ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐẾM XE MÁY VÀO-RA TẠI HẦM XE GIÁO VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH DỰA TRÊN CƠ SỞ CÔNG NGHỆ LORA - Sử dụng công nghệ truyền thông Lora để xây dựng hệ thống kiếm soát số lượng xe vào-ra; quản lí và hiển thị số lượng xe máy tại hầm xe Giáo viên Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh, cơ sở 140 Lê Trọng Tấn. - Xây dựng mô hình với bộ điều khiển trung tâm (Gateway) kết nối không dây hai trạm vệ tinh (Lora) ở hai vị trí xe vào-ra để thu thập dữ liệu và hiển thị thông tin lên màn hình led Matrix P10.
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Sản phẩm c đ tài
Trên thế gi i, tố đ đô thị hó ng y ng tăng, số l ợng xe càng nhi u, tình hình xã h i ph c tạp Do đó, giải pháp kiểm soát số l ợng xe truy n thống không còn phù hợp nh : qu tr nh kết nối hệ thống gặp nhi u khó khăn v khoảng h địa lý, các thiết bị đi u khiển ph c tạp, gây nhiễu trong quá trình truy n dữ liệu Ở Việt Nam hiện nay, việc kiểm soát số l ợng xe vào - ra tại sở, các tuyến đ ờng đ u sử d ng công nghệ truy n thống nên gây ra hiện t ợng kẹt xe th ờng xuyên, không kiểm so t đ ợc khi số l ợng xe tăng đ t biến, dữ liệu thu v sai số l n
C h ng nghiên c u v ng d ng công nghệ cao trong giám sát các thông số li n qu n đến kĩ thuật th ờng đ ợc sử d ng các công nghệ truy n thông truy n thống nh : Zigbee, Wifi, GSM/GPRS, Bluetooth… Trong những công nghệ truy n thông kể trên, công nghệ Wifi, Zigbee, Bluetooth có phạm vi hoạt đ ng không cao từ 10 đến 100m V i phạm vi hoạt đ ng nh vậy, các chuẩn truy n thông trên chỉ phù hợp cho việc giám sát trong m t khu vực nhỏ Khi khu vực giám sát l n hoặc có nhi u khu vực, thì việc xây dựng mạng cảm biến trở lên ph c tạp và tốn kém hi phí h n B n ạnh đó, việc tiêu th nhi u năng l ợng ũng ẫn đến thời l ợng sử d ng pin c a nút cảm biến bị giảm xuống
Nhằm mở r ng nhu cầu kết nối số l ợng l n cảm biến trên phạm vi r ng và tiêu th ít năng l ợng ,ph c v cho nhu cầu vận hành bảo trì, chuẩn truy n thông Lor đã r đời v i nhi u u điểm v ợt tr i so v i các công nghệ sẵn có Công nghệ truy n thông Lor đ ợc phát triển bởi công ty STEMTECH từ năm 2013 Lor ựa trên ph ng ph p đi u chế CSS (Chirp Spread Spectrum) v i m đí h hính l tiết kiệm năng l ợng tiêu th v tăng khoảng cách truy n thông Kỹ thuật CSS đã đ ợc sử d ng trong quân sự v lĩnh vực hàng không vũ tr trong nhi u thập kỷ tr c bởi khoảng cách truy n thông l n mà nó có thể đạt đ ợc Khoảng cách truy n thông có thể lên t i
2 - 20km và có thể hoạt đ ng tr n băng tần không phải cấp phép v i tố đ thấp từ 0,3 kbps đến 50kbps Thời gian có thể duy trì kết nối và chia sẻ dữ liệu l n đến 10 năm v i năng l ợng pin
Hiện n y, trong n h ng nghiên c u v công nghệ Lora còn khá m i mẻ Đi u n y đ ợc thể hiện qua những bài báo, công trình nghiên c u v công nghệ Lora
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Gi i thiệu
