Thiết kế và thi công mô hình hệ thống bãi giữ xe ứng dụng RFID và xử lý ảnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE ỨNG DỤNG RFID VÀ XỬ LÝ ẢNH GVHD: THS NGUYỄN VĂN HIỆP SVTH: NGUYỄN THANH HÀO TRẦN VĨNH KHANG SKL009796 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE ỨNG DỤNG RFID VÀ XỬ LÝ ẢNH SVTH : Nguyễn Thanh Hào - 18161069 Trần Vĩnh Khang - 18161086 Khóa : 2018 Ngành : CNKT Điện tử - Viễn thông GVHD : ThS Nguyễn Văn Hiệp TP.HỒ CHÍ MINH - 12/2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do -Hạnh Phúc Tp.Hồ Chi Minh , 22 tháng 12 năm 2022 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên: Nguyễn Thanh Hào MSSV: 18161069 Số điện thoại: 0357066243 Họ tên: Trần Vĩnh Khang MSSV: 18161086 Số điện thoại: 0962379830 Ngành: CNKT Điện tử - Viễn thông Class: 18161CLDT1B Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Hiệp Ngày nhận đề tài: 07/10/2022 Ngày nộp đề tài: 24/12/2022 Tên đề tài: Thiết kế thi công mơ hình bãi giữ xe ứng dụng RFID xử lý ảnh Các tài liệu, số liệu ban đầu: Nhóm tìm kiếm kiến thức từ tài liệu giáo trình lập trình C/C++, C# tìm hiểu datasheet linh kiện Arduino, RFID RC522, cảm biến vật cản hồng ngoại tham khảo đồ án Iot, môn học anh chị trước Nội dung thực đề tài: Để thực đề tài nhóm lên ý tưởng cho đề tài, thiết kế hệ thống, xây dựng mạch phần mềm Proteus, chỉnh sửa , thi cơng mơ hình cuối viết báo cáo cho đồ án Sản phẩm: Mơ hình hệ thống bãi giữ xe ứng dụng RFID xử lý ảnh TRƯỜNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi đầy đủ họ tên) (Ký ghi đầy đủ họ tên) Nguyễn Văn Hiệp CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do -Hạnh Phúc Tp.Hồ Chi Minh , 22 tháng 12 năm 2022 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên: Nguyễn Thanh Hào MSSV: 18161069 Họ tên: Trần Vĩnh Khang MSSV: 18161086 Ngành: CNKT Điện tử - Viễn thông Tên đề tài: Thiết kế thi cơng mơ hình bãi giữ xe ứng dụng RFID xử lý ảnh Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Hiệp NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Đạt yêu cầu đề Ưu điểm: Có thi cơng mơ hình hoạt động ổn Khuyết điểm: Báo cáo phần kết đánh giá chưa chi tiết Mơ hình cịn chưa chuyên nghiệp Đề nghị cho bảo vệ hay không? Được bảo vệ Đánh giá loại Khá Điểm: 8,5 (Điểm chữ:Tám điểm rưỡi) Tp Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 12 năm 2022 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Văn Hiệp CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do -Hạnh Phúc Tp.Hồ Chi Minh , tháng năm 20 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên: Nguyễn Thanh Hào MSSV: 18161069 Họ tên: Trần Vĩnh Khang MSSV: 18161086 Ngành: CNKT Điện tử - Viễn thông Tên đề tài: Thiết kế thi công mô hình bãi giữ xe ứng dụng RFID xử lý ảnh Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Hiệp 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: (Điểm chữ ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng Giảng viên phản biện (Ký ghi rõ họ tên) năm 20… LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đề tài này, nhóm em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình bạn bè thầy trường tận tình hướng dẫn thư viện trường cung cấp giáo trình tài liệu tham khảo suốt trình học tập sinh viên Nhóm thực đề tài xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến ThS Nguyễn Văn Hiệp tận tình hướng dẫn, góp ý chia sẻ kinh nghiệm, giúp đỡ tạo điều kiện cho nhóm nghiên cứu hồn thành đề án tốt nghiệp Cuối cùng, mặc dù cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đề tài đặt đảm bảo thời hạn kiến thức hạn hẹp chắn sẽ khơng tránh khỏi thiếu sót, mong