1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

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

95 0 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết Kế Và Thi Công Hệ Thống Bãi Giữ Xe Thông Minh
Tác giả Lê Minh Kha, Nguyễn Anh Tiến
Người hướng dẫn ThS. Phan Vân Hoàn
Trường học Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Viễn Thông
Thể loại Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản 2023
Thành phố Tp. Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 95
Dung lượng 11,56 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN (17)
    • 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ (17)
    • 1.2 MỤC TIÊU (18)
    • 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU (18)
    • 1.4 GIỚI HẠN (18)
    • 1.5 BỐ CỤC (19)
  • CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT (20)
    • 2.1 TỔNG QUAN CÁC CHUẨN TRUYỀN (20)
      • 2.1.1 Tổng quan về chuẩn UART (20)
      • 2.1.2 Tổng quan về chuẩn SPI (25)
    • 2.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID (26)
    • 2.3 TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH (27)
      • 2.3.1 Tổng quan về thư viện xử lý ảnh (27)
      • 2.3.2 Tổng quan về thuật toán nhận diện và xử lý ảnh (28)
      • 2.3.3 Quy trình nhận dạng và xử lý ảnh (29)
    • 2.4 TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU SQL (30)
  • CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ (32)
    • 3.1 GIỚI THIỆU (32)
      • 3.1.1 Yêu cầu chung của hệ thống (32)
      • 3.1.2 Phương án thiết kế (32)
    • 3.2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG (32)
      • 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống (32)
      • 3.2.2 Tính toán và thiết kế các khối trong hệ thống (34)
      • 3.2.3 Thiết kế sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống (50)
      • 3.2.4 Thiết kế sơ đồ kết nối toàn hệ thống (51)
  • CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG (52)
    • 4.1 GIỚI THIỆU (52)
    • 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG (52)
      • 4.2.1 Thi công mô hình bãi giữ xe thông minh (52)
      • 4.2.2 Thi công mạch (53)
      • 4.2.3 Phần mềm quản lý trên PC (54)
    • 4.3 ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH (57)
      • 4.3.1 Đóng gói bộ điều khiển (57)
      • 4.3.2 Thi công mô hình (59)
    • 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG (60)
      • 4.4.1 Lưu đồ giải thuật phần mềm quản lý trên PC (60)
      • 4.4.2 Lưu đồ chương trình nhận diện biển số (61)
      • 4.4.3 Lưu đồ giải thuật của vi điều khiển (62)
      • 4.4.4 Lưu đồ chương trình con đọc dữ liệu RFID (63)
      • 4.4.5 Lưu đồ giải thuật chương trình con điều khiển động cơ bước (64)
    • 4.5 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ THAO TÁC (64)
      • 4.5.1 Tài liệu hướng dẫn sử dụng (64)
      • 4.5.2 Quy trình thao tác (65)
  • CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ (71)
    • 5.1 KẾT QUẢ CHẠY MÔ HÌNH (71)
    • 5.2 NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ (76)
      • 5.2.1 Nhận xét (76)
      • 5.2.2 Đánh giá (76)
    • 5.3 DỰ TOÁN CỦA ĐỀ TÀI (77)
  • CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN (78)
    • 6.1 KẾT LUẬN (78)
    • 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN (79)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (80)
  • PHỤ LỤC (81)

Nội dung

Trang 18 1.2 MỤC TIÊU Thiết kế và thi công hệ thống bãi giữ xe thông minh gồm mô hình bãi xe thông minh, phần mềm quản lý dữ liệu người gửi xe trên PC ứng dụng công nghệ RFID đọc mã thẻ

TỔNG QUAN

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay, đất nước ta ngày càng phát triển mạnh mẽ Điển hình là lĩnh vực điện tử được vận dụng rất nhiều trong đời sống, áp dụng phổ biến trong rất nhiều lĩnh vực của đời sống… Với cuộc sống phát triển ngày nay, con người luôn mong muốn nhiều thứ trong cuộc sống trở nên thông minh, dễ dàng

Thống kê doanh số của VAMM trong năm 2022 thị trường Việt Nam đạt hơn

3 triệu xe máy, tăng 20,49% so với cùng kỳ năm 2021 Theo thống kê từ Hiệp hội sản xuất ô tô Đông Nam Á, nửa đầu năm 2022, Việt Nam tiêu thụ khoảng 201.840 xe ô tô, tăng 34.1% cùng thời điểm so với năm ngoái Sự gia tăng về mật độ dân cư cùng với nhu cầu di chuyển của cư dân ngày càng cao dẫn đến sự gia tăng về phương tiện xe Cùng với sự phát triển mạnh mẽ và gia tăng số lượng xe ô tô và xe máy cũng đã phản ánh được rõ điều đó, các bãi giữ xe trước đây dần trở nên lỗi thời và không còn đáp ứng được nhu cầu của nhiều siêu thị, trung tâm giải trí, tòa nhà chung cư và những nơi có mật độ dân cư cao vì những hạn chế mà nó mang lại như khó kiểm soát thời gian ra vào, vé giữ xe bằng giấy thường dùng được một lần, sau khi xe ra bãi thì vé sẽ thành rác thải và không thể tái chế trở thành gánh nặng cho môi trường Khi gặp thời tiết mưa, vé xe có thể bị ướt hay nhàu nát khiến cho số ghi trên vé bị mất chữ không thể xác định xe gửi Nên đòi hỏi phải xây dựng bãi giữ xe áp dụng được sự tiến bộ kĩ thuật và phục vụ con người trong cuộc sống Ngày nay rất nhiều công nghệ nổi trội lần lượt ra đời như công nghệ RFID, IoT được áp dụng phổ biến trong rất nhiều lĩnh vực điển hình là hệ thống bãi xe thông minh ở các nước tiên tiến góp phần nâng cao cuộc sống và thân thiện môi trường Vấn đề thiếu nơi đỗ xe, kẹt xe hay tình trạng an ninh, bảo mật thông tin của bãi xe truyền thống đã dần biến mất kể từ đó, khách hàng cũng trở nên yên tâm hơn với các bãi xe thông minh ngày nay

Từ thực tế đã nói trên cùng với những kiến thức tiếp thu được trong việc học trên ghế nhà trường trong thời gian qua nên nhóm quyết định chọn đề tài: “THIẾT

KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE THÔNG MINH”.