Trên thế gi i, tố đ đô thị hó ng y ng tăng, số l ợng xe càng nhi u, tình hình xã h i ph c tạp Do đó, giải pháp kiểm soát số l ợng xe truy n thống không còn phù hợp nh : qu tr nh kết nối hệ thống gặp nhi u khó khăn v khoảng h địa lý, các thiết bị đi u khiển ph c tạp, gây nhiễu trong quá trình truy n dữ liệu Ở Việt Nam hiện nay, việc kiểm soát số l ợng xe vào - ra tại sở, các tuyến đ ờng đ u sử d ng công nghệ truy n thống nên gây ra hiện t ợng kẹt xe th ờng xuyên, không kiểm so t đ ợc khi số l ợng xe tăng đ t biến, dữ liệu thu v sai số l n
C h ng nghiên c u v ng d ng công nghệ cao trong giám sát các thông số li n qu n đến kĩ thuật th ờng đ ợc sử d ng các công nghệ truy n thông truy n thống nh : Zigbee, Wifi, GSM/GPRS, Bluetooth… Trong những công nghệ truy n thông kể trên, công nghệ Wifi, Zigbee, Bluetooth có phạm vi hoạt đ ng không cao từ 10 đến 100m V i phạm vi hoạt đ ng nh vậy, các chuẩn truy n thông trên chỉ phù hợp cho việc giám sát trong m t khu vực nhỏ Khi khu vực giám sát l n hoặc có nhi u khu vực, thì việc xây dựng mạng cảm biến trở lên ph c tạp và tốn kém hi phí h n B n ạnh đó, việc tiêu th nhi u năng l ợng ũng ẫn đến thời l ợng sử d ng pin c a nút cảm biến bị giảm xuống
Nhằm mở r ng nhu cầu kết nối số l ợng l n cảm biến trên phạm vi r ng và tiêu th ít năng l ợng ,ph c v cho nhu cầu vận hành bảo trì, chuẩn truy n thông Lor đã r đời v i nhi u u điểm v ợt tr i so v i các công nghệ sẵn có Công nghệ truy n thông Lor đ ợc phát triển bởi công ty STEMTECH từ năm 2013 Lor ựa trên ph ng ph p đi u chế CSS (Chirp Spread Spectrum) v i m đí h hính l tiết kiệm năng l ợng tiêu th v tăng khoảng cách truy n thông Kỹ thuật CSS đã đ ợc sử d ng trong quân sự v lĩnh vực hàng không vũ tr trong nhi u thập kỷ tr c bởi khoảng cách truy n thông l n mà nó có thể đạt đ ợc Khoảng cách truy n thông có thể lên t i
2 - 20km và có thể hoạt đ ng tr n băng tần không phải cấp phép v i tố đ thấp từ 0,3 kbps đến 50kbps Thời gian có thể duy trì kết nối và chia sẻ dữ liệu l n đến 10 năm v i năng l ợng pin
Hiện n y, trong n h ng nghiên c u v công nghệ Lora còn khá m i mẻ Đi u n y đ ợc thể hiện qua những bài báo, công trình nghiên c u v công nghệ Lora và ng d ng còn rất ít Do đó, trong đ tài này, nhóm tác giả mong muốn ng d ng công nghệ Lor đã đ ợc công bố đ xuất giải pháp xây dựng hệ thống quản lý số l ợng xe m y đ c lập v i hệ thống quản lý bãi xe hiện hữu, kết nối đ ờng truy n thông c a hệ thống nhằm giải quyết các vấn đ quản lý xe vào-ra
S u đây l linh kiện đã v đ ng đ ợ ùng trong đ tài nghiên c u:
E22-400M30S là m t hip ùng để truy n thông và dựa trên SX1268, m t thế hệ hip Lor ™ RF m i do Semtech, Hoa Kỳ sản xuất Đây là m t mô-đun không ây 433MHz, 470MHz SMD Lor ™ si u nhỏ và tự phát triển
