Thiết kế hệ thống giám sát trụ sạc xe máy điện qua database và google map apis

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT TRỤ SẠC XE MÁY ĐIỆN QUA DATABASE VÀ GOOGLE MAP APIS GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA SVTH : TRƯƠNG VĂN KHA BÙI MINH NHẬT LÊ VĂN LỘC SKL011141 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT TRỤ SẠC XE MÁY ĐIỆN QUA DATABASE VÀ GOOGLE MAP APIS LỜI CẢM ƠN  Nhóm bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu nhà trường q thầy mơn Điện cơng nghiệp Nhóm có hội áp dụng phát triển kỹ giải vấn đề trình học tập nghiên cứu nhờ việc tạo môi trường học tập thuận tiện cung cấp kiến thức quý giá Điều hỗ trợ nhóm phát triển kỹ mềm cần thiết để trở thành người có đủ đồng kiến thức kỹ sau trường Nhóm xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến TS Lê Trọng Nghĩa hướng dẫn tận tâm trình thực đồ án Nhờ hỗ trợ tư vấn thầy, nhóm vượt qua nhiều khó khăn tiến trình nghiên cứu Sự dẫn dắt động viên không ngừng từ thầy truyền cảm hứng khích lệ nhóm hồn thành đồ án cách thành cơng Mặc dù nhóm hồn thành đồ án, nhận thấy nội dung số hạn chế thiếu sót Điều thời gian kiến thức hạn chế nhóm Nhóm mong nhận góp ý hướng dẫn từ quý thầy để hồn thiện đồ án nắm vững kiến thức chuyên môn Xin chân thành cảm ơn gửi lời tri ân! TP.Hồ Chí Minh, ngày…….tháng…….năm 2023 Sinh viên thực hiện: iv TÓM TẮT Đề tài thiết kế hệ thống giám sát trụ sạc xe máy điện thông qua Google Map APIs Databases Hệ thống sau hồn thiện có giao diện đăng nhập thân thiện với người dùng, đồng thời tập trung giải số khía cạnh giúp cho việc giám sát, theo dõi thông số trụ sạc trở nên tin cậy hơn, định vị vị trí trụ sạc, hiển thị thơng tin Google Map Hệ thống nắm bắt tình hình số cổng sạc cịn lại trụ, thông số điện để xem xét tình hình hoạt động trụ sạc, điều chỉnh giá tiền dựa số lượng cổng sạc Với tính giúp cho việc giám sát trở nên dễ dàng việc quan sát hệ thống trụ sạc Để hoàn thành mục tiêu đề ra, nhóm thực theo bước: Bước 1: Lên ý tưởng xây dựng sơ đồ khối chức cho hệ thống Bước 2: Thiết kế sơ đồ hệ thống, lựa chọn dây dẫn thiết bị cho mạch động lực mạch điều khiển Bước 3: Thiết kế chức cho khối điều khiển phần cứng bao gồm điều khiển hệ thống RFID, hình cảm ứng, module giám sát thơng số điện Pzem, module relay điều khiển Contactor Bước 4: Lưu trữ thông số lên sở liệu, nhúng Google Map APIs liệu vào giao diện Website Bước 5: Kết nối thành phần tạo nên hệ thống hoàn chỉnh Đề tài thiết kế hệ thống sử dụng phương pháp phù hợp với mục tiêu, kết nghiên cứu đạt được: Kết 1: Hệ thống hoạt động cách ổn định, người dùng thao tác hệ thống cách thuận tiện, dễ dàng thêm thông tin người dùng Kết 2: Những thông số điện tiêu thụ đo hiển thị xác lên sở liệu Kết 3: Website giám sát có giao diện ưa nhìn, dễ tiếp cận, hiển thị thơng số minh bạch thơng qua biểu đồ điện tiêu thụ, có khả truy xuất thơng tin vị trí trụ sạc gần thông thông qua GMA (Google Map APIs) Tuy nhiên, mặt thực tế việc xử lý tín hiệu tồn độ trễ định v MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP……………………… ……………………… i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN iv LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT iv