MỤC TIÊU

Thiết kế và thi công hệ thống bãi giữ xe thông minh gồm mô hình bãi xe thông minh, phần mềm quản lý dữ liệu người gửi xe trên PC ứng dụng công nghệ RFID đọc mã thẻ từ NFC và kết hợp các thuật toán xử lý ảnh để nhận diện biển số xe Ảnh chụp biển số xe sẽ được lưu lại vào một folder, sau đó sẽ được truy xuất và so sánh giữa biển số xe vào và biển số xe ra trong cùng một mã thẻ Dữ liệu mã thẻ thu thập được từ xe gửi được lưu trữ trên hệ cơ sở dữ liệu SQL, khi xe ra thì mã thẻ sẽ được xóa khỏi SQL.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Trong thời gian thực hiện đề tài: “Thiết kế và thi công hệ thống bãi giữ xe thông minh”, nhóm em đã thực hiện những nội dung sau:

 NỘI DUNG 1: Tìm hiểu về các bãi xe trên thị trường

 NỘI DUNG 2: Tìm hiểu về Arduino UNO R3, công nghệ RFID, module RC522, ngôn ngữ lập trình C#, động cơ bước 28BYJ-48 điều khiển bởi mạch ULN2003, cảm biến vật cản E18-D80NK, cơ sở dữ liệu SQL

 NỘI DUNG 3: Kết nối Arduino với module RC522, động cơ bước, cảm biến vật cản và công tắc hành trình

 NỘI DUNG 4: Nghiên cứu lập trình Arduino điều khiển các module trên

 NỘI DUNG 5: Xây dựng giao diện quản lý xe bằng ngôn ngữ C#

 NỘI DUNG 6: Nghiên cứu và tạo cơ sở dữ liệu SQL để lưu trữ thông tin hệ thống

 NỘI DUNG 7: Thiết kế mô hình bãi xe và mạch điều khiển

 NỘI DUNG 8: Thi công mạch, chạy thử nghiệm mô hình và hiệu chỉnh

 NỘI DUNG 9: Viết báo cáo khóa luận

 NỘI DUNG 10: Bảo vệ khóa luận.

GIỚI HẠN

Phạm vi giới hạn của đề tài:

 Biển số mà hệ thống nhận dạng được gồm ô tô biển số ngắn và xe gắn máy trên 50cc

 Đề tài chỉ thực hiện mô hình nhỏ, chưa có nút nhấn cơ để đóng mở thanh Barrier khi hệ thống gặp lỗi không điều khiển được bằng chương trình

 Điều kiện nhận dạng biển số không quá mờ, không quá nhỏ, không quá nghiêng và điều kiện ánh sáng phù hợp Những thông số này sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của hệ thống

 Chỉ sử dụng hai camera để chụp ảnh biển số xe ngõ vào và ngõ ra.

BỐ CỤC

Nêu vấn đề, các lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn của đề tài và bố cục của đồ án

 Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết

Giới thiệu về các chuẩn giao tiếp truyền/nhận dữ liệu, tổng quan công nghệ RFID, tổng quan về xử lý ảnh dùng C# và các thuật toán nhận diện biển số xe, tổng quan về cơ sở dữ liệu SQL

 Chương 3: Thiết Kế và Tính Toán

Vẽ sơ đồ khối và chức năng của từng khối Trình bày nguyên lý hoạt động Tính toán và lựa chọn các linh kiện sử dụng cho đề tài Vẽ sơ đồ nguyên lý từng khối, toàn mạch và giải thích Vẽ sơ đồ kết nối toàn mạch

 Chương 4: Thi Công Hệ Thống

Vẽ mạch PCB Thi công mạch in Xây dựng mô hình cho hệ thống Vẽ lưu đồ giải thuật và giải thích lưu đồ

 Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá

Kết quả, hình ảnh thu được sau khi thi công mô hình tiến hành chạy thử nghiệm, kiểm tra và sửa các lỗi Nhận xét và đánh giá chung cho để tài về và tìm hướng khắc phục các lỗi còn mắc phải

 Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển

Kết luận về những ưu điểm và những gì chưa thực hiện được, đưa ra hướng phát triển đề tài để áp dụng vào thực tế.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

TỔNG QUAN CÁC CHUẨN TRUYỀN

2.1.1 Tổng quan về chuẩn UART

Trước đây, các loại máy vi tính thường kết nối với các thiết bị như chuột, bàn phím, máy in… bằng phương thức truyền nhận dữ liệu qua chuẩn UART Ngày nay, việc giao tiếp qua USB ngày càng phổ biến ở các dòng máy tính, điện thoại… các thiết bị này có cổng USB cho phép truyền nhận dữ liệu với nhau hoặc truyền năng lượng điện cho các thiết bị hoạt động Tuy nhiên, chuẩn UART là một trong các chuẩn giao tiếp thông dụng trong vi điều khiển Trong mạch PCB, chuẩn UART sử dụng nhiều vì sự tiện dụng và hiệu quả mang lại của nó

UART là bộ truyền/nhận dữ liệu nối tiếp bất đồng bộ, là một giao thức truyền thông giữa các thiết bị được sử dụng phổ biến như: Wifi, Bluetooth, RFID Reader Trong chuẩn UART, các UART giao tiếp một cách trực tiếp UART truyền sẽ chuyển dữ liệu của thiết bị truyền từ dạng song song thành dạng nối tiếp, truyền đến UART nhận bằng cách nối tiếp, cuối cùng UART nhận sẽ chuyển đổi dữ liệu của thiết bị nhận từ nối tiếp thành song song

Hình 2.1 Giao tiếp giữa các UART

Chuẩn UART dùng 2 chân để truyền và nhận dữ liệu:

 TX – Chân truyền dữ liệu

 RX – Chân nhận dữ liệu

Phương thức hoạt động của chuẩn UART:

UART truyền nhận dữ liệu từ một data bus (bus dữ liệu) Vi điều khiển, CPU dùng data bus để gửi dữ liệu đến UART Dữ liệu truyền dưới dạng song song từ data bus đến UART Sau khi UART truyền nhận dữ liệu sẽ thêm vào một bit bắt đầu, một bit chẵn lẻ và một bit kết thúc để hình thành một gói dữ liệu Sau đó, gói này sẽ xuất dữ liệu nối tiếp ở chân TX Khi đó, UART nhận sẽ nhận được gói dữ liệu từng bit một ở chân RX, tiếp theo chuyển đổi dữ liệu từ nối tiếp quay lại thành dạng song song và bỏ đi bit bắt đầu, bit chẵn lẻ và bit kết thúc Sau cùng, UART nhận sẽ truyền gói dữ liệu dạng song song với data bus ở đầu nhận

Hình 2.2 Truyền dữ liệu trong UART

Trong UART, dữ liệu truyền sắp xếp tạo thành các gói dữ liệu Mỗi gói sẽ có chứa một bit bắt đầu, 5 - 9 bit dữ liệu, một bit chẵn lẻ và 1 - 2 bit kết thúc

Hình 2.3 Gói dữ liệu của UART Start bit (bit bắt đầu):

Hình 2.4 Bit bắt đầu Đường giao tiếp UART, khi không làm việc thì dữ liệu thường ở mức điện áp cao Khi bắt đầu làm việc, trong một chu kì xung clock thì UART truyền kéo điện áp từ mức cao xuống mức thấp

