(Đồ án hcmute) thiết kế, thi công mô hình bãi đỗ xe ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THƠNG THIẾT KẾ, THI CƠNG MƠ HÌNH BÃI ĐỖ XE Ơ TƠ GVHD: NGUYỄN THANH HẢI SVTH: VÕ HỒI ĐỨC MSSV:13141477 SVTH: VÕ NHẬT TRƯỜNG MSSV:13141567 SKL 0 6 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2018 an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngành: CNKT Điện tử - Truyền thông (Điện tử công nghiệp) Đề tài: THIẾT KẾ, THI CƠNG MƠ HÌNH BÃI ĐỖ XE Ơ TƠ GVHD: PGS.TS Nguyễn Thanh Hải SVTH: Võ Hoài Đức Võ Nhật Trường 13141477 13141567 TP HỒ CHÍ MINH _ 7/2018 i an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Võ Hoài Đức MSSV: 13141477 Võ Nhật Trường MSSV: 13141567 Ngành: CNKT Điện tử - Truyền thông (Điện tử công nghiệp) Lớp: 13141CLDT2 Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thanh Hải Ngày nhận đề tài: Ngày nộp đề tài: Tên đề tài: Thiết kế, thi cơng mơ hình bãi đỗ xe tô Các số liệu, tài liệu ban đầu: Nội dung thực đề tài: Sản phẩm: Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 Trưởng ngành Giảng viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) (Ký & ghi rõ họ tên) ii an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: Võ Hoài Đức MSSV: 13141477 Võ Nhật Trường MSSV: 13141567 Ngành: CNKT Điện tử - Truyền thông (Điện tử công nghiệp) Lớp: 13141CLDT2 Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thanh Hải Tên đề tài: Thiết kế, thi cơng mơ hình bãi đỗ xe tơ NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) iii an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: Võ Hoài Đức MSSV: 13141477 Võ Nhật Trường MSSV: 13141567 Ngành: CNKT Điện tử - Truyền thông (Điện tử công nghiệp) Lớp: 13141CLDT2 Giảng viên phản biện: Tên đề tài: Thiết kế, thi cơng mơ hình bãi đỗ xe tơ NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 Giảng viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iv an LỜI CẢM ƠN Đầu tiên xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình nguồn động viên to lớn vật chất lẫn tinh thần suốt trình học tập thực đề tài Xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, đặc biệt thầy cô khoa Đào tạo chất lượng cao khoa Điện – Điện tử truyền đạt kiến thức cho chúng em trình học tập trường Xin gửi lời cảm ơn đến thầy PGS.TS Nguyễn Thanh Hải giúp đỡ theo sát chúng em trình thực đề tài Xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô phản biện thầy cô hội đồng bảo vệ dành thời gian để nhận xét giúp đỡ chúng em trình bảo vệ đề tài Cuối xin gửi lời cảm ơn đến tất bạn bè giúp đỡ nhóm nhiều suốt trình thực đề tài Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 Sinh viên (Ký & ghi rõ họ tên) v an MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv LỜI CẢM ƠN v MỤC LỤC vi DANH MỤC HÌNH ẢNH ix DANH MỤC BẢNG BIỂU xiii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xiv