Thiết kế, chế tạo mô hình bãi đỗ xe thông minh

LÊ VĂN TƯỜNG * THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH BÃI ĐỖ XE THÔNG MINH * NĂM 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ LÊ VĂN TƯỜNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH BÃI ĐỖ XE THÔNG MINH KHÓA LUẬN CỬ NHÂN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Đà Nẵng 2023 Đồ án tôt nghiệp GVHD : Ths Võ Minh Thông TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH BÃI ĐỖ XE THÔNG MINH CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG GVHD : VÕ MINH THÔNG SVTH LỚP : LÊ VĂN TƯỜNG MSSV : K25 – EVT : 25211603648 Đà Nẵng 2023 SVTH: Lê Văn Tường Lớp: K25 EVT Đồ án tôt nghiệp GVHD : Ths Võ Minh Thông LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy Võ Minh Thông vì đã hướng dẫn em trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp Thầy đã cung cấp cho em những kiến thức quan trọng và tài liệu, cũng như đặt ra mục tiêu thời gian để em hoàn thành đề tài này Em chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy Em cũng muốn bày tỏ lòng biết ơn đến thầy cô của Khoa Điện - Điện tử đã dạy và hướng dẫn em và cung cấp những kiến thức hữu ích và kinh nghiệm trong quá trình học tập và làm việc Em chân thành cảm ơn đến thầy cô SVTH: Lê Văn Tường Lớp: K25 EVT Đồ án tôt nghiệp GVHD : Ths Võ Minh Thông LỜI CAM ĐOAN Em là Lê Văn Tường xin cam đoan đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình bãi đỗ xe thông minh” do em thực hiện không sao chép của bất cứ đề tài đã có Trong quá trình làm đề tài không tránh khỏi một số vấn sai sót xảy ra Em mong nhận được ý kiến đóng góp của Thầy Cô để hoàn thiện đề tài một cách hoàn thiện hơn Sinh viên thực hiện Lê Văn Tường   SVTH: Lê Văn Tường Lớp: K25 EVT Đồ án tôt nghiệp GVHD : Ths Võ Minh Thông MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài: .1 1.2 Mục tiêu của đề tài .1 1.3 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 1 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 1 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 2 1.4 Phương pháp nghiên cứu: 2 1.5 Cấu trúc báo cáo 2 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC LINH KIỆN ĐƯỢC .4 SỬ DỤNG 4 2.1 Cơ sở lý thuyết 4 2.1.1 Khái niệm IoT .4 2.1.2 Ứng dụng của IoT 4 2.1.3 Khái quát về Webserver .5 2.2 Thingspeak là gì 6 2.2.1 Làm việc với ThingSpeak 7 2.3 Giới thiệu về xây dựng ứng dụng trên nền tảng Android 9 2.3.1 Khái quát về Android 9 2.3.2 Giới thiệu Android Studio - Phần mềm lập trình ứng dụng Android 10 2.4 Các linh kiện được sử dụng 10 2.4.1 ESP 8266 .10 2.4.2 Arduino uno .11 2.4.3 cảm biến tiệm cận .13 2.4.4 Thời gian thực (RTC) 13 2.4.5 Màn hình hiển thị (LCD) 14 2.4.6 RFID 16 2.4.7 Đèn Led .17 2.4.8 Servo SG 90 18 2.5 Tổng kết chương 19 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, THI CÔNG HỆ THỐNG 20 3.1 Thiết kế hệ thống 20 3.1.1 Sơ đồ khối hệ thống: 20 3.1.2 Chức năng từng khối 20 3.2 Lưu đồ quy trình hoạt động của hệ thống: 21 SVTH: Lê Văn Tường Lớp: K25 EVT Đồ án tôt nghiệp GVHD : Ths Võ Minh Thông 3.2.1 Giải thích quy trình hoạt động: 21 3.3 Sơ đồ mạch 22 3.4 Chi tiết các khối