Thiết kế, chế tạo hệ thống bãi giữ xe tự động và kết hợp xử lý ảnh nhận diện biển số

Đồá n t ố t n g h i ệ p k ỹ s ư C ơ Đ i ệ n tử GVHDThSNguyễnThếTranh TRƯỜNGĐẠIHỌCSƯPHẠMKỸTHUẬT KHOA CƠ KHÍ-BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁNTỐTNGHIỆP CHUYÊNNGÀNH:CƠĐIỆNTỬ GVHD:NguyễnThếTranh SVTH:DoãnThanhLợi–Lớp:19CĐT01 TrươngBáLong–Lớp:19CDT01 SVTH:DOÃNTHANHLỢI TRƯƠNGBÁLONG 1 ĐàNẵng, ngày 21t h á n g 0 9 n ă m 2023 1 Đồá n t ố t n g h i ệ p k ỹ s ư C ơ Đ i ệ n tử GVHDThSNguyễnThếTranh A THÔNGTINCHUNG: Họvàtênsinhviên: Doãn Thanh Lợi Lớp: 19CDT01 Mãsv:1911504410125 TrươngBáLong Lớp:19CDT01 Mãsv:1911504410123 Chuyênngành:CôngnghệkĩthuậtCơđiệntử Đềtài:“Thiếtkế,chếtạohệthốngbãigiữxetựđộngvàkếthợpxửlýảnhnhậndiện biển số ” Giảngviênhướngdẫn:NguyễnThếTranh B NỘIDUNGCÔNGVIỆCSINHVIÊNTHỰCHIỆN: A Thuyếtminh:(Kiểuchữ:TimesNewRoman.Canlề:Top:2cm,Bottom: 2cm, Left: 3cm, Right: 2cm) Bao gồm các mục: Nhiệmvụthiếtkế Lời nói đầu Mụclục Chương 1.Giới thiệu tổng quan về Hệ thống (hay máy, …) sẽ thiết kế chế tạo môh ì n h ( c ỡ c h ữ 1 5 i n h o a đ ậ m , n ộ i d u n g c h ư ơ n g c ỡ c h ữ 1 3 ) 1 Nhucầusửdụngcủa hệthống vàứng dụngkỹ thuậtcôngnghệnàotronghệth ống? 2 Giớithiệumộtsốhệthốngđãcótrongthựctếvàhiệuquảsửdụng 3 Phương hướng nghiên cứu phát triển hay cải tiến hệ thống phục vụ nhu cầu tốt hơn mà em dự định thiết kế (cầncócáchínhảnh,hìnhvẽminhhọacụthể) Chương2.PhântíchxácđịnhHệthốnghaymáy…thiếtkế 1 Nhiệmvụcủahệthốngthiếtkế(Hệthốngnhằmlàmnhữnggì?) 2 Nguyênlý hoạtđộngcủahệthống(Có sơđồ nguyênlý hoạtđộngcủaHệthống hay máy) 3 Các thành phần hay bộ phận có trong hệ thống hay máy, nêu các nhiệm vụ vày ê u c ầ u c ủ a t ừ n g t h à n h p h ầ n h a y b ộ p h ậ n c ầ n c ó để hệ thống hoạt động được Chương3.TínhtoánthiếtkếMôhìnhcủahệthống 1 Phântíchchọnphươngán,kíchthướcvàquimômôhìnhđểmôphỏng(thunhỏ) một hệ thống hay máy thực 2 Tínhtoánthiếtkếcácthànhphầncơvàđiệncủahệthống  Từngbộphậnđượcnêuracụthể,cósơđồcủabộphận,tínhđộnghọc,độnglực học và xác định kích thước cụ thể, tính chọn đúng động cơ điện và các bộ truyền động cho bộ phận hay cơ cấu  Mỗibộphậnthànhphầncầncósơđồ,hìnhvẽtínhtoánphântíchvềchuyểnđộng và lực hay mô men tác động…xác định kích thước cụ thể 3 