Khi UART nhận nhận thấy có sự thay đổi điện áp, nó sẽ đọc các bit ở trong data frame với tần số của baud rate (tốc độ truyền)

Data Frame (khung dữ liệu):

Data Frame chứa dữ liệu đang được truyền, có thể chứa từ 5 - 8 bit khi dùng bit chẵn lẻ Khi không dùng loại bit này, data frame có thể chứa lên đến 9 bit Dữ liệu thường gửi đi với bit đầu tiên là bit LSB (bit trọng số thấp nhất)

Parity bit (bit chẵn lẻ):

Bit chẵn lẻ diễn tả tính chất chẵn lẻ của một số, đây chính là cách mà UART cho thấy có hay không sự thay đổi của dữ liệu nào đó bất kì Loại bit này có thể bị thay đổi do tốc độ truyền chưa được tốt hoặc truyền ở phạm vi xa… Khi mà UART nhận đọc data frame, nó sẽ đếm tổng số bit 1 và xét tính chẵn lẻ của kết quả đếm được

Stop bit (bit kết thúc):

Hình 2.5 Bit kết thúc Để gói dữ liệu báo sự kết thúc, trong khoảng thời gian hai bit thì UART truyền sẽ điều khiển đường truyền dữ liệu từ mức điện áp thấp lên mức điện áp cao

Quy trình truyền dữ liệu của UART:

 UART truyền nhận từ data bus dữ liệu dưới dạng song song: ở đầu vào là dữ liệu dưới dạng song song và chuyển đổi thành dạng nối tiếp để truyền ở dây

Hình 2.6 UART truyền song song tại đầu vào UART truyền sẽ truyền thêm các bit bắt đầu, chẵn lẻ và kết thúc vào data frame

Hình 2.7 Truyền thêm các bit điều khiện vào khung truyền

 UART truyền gửi tất cả các gói dữ liệu nối tiếp đến UART nhận, sau đó UART nhận thực hiện quá trình lấy mẫu với tốc độ truyền đã thiết lập trước đó:

Hình 2.8 Truyền dữ liệu giữa hai UART

Lúc này lần lượt các bit trong data frame được lấy lên chân TX của UART truyền và gửi tới chân RX của UART nhận

 UART nhận sẽ loại bỏ đi các bit bắt đầu, chẵn lẻ và kết thúc ra khỏi data frame:

Hình 2.9 Loại các bit điều kiện trong data frame

Giai đoạn này, loại bỏ các bit bắt đầu, chẵn lẻ và kết thúc Sau cùng, trong Slave dữ liệu cần truyền đi được tiếp tục xử lý

 UART nhận sẽ chuyển dữ liệu thành dạng song song và được chuyển đến data bus

Hình 2.10 Chuyển dữ liệu từ nối tiếp thành song song

Như vậy đã hoàn thành việc truyền dữ liệu bằng giao tiếp UART Ưu điểm, nhược điểm của UART:

 Chỉ dùng hai chân (TX,RX) để truyền và nhận dữ liệu

 Không dùng đến xung CLK

 Có thể kiểm tra lỗi bằng cách dùng bit chẵn lẻ

 Thay đổi được cấu trúc của gói dữ liệu

 Giới hạn khung dữ liệu tối đa 9 bit

 Không thể dùng cho nhiều hệ thống chính hoặc phụ

 Tốc độ truyền nằm trong khoảng 10% của mỗi UART

2.1.2 Tổng quan về chuẩn SPI

SPI là chuẩn giao tiếp nối tiếp đồng bộ, nó truyền dữ liệu theo dạng song công toàn phần Tại một thời điểm có thể diễn ra cùng lúc truyền và nhận dữ liệu

SPI là giao thức theo kiểu Master và Slave Master là thiết bị điều khiển, còn Slave tiếp nhận lệnh của Master Cấu hình của SPI thường là một cặp Master và Slave Một Master có thể điều khiển một hoặc nhiều Slave

Hình 2.11 Chuẩn giao tiếp SPI

Giao tiếp SPI sử dụng 4 dây:

 MOSI: đường truyền dữ liệu từ Master đến Slave

 MISO: đường truyền dữ liệu từ Slave đến Master

 SCLK: đường truyền xung nhịp, chỉ do Master tạo ra

 SS/CS: đường truyền để Master chọn Slave gửi tín hiệu đến Các Slave đường tín hiệu SS thường ở mức cao, nếu Master kéo chân SS của Slave bất kì xuống mức thấp thì sự giao tiếp giữa Master và Slave đó sẽ xảy ra Mỗi Slave chỉ có một chân SS, nhưng tùy vào mong muốn của người dùng thì Master sẽ có một hoặc nhiều chân SS

Hình 2.12 Sơ đồ ghép nối SPI dạng bus

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID

Công nghệ RFID là một dạng giao tiếp không dây kết hợp việc sử dụng khớp nối điện từ hoặc tĩnh điện trong phần tần số vô tuyến của phổ điện từ để nhận dạng đối tượng, động vật hoặc người Dùng công nghệ thu phát sóng radio, các thông tin sẽ được truyền và nhận không cần chạm trực tiếp Có thể đọc thông tin xuyên qua nhiều dạng vật liệu như nhựa, gỗ, sơn… mà những công nghệ tương tự khác không đạt được hiệu quả tốt

Hệ thống RFID bao gồm phần cứng và phần mềm:

 Thẻ RFID (RFID Tags): được cấu tạo gồm: chip là mạch tích hợp dùng để lưu trữ thông tin cần thiết, anten để đọc và truyền dữ liệu cho thiết bị đọc và lớp nền là màng nhựa giữ chắc chắn cả chip và anten

 Đầu đọc (RFID Reader): Thiết bị này chịu trách nhiệm cung cấp năng lượng cho các thẻ RFID thông qua ăng-ten Trong khi thực hiện, nó thu thập dữ liệu của thẻ, giải mã và truyền dữ liệu đó đến phần mềm tương ứng để xử lý

 Máy chủ: Là máy tính hay các thiết bị dùng để thực hiện các phần mềm trung gian và phần mềm ứng dụng

 Phần mềm trung gian (Middleware): là phần mềm nhận dạng tần số vô tuyến (RFID), nằm giữa đầu đọc và ứng dụng quản lý Có một số chức năng và đóng vai trò chính trong việc quản lý và vận hành hệ thống RFID

 Phần mềm ứng dụng (Application Software): là phần mềm giúp đưa ra những hoạt động chi tiết, nhận dữ liệu để phân tích từ Middleware trước đó

Hệ thống RFID dùng nhiều tần số khác nhau, thường có ba mức:

 Tần số thấp (khoảng 125 đến 134,2 KHz): dùng cho các hệ thống cửa bảo mật, chấm công…

 Tần số cao (13.56 MHz): dùng cho vận chuyển, quản lý hàng hóa, bãi giữ xe…

 Tần số siêu cao (khoảng 860 đến 960 MHz): dùng cho hệ thống quản lý kho hàng, kiểm soát dây chuyển sản xuất…

TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH

2.3.1 Tổng quan về thư viện xử lý ảnh

Hiện nay, có rất nhiều thư viện hỗ trợ cho xử lý ảnh dùng cho các ngôn ngữ lập trình C#, C++, Python… gồm EmguCV, OpenCV

EmguCV là thư viện hỗ trợ dành cho ngôn ngữ “.NET” Tương thích với các ngôn ngữ lập trình: VB, C#, VC++… Chạy được trên các hệ điều hành như Mac OS, Windows, Android, iOS và Linux

Một số ưu điểm của EmguCV:

 Dùng được cho nhiều ngôn ngữ khác nhau

 Dùng được trên bất kì hệ điều hành như Mac OS, Windows, Android, iOS và Linux…

 Nhận dạng được hành động, khuôn mặt, cử chỉ, vật thể Có thể khử nhiễu và điều chỉnh độ sáng

 Hỗ trợ tài liệu XML và intellisense

OpenCV là một thư viện thị giác máy tính đa nền tảng miễn phí để xử lý hình ảnh thời gian thực, được viết bằng ngôn ngữ C/C++ Có khả năng xử lý hình ảnh toàn diện hỗ trợ xử lý luồng video, ghép ảnh (có thể kết hợp nhiều camera), hiệu chỉnh camera và các tác vụ tiền xử lý hình ảnh đa dạng

OpenCV có những ứng dụng như: nhận dạng đối tượng, phân tích y tế, phát hiện lỗi, sai xót trong sản xuất và một số công dụng khác

2.3.2 Tổng quan về thuật toán nhận diện và xử lý ảnh

OCR là thuật toán dùng để phát hiện và đọc văn bản trong hình ảnh thông qua thị giác máy tính Thuật toán này chuyên được sử dụng để đọc text từ hình ảnh để nhận dạng các ký tự Thêm vào đó, OCR còn có khả năng nhận dạng nhiều dạng tài liệu khác nhau như hộ chiếu, danh thiếp, hóa đơn…

Phương thức hoạt động của OCR:

 Thu nhận hình ảnh: đọc tài liệu và chuyển nó thành ảnh nhị phân Sau đó phân tích ảnh nhị phân đã quét và phân loại vùng tối làm văn bản còn vùng sáng làm nền

 Tiền xử lý: OCR làm sạch hình ảnh và loại bỏ các lỗi

 Nhận dạng văn bản: có hai cách

 Nhận dạng mẫu: OCR được cung cấp các mẫu văn bản ở nhiều phông chữ và định dạng khác nhau, và được sử dụng để so sánh và nhận dạng các ký tự trong tài liệu được quét từ hình ảnh

 Phát hiện đặc điểm: OCR áp dụng các quy tắc phát hiện đặc điểm của một chữ cái hoặc số cụ thể để nhận dạng các ký tự trong tài liệu được quét từ hình ảnh Các đặc điểm bao gồm số lượng đường góc cạnh, đường chéo hoặc đường cong trong một ký tự để so sánh

 Hậu xử lý: Qua quá trình phân tích, OCR sẽ chuyển đổi văn bản đã nhận dạng từ hình ảnh trước đó thành tệp trên máy tính

Thuật toán Canny dùng để tìm ra các cạnh trong hình ảnh Gồm 4 bước chính:

 Giảm nhiễu: Loại bỏ nhiễu trong ảnh đầu vào, để làm mịn ảnh ta có thể áp dụng Gaussian Filter

 Tính toán đạo hàm của bộ lọc Gaussian: tính toán độ dốc của các pixel ảnh để thu được độ lớn theo chiều x và y

 Xem xét một nhóm các lân cận cho bất kỳ đường cong nào theo hướng vuông góc với cạnh đã cho, làm mỏng các cạnh của hình ảnh bằng cách loại bỏ các điểm pixel không có giá trị tối đa

 Cuối cùng, sử dụng phương pháp ngưỡng độ trễ để bảo toàn các pixel có giá trị cao hơn cường độ gradient và bỏ qua những pixel thấp hơn giá trị ngưỡng thấp

2.3.3 Quy trình nhận dạng và xử lý ảnh

Hình 2.13 Quy trình tổng quát Đầu vào của hệ thống là ảnh chứa biển số xe được chụp từ camera Kế tiếp, ảnh sẽ được xử lý để tìm vùng có kí tự biển số xe Tiếp theo, dùng thuật toán xử lý ảnh OCR để nhận diện ký tự biển số xe Xuất kết quả biển số xe và lưu trữ các thông tin đó vào hệ thống

Hình 2.14 Các công đoạn xử lý ảnh Ảnh đầu vào chứa biển số xe được chuyển thành ảnh nhị phân dạng byte Sau đó, dùng thuật toán xử lý ảnh Canny để tìm sườn của ảnh, bước này giảm thiểu dữ liệu của ảnh một cách đáng kể, lọc những điểm ảnh không cần thiết và và giữ lại những thuộc tính quan trọng của hình ảnh

Kế tiếp, tạo đường biên (counters), sau khi các đường biên được tìm thấy sẽ được sắp xếp theo trình tự nhất định, ta có thể nhận biết được mối quan hệ của chúng

Ta xem xét cách sắp xếp các đường biên theo dạng cây như sau:

Hình 2.15 Minh họa tổ chức dạng cây đường biên

Ta xét ảnh biển số được sắp xếp dưới dạng cây với đỉnh là biên C0 và có các nhánh con đầu tiên lần lượt các biên C1, C2, C3, C4, C5, C6 và C7 Trong đó, nhánh con C2, C4, C5 còn có các nhánh con thứ hai gồm C21 là nhánh con của C2, C41 và C42 là nhánh con của C4, C51 là nhánh con của C5 như ảnh bên dưới:

Hình 2.16 Mô hình sắp xếp dạng cây

Muốn tìm được vùng chứa biển số thì phải phụ thuộc vào tỉ lệ kích thước và số lượng các kí tự của biển số xe Trong mỗi biển số xe thường có từ 5 đến 9 kí tự gồm chữ và số Dựa vào đó ta tìm được đường biên vùng chứa biển số xe có tối thiểu

3 nhánh con Từ những điều kiện trên ta tìm được vùng có chứa biển số.

TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU SQL

Cơ sở dữ liệu SQL là một tập hợp các bảng có cấu trúc cao, trong đó mỗi hàng phản ánh một thực thể dữ liệu và mỗi cột xác định một trường thông tin cụ thể Cơ sở dữ liệu này được xây dựng bằng ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc (SQL) để tạo, lưu trữ, cập nhật và truy xuất dữ liệu Do đó, SQL là ngôn ngữ lập trình cơ bản cho tất cả các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ chẳng hạn như MySQL, Oracle và Sybase

Máy chủ cơ sở dữ liệu SQL lưu trữ và tổ chức dữ liệu trong các bảng Trong cơ sở dữ liệu quan hệ, các bảng là các đối tượng cơ sở dữ liệu cơ bản được thiết kế để thu thập dữ liệu theo định dạng hàng và cột Trong đó, các hàng phản ánh các thực thể, các cột xác định các thuộc tính của từng thực thể

 Cột: Mỗi cột chứa thông tin thuộc tính cụ thể và thuộc tính cột xác định loại dữ liệu và phạm vi mà cột có thể chấp nhận

 Hàng: Có thể thêm dữ liệu vào từng hàng và thực hiện các truy vấn SQL để truy xuất dữ liệu

Lợi tích của việc sử dụng SQL:

 Tính linh hoạt cao: Nó cho phép người dùng cơ sở dữ liệu thêm các bảng và cột mới, đổi tên các quan hệ và thực hiện nhiều thay đổi khác trong thời gian thực mà không cần tạm dừng bất kỳ hoạt động cơ sở dữ liệu nào

 Tính nhất quán dữ liệu: Cơ sở dữ liệu SQL duy trì tính nhất quán dữ liệu một cách hiệu quả trên các ứng dụng và phiên bản máy chủ cơ sở dữ liệu SQL

 Dự phòng tối thiểu: cơ sở dữ liệu quan hệ giảm dự phòng dữ liệu bằng cách thực hiện chuẩn hóa Khi đó, dữ liệu được sắp xếp để loại bỏ các điểm bất thường liên quan đến việc chèn, cập nhật và xóa dữ liệu

 Tối ưu hóa hiệu suất: Với một loạt các tính năng gia tăng giá trị, cơ sở dữ liệu quan hệ đảm bảo tính dễ dàng và tốc độ thực hiện nhanh các thao tác cơ sở dữ liệu Sử dụng bộ nhớ tối thiểu, giảm chi phí lưu trữ và tốc độ bộ xử lý cao giúp tăng tốc hiệu suất cơ sở dữ liệu cho tất cả các ứng dụng

 Dễ bảo trì: Các công cụ tự động hóa tích hợp trong các hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ giúp hợp lý hóa việc sửa chữa, kiểm soát và bảo trì cơ sở dữ liệu SQL.

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ

GIỚI THIỆU

3.1.1 Yêu cầu chung của hệ thống

Nhóm tìm hiểu và thi công hệ thống bãi giữ xe với những tính năng sau:

 Phần mềm giao diện quản lý bãi giữ xe trên máy tính, theo dõi xe vào/ra dùng camera chụp ảnh biển số xe và ứng dụng công nghệ RFID

 Hệ thống barrier đóng/mở cho phép xe vào/ra khi mã thẻ RFID hợp lệ

 Cho phép thêm hoặc xóa thẻ RFID trong hệ thống bãi xe thông qua phần mềm

Theo yêu cầu đặt ra như trên, nhóm đưa ra các phương án xây dựng hệ thống như sau:

 Khối nguồn: lấy từ máy tính và vi điều khiển Arduino

 Khối xử lý: dùng module Arduino UNO R3

 Khối tín hiệu và điều khiển: dùng module RC522, cảm biến vật cản, động cơ bước, module công tắc hành trình…

Về phần mềm, nhóm đưa ra các phương án như sau:

 Sử dụng ngôn ngữ lập trình C# cho việc thiết kế giao diện quản lý bãi xe

 Sử dụng cơ sở dữ liệu SQL cho việc lưu trữ thông tin thẻ

 Dùng phần mềm Aruino IDE hỗ trợ lập trình cho vi điều khiển Arduino UNO R3.

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống

Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống

 Chức năng của từng khối:

 Khối nguồn: Lấy nguồn trực tiếp từ PC để cấp nguồn cho toàn bộ hoạt động của hệ thống

 Khối xử lý trung tâm: Là trung tâm của hệ thống, nhận giá trị từ phần mềm điều khiển và các thiết bị hỗ trợ để phân tích, xử lý và gửi tín hiệu đến thiết bị đầu ra

 Khối RFID: Đọc mã thẻ RFID và gửi đến vi điều khiển

 Khối cảm biến vật cản: Xác định xe vào/ra và gửi tín hiệu đến vi điều khiển

 Khối công tắc hành trình: Có nhiệm vụ làm điểm dừng, kết thúc quá trình quay của động cơ bước

 Khối công suất: Khuếch đại các tín hiệu và điện áp sử dụng cấp cho động cơ

 Khối động cơ: Đóng mở thanh barrier cho phép xe vào/ra

 Khối PC: Là phần mềm trên máy tính có chức năng liên kết với camera để chụp ảnh xe vào/ra và kết hợp với vi điều khiển và cơ sở dữ liệu SQL để quản lý dữ liệu của toàn bộ hệ thống

 Khối Camera: Chụp ảnh biển số xe vào/ra

 Khối cơ sở dữ liệu SQL: Là nơi lưu trữ dữ liệu của hệ thống

 Khi xe đi vào bãi dừng lại đúng vị trí, nhân viên sẽ quét thẻ ở đầu đọc ngõ vào Sau khi quét thẻ, camera bắt đầu chụp ảnh biển số xe và lưu vào PC để nhận diện biển số xe Khi đó những thông tin như biển số, mã thẻ và thời gian gửi của xe sẽ được lưu vào hệ thống, lúc này hệ thống sẽ kích hoạt động cơ bước mở thanh chắn barrier cho phép xe vào trong bãi xe, ngay sau khi xe đã vào bãi thì cảm biến vật cản sẽ phát hiện xe và gửi tín hiệu về hệ thống kích hoạt đóng thanh chắn barrier

 Tương tự, khi xe ra thì cũng tiến hành quét thẻ ở đầu đọc ngõ ra và khi đó camera bắt đầu chụp ảnh biển số xe ra gửi về PC để nhận diện biển số xe Dựa vào mã thẻ để trích xuất với thông tin xe được gửi với cùng mã thẻ trước đó Nếu đúng với mã thẻ đã lưu biển số xe ban đầu thì hệ thống sẽ tính số tiền gửi xe dựa vào thời gian gửi, sau đó kích hoạt động cơ bước mở thanh chắn barrier cho xe ra Trường hợp không trùng khớp thông tin ban đầu thì hệ thống sẽ đưa ra âm thanh cảnh báo và thanh chắn barrier sẽ không được mở

 Trường hợp mất thẻ, chủ xe muốn ra khỏi bãi phải xuất trình các giấy tờ liên quan đến xe và giấy tờ tùy thân Sau đó, nhân viên sẽ kiểm tra giấy tờ và biển số xe có chính chủ hay không, tùy vào quy định của bãi xe mà đưa qua cách giải quyết

