Thiết kế và thi công hệ thống bãi giữ xe thông minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE THƠNG MINH GVHD: ThS PHAN VÂN HỒN SVTH : LÊ MINH KHA NGUYỄN ANH TIẾN SKL011413 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE THÔNG MINH GVHD: ThS Phan Vân Hoàn SVTH1: Lê Minh Kha MSSV1: 19161245 SVTH2: Nguyễn Anh Tiến MSSV2: 19161298 Tp Hồ Chí Minh – 07/2023 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH o0o Tp HCM, ngày 19 tháng năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Chuyên ngành: Hệ đào tạo: Khóa: Lê Minh Kha Nguyễn Anh Tiến Điện tử Cơng nghiệp Đại học quy 2019 MSSV: MSSV: Mã ngành: Mã hệ: Lớp: 19161245 19161298 161 19161ĐTCN I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE THÔNG MINH II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: Nhóm tìm hiểu module Arduino UNO R3, RFID RC522, cảm biến vật cản E18D80NK, động bước 28BYJ-48 với mạch điều khiển ULN2003 module cơng tắc hành trình Tìm hiểu phương thức quản lý xuất liệu thông tin xe gửi từ thẻ từ qua hệ sở liệu SQL Tìm tài liệu cách dùng module cảm biến vật cản E18-D80NK, động bước 28BYJ48 điều khiển mạch ULN2003 với module công tắc hành trình cách lập trình kết nối ba module với Arduino UNO R3 thơng qua phần mềm lập trình Tìm hiểu ngơn ngữ lập trình C#, thuật toán câu lệnh để tạo phần mềm liên kết module thành hệ thống bãi xe thông minh Nội dung thực hiện: Nội dung 1: Kết nối Arduino với thiết bị ngoại vi có hệ thống Nội dung 2: Xây dựng giao diện quản lý xe vào/ra ngôn ngữ C#, lưu ảnh chụp xe biển số xe Nội dung 3: Tìm hiểu tạo sở liệu SQL để lưu thông tin xe vào bãi tác vụ cần thiết Nội dung 4: Nghiên cứu lập trình để giao tiếp module với Nội dung 5: Thi cơng mơ hình làm mạch in I Nội dung 6: Xây dựng phần cứng, chạy thử, kiểm tra sửa lỗi Nội dung 7: Viết báo cáo khóa luận Nội dung 8: Bảo vệ khóa luận III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/02/2023 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: …/…/20… V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS Phan Vân Hoàn CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH II TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH o0o Tp HCM, ngày 19 tháng năm 2023 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Lê Minh Kha Lớp: 19161ĐTCNA MSSV: 19161245 Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Anh Tiến Lớp: 19161ĐTCNC MSSV: 19161298 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE THÔNG MINH Tuần/ngày Nội dung Tuần (20/2 đến 26/2) - Gặp giảng viên hướng dẫn để nghe dẫn, trao đổi thông tin yêu cầu đề tài, sau giảng viên xác nhận đề tài - Tiến hành viết đề cương khóa luận tốt nghiệp theo thông báo Khoa từ xác nhận giảng viên - Giảng viên hướng dẫn xét duyệt đề tài - Nộp đề cương chi tiết cho môn Tuần (27/2 đến 5/3) Tuần (6/3 đến 12/3) - Tìm hiểu loại biển số xe Việt Nam - Tìm hiểu xử lý ảnh nhận diện biển số xe - Viết tóm tắt đề tài Tuần (13/3 đến 19/3) - Tìm hiểu ngơn ngữ lập trình C# thuật tốn xử lý ảnh - Tìm hiểu sở liệu SQL, cách liên kết Visual Studio SQL Server - Viết chương trình nhận diện biển số xe từ file ảnh biển số máy tính - Viết chương trình nhận diện biển số xe dùng webcam máy tính để quét biển số - Nghiên cứu chọn thiết bị linh kiện sử dụng cho đề tài - Vẽ sơ đồ khối, trình bày chức khối - Tính tốn chọn linh kiện cho khối - Vẽ sơ đồ ngun lý tồn mạch - Tìm hiểu cơng nghệ RFID - Tìm hiểu lập trình kết nối Arduino UNO R3 với module RC522 - Thiết kế giao diện quản lý bãi xe - Viết chương trình nhận diện biển số xe hồn chỉnh - Tạo database lưu trữ liệu hệ thống Tuần (20/3 đến 26/3) Tuần (27/3 đến 2/4) Tuần (3/4 đến 9/4) Tuần (10/4 đến 16/4) Xác nhận GVHD III Tuần (17/4 đến 23/4) Tuần 10 (24/4 đến 30/4) Tuần 11 (1/5 đến 7/5) Tuần 12 (8/5 đến 14/5) Tuần 13 (15/5 đến 21/5) Tuần 14 (22/5 