Bởi v nó đã sử d ng SX1268 b n đầu l m lõi hính, PA v LNA ũng đ ợc sản tích hợp dự tr n lõi tr đó, giúp ông suất truy n tối đ l n 1W Đồng thời, đ nhạy thu ũng đ ợc cải thiện h n nữ Đ ổn định giao tiếp tổng thể đ ợc cải thiện rất nhi u so v i các sản phẩm không có b khuế h đại công suất và b khuế h đại tiếng ồn thấp Hiệu suất chống nhiễu và khoảng cách liên lạ đã đ ợc cải thiện h n nữa so v i b thu ph t Lor ™ thế hệ tr v v ợt tr i h n nhi u so v i các sản phẩm đi u chế FSK và GFSK hiện tại Sản phẩm n y đã đạt ch ng nhận FCC, CE và RoHS nên ng ời dùng không cần lo lắng v hiệu suất Đ ợc sử d ng tinh thể 32MHz ó đ chính xác cao cấp công nghiệp, sản phẩm có thể bao ph dải tần cực r ng 410-493 MHz và t ng thí h v i SX1278 và SX1276
+ Dựa trên công nghệ SX1268 Lora cho phép khoảng h x h n v khả năng hống nhiễu tốt h n
+ Kết nối mạng chuyển tiếp tự đ ng, đ st ge rel y thí h hợp cho liên lạc khoảng cách cực xa, nhi u mạng chạy trong cùng m t khu vự đ ng hạy đồng thời
+ Ng ời dùng thiết lập các khóa giao tiếp c a riêng họ và không thể đọ đ ợ , đi u này giúp cải thiện đ ng kể tính bảo mật c a dữ liệu ng ời dùng
+ RSSI để đ nh gi hất l ợng tín hiệu, cải thiện mạng truy n thông và phạm vi + V i LBT để giám sát tiếng ồn môi tr ờng c k nh tr c khi gửi dữ liệu v để cải thiện giao tiếp
+ Cấu hình tham số không dây, gửi gói dữ liệu lệnh không dây, cấu hình từ xa hoặc đọc các tham số mô-đun không dây
+ Wake-on-air, t c là ch năng ti u th điện năng ực thấp, thích hợp cho các ng d ng sử d ng pin
+ V i truy n dẫn điểm cố định, truy n phát quảng bá và giám sát kênh
+ ISM 433MHz và 470MHz không cần giấy phép toàn cầu để đọ đồng hồ
+ Ở chế đ ng sâu, điện năng ti u th là 2uA
+ V i PA + LNA, khoảng cách liên lạ đ ợc kiểm tr l n đến 6 km
+ Các thông số đ ợ l u s u khi tắt nguồn Sau khi bật nguồn, mô-đun sẽ hoạt đ ng theo các thông số đã thiết lập
+ Thiết kế qu n gi m s t hiệu quả cao, m t khi ngoại lệ xảy ra, mô-đun sẽ tự đ ng khởi đ ng lại và tiếp t c hoạt đ ng theo i đặt tham số tr đó
+ Tố đ phát sóng 0.3kbps ~ 62.5kbps
+ Nguồn điện 3.3V ~ 5.5V, nguồn điện trên 5.0V có thể đảm bảo hiệu suất tốt nhất + Thiết kế tiêu chuẩn cấp công nghiệp, hỗ trợ -40 ~ 85 ° C để làm việc trong thời gian dài
+ Giao diện SMA-K ho ăng-ten bên ngoài
Bảng 1: Tham số gi i hạn
Nguồn điện (V) 0 5.5 Điện áp trên 5.5V sẽ gây ra thiệt hại l n đối v i module
C h i bị cháy là khá nhỏ khi mu ule đ ợc sử d ng trong khoảng cách ngắn
Bảng 2: Tham số hoạt ng
Hoạt đ ng voltage (V) 3.3 5.0 5.5 Nên sử d ng 5V
M đ giao tiếp (V) - 3.3 - Đối v i 5V TTL, khuyến khích thêm b chuyển đổi Nhiệt đ hoặt đ ng ( 0 C) -40 - 85 Kiểu dáng công nghiệp
Tần số hoạt đ ng (MHz) 410.25 - 493.2
5 Hỗ trợ băng tần ISM
Dòng TX (mA) - 610 - Tiêu th điện năng t c thì
Dòng ng (uA) - 2 - Phần m m đã tắt
Công suất TX tối đ ( Bm) 29.5 30.0 30.5 Đ nhạy (dBm) -146 -147 -148 Tố đ dữ liệu không khí là 2.4 kbps
Tố đ dữ liệu không khí
(bps) 0.3k 2.4k 62.5k Đ ợc kiểm soát thông qua lập trình c ng ời dùng
Tham số chính Mô tả L u ý
