao diện đồ họa dễ sử dụng hỗ trợ đỗ xe an tồn thơng qua cảm biến hệ thống hỗ trợ đỗ xe Ngồi ra, hệ thống có khả thu thập liệu lưu lượng xe tự động điều chỉnh để tối ưu hóa sử dụng bãi đỗ xe Em hy vọng thông qua báo cáo này, giúp đỡ nhà quản lý bãi đỗ xe việc hiểu rõ hệ thống bãi đỗ xe thơng minh tích hợp đỗ xe an tồn ứng dụng thực tế CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tình hình nghiên cứu đề tài 1.1.1 Bãi đỗ xe thơng minh gì? Bãi đỗ xe khu vực thiết kế để đậu xe Nó sử dụng cho mục đích khác nhau, đỗ xe tạm thời cho người sử dụng dịch vụ khách hàng, đỗ xe lâu dài cho người sử dụng xe hơi, hoạt động thương mại khác Bãi đỗ xe tìm thấy nhiều địa điểm khác nhau, bên cạnh tòa nhà, siêu thị, sân bay, bến tàu sở khác Các bãi đỗ xe quản lý phủ tổ chức tư nhân Bãi đỗ xe thông minh hệ thống đỗ xe tự động hóa kết nối với thiết bị điện tử để cung cấp dịch vụ đỗ xe thuận tiện Hệ thống thiết kế để giúp giải vấn đề kẹt xe, tìm kiếm chỗ đỗ xe, trộm cắp xe, giảm thiểu tình trạng nhiễm mơi trường Hoạt động bãi đỗ xe thông minh bao gồm bước sau: + Nhận diện xác định vị trí xe: hệ thống sử dụng cảm biến máy tính để nhận diện xác định vị trí xe + Hướng dẫn tài xế đỗ xe: Hệ thống sử dụng thông tin định vị hình để hướng dẫn tài xế tới vị trí đỗ xe trống + Theo dõi quản lý vị trí đỗ xe: Hệ thống giám sát quản lý vị trí đỗ xe, hiển thị thơng tin vị trí đỗ xe trống hình + Thanh toán quản lý: Hệ thống cho phép tài xế tốn phí đỗ xe thơng qua phương thức trực tuyến, cung cấp cho người quản lý bãi đỗ xe công cụ để quản lý hoạt động bãi đỗ xe Các tính bãi đỗ xe thơng minh bao gồm: thơng tin số chỗ đỗ trống, hướng dẫn đến vị trí đỗ xe trống, toán tiện lợi, theo dõi quản lý từ xa, hệ thống bảo vệ an toàn cho xe, tính khác để nâng cao trải nghiệm người dùng 1.1.2 Hệ thống hỗ trợ đỗ xe an toàn gi? Hệ thống hỗ trợ đỗ xe an toàn bãi đỗ xe phần bãi đỗ xe thông minh thiết kế để giúp tài xế đỗ xe an toàn thuận tiện Hệ thống sử dụng công nghệ đột phá cảm biến, camera đồ kết hợp với hệ thống điều khiển để đảm bảo việc đỗ xe thực cách an tồn hiệu Các tính hệ thống hỗ trợ đỗ xe an tồn bao gồm: + Cảm biến camera để phát vật cản gần xe cảnh báo tài xế để tránh va chạm + Hướng dẫn tài xế đỗ xe thông qua hệ thống định vị GPS, đồng thời hiển thị thông tin số chỗ đỗ trống hình điều khiển + Hệ thống đỗ xe tự động: hệ thống tự động đỗ xe mà không cần tài xế can thiệp + Hệ thống cảnh báo khoảng cách góc nhìn cho phép tài xế quan sát tốt vật cản xung quanh tránh va chạm + Hệ thống phát đối tượng di chuyển khác người phương tiện khác trình đỗ xe + Nhờ tính này, hệ thống hỗ trợ đỗ xe an tồn giúp giảm thiểu nguy tai nạn, tiết kiệm thời gian giảm căng thẳng cho tài xế Hệ thống hỗ trợ đỗ xe an toàn bãi đỗ xe phần bãi đỗ xe thông minh thiết kế để giúp tài xế đỗ xe an toàn thuận tiện Hệ thống sử dụng công nghệ đột phá cảm biến, camera đồ kết hợp với hệ thống điều khiển để đảm bảo việc đỗ xe thực cách an toàn hiệu Các tính hệ thống hỗ trợ đỗ xe an tồn bao gồm: Cảm biến camera để phát vật cản gần xe cảnh báo tài xế để tránh va chạm Hướng dẫn tài xế đỗ xe thông qua hệ thống định vị GPS, đồng thời hiển thị thông tin số chỗ đỗ trống hình điều khiển Hệ thống đỗ xe tự động: hệ thống tự động đỗ xe mà không cần tài xế can thiệp Hệ thống cảnh báo khoảng cách góc nhìn cho phép tài xế quan sát tốt vật cản xung quanh tránh va chạm Hệ thống phát đối tượng di chuyển khác người phương tiện khác trình đỗ xe Nhờ tính này, hệ thống hỗ trợ đỗ xe an tồn