đến 28/5) Tuần 15 -16 (29/5 đến 11/6) - Sắp xếp linh kiện cho mạch nguyên lý vẽ mạch PCB - Thi công mạch in - Kiểm tra hoàn thiện mạch in - Vẽ lưu đồ giải thuật - Lập trình Arduino liên kết với thiết bị ngoại vi - Viết chương trình hệ thống hồn chỉnh - Thiết kế thi cơng mơ hình bãi xe - Kiểm tra sửa lỗi cho mơ hình - Tối ưu giao diện quản lý bãi xe - Chạy thử hiệu chỉnh hệ thống - Kiểm tra hoàn thiện hệ thống - Viết báo cáo - Làm slide báo cáo - Hoàn thiện báo cáo gửi cho giảng viên hướng dẫn xem xét góp ý GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) IV LỜI CAM ĐOAN Với đề tài này, nhóm em xin cam đoan chúng em thực với tham khảo kiến thức tài liệu cần thiết, với hướng dẫn Thầy ThS Phan Vân Hoàn Khơng có chép nội dung tài liệu cách làm dự án trước Người thực đề tài Lê Minh Kha Nguyễn Anh Tiến V LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đề tài “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE THÔNG MINH” nhóm cố gắng may mắn điều kiện thuận lợi nên làm tốt yêu cầu đặt Để đạt thành nhóm chúng em xin cảm ơn quý Thầy/cô phụ trách Khoa Điện- Điện tử trường Đại học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM tạo điều kiện, truyền đạt kiến thức cần thiết để nhóm chúng em áp dụng tốt vào đề tài Và nữa, nhóm xin cảm ơn Thầy ThS Phan Vân Hoàn - Giảng viên môn Điện Tử Công Nghiệp – Y Sinh hướng dẫn, định hướng, hỗ trợ tận tình, giúp đỡ góp ý hướng khắc phục vấn đề mà nhóm gặp phải thực đề tài này, tạo điều kiện tốt để nhóm thực Cuối biết ơn chúng em đến ba mẹ bạn ủng hộ, động viên giúp đỡ Là động lực lớn lao để chúng em vượt qua gặp khó khăn q trình nghiên cứu thực đề tài tốt nghiệp Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Lê Minh Kha Nguyễn Anh Tiến VI MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP III LỜI CAM ĐOAN V LỜI CẢM ƠN VI MỤC LỤC VII LIỆT KÊ HÌNH X LIỆT KÊ BẢNG XIII TÓM TẮT XIV CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 TỔNG QUAN CÁC CHUẨN TRUYỀN 2.1.1 Tổng quan chuẩn UART 2.1.2 Tổng quan chuẩn SPI 2.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID 10 2.3 TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH 11 2.3.1 Tổng quan thư viện xử lý ảnh 11 2.3.2 Tổng quan thuật toán nhận diện xử lý ảnh 12 2.3.3 Quy trình nhận dạng xử lý ảnh 13 2.4 TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU SQL 14 CHƯƠNG TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 16 3.1 GIỚI THIỆU 16 VII 3.1.1 Yêu cầu chung hệ thống 16 3.1.2 Phương án thiết kế 16 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 16 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 16 3.2.2 Tính tốn thiết kế khối hệ thống 18 3.2.3 Thiết kế sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống 34 3.2.4 Thiết kế sơ đồ kết nối toàn hệ thống 35 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG 36 4.1 GIỚI THIỆU 36 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 36 4.2.1 Thi cơng mơ hình bãi giữ xe thơng minh 36 4.2.2 Thi công mạch 37 4.2.3 Phần mềm quản lý PC 38 4.3 ĐĨNG GĨI VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH 41 4.3.1 Đóng gói điều khiển 41 4.3.2 Thi cơng mơ hình 43 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 44 4.4.1 Lưu đồ giải thuật phần mềm quản lý PC 44 4.4.2 Lưu đồ chương trình nhận diện biển số 45 4.4.3 Lưu đồ giải thuật vi điều khiển 46 4.4.4 Lưu đồ chương trình đọc liệu RFID 47 4.4.5 Lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển động bước 48 4.5 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ THAO TÁC 48 4.5.1 Tài liệu hướng dẫn sử dụng 48 4.5.2 Quy trình thao tác 49 CHƯƠNG KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ 55 5.1 KẾT QUẢ CHẠY MƠ HÌNH 55 5.2 NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ 60 5.2.1 Nhận xét 60 5.2.2 Đánh giá 60 5.3 DỰ TOÁN CỦA ĐỀ TÀI 61 VIII