Khoảng h để tham khảo 1200m Đi u kiện thử nghiệm ： Khu vực rõ ràng và mở, đ lợi ăng ten: 5 Bi hi u o ăng ten: 2.5m, tố đ dữ liệu không khí: 2.4kbps
Có thể đ ợc cấu hình thông qua lệnh i dạng 32/64/128/240 byte mỗi gói để truy n
Tần số quét 32MHz Đi u chế Lora
Giao diện truy n thống SMD
Kết nối 2.54mm Lỗ tem
Ph ng th c giao tiếp SPI 0-10Mbps
Antenna IPEX/IPEX Trở kháng 50 ohm
- Mạch giao tiếp Lo a ợc sử dụng trên mạch là:
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp Lora
Lora E220-400M30S ùng để truy n nhận tín hiệu qua lại Vi đi u khiển thực hiện đi u kiện trong h ng tr nh xong, nếu thấy th y đổi dữ liệu thì ngay lập t c Lor đ ợc setup ch năng xử lí dữ liệu và truy n tín hiệu đi Khi đó Lor b n bảng matrix (P10) phát hiện ra tín hiệu đ ợc truy n nhận thì thực hiện ch năng nhận tín hiệu và xử lí tín hiệu đó
STT Tên Trạng thái Ch c năng
1 GND Dây nối đất, đ ợc kết nối v i mặt đất tham chiếu nguồn
Nút nhấn RF nhận đi u khiển hân, đ ợc kết nối v i IO c vi đi u khiển bên ngoài và đ ợc kích hoạt ở m c cao
Nút nhấn RF nhận đi u khiển hân, đ ợc kết nối v i IO c vi đi u khiển bên ngoài hoặc DIO2 v đ ợc kích hoạt ở m c cao
4 DIO2 Ngõ vào / ngõ ra Cổng IO phổ thông có thể cấu hình
6 DIO1 Ngõ vào / ngõ ra Cổng IO phổ thông có thể cấu hình
7 BUSY Ngõ ra Báo trạng thái
8 NRST Ngõ vào Chân đầu vào kích hoạt thiết lập lại chip, hợp lệ ở m c thấp
9 MISO Ngõ ra Chân đầu ra dữ liệu là SPI
10 MOSI Ngõ vào Chân đầu ra dữ liệu là SPI
11 SCK Ngõ vào Chân đầu ra dữ liệu là SPI
12 NSS Ngõ vào Pin chọn chip mô-đun để bắt đầu giao tiếp SPI
13 ANT Giao diện ăng-ten, lỗ tem (trở kh ng đặc tính
+ DIO1: Ngắt TX done, RX done, TX RX timeout
+ Byte 1 – Byte 2: Số xe hiện tại
+ Byte 3 – Byte 4: Số chỗ bãi xe
Dòng vi đi u khiển 32 bit STM32 dựa trên b xử lý Arm Cortex-M đ ợc thiết kế để mang lại m đ tự do m i ho ng ời dùng MCU Nó cung cấp các sản phẩm kết hợp hiệu suất rất cao, khả năng t ng thí h v i thời gian thực, xử lý tín hiệu kỹ thuật số, hoạt đ ng công suất thấp, điện áp thấp và kết nối, trong khi vẫn duy trì tích hợp đầy đ và dễ phát triển
STM32 là m t trong những dòng chip phổ biến c a ST v i nhi u họ thông d ng nh F0, F1, F2, F3, F4… STM32F103 thu c họ F1 v i lõi là ARM COTEX M3 STM32F103 l vi đi u khiển 32 bit, tố đ tối đ l 72MHz B nh nhúng tố đ cao (b nh fl sh l n đến 128Kbyte v SRAM l n đến 20Kbyte) và m t loạt các công I/O nâng cao, thiết bị ngo i vi đ ợc kết nối v i h i APB buses Gi th nh ũng kh rẻ so v i các loại vi đi u khiển có ch năng t ng tự Mạch nạp ũng nh ông lập trình kh đ ạng và dễ sử d ng
Vi đi u khiển STM32 hoạt đ ng v i nguồn điện từ 2.0V đến 3.6V, dải nhiệt đ từ -40 0 C đến +85 0 C, dải nhiệt đ mở r ng từ -40 0 C đến +105 0 C M t chế đ tiết kiệm năng l ợng toàn diện cho phép thiết kế các ng d ng sử d ng ít năng l ợng
Ứng d ng
3.1 S ồ khối kết nối toàn hệ thống
Hình 3.1 Sơ đồ kết nối toàn hệ thống.