trong sơ đồ mạch 23 3.4.2 Khối hiển thị (LCD) 23 3.4.3 Khối điều khiển Servo .24 3.4.4 Khối RFID quét thẻ 25 3.4.5 Khối truyền thông Arduino và ESP 8266 26 3.5.2 Mạch in 27 3.5.3 Mô hình bãi đỗ xe .28 3.5 Lưu đồ thuật toán .29 3.6 Thiết kế CSDL trên ThingSpeak .30 3.6.1 Tạo tài khoản Thingspeak 30 3.6.2 Tạo kênh Thingspeak 30 3.6.3 Lấy URL cần thiết để upload dữ liệu 31 3.7.4 Chế độ xem dữ liệu .32 3.8 Xây dựng ứng dụng trên Android Studio 33 3.9 Phạm vi bãi đỗ xe .36 3.10 Tổng kết chương 3 36 CHƯƠNG 4: KIỂM THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ 37 4.1 Kết quả kiểm thử .37 4.1.1 Khảo sát các giá trị đo từ các cảm biến tiệm cận .37 4.1.2 Khảo sát các giá trị đo từ RFID 39 4.1.3 Khảo sát độ trễ của mô hình cập nhật lên Thingspeak 40 4.1.4 Kết quả thu được từ Thingspeak .42 4.2 Đánh giá hệ thống .44 4.2.1 Kết quả đạt được 44 4.2.2 Ưu điểm .44 4.2.3 Nhược điểm 44 4.3 Hướng phát triển đề tài .44 SVTH: Lê Văn Tường Lớp: K25 EVT Đồ án tôt nghiệp GVHD : Ths Võ Minh Thông DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Khái niệm IoT 4 Hình 2.2 Khái quát Web Service 6 Hình 2.3: Thingspeak là gì 6 Hình 2.4: Tạo tài khoàn ThingSpeak 7 Hình 2.5: Tạo kênh trên ThingSpeak 8 Hình 2.6: URL để upload dữ liệu 8 Hình 2.7: Biểu đồ trên ThingSpeak 9 Hình 2.8: Logo Android .9 Hình 2.9: ESP 8266 là gì 11 Hình 2.10: Arduino Uno 12 Hình 2.12: Thời gian thực RTC 14 Hình 2.13: Màn hình LCD 15 Hình 2.14: RFID 17 Hình 2.15: Đèn led 18 Hình 2.16: Servo SG 90 .19 Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống 20 Hình 3.2: Lưu đồ quy trình hoạt động của hệ thống 21 Hình 3.3: Sơ đồ mạch 22 Hình 3.4: Khối cảm biến 23 Hình 3.5: Khối hiển thị (LCD) 24 Hình 3 6: Khối điều khiển Servo 24 Hình 3.7: Khối RFID Quét thẻ 25 Hình 3.8: Khối truyền thông Arduino và ESP 8266 26 Hình 3.9: Mạch Layout .27 Hình 3.10: Mạch PCB 27 Hình 3.11: Mô hình thực tế 28 Hình 3.12: Tài khoảng Thingspeak 30 Hình 3.13: Tạo Channel Thingspeak 31 Hình 3.14: Mã Key Thingspeak 32 Hình 3.15: Địa chỉ Key Thingspeak 32 Hình 3.16: Dữ liệu Thingspeak 33 Hình 3.17: Cấu trúc thư mục Drawable trong Project .33 Hình 3.18: Thiết kế cửa sổ chính 34 Hình 3.19: Thiết thế cửa sổ CustomGridview 34 SVTH: Lê Văn Tường Lớp: K25 EVT Đồ án tôt nghiệp GVHD : Ths Võ Minh Thông Hình 3.20: Các lớp trong Project Android 35 Hình 3.22 Mô hình 36 Hình 4.1: Biểu đồ đo cảm biến 38 Hình 4.2: Kết quả kiếm thử cảm biến tiệm cận 39 Hình 4.4: Kết quả kiểm thử thời gian trễ RFID 40 Hình 4.6: Kết quả kiếm thử độ trễ Thingspeak 42 Hình 4.7 Kết quả bãi đỗ xe khi đầy 42 Hình 4.8: Kết quả bãi đỗ khi trống 43 Hình 4.9: Kết quả biểu đồ 43 Danh mục bảng SVTH: Lê Văn Tường Lớp: K25 EVT Đồ án tốt nghiệp GVHD : Ths Võ Minh Thông CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết của đề tài: Với sự phát triển của đô thị hóa và xe máy, ôtô ngày càng tăng, tình trạng tắc giao thông và rất hiếm chỗ đỗ xe đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về đỗ xe của mọi người và giải quyết tình trạng kẹt xe Bãi đỗ xe thông minh là một giải pháp mang tính đột phá, cho phép quản lý xe một cách hiệu quả và thông minh