đồ án tốt nghiệp nghiên cứu xây dựng hệ thống bãi đỗ xe thông minh cho tòa nhà

Một giải pháp được đưa ra đề giải quyết vấn đề trên đó chính là áp đụng xây dựng các bãi đỗ xe thông minh ngay trong chính diện tích đất sử dụng của các tòa nhà, đáp ứng các nhu cầu gửi

Quet thé dau ra

Ưu điểm cUa hệ thống

a) Tính an toàn của hệ thống bãi xe thông minh:

- Nhận dạng được tất cả các loại biển số xe cơ giới của Việt Nam: biên trắng, biến xanh, biển đỏ, biển nước ngoài, biến ngoai g1a0, ;

- Moi thé tir ding dé gti xe co ID riéng khéng c6 thé nao gidéng thé nào và thẻ phải được đăng ký với hệ thống mới được sử đụng:

- Thông tin xe gửi bao gồm: hình ảnh xe, hình ảnh chủ của xe hoặc là toàn cảnh xe, biên số xe, thời gian gửi, được mã hóa và lưu lại trong máy tính.

- _ Ghi bình 24/24 và có cơ chế thiết lập cơ sở đữ liệu dự phòng (trừ khi có những sự có bất ngờ xảy ra):

- Phan mềm quản lí được phân quyên truy cập với các mức phân quyền khác nhau phù hợp với từng đối tượng quản lý b) Tính thuận tiện của hệ thống bãi xe thông minh:

SVTH: Lop: Ki thudt dién tw & tin hoc céng nghiép K60

-_ Giảm thao tác cho người vận hành: thời gian cho 1 lượt xe chỉ mất là 3 giây, và trung bình 1 phút sẽ xử lý được 20 xe trên | lan,

- _ Người gửi không cần chờ đợi ghi vé như bãi đỗ xe truyền thống e) Tính minh bạch của hệ thống bãi gửi xe thông minh:

- _ Giá tiên trông giữ xe được hiển thị rõ ràng tường minh ngay trên giao diện phần mềm, giúp cho người gửi xe có thể nhìn thấy được và không bị thu tăng tiền vô cớ;

- _ Với mức giá tiền thu giữ xe thì có thể cài đặt theo khung giờ khác nhau, ngoài ra giá này chỉ có thê thay đổi, cài đặt lại trên phần mềm bởi quản lý cấp cao;

- _ Số lượng vé phát ra cũng như thông tin vé được lưu trữ trên cơ sở đữ liệu đã được mã hóa, không thể làm giả vé, kế cả là nhân viên vận hành cũng không thê thay đối hay sửa chữa thông tin ghi trên vé;

- _ Đồng bộ thời gian giữa server và các máy client;

- _ Không thay đôi được thời gian hệ thống - cài đặt này giúp tránh những trường hợp gian lận tiền gửi xe đ) Tính tiết kiệm:

- Giảm số lượng nhân viên vận hành hệ thống 1 cach tối đa;

- _ Giảm chi phí quản lý e) Chuyên nghiệp:

-_ Phong cách làm việc văn minh, lịch sự, hiện đại với những công nghệ cao

- _ Đảm bảo xe cho khách an toàn 100% f) Linh động:

- Ap dung cho nhiéu mé hinh bai xe khac nhau, quan li nhiều phương tiện

CAU TRUC CUA BAI DO XE THONG MINH

1 12 Cấu trúc bãi đỗ xe thong minh

Một hệ thống bãi đỗ xe thông minh bao gồm 2 thành phần chính:

- _ Hệ thống giám sát bãi đỗ xe thông minh

- _ Hệ thống chỉ dẫn bãi đỗ xe thông minh

Hai hệ thống trên là hai hệ thống riêng biệt, tuy nhiên đề tạo nên một bãi đỗ xe thông minh hoàn chỉnh cũng như hoạt động một cách tối ưu nhất cho nguoi su dụng và người quản lý hai đây là hai thành phần không thể thiếu

Hệ thống giám sát bãi đỗ xe thông minh đóng vai trò kiểm soát toàn bộ các hoạt động vào ra, quản lý dữ liệu

Hệ thống chỉ dẫn của bãi đỗ xe thông minh đảm nhận vai trò chỉ dẫn, hướng dan, và hiển thị chỗ trồng, giúp người dùng có thê tìm cho mình những vi trí đỗ xe hợp lí, tiết kiệm thời gian

1.2.1 Hệ thống giám sát bãi đỗ xe thông minh

Hệ thống giám sát bãi đỗ xe bao gồm các thành phần:

@ Barrier tự động tích hợp bộ điều khiến trung tâm;