CƠ SỞ THỰC HIỆN
Tổng quan
Hiện n y, vi đi u khiển STM32 đ ng rất phổ biến trong công nghiệp n c ta
Hình 3.2 Sơ đồ kết nối và chức năng sử dụng của STM32
Mạch CPU gồm có nguồn vào 5V, 3.3V và m t số chân cần điện trở kéo nguồn để hoạt đ ng Nguồn vào dùng m t io e 1N148 để tránh mắc sai dây nguồn thì mạch h , không hoạt đ ng, mắc thêm m t t 1000 /25V để lọc nguồn, khử nhiễu cho hệ thống hoạt đ ng ở m c ổn định nhất v vi đi u khiển tăng tuổi thọ
3.2.2 Mạch cấp nguồn (Power Supply) và mạch Connector
Hình 3.3 Nguồn xung kết nối module LM2596 giảm điện áp
Mạch cấp nguồn bao gồm: nguồn xung loại 24V 5A, mo ule LM2596 ùng để giảm điện áp xuống 5V và 3.3V Nguồn 5V đ đi ấp nguồn cho STM32, Relay trung gian, Lora, LCD, RTC Nguồn 3.3V đ đi ấp nguồn cho nút nhấn (button), STM ( hân 3.3V) v ùng để kéo nguồn cho Port Out hoạt đ ng
Hình 3.4 Giao tiếp LCD, button hoạt động mức Low
LCD có hai loại hiện đ ng đ ợc dùng phổ biến hiện nay là LCD loại 20x4 và 16x2, vì hai loại này khá nhỏ và phù hợp v i việc giám sát hệ thống khi t i đặt LCD đ ợc dùng trong mô hình là LCD loại 16x2, m đí h để i đặt thời gian thực, kiểm soát số l ợng, i đặt số l ợng khi th y đổi chỗ quản lí xe Mo ule LCD đ ợc giao tiếp v i module STM32 thông qua chuẩn giao tiếp I2C Chuẩn giao tiếp I2C thực hiện ch năng lấy dữ liệu từ STM32 thông qua hai chân dữ liệu SDA và SCL và xử lí tiết kiệm chân cho dự án Mô hình có thể hiển thị hoặ i đặt thời gian thực thông qua DS1307 và có thể i đặt số l ợng xe đã v o hoặc số l ợng xe tối đ ó thể ch a
Hình 3.5 Sơ đồ kết nối Relay trung gian
Relay trung gian là mạ h đi u khiển hoàn toàn tách rời đối v i vi đi u khiển STM32, vì hiện tại có các linh kiện khá hữu ích chúng có thể dẫn điện từ nguồn khác mà không ảnh h ởng đến hiệu năng sử d ng IC PC817 là IC quang cách ly giúp cho hệ thống ít bị h tổn trong tr ờng hợp không may mạch có vấn đ gây ra cháy thì relay không bị ảnh h ởng vì có IC quang cách ly Dùng IC C1815 để kích thoạt th y v đ dữ liệu trực tiếp v o đi u khiển thì sẽ gây ra tình trạng không đ òng để relay hoạt đ ng Vì thế ùng IC C1815 để kéo dòng trực tiếp khi IC cho phép dẫn điện vào cu n dây relay hoạt đ ng Rel y trong đ tài này dùng hiện tại có 2 tiếp điểm dùng chính là
NO và NC, dùng chung m t chân COM M đí h hính để đóng ngắn các tiếp điểm cung cấp điện để thực hiện qu tr nh đóng mở Barie cho phép xe ra-vào và thực hiện tăng, giảm số l ợng xe trên màn hình hiển thị P10.