Thốngkêtổnghợpcácđặcđiểmvàkíchthướccủacácbộphận,cơcấuđãtính Chương4.Thiếtkếphầnđiềukhiển 1 Yêucầutựđộnghoạtđộngcủahệthốnghaymáy…thiếtkế,nêucụthểquátrình 1| SVTH:DoãnThanhLợi Trương Bá Long hoạtđộngcủahệthốngvớinhữngtácđộngđiềukhiểntựđộngtuầntựtheomộtchương trình hay chu trình yêu cầu 2 Xác định các thành phần của hệ thống: Đối tượng điều khiển, cơ cấu tác động, cơ cấu chấp hành, cảm biến, bộ phận điều khiển… 3 Phân tích chọn phương án điều khiển: dùng PLC hayVi điều khiển haykết hợp hay một loại điều khiển nào đó thích hợp 4 Xác định các thông số vào, ra Lập sơ đồ thuật toán, sơ đồ khối, sơ đồ nốidây, giản đồ thời gian (tùy theo loại điều khiển) 5 GiớithiệuvềPLChaymạchđiềukhiểnsẽchọnsửdụng… 6 Viếtchươngtrìnhđiềukhiểnhệthống Chương 5.Trình bày việc chế tạomô hìnhvà lắp phần điều khiển, quá trình điềuc h ỉ n h , h o à n t h i ệ n đ ể h ệ t h ố n g h a y m á y h o ạ t động đúng yêu cầu Kếtluận Tàiliệuthamkhảo Bảnvẽ:(từ3A1),tốithiểu3A1 B 1 Bảnvẽgiớithiệuvềmộtsốhệthốnghaymáy…hiệncó 2 Bảnvẽsơđồnguyênlýhệthốnghaymáythiếtkế 3 Bảnvẽhìnhchiếuvàkếtcấucủamôhìnhthiếtkế 4 Bảnvẽliênquanđếnphầnđiềukhiển C Môhình:Phảicómôhìnhhoạtđộngđượctheoýtưởngthiếtkế,môhình nên nhỏ gọn, không quá lớn và cồng kềnh, phần điều khiển phải gọn, rõ ràng, kết cấu cơ khí phải cứng vững D Kiểmtravấnđáp: - Báocáotiếnđộvớigiảngviênphụtráchhằngtuần - Kiểmtravấnđápcuốihọcphần GVhướngdẫn NguyễnThếTranh Mụclục CHƯƠNG1 3 GIỚITHIỆUTỔNGQUANVỀHỆTHỐNG 3 1.1 Nhucầusửdụngcủahệthốngvàứngdụngkỹthuậtcôngnghệ 3 1.2 Giớithiệumộtsốhệthốngđãcótrongthựctếvàhiệuquảsửdụng .3 1 Bãiđỗ xetruyềnthống 4 2 Bãiđỗxedạngkháchhàngsẽtựláiquanhtòanhà 4 3 Bãiđỗ xeoto dạngxoayvòng 5 4 Bãiđỗxeôtôtựđộngdạngtòanhàhìnhtrụtròn 6 5 Bãiđỗxeôtôtựđộng dạngtòanhàhìnhvuông 7 1.3 Phươnghướngnghiêncứupháttriểnhaycảitiếnhệ 7 CHƯƠNG2 9 PHÂNTÍCHXÁCĐỊNHHỆTHỐNGBÃIGIỮXETỰĐỘNG .9 2.1 Nhiệmvụcủa hệthốngthiếtkế 9 2.2 Cơcấuhệthống 9 1 Khunghệthống 9 3 Cụmnânghạ 10 4 Cụmvàora 10 2.3 Nguyênlýhoạtđộngcủahệthống .10 2.4 Cáccơsởlýthuyết liên quanđếnđềtài 12 1 GiớithiệucôngnghệRFID 12 2 NgônngữlậptrìnhPython .13 3 ThưviệnmãnguồnmởOpenCV 13 4 ThưviệnmãnguồnmởSnap7 14 5 HệquảntrịcơsởdữliệuMySQLServer 15 6 Cácchuẩntruyềndữliệu 15 2.6.1 ChuẩngiaotiếpUSB(UniversalSerialBus) 15 2.6.2 