May tinh va phan @ mềm quản lí Ầ

Bộ điều khiển trưng tam Barrier tự động Đầu đọc thẻ

Hình I 13 Sơ đồ kết nỗi các thiết bị trong hệ thống giám sát

a) Barrier tu động - Barrier tư đông được sử dụng phô biến trong kiểm soát và điều tiết giao thông tại nhiều khu vực như trạm thu phí, trường học, bệnh viện đến cơ quan hành chính, trụ sở doanh nghiệp, trung tâm thương mại, khu công nghiệp,

- _ Chức năng chính của barrier tự động là điều tiết giao thông, phân làn phương tiện với nguồn điện dân dụng (220V) Việc vận hành được tự động hóa cao, đóng mở thanh chắn thông qua điều khiển từ xa hoặc hệ thống cảm biến nhiệt, cảm biên từ, cảm biên an toàn, a

: Hình 1 14 Một số mẫu barrier

- Day la bé phan quan trọng nhât của thiết bị, được xem như “trung tâm đâu não” điều khiển mọi hoạt động cua barrier

- Tu barrier sé duoc lam tir hop kim nhém va son tinh dién ngoai cing dé chống trầy xước, chống gỉ sét, rung lắc hay va chạm không cần thiết

- Bên trong tủ kỹ thuật là hệ thống các chỉ tiết bao gồm: lò xo trợ lực, bộ động cơ và bảng main của thanh chắn tự động b) Vòng từ - Barrier được điều khiến đóng, mở từ phần mềm thông qua cặp tiếp điểm NO của Door (Lock) Relay trên đầu đọc thẻ (bộ điều khiến)

- Barrier được điều khiến tự động đóng xuống khi có xe đi qua thông qua Loop Detector

- _ Loop Detector (Bộ dò vòng từ) có chức năng điều khiến Barrier tự động đóng xuống khi có xe đi qua

- Loop Detector bao g6m các vòng đây điện được chôn dưới nền đường, trên hướng di chuyến của xe và nối với I bộ điều khiến

- _ Loop Detector được nỗi trực tiếp với Barrier thông qua cặp tiếp điểm LOOP,

Hinh 1 16 Bộ do vong tw Loop Director Nguyên lý hoạt động:

- _ Mặt đường được cắt thành các rãnh sâu khoảng 3~5cm theo dạng hình chữ nhật Chôn dây cảm ứng xuống rãnh này theo nhiều vòng lặp vào ra tại cùng một điểm

- Hai dau dây được chôn được kéo dài về đến thiết bị bộ dò vòng từ Thiết bị bộ dò vòng từ sẽ gây ra một từ trường trong khu vực vòng lặp Một tần số liên tục sẽ được thiết lập ở trạng thái bình thường ( trạng thái không có xe đi qua) Khi có một vật kim loại lớn ( xe máy, ô tô ) di chuyền trên bề mặt vòng từ, nó sẽ làm tắng tần số và được nhận biết bởi bộ do vòng từ Khi nhận được tín hiệu, bộ dò vòng từ có thê đưa tín hiệu đên các bộ điều khiên

Hinh 1 17 Vòng từ áp dụng phố biến trong thực lễ hiện nay

Camera giảm sát a) Lựa chọn camera

Bang 1 1 Tiếu chuẩn chọn camera cho hệ thống giám sát

Camera chụp ảnh Biển số Camera chụp ảnh Toàn cảnh Ống kính Tiêu tự thay đổi: 922mm hoặc5- Tiêu cự cố định, hoặc 2-9mm,

Chức năng đặc biệt Có thể điều chỉnh các thông số về Không yêu cầu chức năng đặc hinh anh nhu Brighness, Contrast, biệt Sharpness, BLC, HLC, WDR, Shutter Speed

Camera nhận dạng biển số chuyên dụng, có khả năng nhìn rõ biển số trong các điều kiện ánh sáng khác nhau (tùy chọn - phụ thuộc nhu cầu)

Chủng loại camera Analog Sử dụng cùng với DVR card (GeoVision GV-600B,

ADLINK RTV24, USB Capture Card) IP Panasonic, Axis, Sony, Bosch, Samsung, Dmex,

Analog HD Sử dụng cùng với DVR của Hikvision (port 8000), TVI, CVI, AHD Dahua (port 37777), NetSurveillance (port 34567)

- _ Camera toàn cảnh và camera chụp biên sô được tích hợp vào hệ thong giup cho việc quản ly va giám sát bãi đô xe một cách toàn diện

Thông qua hình ảnh và phần mềm nhận diện biến số từ đó có thé:

Khi xe đã đỗ tại bãi, phần mềm quản lý bãi đỗ xe cho phép truy xuất thông tin thông qua biển số xe Qua đó, người dùng có thể tra cứu hình ảnh xe, thời gian xe vào/ra, và vị trí đỗ của xe trong bãi.