MỤC LỤC v DANH SÁCH HÌNH ẢNH viii DANH SÁCH CÁC BẢNG x DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xii CHƯƠNG : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nghiên cứu nước 1.1.1 Tổng quan cơng trình nghiên cứu giới 1.1.2 Tổng quan cơng trình nghiên cứu Việt Nam .5 1.2 Lý chọn đề tài 1.3 Mục tiêu đề tài .7 1.4 Phương pháp nghiên cứu .7 1.5 Bố cục 1.6 Quy trình thực CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 12 2.1 Yêu cầu hệ thống 12 2.2 Sơ đồ khối hệ thống .13 2.3 Thiết kế phần cứng 15 2.3.1 Tính tốn phụ tải cho trụ 15 2.3.2 Tính toán chọn tiết diện dây dẫn cho trụ 16 2.3.3 Tính tốn chọn thiết bị bảo vệ cho trụ sạc .19 2.4.1 Thiết kế mạch động lực 22 vi 2.4.2 Thiết kế mạch điều khiển 23 2.4.3 Thiết kế mơ hình trụ sạc 26 2.5 Lập trình phần mềm .27 2.5.1 Sơ đồ khối trình tự hoạt động hệ thống 27 2.5.2 Lưu đồ vận hành hệ thống 28 2.5.3 Hệ thống RFID – Tính ứng dụng 29 2.5.4 Tương tác người dùng với hình TFT ILI-9486 33 2.5.5 Giao thức SPI 33 2.5.6 UART – giao tiếp vi điều khiển .37 2.5.7 Lưu đồ chương trình truyền nhận liệu 38 2.5.8 FireBase lưu trữ thông số 40 2.5.9 Cách lấy Keys Google Maps Platform từ Google Cloud 44 CHƯƠNG 3: THI CƠNG MƠ HÌNH 51 3.1 Các bước thi cơng mơ hình 51 3.2 Mơ hình hồn thiện 57 CHƯƠNG 4: VẬN HÀNH VÀ KIỂM TRA 58 4.1 Sử dụng trụ sạc với người dùng .58 4.2 Giám sát trụ sạc qua website nhúng gma .63 4.3 Kiểm tra hệ thống 68 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN ĐỀ TÀI VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 69 5.1 Kết luận 69 5.2 Hướng phát triển đề tài 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC 73 vii DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1.1 Chênh lệch nhiệt độ toàn cầu so với kỷ 20 (theo Climate.gov) Hình 1.2 Số lượng xe điện bán toàn cầu 2015 – 2022 (theo BloombergNEF) .2 Hình 1.3 UTX-3117 ứng dụng quản lý trạm sạc (theo Advantech.com) Hình 1.4 Mơ hình trụ sạc Evlink Schneider (theo Schneider Electric) Hình 1.5 Trạm sạc xe máy điện Vinfast Hình 1.6 Lưu đồ quy trình thực .10 - Hình 2.1.a Lưu đồ yêu cầu hệ thống .12 Hình 2.1.b Sơ đồ khối hệ thống 13 Hình 2.1.c Mơ tả khối hệ thống 14 Hình 2.2 Sơ đồ tuyến phụ tải 15 Hình 2.3 Tiết diện cáp tra theo nhà xuất CADIVI 17 Hình 2.4 Tiết diện cáp tra theo nhà xuất CADIVI 18 Hình 2.5 Tiết diện cáp tra theo nhà xuất CADIVI 19 Hình 2.6 MCB 10A-6kA 20 Hình 2.7 Contactor LS MC-12A .20 Hình 2.8 Sơ đồ ngun lý đóng cắt cổng sạc 21 Hình 2.9 Sơ đồ đấu dây mạch động lực 22 Hình 2.10 Sơ đồ đấu dây mạch điều khiển 23 Hình 2.11 Mơ hình trụ sạc .26 Hình 2.12 Sơ đồ khối mơ tả trình tự hoạt động hệ thống 27 Hình 2.13 Lưu đồ chương trình điều khiển trụ 28 Hình 2.14 Cấu tạo bên thẻ RFID (theo cardzgroup.co.za) 29 Hình 2.15 Sơ đồ khối hệ thống RFID 30 Hình 2.16 Cơ chế hoạt động hệ thống RFID (theo rfpage.com) .31 Hình 2.17 Ví dụ đoạn Code xử lý tín hiệu thẻ RFID 32 Hình 2.18 Ví dụ đoạn Code khai báo cho hình cảm ứng 33 viii Hình 2.19 Kết nối SPI “chủ” “tớ” (theo researchgate.com) 34 Hình 2.20 Sóng tín hiệu chế độ giao thức SPI 35 Hình 2.21 Sóng tín hiệu chế độ giao thức SPI 35 Hình 2.22 Sóng tín hiệu chế độ giao thức SPI 36 Hình 2.23 Sóng tín hiệu chế độ giao thức SPI 36 Hình 