ChuẩngiaotiếpSPI(SerialPeripheralInterface) 16 2.6.3 ChuẩngiaotiếpEthernet 16 2.5 Giớithiệu mộtsốphầnmềmlậptrình 17 1 PyCharmCommunityEdition 17 2 MySQLWorkbeck .18 3 TIAPortal(TotalIntegratedAutomationPortal) 18 4.ArduinoIDE 19 2.6 Giớithiệu mộtsốphầncứngđượcsửdụngtrongđềtài 20 CHƯƠNG3 23 TÍNHTOÁNTHIẾTKẾMÔHÌNHHỆTHỐNG .23 3.1 Phântíchchọnphươngán 23 1 Yêucầuchungcủahệthống .23 2 Sơđồ kết nối tổngquan 23 3.2 Lựachọncơcấuđộngcơ 24 1 Lựachọncơcấutruyềnđộng 24 3.3 Tínhtoáncácthànhphầntrongcơcấu 29 1 Cơcấunânghạ(Sửdụngđộngcơ1chiềucóhộpsốvuôngJGY37060RPM) 29 2 Tínhtoáncơcấuravào .32 3 Cơcấuxoayhệthống 35 3.4 Giớithiệucácthiết bịcótrongmôhình 37 1 PulleyGT220răng6.35mm 37 2 Ròng rọcGT2 .38 3 Dây đaiGT2 38 4 Thanhtrượttròn .38 6 BạcđạnđỡtrụcKLF08 39 7 Lựachọncảmbiến 39 8 Webcam1080p .40 9 LựachọnthiếtbịthựchiệnứngdụngRFID 41 10 ArduinoUNOR3 42 11 Relaytrunggianvàcôngtắchànhtrình 44 12 ThôngsốkỹthuậtcủarelayOmron24VDC .44 13 Lựachọnvậtliệulàmcáctầngđểxe 44 CHƯƠNG4 45 THIẾTKẾPHẦNĐIỀUKHIỂN 45 4.1 Xácđịnhthànhphầncủahệthống .45 1 Đốitượngđiềukhiển 45 2 Cơcấutácđộng 45 3 Cơcấuchấphành 46 4 Cảmbiến .46 5 Bộphậnđiềukhiển 46 4.2 Phươngánđiềukhiển .46  SửdụngPLC .47 4.3 GiớithiệuvềPLCS7-1200 48 1 TổngquanvềnguồngốcPLC 48 2 MộtsốnhómPLCphổbiếnhiệnnay 48 3 GiớithiệuvềSiemensPLCS7-1200 49 4 Chếđộbảomật củaPLCS7-1200 50 4.4 CácthànhphầncơbảncủamộtbộPLC .50 1 Cấuhìnhphầncứng 50 4.4.1.1 Bộxửlí 51 4.4.1.2 Bộnguồn 52 4.4.1.3 Thiếtbị lậptrình 52 4.4.1.4 Bộnhớ 52 4.4.1.5 Giaodiệnvàora 53 2 Kháiniệmchung 54 3 Cácphươngpháplậptrình .55 4.4.3.1 Mộtsốkíhiệuchung .56 4.4.3.2 PhươngpháphìnhthanhLadderlogic .57 4 Cácrơlethờigian 58 5 Cácrolethờigian 58 4.5 Xácđịnhthôngsốvàoracủahệthống 59 4.6 Lưuđồthuậttoán .59 1 SơđồthuậttoánđiềukhiểnPLC 60 2 Bảnvẽhệthốngđiệnđiềukhiển .61 3 Sơđồthuậttoántốiưuvịtrígửixe 62 4 Sơđồthuậttoánnhậndạngvàxửlýbiểnsốxe 63 4.7 Thiếtkếphầnđiệnđiềukhiển .64 1 SơđồkếtnốimoduleRFIDvớiArduino 64 2 Sơđồmạchđiềukhiển .65 4.8 Thiếtkếcơsởdữliệu 66 4.9 Thiếtkếgiaodiệngiámsátvà điềukhiểntrênWinCC .67 4.10 Thiếtkếgiaodiệngiámsátvà điềukhiểntrênPython 68 CHƯƠNG5 68 THICÔNGHỆTHỐNG 69 5.1 Phầncứng: 69 5.2 Phầnmềm .74 1 ChươngtrìnhArduinođọcthẻRFID 74 2 Chươngtrìnhtốiưuvịtrígởixe .75 3 Giaodiệngiámsátvà