Kết quả thực tế
Hình 3.6.Mô hình thực nghiệm đếm xe ra-vào
Trong thiết kế n y, vi đi u khiển STM32 đ ợc lựu chọn làm vi xử lí trung tâm cho thiết bị hoạt đ ng trên nguyên tắc nhận tín hiệu và xử lí s u đó đi đi u khiển thiết bị ngoài tùy thu c vào m đí h ng ời dùng Số l ợng xe i đặt có thể tăng giảm tùy theo diện tí h n i ần quản lí số l ợng xe vào-ra M đính đ t i đ r l giải quyết đ ợc vấn đ ây điện và có thể di chuyển đ ợc Dữ liệu cảm biến từ cảm biến vòng từ (PD132) đ ợ đ v o vi xử lí Khi đã xử lí dữ liệu th vi đi u khiển thực hiện xuất tín hiệu làm kích hoạt chân Lora và cho phép Lora gửi tín hiệu đi Đồng thời kích hoạt module giao tiếp giữa hai mạng truy n thông không ây Lor đ ợc sử d ng trong hệ thống Module Lora E22-400M30S nằm trong bảng hiển thị, nhận đ ợc tín hiệu phát từ Lora Gateway thì thực hiện xử lí và hiển thị lên matrix P10 Các thành phần c a m t hệ thống bao gồm: Card STM32F103C8T6, module Lora E22-400M30S, cảm biến vòng từ PD132, Relay trung gian (kính), màn hình hiển thị LCD, m trix P10 để hiển thị thông tin đếm xe,…
Khi cấp điện cho hệ thống hoạt đ ng, vi đi u khiển thực hiện kiểm tra tín hiệu c Lor ó đ ng ho phép gửi dữ liệu hay không Nếu đ ng gửi dữ liệu thì chờ timer ngắt và delay m t khoảng 60ms để tránh bị treo hệ thống Nếu Lora không gửi dữ liệu thì sau 40ms biến cờ truy n bận (TRUE) thực hiện ngắt DIO1 Nếu hân DIO1 h đ ợc ngắt hoàn toàn thì chờ đến khi nào ngắt hoàn toàn m i thực hiện lệnh reset biến cờ v mặ định b n đầu V ng y s u đó lại chờ timer ngắt xong m i trở v kiểm tra Lor ó đ ng gửi dữ liệu hay không và hoạt đ ng c nh thế theo vòng lặp
M t mạng truy n thông bao gồm 4 khối chính: Khối cảm biến, khối xử lý, khối truy n thông và khối nguồn
+ Khối nguồn có ch năng ung ấp điện áp m t cho khối xử lý thực thi B nguồn là các pin cung cấp năng l ợng cho các node cảm biến và gateway
+ Khối cảm biến: bao gồm 4 vòng tròn cảm biến từ phân biệt làn xe vào-ra và cho phép xe đi-đến Khối cảm biến này thu thập thông tin và chuyển dữ liệu đến khối xử lí
+ Khối xử lí ở gateway thì hoạt đ ng v i tần suất nhi u h n v li n t h i khối xử lí
Nó nhận tín hiệu từ các khổi cảm biến xử lý l u trữ và gửi thông tin thông qua truy n thông mạng không dây Lora
+ Khối truy n thông (Lora và anten): có ch năng thu nhận và phát thông tin giữa các node Dựa trên yêu cầu ng d ng và sự li n qu n đến truy n đạt nó th ờng sử d ng sóng phù hợp radio
Hình 3.7 Gateway xử lí thông tin và hiển thị thông số kiểm soát
Mô hình thực nghiệm nghiên c u đ ợ ùng 2 l n đ ờng vào và ra Tuyến đ ờng 1 (vào) gồm 2 vòng cảm biến vòng từ đ ợc kéo dài và kết nối v o PD132 đ ợc đặt ở trong t điện Tín hiệu đ ợ đ v o vi xử lí, đem đi so s nh v i l u tr nh đã viết Nếu thỏ đi u kiện thì vi xử lí xuất ra tín hiệu đi đi u khiển nh : rel y, kí h hoạt chân DIO1 cho phép Lora gửi tín hiệu đi,…