3.2.2 Tính toán và thiết kế các khối trong hệ thống a Khối cảm biến vật cản:

Khối có chức năng phát hiện xe vào/ra và gửi tín hiệu về vi điều khiển Để đáp ứng được chức năng trên ta sử dụng cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK vì khoảng cách phát hiện xa và hoạt động ổn định hơn so với các dòng cảm biến tương tự

 Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK: Đây là cảm biến dùng ánh sáng hồng ngoại để xác định vật cản với thời gian xử lý nhanh và độ nhiễu rất ít do dùng tần số riêng biệt để phát và nhận tia hồng ngoại

Ta có thể điều chỉnh phạm vi phát hiện vật thông qua biến trở

Hình 3.2 Cảm biến E18-D80NK Cấu tạo bên trong của cảm biến này là một công tắc đóng hoặc mở phụ thuộc vào tín hiệu phát hiện vật cản

Hình 3.3 Sơ đồ cấu tạo cảm biến Khi vật cản nằm trong khoảng cách phát hiện của cảm biến, khi đó đèn LED của cảm biến sẽ sáng, tín hiệu ngõ ra bằng 0

Hình 3.4 Cảm biến phát hiện vật cản Khi vật cản nằm ngoài khoảng cách phát hiện của cảm biến, khi đó đèn LED của cảm biến sẽ tắt, tín hiệu ngõ ra bằng 1

Hình 3.5 Cảm biến không phát hiện vật cản Thông số kỹ thuật:

Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật của cảm biến E18-D80NK Điện áp hoạt động 5 VDC

Khoảng cách phát hiện 3 ~ 80 cm

Thời gian đáp ứng Gần 2 ms

Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý của khối cảm biến

 Giải thích sơ đồ nguyên lý:

Cảm biến này dùng nguồn trực tiếp từ vi điều khiển, lần lượt các chân VCC, chân GND và chân ngõ ra (Vout) của cảm biến được nối với chân 5V, chân GND và chân D2 của Arduino UNO R3 để gửi tín hiệu mà cảm biến thu được b Khối công tắc hành trình:

Khối có chức năng làm điểm dừng, kết thúc quá trình quay của động cơ bước Nhóm quyết định chọn module YL-99 vì nó có kích thước nhỏ, điện áp hoạt động trong khoảng 3 ~ 12 VDC phù hợp cho việc ứng dụng vào mô hình hệ thống bãi xe nhỏ

Hình 3.7 Module YL-99 Thông số kỹ thuật:

 Điện áp hoạt động: 3-12VDC

 Có LED báo trạng thái

 Dòng điện tiêu thụ: 100 mA

Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý của khối công tắc hành trình

 Giải thích sơ đồ nguyên lý:

Ta dùng hai công tắc hành trình để làm hai điểm dừng của barrier Sử dụng nguồn trực tiếp từ vi điều khiển, hai chân Vout của hai công tắc hành trình lần lượt nối với chân D3 và D4 của Arduino UNO R3 c Khối RFID:

Khối này đảm nhiệm chức năng đọc tín hiệu từ thẻ RFID và gửi về khối xử lý trung tâm Với mô hình bãi xe nhỏ, nhóm đã tìm hiểu mạch RFID và tìm thấy loại mạch RFID RC522 được dùng rộng rãi cho việc đọc thẻ từ NFC Nhóm quyết định chọn module RFID RC522 cho việc quét thẻ cho xe vào ra ở bãi xe Giữa module RFID RC522 và vi điều khiển Arduino UNO R3 giao tiếp với nhau theo chuẩn SPI để đọc và ghi dữ liệu

Là mạch dùng IC MFRC522 để đọc các loại thẻ không dây như NFC, thẻ từ (loại thẻ như thẻ thành viên, thẻ thư viện…) Hoạt động ở dải tần 13.56 MHz dựa trên bộ điều khiển MFRC522 từ chất bán dẫn NXP bao gồm một đầu đọc RFID và thẻ RFID

Hình 3.9 Module RFID-RC522 Thông số kỹ thuật:

Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật của module RFID-RC522 Điện áp hoạt động 3.3 VDC

Tần số hoạt động 13.56 MHz

Khoảng cách hoạt động 0~6 mm

Tốc độ tối đa 10 Mbps

Thẻ RFID có kích thước 85.5 x 54 x 0.87 mm (dài x rộng x dày), tương thích với module RFID RC522, có bộ nhớ 8 Kbits và được phân ra 16 vùng hoạt động với tần số 13.56 MHz

Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý của khối RFID

 Giải thích sơ đồ nguyên lý:

THI CÔNG HỆ THỐNG

GIỚI THIỆU

Qua quá trình tính toán và thiết kế, nhóm bước vào thi công hệ thống với mô hình bãi giữ xe Mô hình gồm có module phần cứng như:

 Hai Arduino UNO R3 lần lượt kết nối với hai module RFID - RC522 để đọc mã thẻ

 Hai cảm biến vật cản E18-D80NK ở hai ngõ vào và ra

 Hệ thống barrier của hai ngõ vào và ra được trang bị động cơ bước 28BYJ-48 và mạch điều khiển ULN2003 kèm theo, mỗi barrier có hai công tắc để làm điểm dừng của động cơ bước.

THI CÔNG HỆ THỐNG

4.2.1 Thi công mô hình bãi giữ xe thông minh

Bảng 4.1 Danh sách các linh kiện

STT Tên linh kiện Chất liệu Kích thước

1 Hộp barrier Bìa fomex 10x9x6 cm

2 Thanh barrier Que gỗ 14 cm

3 Hộp quẹt thẻ Nhựa ABS 10x7x3.8cm

4 Chốt quản lý Bìa fomex 24x9x16 cm

5 Bảng hiệu Bìa fomex 28x8 cm

6 Cột cổng Ống nhựa PVC 18 cm

8 Nền bãi xe Bìa fomex 80x60 cm

Hình 4.1 Lắp ráp mô hình bãi xe

4.2.2 Thi công mạch Đầu tiên, nhóm tiến hành vẽ mạch PCB trên phần mềm EasyEDA

Hình 4.2 Thiết kế mạch PCB Sau đó, làm mạch in từ bản vẽ PCB như trên

4.2.3 Phần mềm quản lý trên PC

Dựa vào yêu cầu đặt ra của đề tài, nhóm viết phần mềm giao diện quản lý bãi giữ xe bằng ngôn ngữ lập trình C# trên Visual Studio và được chạy trên hệ điều hành Windows trên PC

Chức năng của phần mềm:

 Giao tiếp với camera và đầu đọc thẻ để chụp ảnh xe

 Hình ảnh được lưu trữ trong bộ nhớ ROM trên PC

 Dữ liệu mã thẻ và giờ gửi sẽ được lưu vào SQL Server Dựa vào giờ gửi, hệ thống sẽ tính tiền giữ xe tự động khi xe ra bãi

 Có chức thêm và xóa thẻ RFID trong hệ thống Chỉ mã thẻ RFID đã được thêm vào mới hoạt động được trên hệ thống