2.24 Kết nối UART thiết bị (theo embedded.com) .37 Hình 2.25 Quá trình lưu trữ thông số 38 Hình 2.26 Code đo thơng số Pzem 38 Hình 2.27 Code đăng nhập WiFi địa cho Esp 39 Hình 2.28 Code lưu liệu FireBase .40 Hình 2.29 Giao diện Firebase 40 Hình 2.30 Tạo dự án FireBase 41 Hình 2.31 Đặt tên cho dự án 41 Hình 2.32 Liên kết Firebase với Website 41 Hình 2.33 Tạo sở liệu Realtime Database .42 Hình 2.34 Chọn vị trí đặt sở liệu 42 Hình 2.35 Thay đổi cho phép đọc ghi vào sở liệu 43 Hình 2.36 Mã API liên kết FireBase với Website 43 Hình 2.37 Bảng biểu xác nhận tài khoản đăng ký 44 Hình 2.38 Biểu mẫu xác nhận thông tin đăng ký 45 Hình 2.39 Giao diện đăng ký thành công 46 Hình 2.40 Giao diện Google Maps Platform 46 Hình 2.41 Giao diện dự án .47 Hình 2.42 Lựa chọn đến thư viện 47 Hình 2.43 Thư viện Google Cloud 48 Hình 2.44 Chọn Edit Keys để điều chỉnh 48 Hình 2.45 Những thư viện chọn .49 Hình 2.46 Lưu thư viện chọn 50 Hình 2.47 Keys Google Maps Platform 50 - Hình 3.1 Sơ đồ bước thi công 51 Hình 3.2 Khung trụ sạc 51 ix Hình 3.3 Đo thơng mạch Contactor .52 Hình 3.4 Đo thông mạch CB 52 Hình 3.5 Bản mạch in mực 53 Hình 3.6 Mạch đồng sau rửa .53 Hình 3.7 Khoan chân gắn header cho mạch 54 Hình 3.8 Bản mạch sau hoàn thiện 54 Hình 3.9 Đấu nối mạch điều khiển 55 Hình 3.10 Đấu nối mạch động lực 56 Hình 3.11 Trụ sạc sau cấp nguồn .56 Hình 3.12 Mơ hình hồn thiện hệ thống 57 - Hình 4.1 Lưu đồ quy trình sử dụng hệ thống 58 Hình 4.2 Lời chào đầu hệ thống 59 Hình 4.3 Giao diện “Mời quẹt thẻ” 59 Hình 4.4 Vị trí đặt thẻ 60 Hình 4.5 Hệ thống từ chối truy cập 60 Hình 4.6 Sau quét thẻ thành công .61 Hình 4.7 Nhập mật sai 61 Hình 4.8 Chọn cổng sạc 61 Hình 4.9 Khi có cổng sạc sử dụng 62 Hình 4.10 Sau chọn cổng sạc 62 Hình 4.11 Lưu đồ trình sử dụng Website giám sát 63 Hình 4.12 Trang Website 63 Hình 4.13 Đăng nhập trang Web .64 Hình 4.14 Bản đồ vị trí trụ sạc 64 Hình 4.15 Thơng tin trụ sạc 65 Hình 4.16 Sơ đồ cổng sạc 65 Hình 4.17 Thơng tin cổng sạc .66 Hình 4.18 Giá tiền thu ký điện 66 Hình 4.19 Giá trị cổng sạc 67 Hình 4.19 Giá trị điện áp thời gian thực 67 Hình 4.20 Giá trị tần số thời gian thực 67 x DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1 Sơ đồ kết nối chân Arduino Uno .24 Bảng 2.2 Sơ đồ kết nối chân Arduino Mega 2560 25 Bảng 2.3 Sơ đồ kết nối chân ESP8266 24 Bảng 2.4 Chế độ hoạt động SPI .34 Bảng 2.5 Thông số giao thức UART 37 xi BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 82 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 83 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 84 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 85 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 86 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 87 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 88 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 89 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 90 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 91 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 92 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 93 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 94 BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 95 S K L 0