Thầy bạn sinh viên thơng cảm Nhóm mong góp ý, nhận xét đánh giá nội dung hình thức trình bày từ thầy để nhóm hồn thiện báo cáo tốt Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 12 năm 2022 Sinh viên thực Nguyễn Thanh Hào Trần Vĩnh Khang i LỜI MỞ ĐẦU Ngày trung tâm thành phố lớn phát triển mật độ dân cư xe cộ ngày đông đúc Đặc biệt gia tăng số lượng xe ô tô ngày nhiều điều phần phản ánh phát triển quốc gia Từ dẫn đến vấn đề môi trường, ùn tắc giao thông thiếu bãi đỗ xe cần cấp thiết giải Điện tử trở thành ngành công nghiệp đa nhiệm Điện tử đáp ứng địi hỏi khơng ngừng từ lĩnh vực công, nông, lâm, ngư nghiệp nhu cầu thiết bị đời sống hàng ngày nhiều Các thiết bị điện tử đã, sẽ tiếp tục ứng dụng ngày rộng rãi mang lại hiệu hầu hết lĩnh vực khoa học kỹ thuật đời sống xã hội đôi với phát triển khoa học công nghệ Với trình độ khoa học kĩ thuật ngày phát triển Nhiều vấn đề giải nhanh gọn với cơng nghệ điện tử tự động hóa Các bãi giữ xe truyền thống khơng cịn phù hợp với hầu hết tòa nhà, chung cư hay bệnh viện… rắc mà mang lại Với hệ thống máy giữ xe thẻ từ (máy giữ xe quẹt thẻ) vấn đề nan giải muôn thủa vấn đề ùn tắc, tình trạng xe, vé gửi… dường giải triệt để Xuất phát từ vấn đề thiết thực đề tài “THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH BÃI GIỮ XE ỨNG DỤNG RFID VÀ XỬ LÝ ẢNH” chọn cho trình nghiên cứu ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI MỞ ĐẦU ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC HÌNH ẢNH viii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.3 Tính cấp thiết đề tài 1.4 Mục tiêu đề tài 1.5 Đối tượng nghiên cứu 1.6 Phạm vi nghiên cứu 1.7 Nhiệm vụ đề tài 1.8 Phương pháp nghiên cứu 1.9 Bố cục đồ án CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan chuẩn truyền 2.1.1 Chuẩn giao tiếp UART 2.1.2 Chuẩn giao tiếp I2C 2.1.3 Chuẩn giao tiếp SPI 2.2 Tổng quan công nghệ RFID 2.3 Giới thiệu phần cứng 10 2.3.1 Giới thiệu KIT Arduino UNO R3 10 2.3.3 Module LCD 16x2 12 2.3.4 Động Servo SG90 14 2.3.5 Cảm biến vật cản hồng ngoại 15 2.3.6 Module NodeMCU ESP32 DEVKIT V1 15 2.3.7 Camera 16 2.4 Phần mềm lập trình điều khiển 17 2.4.1 Phần mềm lập trình Arduino IDE 17 iii 2.4.2 Phần mềm lập trình Microsoft Visual Studio 18 2.5 Tổng quan ngơn ngữ lập trình Web 19 2.5.1 Ngôn ngữ HTML 19 2.5.2 Ngôn ngữ CSS 20 2.5.3 Ngôn ngữ JavaScript 20 2.6 Tổng quan sở liệu 21 2.6.1 SQL Server Management Studio 21 2.6.2 Firebase 21 2.7 Tổng quan thư viện xử lý ảnh 22 2.8 Tổng quan thuật toán xử lý nhận diện ảnh 23 2.8.1 Thuật toán OCR 23 2.8.2 Thuật toán Canny 23 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG 25 3.1 Giới thiệu 25 3.2 Yêu cầu hệ thống 25 3.3 Sơ đồ khối hệ thống 25 3.4 Tính tốn thiết kế phần cứng 26 3.4.1 Khối động 27 3.4.2 Khối nút nhấn 27 3.4.3 Khối cảm biến vật cản 28 3.4.4 Khối hiển thị 29 3.4.5 Khối RFID 31 3.4.6 Khối xử lý điều khiển (chính) 32 3.4.7 Khối xử lý điều khiển (phụ) 32 3.4.8 Khối nguồn 33 3.5 Thiết kế phần mềm 33 3.5.1 Thiết kế phần mềm cho PC 33 3.5.2 Thiết kế trang web đặt chỗ 37 3.6 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 38 CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG NHẬN DẠNG BIỂN SỐ XE 39 4.1 Mơ hình tổng quát nhận dạng biển số xe 39 5.1 Phần cứng 45 5.1.1 Mạch in hệ thống 45 5.1.2 Board mạch hoàn thiện 45 iv 5.1.3 Thi công mô hình bãi xe 47 5.2 Phần mềm 47 5.2.1 Phần mềm quản lý bãi giữ xe PC 47 5.2.2 Trang web đặt chỗ 50 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 53 6.1 Kết luận 53 6.2 Hướng phát triển 54 6.3 Ứng dụng tương lai gần 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC 56 v