51 Trang 16 xiv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt PLC Programmable Logic Controller Thiết bị cho phép lập trình thực hiện các thuật toán điều khiển logic S
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐỖ XE TỰ ĐỘNG CHO MỘT HỆ THỐNG NHÀ XE THÔNG MINH GVHD: TS TẠ VĂN PHƯƠNG SVTH : LÊ VĂN CHÍNH VŨ ĐỨC HIỆP SKL011593 Tp Hồ Chí Minh, tháng 6/2023 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN -⸙∆⸙ - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐỖ XE TỰ ĐỘNG CHO MỘT HỆ THỐNG NHÀ XE THÔNG MINH GVHD: TS TẠ VĂN PHƯƠNG SVTH: LÊ VĂN CHÍNH MSSV: 19151204 SVTH: VŨ ĐỨC HIỆP MSSV: 19151223 Tp Hồ Chí Minh tháng năm 2023 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Lê Văn Chính MSSV: 19151204 Họ tên sinh viên 2: Vũ Đức Hiệp MSSV: 19151223 Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Hệ đào tạo: Đại học quy Lớp: 19151 Khóa: 2019 I TÊN ĐỀ TÀI: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐỖ XE TỰ ĐỘNG CHO MỘT HỆ THỐNG NHÀ XE THÔNG MINH II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Các số liệu ban đầu: - Kích thước tổng thể mơ hình: diện tích 1m2, chiều cao 600mm - Kích thước pallet: 173x156mm, kích thước để xe: 120x120x173mm Nội dung thực hiện: - Tìm hiểu thực trạng bãi đỗ xe ô tô lí chọn đề tài - Trình bày sở lý thuyết liên quan đến đề tài - Dựa nguyên lý hoạt động hệ thống để tính tốn thiết kế mơ hình - Trình bày q trình thực mơ hình phần cứng cấu hình phần mềm phù hợp với yêu cầu đề tài - Nêu kết thực nghiệm, từ phân tích đánh giá hệ thống - Trình bày kết luận sau thực đề tài hướng phát triển tương lai III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 14/02/2023 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/06/2023 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Tạ Văn Phương CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN i TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày tháng năm LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Lê Văn Chính MSSV: 19151204 Họ tên sinh viên 2: Vũ Đức Hiệp MSSV: 19151223 Tên đề tài: Viết chương trình đỗ xe tự động cho hệ thống nhà xe thông minh Xác nhận GVHD Tuần/ngày Nội dung 14/2 – 20/2 Trao đổi mục tiêu phương pháp trước thực đề tài 21/2 – 15/3 Tìm hiểu bãi đỗ xe có mặt thị trường nguyên lý hoạt động 16/3 – 31/5 Tiến hành thi công hệ thống viết chương trình điều khiển 1/6 – 14/6 Viết báo cáo đề tài, làm nội dung Powerpoint trình chiếu 15/6 – 30/6 Trao đổi với GVHD nội dung báo cáo chỉnh sửa theo yêu cầu GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) ii TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày tháng năm 2023 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên 1: Lê Văn Chính MSSV: 19151204 Họ tên sinh viên 2: Vũ Đức Hiệp MSSV: 19151223 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Tên đề tài: Viết chương trình đỗ xe tự động cho hệ thống nhà xe thông minh Họ tên Giáo viên hướng dẫn: TS Tạ Văn Phương 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 2023 Giảng viên hướng dẫn iii TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày tháng năm 2023 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên 1: Lê Văn Chính MSSV: 19151204 Họ tên sinh viên 2: Vũ Đức Hiệp MSSV: 19151223 Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Tên đề tài: Viết chương trình đỗ xe tự động cho hệ thống nhà xe thông minh Họ tên Giáo viên phản biện: 