CHƯƠNG TỔNG QUAN .1 1.1 Lĩnh vực nghiên cứu 1.2 Mục tiêu giới hạn đề tài 1.2.1 Mục tiêu 1.2.2 Giới hạn 1.3 Nội dung thực 1.4 Tóm tắt CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Phân tích phương án bãi đỗ 2.1.1 Các loại bãi đỗ phổ biến 2.1.2 Phương án lựa chọn 2.2 Trình biên dịch CCS 2.3 Microsoft Visual Studio 2.4 Microsoft SQL Server 2.5 Radio Frequency Identification 2.6 Xử lí ảnh 10 2.7 Vi điều khiển PIC16F887 10 2.8 Chuẩn truyền liệu 11 2.8.1 Chuẩn giao tiếp One - Wire 11 2.8.2 Chuẩn giao tiếp UART 11 vi an CHƯƠNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ THUẬN TOÁN .12 3.1 Giới thiệu 12 3.1.1 Chức khối 12 3.1.2 Nguyên lí hoạt động .13 3.2 Thiết kế thành phần hệ thống 14 3.2.1 Khối xử lí trung tâm .14 3.2.2 Khối động 21 3.2.3 Khối cơng tắc hành trình 25 3.2.4 Khối RFID .26 3.2.5 Khối nguồn 28 3.2.6 Các khối khác .29 3.2.7 Giao tiếp UART với máy tính .29 3.3 Lưu đồ thuật toán điều khiển 32 3.3.1 Lưu đồ chương trình 32 3.3.2 Lưu đồ chương trình Gửi xe 33 3.3.3 Lưu đồ chương trình Trả xe 34 3.3.4 Lưu đồ chương trình Chọn vị trí .35 3.3.5 Lưu đồ chương trình xử lí liệu 36 3.4 Sơ đồ mạch nguyên lí 37 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG 38 4.1 Thi công phần cứng 38 4.1.1 Khung mơ hình 38 4.1.2 Khung chứa xe .39 4.1.3 Cơ cấu xoay, di chuyển khung chứa xe lên xuống vào 39 4.1.4 Cơng tắc hành trình 41 4.2 Thi công phần mềm 42 4.2.1 Gửi mã thẻ RFID lên Visual Studio 2015 .42 4.2.2 Làm việc với Microsoft SQL Sever 2014 44 4.2.3 Xử lí biển số xe với EmguCV .47 CHƯƠNG KẾT QUẢ 58 vii an 5.1 Mơ hình bãi đỗ thực tế 58 5.2 Mạch điều khiển thực tế 59 5.3 Giao diện phần mềm 61 5.4 Hoạt động mơ hình .62 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 65 6.1 Kết luận .65 6.2 Hướng phát triển .65 TÀI LIỆU THAM KHẢO .66 PHỤ LỤC 67 viii an DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Phương án bãi đỗ dạng xếp hình .4 Hình 2.2 Phương án bãi đỗ dạng di chuyển quanh tòa nhà Hình 2.3 Phương án bãi đỗ dạng tháp Hình 2.4 Phương án bãi đỗ dạng hình trụ .6 Hình 2.5 Giao diện trình biên dịch CCS phiên 5.015 Hình 2.6 Giao diện Microsoft Visual Studio phiên 2015 Hình 2.7 Giao diện Microsoft SQL Sever phiên 2014 Hình 2.8 Cấu trúc thẻ RFID hệ thống RFID Hình 2.9 Các bước xử lí ảnh 10 Hình 2.10 Vi điều khiển PIC16F887 10 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 12 Hình 3.2 Module KIT PIC V1 PIC16F887 14 Hình 3.3 Sơ đồ chân PIC16F887 15 Hình 3.4 Các vùng trình biên dịch CCS .17 Hình 3.5 Mạch nạp PICKit2 PICKit SE Programmer/Debugger 18 Hình 3.6 Giao diện phần mềm PICKit v2.61 18 Hình 3.7 Sơ đồ ngun lí PIC16F887(1) 19 Hình 3.8 Sơ đồ mạch in PIC16F887(1) 20 Hình 3.9 Mạch PIC16F887(1) sau thi công 20 Hình 3.10 Động bước JK42HS40 - 1704 sơ đồ ngun lí 21 Hình 3.11 Module L298N động DC giảm tốc GA37 22 Hình 3.12 