 Có tính năng bảo mật cao, đăng nhập để vào hệ thống bằng tài khoản được thiết lập trước

Hình 4.4 Giao diện quản lý bãi xe

Hình 4.5 Giao diện đăng nhập

Hình 4.6 Giao diện kết nối với Camera và Arduino

Hình 4.7 Giao diện quản lý thẻ

Hình 4.8 Giao diện quản lý giá tiền

ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH

4.3.1 Đóng gói bộ điều khiển

Hình 4.10 Đóng gói hộp quét thẻ

Hình 4.11 Đóng gói hộp barrier

Hình 4.12 Bố trí mô hình hệ thống

LẬP TRÌNH HỆ THỐNG

4.4.1 Lưu đồ giải thuật phần mềm quản lý trên PC

Hình 4.13 Lưu đồ giải thuật phần mềm quản lý trên PC

Ban đầu, khai báo các thư viện và khởi tạo các biến Tiếp theo, ta tiến hành kết nối với Arduino để đọc mã thẻ từ RFID, camera Sau đó, ta thực hiện vòng lặp: Đọc dữ liệu từ đầu đọc RFID, chụp hình ảnh, lưu mã thẻ và ảnh chụp biển số xe Xử lý nhận diện biển số, gửi tín hiệu về Arduino Lấy ảnh so sánh với biển số xe vào và tính tiền dựa vào công thức đã được định sẵn Hệ thống tự động xóa mã thẻ khi thẻ đó hợp lệ ở ngõ ra Sau đó quay lại vòng lặp ban đầu

4.4.2 Lưu đồ chương trình nhận diện biển số

Hình 4.14 Lưu đồ nhận diện biển số xe

Ban đầu, hệ thống sẽ truy xuất ảnh biển số xe chụp được, sau đó tiến hành tách vùng chứa biển số Tiếp theo, tách các kí tự chữ và số có trong biển số và qua thuật toán xử lý ảnh nhận dạng kí tự và đưa kết quả các kí tự tìm được

4.4.3 Lưu đồ giải thuật của vi điều khiển

Hình 4.15 Lưu đồ giải thuật của vi điều khiển

Ban đầu, khai báo các thư viện và khởi tạo giá trị ban đầu, cấu hình chân ngõ vào và ngõ ra của vi điều khiển Arduino UNO R3

Ta thực hiện vòng lặp: đọc tín hiệu từ Serial, thực hiện chương trình đọc dữ liệu RFID và điều khiển động cơ bước Sau đó, quay trở lại vòng lặp ban đầu

4.4.4 Lưu đồ chương trình con đọc dữ liệu RFID

Hình 4.16 Lưu đồ giải thuật chương trình con RFID

Ban đầu, khởi tạo các thư viện, cấu hình các chân được dùng, thiết lập kết nối chuẩn giao tiếp SPI Kiểm tra tín hiệu quét thẻ Nếu có tín hiệu quét thẻ thì gửi UID kèm theo mã “ci” nếu là xe vào hoặc mã “co” nếu là xe ra Sau đó delay 500ms để tránh trường hợp nhận tín hiệu quét thẻ liên tục

4.4.5 Lưu đồ giải thuật chương trình con điều khiển động cơ bước

Hình 4.17 Lưu đồ giải thuật chương trình con điều khiển động cơ bước

Ban đầu khai báo các thư viện, cấu hình các chân được sử dụng và đặt trạng thái ban đầu Thực hiện chu trình kiểm tra có xe vào/ra hay không, nếu có thì hệ thống điều khiển động cơ quay thuận mở thanh barrier cho xe vào/ra, sau đó tiến hành kiểm tra tín hiệu của công tắc hành trình 2, nếu công tắc được đóng thì dừng động cơ, nếu không thì động cơ tiếp tục quay; nếu không có xe vào/ra thì kiểm tra xem có tín hiệu của cảm biến phát hiện xe hay không, nếu có điều khiển động cơ quay nghịch đóng thanh barrier, sau đó tiến hành kiểm tra tín hiệu của công tắc hành trình 1, nếu công tắc được đóng thì điều khiển dừng động cơ Nếu không có tín hiệu của cảm biến và cũng không có xe vào/ra thì quay lại chu trình kiểm tra.

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ THAO TÁC

4.5.1 Tài liệu hướng dẫn sử dụng

Bước 1: Kết nối camera, đầu đọc thẻ với PC qua cổng USB

Bước 2: Khởi động PC mở phần mềm quản lý, thực hiện đăng nhập vào hệ thống

Bước 3: Sau khi hoàn tất đăng nhập, phần mềm chuyển qua phần thiết lập các camera, cổng COM

Bước 4: Sau đó mở phần quản lý thẻ để thực hiện thêm và xóa thẻ (nếu cần) Nếu muốn thêm thẻ cần quét thẻ mới vào đầu đọc thẻ ở ngõ vào, khi đó mã thẻ sẽ được hiển thị trên thanh “mã thẻ”, bấm nút “Thêm thẻ” để thêm thẻ mới được quét vào hệ thống Nếu muốn xóa thẻ thì ta chọn mã thẻ muốn xóa ở trong danh sách, sau đó bấm nút “Xóa thẻ”

Bước 5: Kế tiếp, ta tiến hành mở phần quản lý giá tiền để cài đặt giá tiền cho bãi xe bao gồm giá tiền gửi mỗi giờ và tiền phạt khi gửi quá thời gian quy định Sau đó ta bấm vào dấu X trên khung cửa sổ thiết lập để thoát và quay về giao diện chính

Bước 6: Khi có xe vào, tiến hành quét thẻ ở đầu đọc của ngõ vào, nếu biển số đã được nhận diện thì hệ thống barrier sẽ tự mở thanh gạt cho xe vào Sau khi xe qua khỏi barrier thì cảm biến sẽ gửi tín hiệu cho hệ thống đóng thanh barrier lại

Bước 7: Khi có xe ra, ta cũng tiến hành quét thẻ ở đầu đọc của ngõ ra, nếu biển số đã được nhận diện trùng với biển số ban đầu có cùng mã thẻ thì hệ thống barrier sẽ tự mở thanh gạt cho xe ra, sau khi xe qua khỏi barrier thì cảm biến sẽ gửi tín hiệu cho hệ thống đóng thanh barrier lại Nếu biển số được nhận diện khác với biển số ban đầu với cùng mã thẻ thì hệ thống sẽ phát tiếng còi cảnh báo và hệ thống barrier sẽ không mở thanh gạt

Khi cắm dây nạp Arduino vào máy tính, thanh barrier sẽ gạt xuống đến khi gặp công tắc hành trình thì dừng lại Barrier lúc này đang ở trang thái đóng

Hình 4.18 Barrier trạng thái đóng Khởi động phần mềm quản lý trên máy tính, bấm vào Menu chọn About để xem thông tin Bấm vào Menu chọn Log in, nhập username và password