Hình 3.8 Hệ thống hiển thị và tủ điện khi không có xe ra-vào
V i diện tích có thể đo đạ đ ợc, nhóm tác giả đã giả định số l ợng xe có thể vào là 300 chiếc xe gán máy Khi cảm biến vòng từ không phát hiện xe đi v o hoặ đi ra thì hệ thống truy n nhận thông tin v đ ợc hiển thị lên màn hình led matrix P10 C thể, số l ợng xe hiện đ ng ó ở trong khu để xe là 0, số l ợng tối đ m xe ó thể đ vào là 300 và hiển thị thông tin ―MOI VAO‖ Khi đó xe ó thể vào cho t i khi số xe bằng tổng thì hiển thị ―HET CHO‖ v khi đó không hấp nhận bất c m t xe máy nào vào thêm Nếu muốn vào thì phải chờ có m t hoặc nhi u xe khác ở trong ra thì m i đ xe v o đ ợc
Bảng 7: Tổng hợp kết quả truyền nhận tín hiệu từ STM32F103C8T6:
Số lần Giá trị Số lần Giá trị Số lần Giá trị
Quy trình xe vào-ra:
Quá trình xe vào-ra, cảm biến thu tín hiệu đ v o xử lí bằng vi đi u khiển STM32 v đ ợ đi u khiển thông qu rel y kính nh h nh i đây:
(a) Cảm biến phát hiện xe đ ng đi v o (c) Cảm biến phát hiện xe đ ng đi r
(b) Cảm biến vòng từ phát hiện xe đã đi v o ho n to n (d) Cảm biến vòng từ phát hiện xe đã r ngo i ho n to n
Hình 3.9 Cảm biến vòng từ hoạt động khi phát hiện xe vào-ra
Khi cảm biến vòng từ phát hiện xe đ ng đi v o ( ), ng y lập t c b đi u khiển PD132 gửi tín hiệu l n vi đi u khiển STM32 xử lí Nếu số l ợng xe đ ng òn trống thì vi đi u khiển gửi tín hiệu đi, kí h hoạt relay hoạt đ ng và cho phép thanh chắn Barie mở lên ho đến khi xe đi qu Trong tr ờng hợp đặc biệt, do số l ợng xe vào quá ni u trong cùng m t lúc thì cảm biến vòng từ PD132 vẫn đi u khiển relay hoạt đ ng và cho phép v o Trong khi đó vi đi u khiển đ ng đi u khiển rel y đóng b rie lại nh ng lại có tín hiệu từ cảm biến vòng từ xe đ ng v o th ng y lập t vi đi u khiển hoạt đ ng lại trạng thái kích hoạt cho relay barie mở r Ng ợc lại, khi cảm biến vòng từ phát hiện xe đ ng đi r (b) th PD132 ũng thực hiện gửi tín hiệu l n tr n ho vi đi u khiển STM32 xử lí S u đó, vi đi u khiển gửi tín hiệu đi mở thanh chắn B rie ho phép xe đi ra Khi barie mở và cảm biến vòng từ ( ) đã không òn ph t hiện xe chuyển đ ng vào nữ th lú đó ảm biến vòng từ (b) hoạt đ ng để phát hiện xe đã v o ho n to n Khi barie mở và cảm biến vòng từ ( ) đã không òn ph t hiện xe chuyển đ ng ra nữa thì lú đó ảm biến vòng từ (d) hoạt đ ng để phát hiện xe đã r ho n to n S u khi ảm biến (b) và (d) phát hiện xe vào-ra hoàn toàn thì thực hiện đ n y u ầu đóng B rie v gửi tín hiệu đi bằng ph ng th c không dây Lora và hiển thị lên màn hình P10
Bảng 8: Tổng hợp kết quả nhạy tiếp iểm relay:
Số lần Giá trị Số lần Giá trị Số lần Giá trị
* Kết quả thí nghiệm vào-r đ ợc hiển thị trên màn hình P10:
Hình 3.10: Màn hình hiển thị tăng và giảm khi xe đã vào-ra hoàn toàn