giúp giảm thiểu nguy tai nạn, tiết kiệm thời gian giảm căng thẳng cho tài xế Hệ thống hỗ trợ đỗ xe an toàn hoạt động theo nhiều cách khác nhau, tùy thuộc vào tính cơng nghệ tích hợp vào loại hệ thống Tuy nhiên, số tính hệ thống hỗ trợ đỗ xe an toàn cách chúng hoạt động: + Cảm biến camera: Hệ thống trang bị cảm biến camera để giúp tài xế quan sát xung quanh phát vật cản gần xe Khi tài xế đưa xe vào chế độ đỗ, hệ thống kích hoạt cảm biến camera để phát vật cản xung quanh xe + Định vị GPS: Hệ thống sử dụng định vị GPS để xác định vị trí xe chỗ đỗ trống xung quanh Thông tin hiển thị hình điều khiển, giúp tài xế tìm chỗ đỗ phù hợp + Hướng dẫn đỗ xe: Hệ thống hướng dẫn tài xế đưa xe vào chỗ đỗ thơng qua hình điều khiển giọng nói Hệ thống hiển thị đường dẫn đồ để hướng dẫn tài xế tới chỗ đỗ + Đỗ xe tự động: Hệ thống tự động đưa xe vào chỗ đỗ mà không cần can thiệp tài xế Hệ thống sử dụng cảm biến camera để phát vật cản xung quanh xe đưa xe vào chỗ đỗ an toàn + Cảnh báo va chạm: Hệ thống phát vật cản gần xe cảnh báo tài xế để tránh va chạm Hệ thống sử dụng cảm biến camera để phát vật cản xung quanh xe phát cảnh báo âm hình ảnh hình điều khiển + Tóm lại, hệ thống hỗ trợ đỗ xe an toàn sử dụng công nghệ đột phá cảm biến, camera định vị GPS để giúp tài xế đỗ xe an toàn hiệu Hệ thống tự động đưa xe vào chỗ đỗ, hướng dẫn tài xế đỗ xe cảnh báo tài xế 1.1.3 Tình hình nghiên cứu nước Ở nước ta tốn cơng nghiệp hóa đại hóa đặt lĩnh vực kinh tế, văn hóa, quốc phịng nhằm nâng cao hiệu công việc, đáp ứng nhu cầu người theo kịp trình độ phát triển khoa học công nghệ tiên tiến giới Hiện nay, tình hình nghiên cứu bãi đỗ xe Việt Nam quan tâm nghiên cứu nhiều Các nghiên cứu liên quan đến bãi đỗ xe tập trung vào khía cạnh nhu cầu sử dụng bãi đỗ xe, tính hiệu hệ thống bãi đỗ xe, quản lý vận hành bãi đỗ xe, giải pháp tăng cường an toàn cho bãi đỗ xe, chiến lược phát triển quản lý bãi đỗ xe đô thị Một số nghiên cứu gần bãi đỗ xe Việt Nam bao gồm: + Nghiên cứu đủ chỗ đỗ xe cho trung tâm thương mại: Nghiên cứu đánh giá nhu cầu sử dụng bãi đỗ xe trung tâm thương mại đề xuất giải pháp để đáp ứng nhu cầu + Nghiên cứu đánh giá hiệu hệ thống bãi đỗ xe thông minh: Nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá tính hiệu hệ thống bãi đỗ xe thông minh việc quản lý vận hành bãi đỗ xe + Nghiên cứu giải pháp tăng cường an toàn cho bãi đỗ xe: Nghiên cứu đề xuất giải pháp nhằm tăng cường an toàn cho bãi đỗ xe, bao gồm lắp đặt camera giám sát, cảnh báo va chạm, hỗ trợ đỗ xe an toàn + Nghiên cứu chiến lược phát triển quản lý bãi đỗ xe đô thị: Nghiên cứu đề xuất chiến lược phát triển quản lý bãi đỗ xe đô thị, bao gồm sử dụng công nghệ thơng tin, phát triển hình thức đa dạng đỗ xe, tăng cường giám sát quản lý bãi đỗ xe Tổng quan lại, tình hình nghiên cứu bãi đỗ xe Việt Nam quan tâm nghiên cứu nhiều năm gần đây, nhằm tìm kiếm giải pháp tối ưu hóa quản lý vận hành bãi đỗ xe, tăng cường an toàn đảm bảo đủ chỗ đỗ xe cho tồn xã hội Hiện nay, Việt Nam có nhiều bãi đỗ xe thông minh triển khai địa điểm khác nhau, bao gồm: + Bãi đỗ xe thông minh Sân bay quốc tế Nội Bài: Đây bãi đỗ xe thông minh lớn Việt Nam, trang bị nhiều công nghệ tiên tiến hệ thống điều khiển tự động, cảm biến, camera, Hình 1.1: góc nhỏ bãi đỗ xe sân bay Nội Bài + Bãi đỗ xe thơng minh Tịa nhà Lotte Center Hà Nội: Được xây dựng diện tích 2.000m2, bãi đỗ xe thơng minh có khả tự động tìm kiếm đường đến vị trí trống, giúp giảm thiểu thời gian tìm kiếm chỗ đỗ xe cho người dùng 10