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 2023 Giảng viên phản biện iv TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày tháng năm LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam kết đề tài tự thực dựa vào số tài liệu trước khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Người thực đề tài v LỜI CẢM ƠN Đồ án mốc quan trọng để kiểm tra nhận thức sinh viên thời gian học tập kiến thức giảng dạy trường Đồng thời cịn đánh giá khả vận dụng lý thuyết để phân tích tổng hợp giải tốn thực tế làm đồ án sinh viên trao đổi, học hỏi trao dồi kiến thức Nhận thức tầm quan trọng chúng em làm việc nghiêm túc vận dụng kiến thức sẵn có thân, đóng góp ý kiến bạn bè đặc biệt hướng dẫn Thầy Tạ Văn Phương để hồn thành đồ án Trong q trình thực đề tài có nhiều sai sót hy vọng quý thầy thông cảm bỏ qua, chúng em xin chân thành cảm ơn Người thực đề tài vi MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv LỜI CAM ĐOAN v LỜI CẢM ƠN vi MỤC LỤC vii MỤC LỤC HÌNH ẢNH x MỤC LỤC BẢNG xiii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiv Chương TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu 1.3 Nội dung đề tài 1.4 Giới hạn Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Các bãi đỗ xe 2.1.1 Bãi đỗ xe truyền thống 2.1.2 Bãi đỗ xe tự động 10 2.2 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động bãi đỗ xe cao tầng dạng tháp 14 2.2.1 Mô tả hệ thống 15 2.2.2 Nguyên lý hoạt động 15 2.3 Các sở lý thuyết liên quan đến đề tài 16 2.3.1 Công nghệ bảo mật bãi đỗ xe 16 2.3.2 Điều khiển động bước với tính phát xung PTO 19 2.3.3 Phương pháp nhận diện biển số xe 20 2.3.4 Hệ quản trị sở liệu SQL Server 22 2.3.5 Các chuẩn truyền liệu 22 Chương TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 25 3.1.Quy trình vận hành hệ thống cần đạt 25 vii 3.2 Thiết kế mơ hình phần cứng 26 3.2.1 Thiết kế phần khí 26 3.2.2 Thiết kế phần điện 31 3.3 Thiết bị sử dụng đề tài 32 3.3.1 Bộ điều khiển trung tâm 32 3.3.2 Vi điều khiển Adruino Uno 34 3.3.3 Phần mềm điều khiển giám sát 35 3.3.4 Module Ethernet W5500 36 3.3.5 Switch TP-Link TL-SF1005D 5-Port 37 3.3.6 Mạch RFID NFC 13.56MHz RC522 38 3.3.7 Mạch điều khiển động bước TB6600 39 3.3.8 Step motor NEMA 17 size 42 x 48mm size 42 x 40mm 40 3.3.9 Webcam Logitech c270 41 3.3.10 Bộ nguồn tổ ong 24V 5A 42 3.3.11 MCB Chint NXB-63 2P 6A 6KA 43 3.3.12 Xi lanh quay khí nén AIRTAC HRQ10 43 3.3.13 Van điện từ 5/2 đầu coil 44 3.3.14 Động Servo SG90 44 3.3.15 Cảm biến tiệm cận LJ12A3-4-Z/BX NPN NO-A1H11 45 3.3.16 Cảm biến khoảng cách E3F-DS30C4 30CM NPN 6-36V 45 3.3.17 Công tắc hành trình V-153-1C25 46 3.3.18 Cơ cấu truyền động (dây đai, vitme, pulley) 47 3.3.19 Thiết bị thao tác tay 49 3.3.20 Đèn báo AD16-22DS (đèn báo Start) 50 3.4 Sơ đồ kết nối 51 3.5 Lưu đồ giải thuật 54 Chương THI CÔNG HỆ THỐNG 57 4.1 Thi công phần cứng 57 4.2 Thi công phần mềm 62 4.2.1 Truyền thông PLC với Arduino để truyền nhận liệu điều khiển thiết bị ngoại vi 62 4.2.2 Xử lý ảnh chụp biển số xe gửi liệu từ Python đến PLC 66 viii CHƯƠNG THI CƠNG HỆ THỐNG Sau kết nối thành cơng SQL Server với Python, từ liệu đọc từ PLC, nhóm thực gửi liệu lên SQL lệnh: Hình 32 Lệnh gửi liệu từ Python lên SQL Server Lệnh execute dùng để lấy gửi liệu Python với SQL, lấy liệu từ SQL Server xuống Python ta dùng lệnh Cursor.execute ( "select * from NameTable") với NameTable tên bảng liệu Database SQL Server Nếu gửi liệu từ Python lên SQL ta dùng lệnh