Hình trên là m t số kết quả thực tế đ ợc nhóm tác giả thự h nh v đ v o để hiển thị cách th c hiển thị c a P10 Khi hệ thống hoạt đ ng m h ó xe v o r th hiển thị số l ợng là 0 và hiển thị số l ợng có thể v o l b o nhi u để ng ời tham gia biết có còn chỗ để gửi xe v o h y không V đây hỉ là màn hình hiển thị cho nên khi nhận tín hiệu từ Lor ph t đi th m i th y đổi màn hình Vì thế, khi nhận đ ợc tín hiệu gửi từ Lora Gateway thì màn hình thực hiện hiển thị số xe vào lên 1 Xe vào- ra c lặp đi lặp lại nh thế đến khi xe vào bằng v i số xe tổng thì hiển thị ―HET CHO‖ v không chấp nhận m t xe nào vào thêm Phải chờ có xe khác bên trong ra thì m i có chỗ trống để xe khác tiếp t đ v o Khi xe r đồng thời chuyển đổi ―HET CHO‖ th nh ―MOI VAO‖
Hình 3.11 Cảm biến vòng từ phát hiện xe ra (a) và màn hình hiển thị (b)
Khi hệ thống hoạt đ ng b nh th ờng m h ó xe n o v o hoặ đã r hết (b) Nếu lú đó ó ng ời ra tiếp (a) thì không thể ra vì biến đếm hiện tại đ ng bằng 0 Chỉ cho phép ra khi tuyến đ ờng m t ó xe v o v khi đó biến đếm có dữ liệu thì xe m i ra đ ợc
Hình 3.12 Cảm biến vòng từ phát hiện xe vào (c) và màn hình hiển thị (d)
Khi hệ thống hoạt đ ng lú đầy xe (d) mà cảm biến vòng từ có phát hiện tín hiệu m i (c) th lú đó vi đi u khiển không thực hiện mở barie Nếu lú đó ó ng ời ra thì phải chờ ng ời trong ra hẳn ngoài thì m i tiếp t đ xe v o đ ợc
* S đồ giải thuật slave (bảng led):
Khi cấp nguồn cho b đi u khiển hiển thị ũng nh bảng hiển thị thông tin P10, kiểm tra tín hiệu quét c a Lora v i thời gian 70ms Nếu không có tín hiệu thì ngắt chân DIO1 Lora và set Lora ở chế đ nhận tín hiệu (RX) ho đến khi nhận đến tín hiệu thì thoát khỏi vòng lặp Nếu kiểm tra tín hiệu Lora mà nhận đ ợc tín hiệu truy n từ Lora Gateway thì thực hiện kiểm tra gói dữ liệu truy n v đ ợc nhận từ Lora slave Nếu đúng ữ liệu truy n nhận m h ng tr nh i sẵn thì sẽ đ ợc hiển thị lên màn hình P10, còn nhận đ ợc tín hiệu nh ng không đúng v i định dạng đ ợ i đặt sẵn thì lại quay v trạng thái kiểm tra tín hiệu truy n nhận c a Lora Hoạt đ ng theo vòng lặp, không phát hiện tín hiệu thì kiểm tra tiếp, có tín hiệu m không đúng v i định dạng thi kiểm tra tín hiệu tiếp, ho đến khi nhận đ tín hiệu v đúng v i định dạng thì thực hiện hiển thị matrix P10
Hình 3.13 Mô hình kết nối thực tế led hiển thị matrix P10
Khi cấp nguồn cho bảng led hoạt đ ng, vi đi u khiển ở trạng thái quét tín hiệu nhận v từ Lora G tew y Cho đến khi phát hiện tín hiệu đ ợc gửi đến th vi đi u khiển STM32 đọc giữ liệu từ Lora truy n v v đi kiểm tra v i dữ liệu hiện đ ng ó
S u đó, hiển thị dữ liệu lên màn hình led matrix P10
Hình 3.14 Mô hình mô phỏng làn đường xe vào (trước và sau)
Mô hình nhận dạng cảm biến xe vào-ra gồm ó h i l n xe đ ợc nhóm thực hiện mô phỏng thông qua tấm ván mặt phẳng và cuốn cu n dây ở i t ợng tr ng ho vòng loop đ ợc lắp đặt i lòng đ ờng theo hình dạng vòng tròn Khi xe đi v o vòng loop, vòng loop tạo ra từ tr ờng v đ tín hiệu v PD132 để thực hiện đóng ngắt các tiếp điểm trong PD132.