Điều khiển động bước 24 Hình 3.13 Điều khiển động DC giảm tốc 25 Hình 3.14 Cơng tắc hành trình .25 Hình 3.15 Module RC522 thẻ RFID 26 Hình 3.16 Lấy mã thẻ RFID với module RC522 27 Hình 3.17 Adapter 28 Hình 3.18 USB Camera 29 ix an Hình 5.7 USB UART Jack nguồn Hình 5.8 Module L298N 5.3 Giao diện phần mềm Mọi thao tác điều khiển tác động vào giao diện Winform thiết kế Hình 5.9 Hình 5.9 Giao diện phần mềm hệ thống 61 an Trên giao diện Winform có vùng: - Vùng 1,2 : nhận biển số xe gửi, trả, nhận mã thẻ xuất vị trí - Vùng 3: vùng Camera - Vùng 4: vùng ảnh chụp - Vùng 5: hiển thị sở liệu - Vùng 6: xuất biển số xe để so sánh với biển số sở liệu - Vùng 7: vùng điều khiển thao tác trả xe tay - Vùng 8, 9: kết nối USB UART 5.4 Hoạt động mơ hình Do q trình hoạt động hệ thống di chuyển nên mô tả trình hoạt động cách chi tiết Sau số hình ảnh mơ tả trực quan q trình hoạt động  Gửi xe Khi có xe vào, nhân viên tiến hành quẹt thẻ giao thẻ cho khách hàng Camera chụp ảnh gửi chương trình máy tính Phần mềm máy tính xử lí biển số xe xuất vị trí gần cịn trống Hình 5.10 tiến hành lưu thơng tin khách hàng vào sở liệu Hình 5.10 Giao diện phần mềm xe vào 62 an Sau q trình xử lí máy tính, liệu gửi vi điều khiển điều khiển trình gửi xe đến vị trí theo u cầu (trong trường hợp vị trí 1) có kết Hình 5.11 Hình 5.11 Xe đến vị trí  Trả xe Khi khách hàng giao thẻ yêu cầu trả xe Nhân viên quẹt thẻ thu thẻ Hệ thống xuất thông tin lưu sở liệu bao gồm: mã thẻ, vị trí, biển số Hình 5.12 Hình 5.12 Giao diện phần mềm trả xe 63 an Sau trình xử lí máy tính, liệu gửi vi điều khiển điều khiển trình trả xe vị trí theo yêu cầu (trong trường hợp vị trí 1) có kết Hình 5.13 Hình 5.13 Xe mang từ vị trí vị trí OUT  Quẹt thẻ sai vị trí đầu đọc thẻ Trong trường hợp xảy hai tình - Nếu quẹt thẻ chưa sử dụng vào đầu đọc thẻ hệ thống thơng báo “Xe khơng có hệ thống” - Nếu quẹt thẻ sử dụng vào đầu đọc thẻ vào hệ thống thơng báo “Thẻ sử dụng” Giao diện thông báo Hình 5.14 Hình 5.14 Thơng báo thẻ sử dụng 64 an CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Sau thời gian thực đề tài nhóm thực mơ hình bãi đỗ xe tơ có thể: - Tự động nhận dạng biển số xe - Dùng thẻ RFID để thực trình gửi, trả xe - Tự động đưa xe vào, Tuy nhiên hệ thống số vấn đề cần khắc phục: - Do mơ hình nên q trình hoạt động cịn rung - Xử lí biển số xe đơi khị bị sai, thiếu ký tự 6.2 Hướng phát triển Để mơ hình phát triển tương lai nhóm có số đề xuất sau: - Thêm chức đặt chỗ trước thông qua tin nhắn SMS ứng dụng Web, app điện thoại - Lắp đặt cảm biển để tính tốn thời gian đỗ xe - Gửi liệu khách hàng lên giao diện Web để tiện theo dõi cung cấp thơng tin cho phía an ninh cần thiết 65 an TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thanh Hải, “Giáo trình Xử lý ảnh”, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, 2014 [2] Nguyễn