Cursor.execute ( "insert NameTable values (?,?,?,…)" , x, y, z, …) với NameTable tên bảng liệu Database SQL Server, x y z liệu ta muốn gửi lên SQL Sau SQL nhận liệu từ Python gửi lên, để người dùng giám sát liệu có hệ thống, nhóm dùng lệnh: Hình 33 Lệnh lấy 1000 ghi từ bảng liệu Database Đây lệnh lấy 1000 ghi từ bảng liệu Database với RFID cột 1, Number cột 2, Status cột 3, Time cột 4, Bienso cột Lệnh xem để lựa chọn liệu mà ta muốn hiển thị với mục đích thống kê số liệu để viết báo cáo BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 77 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN Chương KẾT QUẢ THỰC HIỆN 5.1 Kết thực nghiệm Hình ảnh hệ thống thu từ thực nghiệm: Ở trạng thái ban đầu, hệ thống chưa hoạt động Đèn hệ thống chưa sáng, sở liệu trống, khơng có mã thẻ Màn hình giám sát WinCC cho thấy khơng có xe bãi Hình Tủ điện chưa hoạt động Hình Giao diện tổng quan BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 78 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình Cơ sở liệu SQL Sau nhấn nút Start tủ điện, đèn hệ thống tủ điện sáng, hệ thống tìm vị trí set home (vị trí 0) cho cấu nâng gửi xe lấy pallet vị trí số xuống vị trí bàn xoay để chờ xe đến gửi Hình Tủ điện sau nhấn nút Start BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 79 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình 5 Hệ thống tìm vị trí set home (vị trí 0) Hình Hệ thống lấy pallet gửi số xuống vị trí bàn xoay để chờ xe vào Khi có xe đến gửi, người lái xe tiến hành quẹt thẻ để mở barrier di chuyển xe đến pallet chờ sẵn vị trí bàn xoay BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 80 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình Quẹt thẻ xe để mở barrier Sau di chuyển xe đến vị trí pallet đợi sẵn, người lái xe lại nơi quẹt thẻ để bấm nút gửi xe để đóng barrier lại, đồng thời camera chụp lại biển số xe cấu nâng gửi xe hoạt động để gửi xe vào ô trống số Hình Nhấn nút gửi xe Hình Camera chụp biển số xe BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 81 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình 10 Biển số xe nhận diện Python Hình 11 Quá trình gửi xe Sau thực xong trình gửi xe, hệ thống lại tiếp tục tìm lại vị trí set home (vị trí 0) cho cấu nâng gửi xe để chuẩn bị lấy pallet ô gửi xe trống làm pallet chờ cho xe đến gửi sau BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 82 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình 12 Cơ câu nâng gửi xe vị trí set home ( vị trí 0) sau gửi xe vào số Hình 13 Lấy pallet ô số trống để làm pallet chờ cho xe gửi sau Khi lấy xe, người lấy xe tiến hành quẹt thẻ để hệ thống bắt đầu lấy xe Hệ thống cất pallet chờ bàn xoay có pallet chờ hệ thống lại tiếp tục tìm lại vị trí set home (vị trí 0) cho cấu nâng gửi xe để chuẩn bị lấy xe BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 83 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình 14 Quẹt thẻ để lấy xe vị trí số Hình 15 Cất pallet chờ tục tìm lại vị trí set home (vị trí 0) BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 84 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình 16 Hình Quá trình lấy xe Sau đưa xe xuống vị trí bàn xoay, xilanh xoay hoạt động để đưa xe hướng lối xe barrier mở lên để người lái xe vào xe Hình 17 Xoay xe qua lối bãi đỗ xe Ở lối có gắn cảm biến để phát có xe hệ thống cho bàn xoay xoay vị trí cũ đồng thời barrier đóng lại BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 85 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình 18 Cảm biến phát xe đóng barrier 5.2 Giao diện điều khiển giám sát Giao diện tổng quan hiển thị số xe có bãi 4, tức bãi đỗ xe đầy, đèn báo xe đầy nhấp nháy để người dùng quan sát Dữ liệu RFID Biển số hiển thị xe gần lấy gửi Hình 19 Giao diện tổng quan BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 86 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình 20 Theo dõi liệu thơng tin hệ thống SQL Ta theo dõi thông tin xe vào thông tin như: mã thẻ, vị trí xe gửi, trạng thái lấy xe đưa xe vào, thời gian thực hoạt động đó, biển số xe 5.3 Đánh giá kết đạt Sau nhóm chạy thực nghiệm mơ hình, hệ thống nhìn chung đạt kết quả: - Hệ thống chạy quy trình vận hành đặt ban đầu - Thông tin biển số xe vào hệ thống gần xác, sai số khơng nhiều - Giao diện giám sát hiển thị thông tin xe vào - Dữ liệu lưu trữ đầy đủ SQL Server bao gồm: mã RFID người dùng, trạng thái xe hệ thống, thời gian vào ra, biển số xe BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 87 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Sau thời gian thực đề tài, với giúp đỡ giáo viên hướng dẫn, nhóm hồn thành xong đề tài “Viết chương trình đỗ xe tự động cho hệ thống nhà xe thông minh” đạt kết sau: - Lựa chọn giải pháp để thi cơng đề tài - Tính toán đưa thiết bị phù hợp phạm vi đề tài để thi cơng mơ hình phần cứng - Xây dựng mơ hình bãi đỗ xe tự động để chạy thực nghiệm - Chương trình vận hành hệ thống đỗ xe tự động hoạt động ổn định, xác - Giao diện giám sát hiển thị thông tin cần thiết, liên quan đến hệ thống Giao diện điều khiển dễ sử dụng với người dùng - 6.2 Dữ liệu xe vào hệ thống lưu trữ đầy đủ Database Hướng phát triển Đề tài có hướng phát triển sau: - Ở lối xe vào xây dựng thêm máy nhả thẻ xe tự động, khơng cần qua q trình cấp thẻ xe từ nhân viên - Cải tiến thêm khả nhận biết trình cất xe lấy xe cấu nâng hạ có xe hay khơng, để tránh trường hợp người dùng quẹt thẻ chưa chạy xe vào khoang nâng mà nhấn nút “gửi xe” - Phát triển thêm tính tốn online chi phí gửi xe BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Quang Huy & Nguyễn Duy Ngọc, Điều Khiển Lập Trình Với S7-TIA PORTAL, Nhà xuất Khoa học Kỹ Thuật [2] TS Lê Mỹ Hà & Phạm Quang Huy, Lập trình IoT với Adruino, Nhà xuất Thanh Niên [3] PGS TS Ngô Văn Thuyên & Phạm Quang Huy, Lập Trình Với PLC S7 1200 Và S7 1500 (Tái Bản 2019), Nhà xuất Thanh Niên [4] TS Nguyễn Thanh Hải, Giáo Trình Xử lý ảnh, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh [5] Các mơ hình bãi giữ xe giới, https://bkaii.com.vn/tin-tuc/254-9-mo-hinh-bai-do-xe-thong-minh-nhat-tren-the-gioi, ngày truy cập 15/02/2023 [6] Công nghệ bảo mật RFID, https://viettelstore.vn/tin-tuc/cong-nghe-rfid-la-gi-nguyen-ly-hoat-dong-va-ung-dungcua-rfid, ngày truy cập 15/02/2023 [7] Doanh số xe oto năm 2022 so với năm 2021? https://s.net.vn/vzds Ngày truy cập 15/02 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 89 PHỤ LỤC PHỤ LỤC Phụ lục 1: Chương trình PLC https://drive.google.com/drive/folders/1OmqOuKAxAAvUn8lbJFyNoT3OK2c_cBMj? usp=sharing Phụ lục 2: Chương trình Python https://drive.google.com/drive/folders/1CKh4P5j9bRryHKPPek9RUs5ao6YZNf2J?us p=sharing Phụ lục 3: File thiết kế sơ đồ nối dây https://drive.google.com/drive/folders/1uGxgkqUQm4X8w6nk_H0lmaxIgUCnp5Sp?u sp=sharing BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 90 S K L 0