điềukhiểntrênWinCC .76 4 GiaodiệngiámsátbiểnsốxetrêncửasổQTDesignerPython 77 5.3 Kếtquảthựcnghiệm .77 5.4 Đánhgiá 82 5.5 Kếtluận 83 Đồá n t ố t n g h i ệ p k ỹ s ư C ơ Đ i ệ n tử GVHDThSNguyễnThếTranh LỜINÓIMỞĐẦU Cùngvớisự pháttriển kinhtếxã hội,ViệtNamcó nhữngvấn đề mớinảysinhvà một trong số đó là sự mất cân bằng về mặt cơ sở hạ tầng giao thông đô thị Hệ thống giaothôngdàyđặc,nhucầusửdụngphươngtiệncánhânnhưxe ôtô ngàycàngnhiều Trongkhiđó,diệntíchđấtngàycànghạnhẹp,cácbãigửixehiệncókhôngđủđápứng nhucầugửixecủangườidân.Hìnhảnhcácxeôtôđỗxetrêncácvỉahèhoặclòngđược xuấthiệnthườngxuyênhơn.Điềuđódẫnđếnsựmấtmỹquanđôthịvàgâyrốiloạntrật tựantoàngiaothông.Thấyđượcvấnđềđó,nướctacũngngàycàngthểhiệnsựưutiên trong các chính sách xâydựng cơ sở hạ tầng Một trong những đột phá trong các chiến lược phát triển kinh tế xã hội hiện nay là xây dựng hệ thống kết cấu hạ tầng đồng bộ, với một số công trình hiện đại, tập trung vào hệ thống giao thông và hạ tầng đô thị Nhằmgópphầnvàothựchiệnchínhsáchđócùngvớimongmuốnchungtaygiảiquyết các vấn đề hiện tại và áp dụng những kiến thức đã học được vào thực tế, nhóm em đã quyết định nghiên cứu đề tài“Thiết kế, chế tạo bãi giữ xe tự động kết hợp với xử lí ảnh nhận diện biển số”này Chúngemxingửilờicảmơnđếnquýthầy,cô giảngviêntrongKhoa CơKhícủa Trường Đại Học Sư Phạm KỹThuật - Đại học Đà Nẵng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi tronghọctậpcũngnhưtrongquátrìnhchúngemhoànthànhĐồántốtnghiệp.Bêncạnh đóchúng emxingửilờicảmơnđếngiảngviênhướngdẫnNguyễnThếTranhlàngười đãtậntìnhhướngdẫnchonhómtrongsuốtthờigianlàmđồánvừaqua.Vìthờigiancó hạn cũng như kiến thức còn hạn chế nên đề tàikhótránh khỏinhững saisót.Vìvậyrất mong nhận đượcsự đónggóp ý kiến của quý thầy,cô để đề tài trở nên hoàn thiệnhơn, đồng thời nhóm có cơ hội học hỏi và bổ sung thêm kiến thức Nhómxinchânthànhcảmơn! 1| SVTH:DoãnThanhLợi Trương Bá Long CAMĐOAN NhómchúngemxincamđoanbáocáoĐồántốtnghiệpđềtài:“Thiếtkế,chế tạobãigiữxetựđộngkếthợpvới xửlíảnh nhậndiệnbiểnsố”l à kếtquảtìmhiểu, nghiên cứu của nhóm, được thực hiện dưới sự hướng dẫn của cô Nguyễn Thế Tranh, nhómemxin đảm bảo tính trung thực về các nội dung đã trình bàytrong báo cáo Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện báo cáo này đã được cám ơn và các thông tin trích dẫn trong báo cáo đều được ghi rõ nguồn gốc Chúngemxinchịutráchnhiệmnếutrongbàicósửdụnghaysaochépdữliệu không trung thực ĐàNẵng,ngày….tháng… năm2023 Sinhviênthựchiện CHƯƠNG1 GIỚITHIỆUTỔNGQUANVỀHỆTHỐNG 1.1 Nhucầusửdụngcủahệthốngvàứngdụngkỹthuậtcôngnghệ TheobáocáobánhàngcủaVAMA(HiệphộicácnhàsảnxuấtôtôViệtNam)trong tháng 5/2019, doanh số bán hàng của thị trường đạt 27.373 xe, tăng 30% so với tháng 4/2019, tăng 18% so với tháng 5/2018 Trong đó doanh số xe du lịch tăng 36% so với thángtrước.Sảnlượngcủaxelắpráptrongnướclà15.162xevàsốlượngxenhậpkhẩu nguyênchiếclà12.211xe,tănglầnlượtlà8%và75%sovớitháng4/2019.Điềuđócho thấy nhu cầu mua ô tô của người Việt Nam vẫn còn rất lớn và chưa có dấu hiệu giảm nhiệt.Đólàbởivìxãhộingàycàngpháttriển,nhucầuđilại,kinhdoanhcủangườidân cũng tănglên.Ngoài ra,sự ra đờicủa nhà sản xuấtôtôViệtNamVinfastvớicác dòng nổitiếng nhưVinfastLUXvàFadilcũng sẽhứahẹnlàmtăngsựtiêu thụôtôcủanước nhà.Tuynhiên,đicùngvớisựpháttriểnđólànhữngvấnđềnãysinhvềsựquátảitrong việcđápứngnhucầugửixecủangườidân.Nhiềuphươngtiệncònphảisửdụngvỉahè, lòngđườngđểđỗxe.Điềuđógâynênsựcảntrởgiaothông,gâynênhiệntượngkẹtxe, tắcđườngthườngxuyênnhấtlàvàonhữnggiờcaođiểm.Ngoàiranócũnglàmmấtmỹ quan đô thị, an toàn trật tự cho người dân bản địa Để giải quyết được vấn đề đặt ra thì việc xâydựng các bãi giữ xe thông minh là hoàn toàn thiết yếu Những hệ thống đỗ xe ô tô tự động như vậy sẽ được ứng dụng các tiến bộ về khoa học kỹ thuật để vừa có thể đápứngđượcnhucầutolớncủangườidân,vừamangvẻđẹpkiếntrúc,làmphongphú thêm cảnh quan đô thị của thành phố Trongđềtàinày,nhómemmuốnhướngđếngiảiphápgửixetốiưudiệntíchsửdụng nhấtphùhợpvớicácthànhphốlớnởViệtNam.Giảiphápđượcnghiêncứuđểtiếtkiệm diện tích đất sử dụng, nâng cao chất lượng gửi xe và giảm thời gian gửi xe cho khách hàng.Thiếtkếvàthicôngđượcmộthệthốngbãigiữxeôtômangtínhtựđộngcaođiều khiển bằng PLC và các thiết bị tự động khác như cảm biến, công tắc hành trình, động cơbước Ứngdụngđượccông nghệ RFIDkết hợp xửlýảnhnhậndạngbiển sốxe,xây dựng được các phần mềm quản lý giám sát để tăng tính thông minh cho hệ thống 1.2 Giớithiệu m ộ t s ố hệ thống đ ã c ó t r o n g thực tế vàhiệ u q u ả sử