Hình 4.19 Thông tin nhóm thực hiện

Hình 4.20 Đăng nhập hệ thống Sau khi hoàn tất đăng nhập, ta tiến hành chọn camera và cổng COM

Hình 4.21 Chọn Camera và cổng COM Sau đó bấm vào Quản lý thẻ, quét thẻ mới ở đầu đọc đọc thẻ, mã thẻ sẽ hiển thị vào ô Mã thẻ, bấm nút Thêm thẻ để thêm thẻ mới Muốn xóa thẻ, chọn mã thẻ cần xóa trong danh sách, bấm nút Xóa thẻ Cuối cùng bấm nút Xong để hoàn tất quá trình thiết lập thẻ

Kế tiếp, ta tiến hành cài đặt giá tiền cho bãi xe bao gồm giá tiền gửi mỗi giờ và tiền phạt khi gửi quá thời gian quy định

Hình 4.23 Cài đặt giá tiền Sau khi quá trình thiết lập được hoàn tất, ta trở lại giao diện chính của phần mềm gồm góc nhìn của camera ngõ vào/ra, khung hiển thị ảnh chụp được, các khung hiện biển số, hiển thị ngày giờ thời gian thực, thời gian gửi và phí gửi xe

Hình 4.24 Giao diện chính Khi xe vào, quét thẻ ở đầu đọc ngõ vào, giao diện sẽ hiển thị ảnh chụp từ camera, ảnh sau khi cắt khung biển số, ảnh nhị phân của biển số và các kí tự nhận diện được từ biển số

Hình 4.25 Giao diện quản lý khi xe vào Khi xe ra, cũng quét thẻ ở đầu đọc ngõ ra, giao diện cũng sẽ hiển thị ảnh chụp từ camera, ảnh sau khi cắt khung biển số, ảnh nhị phân của biển số và các kí tự nhận diện được từ biển số, hiển thị tổng thời gian gửi và tiền gửi xe Hiển thị dòng chữ

“Trùng biển số” khi các kí tự biển số vào và ra giống nhau

Hình 4.26 Giao diện khi xe ra trùng biển số Hiển thị dòng chữ “Khác biển số” khi các kí tự biển số vào và ra khác nhau

Hình 4.27 Giao diện khi xe ra khác biển số

KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ

KẾT QUẢ CHẠY MÔ HÌNH

Qua thời gian thi công hệ thống, nhóm đã hoàn thành giao diện phần mềm quản lý trên PC và mô hình chạy thử nghiệm

Hình 5.1 Giao diện quản lý trên máy tính và mô hình

Khi bắt đầu phần mềm quản lý, ta tiến hành đăng nhập để vào hệ thống quản lý

Hình 5.2 Giao diện đăng nhập Sau đó, ta tiến hành chọn các camera và cổng COM

Hình 5.3 Giao diện chọn camera và cổng COM

Kế tiếp, ta cài đặt giá tiền cho bãi xe và lưu thay đổi (nếu có)

Hình 5.4 Giao diện cài đặt giá tiền Sau khi hoàn tất, trong giao diện mới này chỉ có hai camera hoạt động, không có thông tin của xe vì chưa có xe vào bãi

Hình 5.5 Giao diện sau khi hoàn tất thiết lập ban đầu

Khi có xe vào bãi, ta quét thẻ và camera sẽ chụp ảnh biển số xe ở ngõ vào, hệ thống hiển thị biển số xe sau khi đã được nhận dạng và lưu dữ liệu của xe vào trong máy tính

Hình 5.6 Giao diện khi có xe vào Khi có xe ra, ta quét thẻ và camera sẽ chụp ảnh biển số xe ở ngõ ra và sẽ truy xuất dữ liệu trong máy tính tương ứng với mã thẻ được quét trước đó để so sánh biển số xe ra có trùng với biển số xe vào hay không, nếu trùng biển số thì hệ thống mở thanh barrier cho xe ra khỏi bãi

Hình 5.7 Giao diện khi có xe ra hợp lệ

Trường hợp quét thẻ khác hoặc biển số xe ra không trùng với dữ liệu được lưu trong máy tính của xe vào thì hệ thống sẽ không mở thanh barrier

Hình 5.8 Giao diện khi có xe ra không hợp lệ

Bảng 5.1 Bảng kiểm thử nhận diện các loại biển số

STT Biển số Ký tự nhận diện được Kết quả

NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ

Sau khi tìm hiểu, nghiên cứu và thực hiện khóa luận, hệ thống bãi xe đã được hoàn thành và thỏa mãn được các yêu cầu ban đầu đề ra:

 Hệ thống bãi xe hoạt động tương đối ổn định, có thể thực hiện được các thao tác cơ bản

 Hệ thống điều khiển các thiết bị ngoại vi khá chính xác, thời gian phản hồi nhanh, cập nhật dữ liệu dễ dàng

 Linh kiện trong mạch in được bố trí hợp lý, mô hình được thiết kế có tính thẫm mỹ và thực tế

 Giao diện phần mềm quản lý trên PC được trình bày gọn gàng, dễ quan sát

Sau khi hoàn thành đề tài, nhóm đã đưa ra đánh giá khách quan như sau:

 Nhận diện biển số xe khá tốt nhưng vẫn còn một số biển nhận diện chưa chính xác

 Giao diện quản lý trình bày đầy đủ, rõ ràng các thông tin cần thiết

 Hệ thống camera chụp ảnh trong môi trường thiếu sáng chưa được tốt

 Thời gian phản hồi của các thiết bị ngoại vi khá nhanh và chính xác

 Dữ liệu được lưu trữ đầy đủ và có thể trích xuất dễ dàng

 Phạm vi ứng dụng của đề tài còn giới hạn, chỉ có thể được dùng nhiều ở các thành phố lớn và những nơi có nhu cầu gửi xe nhiều, do chi phí đầu tư thực tế cao.

DỰ TOÁN CỦA ĐỀ TÀI

Sau khi thi công và hoàn thiện dựa theo mô hình đã thiết kế, chi phí của đề tài được thống kê như bảng bên dưới:

Bảng 5.2 Bảng dự toán chi phí

STT Linh kiện/Vật liệu Số lượng Đơn giá (vnđ)

3 Cảm biến vật cản E18-D80NK 2 50.000 100.000

4 Mạch điều khiển và động cơ bước

5 Khớp nối động cơ bước 2 25.000 50.000

6 Module công tắc hành trình YL-99 4 15.000 60.000

Theo như ước tính, chi phí cho toàn bộ hệ thống khoảng 2.156.000 đồng, thêm vào còn phát sinh các chi phí khác khoảng 500.000 đồng, tổng cộng 2.656.000 đồng Trong đó camera, Arduino UNO R3 và vật liệu mô hình bãi xe có chi phí cao vượt trội trong toàn bộ đề tài.

Ngày đăng: 22/02/2024, 12:39

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w