Hạn chế các thao tác khi dung thẻ từ Camera nhận diện biên số điều khiến barrier đóng mở tự động

Giúp tài xế truy lại vị trí ô đỗ xe (đối với xe hơi) trên điện thoại dé dàng khi bị quên vị trí đỗ b)Lắp đặt camera

Camera lắp đặt không vướng vào tầm đi chuyên của khách hàng và phương tiện Camera được lắp đặt chắc chắn, không bị xê dich vi tri

Camera không bị che khuất tầm nhìn bới xe hoặc đầu của người phía sau, hoặc boi barrier; y1=1,6m camera y2=0,4m d =1m a>ằ=z45% Đầu người xe phío sau y1 a bién sé cua xe trước nm ‘

Hình Ì 19 Góc nghiêng của camera Cách tính toán góc nghiêng này có thê thay đôi theo từng mặt bắng của từng hệ thống khác nhau

Góc nghiêng của biên số trên ảnh nằm trong giới hạn cho phép

Kích cỡ vùng biến số trên ảnh phù hợp

Khoảng cách từ camera đến xe và chiều cao của camera so với xe phù hợp

Camera lắp quá cao và quá gần đầu xe có thể làm cho phần mềm không nhận dạng được biên số hoặc nhận dạng không chính xác

Chỉnh nét (Focus) camera đê các chữ trên biển số nét nhất có thé

Chỉnh Zoom đề camera quan sát vừa đủ | lan xe

Biến số không bị lóa sáng:

„ Hỡnh ù 20 Biộn số lúa sỏng khụng nhận điện được Khắc phục tình trạng biên số bị lóe sáng:

Chọn loại camera chất lượng tốt

Giảm độ sáng ngay từ trong camera thông qua các phím menu trên camera hay giảm độ sáng từ phần mềm trên máy tính

Chọn vị trí lắp đặt thích hợp hay đặt công cụ đề che bớt ánh sáng như bảng thông báo, biến hiệu,

Khi lắp đặt camera toàn cảnh, cần đảm bảo camera có góc quan sát rộng đủ để bao quát toàn bộ xe ô tô hoặc đối với xe máy, phải quan sát rõ mặt người gửi xe và một phần đầu xe Điều này giúp ghi lại hình ảnh rõ nét, giúp dễ dàng quản lý và theo dõi phương tiện ra vào bãi đỗ xe.

Camera toàn cảnh phải được lắp cô định và chắc chắn,không bị ảnh hưởng góc quay, rung động di chuyên của các phương tiện

Camera toàn cảnh phải được lắp đặt với ánh sáng ngược phù hợp, tránh tình trang bi ngược sáng, lóe sáng dẫn đến thu được hình ảnh kém chất lượng Đầu đọc thẻ a) Lựa chọn đầu đọc thẻ

Bang 1 2 Các loại đầu đọc phố biến

8.1881 : Hãng Model Chuẩn giao tiếp

FingerTec Ingressus + i-Kadex, Kadex, m-Kadex, TCP/IP

IDTECK ICON100 + IP10/20/30, IP10 (RS232), RF-245, RS232,

ZKTeco Tất cả các model đầu đọc thẻ TCP/IP

AR-725E (IP) TCP/IP

Hinh 1 22 Hình mình họa hệ thống chỉ dẫn -

- _ Hệ thông chỉ dân đỗ xe là một bộ phận không thê thiêu cho bai do xe thông minh hiện nay

- _ Nó thể hiện các tiêu chí linh động, hiện đại và vô cùng hiệu quả

- _ Tủy vào nhu cầu mà có thể trang bị hệ thống cao cấp hay đơn giản nhưng vẫn đem lại hiệu quả cho từng công trình

1.2.3 MỘT SÓ HÌNH ẢNH HE THONG THUC TE Dưới đây là một vài chỉ tiết về một bãi đỗ xe thông minh thực tế em xin giới thiệu trong quá trình nghiên cửu và tìm hiểu hoạt động thực tế của một bãi đỗ xe thông minh cho chung cư Gold Season tại địa chỉ 47 Nguyễn Tuân, Thanh Xuân, Hà Nội:

- _ Cung cấp nhu cầu của cư đân của tòa nhà về đỗ gửi xe;

- _ Hệ thống hiện đại với các thiết bị tiên tiến;

- Ham gửi xe của tòa nhà được chia làm 3 hầm BI, B2 và B3 bao gồm 650 chỗ đỗ xe cho ô tô vả hơn 1300 chỗ đỗ xe cho xe máy, xe đạp:

- Hệ thống bãi đỗ xe ở đây được thiết kế 2 đầu vào và I đầu ra với các làn xe máy và ô tô riêng biệt;