Văn Hiệp, “Công nghệ nhận dạng vô tuyến RFID”, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, 2012 [3] Nguyễn Đình Phú, “Giáo trình thực hành Vi điều khiển PIC”, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, 2016 [4] Nguyễn Đình Phú, “Giáo trình vi xử lí Vi điều khiển PIC”, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, 2014 [5] Nguyễn Thanh Bình & Đồn Như Bảo, “Hệ thống bãi giữ xe thông minh ứng dụng công nghệ IoT RFID”, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, 2017 [6] Hà Thu, “Khi châu Á tiên phong thương mại tự do”, VNExpress mục Quốc tế, 9/3/2018 [7] Nguyễn Anh Hồng, “Series lập trình OpenCV”, Youtube, 2014 [8] HowKteam, “Chương trình giáo dục miễn phí”, HowKteam.vn [9] O7planning, “Các hướng dẫn sở liệu SQL Sever”, O7planning.org 66 an PHỤ LỤC V.1 Chương trình điều khiển động bước //DONG CO BUOC CHAY HALFSTEP 400 //IN1 – C0 //IN2 – C1 //IN3 – C2 //IN4 – C3 UNSIGNED INT8 STEP_I = 0; UNSIGNED INT1 STEP_TN = 0; UNSIGNED INT8 STEPMOTOR_HALF[] = {0X09, 0X01, 0X03, 0X02, 0X06, 0X04, 0X0C, 0X08}; VOID STEP_MOTOR_THUAN_HS() { OUTPUT_C(0X00); OUTPUT_C(STEPMOTOR_HALF[STEP_I]); DELAY_MS(30); STEP_I++; STEP_I = STEP_I & 0X07; } VOID STEP_MOTOR_NGHICH_HS() { OUTPUT_C(0X00); OUTPUT_C(STEPMOTOR_HALF[STEP_I]); DELAY_MS(30); STEP_I ; STEP_I = STEP_I & 0X07; } VOID STEP_MOTON_RUN_HS() { IF(STEP_TN)STEP_MOTOR_THUAN_HS(); ELSE STEP_MOTOR_NGHICH_HS(); }  Giải thích chương trình Tạo mảng gồm phần tử, đẩy dần phần tử vào chân điều khiển nối với Port C Khi đẩy thuận động bước quay thuận ngược lại Phải sử dụng delay để đảm bảo động bước đáp ứng kịp tín hiệu Lệnh STEP_I = STEP_I & 0X07 để STEP_I = lại Khi gọi hàm thuận 400 lần động bước quay thuận vòng ngược lại 67 an V.2 Chương trình điều khiển động DC //DONG CO DC PORT A 2345 //DONGCO1 – DIEU KHIEN LEN XUONG //DONGCO2 – DIEU KHIEN VAO RA #DEFINE IN1 PIN_A2 #DEFINE IN2 PIN_A3 #DEFINE IN3 PIN_A4 #DEFINE IN4 PIN_A5 VOID DONGCO1_THUAN() { OUTPUT_HIGH(IN1); OUTPUT_LOW(IN2); } VOID DONGCO1_NGHICH() { OUTPUT_LOW(IN1); OUTPUT_HIGH(IN2); } VOID DONGCO1_STOP() { OUTPUT_LOW(IN1); OUTPUT_LOW(IN2); }  Giải thích chương trình Động DC chạy thuận IN1 mức cao IN2 mức thấp tức OUT1 mức cao, OUT2 mức thấp Động DC chạy nghịch ta điều khiển mức cao thấp ngược lại Động DC dừng chân IN mức thấp 68 an V.3 Chương trình đọc mã thẻ RFID // RC522 PORT B #DEFINE MFRC522_CS PIN_B0 #DEFINE MFRC522_SCK PIN_B1 #DEFINE MFRC522_SI PIN_B2 #DEFINE MFRC522_SO PIN_B3 #DEFINE MFRC522_RST PIN_B4 #INCLUDE"D:\CCS\TV_VHD_PIC\RC522.h" #INCLUDE"D:\CCS\TV_VHD_PIC\VHD_PIC.c" void main() { char UID[6],i; unsigned int TagType; SET_TRIS_D(0x00); LCD_INIT(); MFRC522_Init(); while(TRUE) { if (MFRC522_isCard (&TagType)) { if(MFRC522_ReadCardSerial (&UID)) { lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc,"ID:"); for(i=0;i