Thông qua nền tảng Thingspeak và ứng dụng trên SmartPhone, người dùng có thể dễ dàng tra cứu thông tin về các bãi đỗ xe trống và đầy Điều này giúp tiết kiệm thời gian của chúng ta trong cuộc sống ngày nay Bãi đỗ xe thông minh không chỉ cung cấp thông tin về tình trạng sử dụng của bãi đỗ xe, mà còn giúp quản lý việc đỗ xe một cách thuận tiện Người dùng có thể đặt chỗ trước và tránh tình trạng không có chỗ đỗ khi đến nơi Điều này không chỉ giúp giảm thiểu thời gian tìm kiếm chỗ đỗ mà còn tạo ra trải nghiệm thuận tiện cho người dùng Vì vậy nên em quyết định thực hiện một hệ thống đơn giản để áp dụng lý thuyết đã học vào đề tài thực hiện là: “Thiết kế, chế tạo mô hình bãi đỗ xe thông minh” 1.2 Mục tiêu của đề tài Mục tiêu của đề tài là Thiết kế, chế tạo mô hình bãi đỗ xe thông minh, giúp mọi người tiết kiệm thời gian trong việc đỗ xe Tối ưu hóa việc sử dụng không gian trong đô thị và giảm tình trạng kẹt xe hiện nay ở các thành phố, sử dụng app để quản lý cung cấp thông tin về bãi đỗ xe, cung cấp cho chúng ta thông tin và số lượng và chổ trống đậu xe tốt nhất Giảm rủi ro tính trang xe bị hư hỏng an ninh khu vực tăng hiệu xuất làm việc tốt nhất, xây dựng thành phố hiện đại tạo ra một hệ thông minh cho người dùng linh hoạt một cách hiệu quả 1.3 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu - Sử dụng thẻ RFID: là một thiết bị nhỏ có hình dạng của một thẻ nhựa nó chứa thông tin được sử dụng để nhận dạng và thu thập dữ liệu từ xa bằng công nghệ RFID SVTH: Lê Văn Tường 1 Lớp: K25 EVT Đồ án tốt nghiệp GVHD : Ths Võ Minh Thông - Sử dụng cảm biến: là thiết bị module cảm nhận sự chuyện động kiểm soát xe ra vào - Sử dụng arduino và ESP 8266 : sử dụng arduino và ESP để lập trình và quản lý qua APP Thingspeak à Android Studio 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu - Thiết kế hệ thống: quản lý bãi đỗ xe, phát hiện xe và quét mã thẻ người dùng Thiết kế cách hoạt động của cảm biến kiểm soát và cách gửi thông tin lên webserver cơ sở dữ liệu để lưu trữ thông tin về bãi đỗ xe, xe và người dùng - Phát triển ứng dụng di động: Xây dựng ứng dụng di động cho người dùng để họ có thể kiểm soát xe của mình Cập nhật thông tin về bãi đỗ xe và trạng thái của xe lên ứng dụng Cung cấp tính năng quét mã thẻ người dùng để xác thực và đăng ký xe - Phát triển web server: Xây dựng web server để nhận thông tin từ cảm biến kiểm soát và lưu trữ vào cơ sở dữ liệu Xây dựng Thingspeak và ứng dụng android studio để ứng dụng di động có thể truy cập và cập nhật thông tin - Kiểm thử, đánh giá và đưa ra các kiến nghị: Đánh giá hiệu suất và khả năng mở rộng của hệ thống 1.4 Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu lý thuyết - Thiết kế, thi công mô phỏng trên máy tính - Xây dựng các sơ đồ khối, lưu đồ thuật toán, viết chương trình - Xây dụng mô hình áp dụng và thực tế 1.5 Cấu trúc báo cáo Báo cáo gồm 4 chương: Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Trình bày về những vấn đề như tính cấp thiết của đề tài, mục tiêu đề tài, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, cách tiếp cận và phương phấp nghiên cứu SVTH: Lê Văn Tường 2 Lớp: K25 EVT