- _ Hệ thống kết hợp với cách vạch kẻ sơn, mũi tên chỉ đẫn giúp người sử dụng dễ dàng hơn trong việc tìm điểm đỗ xe cũng như ra vào bãi đỗ xe;

- _ Đây là hệ thống bãi đỗ xe thông minh điền hình hiện nay được lắp đặt trong tâng hâm của các công trình cao tâng, chung cư

Hình 1 31 Camera toàn cảnh và camera chụp biên số Camera được găn cô định và chắc chăn tuân thủ các nguyên tắc lắp đặt trãnh các vân đê được đề cập ở trên

Hình 1 32 Hệ thống chỉ dẫn thực tẾ

1.3 Mục đích luận án s% Giới thiệu mô hình bãi đỗ xe thông minh s% Mô phỏng mô hình bãi đỗ xe thông minh s% Thiết kế mô hình mẫu và thử nghiệm

Giữa thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa, vẫn đề gia tăng dân số dẫn tới việc bùng nỗ gia tăng về phương tiện, bãi đỗ xe là thứ không thê thiếu tại các tòa chung cư, công ty tập đoàn hay như những nơi giải trí vui chơi Xây dựng một bãi đỗ xe thông minh là điều rất cần thiết để có thế quản lý, và khai thác bãi đỗ xe một cách triệt đề.

THONG MINH Một mô hình bãi đỗ xe hoàn chỉnh được tạo thành từ 2 thành phân chính là

Hinh 1 25 B6 diéu khién ving ZCU Thong so

= Dién ap hoat dong: 12Vdc m Dòng điện toi da: 1000 mA a Kich thude: 25emx35cemx12cm m Chuẩn truyền thông: RS485 m Tốc độ truyền thông 9600 bps m Khoảng cách truyền thông tối đa: 1000 m - Đầu ra VGA m Kết nối mạng LAN: cho phép máy tính truy cập được thông qua mạng LAN m Quản lý tối đa 60 thiết bị bao gồm ZCU và bảng LED

Bộ điều khiến khu vực Bộ điều khiến cấp nguồn và quản lý các cảm biến siêu âm, mỗi bộ điều khiến cho phép nối tới tối đa 60 cảm biến

Hinh 1 25 B6 diéu khién ving ZCU Thong so: m Điện áp hoạt động: 24Vdc m Dòng điện tối đa: 200 mA m Kích thước: 25cmx35cmxl2cm

SVTH: Lop: Ki thudt dién tw & tin hoc céng nghiép K60 m Cổng truyền thông l: kết nối tới bộ điều khiển trung tâm va bang LED m Chuẩn truyền thông RS485 m Tốc độ truyền thông 9600 bps m Khoảng cách truyền thông tối đa: 1000 m m Cổng truyền thông 2: kết nối tới các cảm biến siêu âm m Chuẩn truyền thông RS485 m Tốc độ truyền thông 9600 bps m Số lượng cảm biến tối đa có thê kết nối: 60 cảm biến m Các cảm biến được mắc nối tiếp rồi trực tiếp về ZCU

Cảm biến siêu âm tích hợp đèn hiến thị trạng thái chỗ trồng

- _ Cảm biến sử dụng sóng siêu âm đề phát hiện ô tô có trong khu vực cảm biến hay không, điều khiến màu xanh hoặc đỏ của đèn LED chỉ thị, đồng thời truyền tín hiệu điều khiển về bộ điều khiển khu vực ZCU

- _ Cảm biến siêu âm được lắp ở phía trên và ở giữa điểm đỗ xe

- Đèn trạng thái là đèn LED cho phép chuyền đôi màu sắc xanh hoặc đỏ báo hiệu trong vị trí đỗ xe có xe hay không

- _ Nếu trong điểm đỗ xe không có xe thì đèn hiển thị màu xanh và ngược lại sẽ hiện thi mau do

- Tín hiệu điều khiển được đưa ra từ cảm biến siêu âm lắp phía trên điểm đỗ xe

- Đèn LED báo hiệu được lắp ở phía trước của điểm đỗ xe hoặc tích hợp trực tiếp vào cảm biến chỗ trống

- Cam biến cần được lắp đặt chắc chăn tại các thanh giá hoặc hệ thống ống cứng được thiệt kê riêng

Hình 1 26 Loại cảm biến báo chỗ trồng thông dụng Thong so: m Điện áp hoạt động: 24Vdc m Dòng điện tối đa: 10 mA m Chuẩn truyền thông: RS485 m Tốc độ truyền thông: 4800 bps m Khoảng cách truyền thông tối đa 1000m m Khoảng cách phát hiện: 0,5m - 3,5m m Kích thước: l0cm x l0cm x 2,5cm

Hình 1 27 Hệ thống cảm biến tích hợp đèn báo trạng thái tai Times city Bản Led trong nhà và ngoài trời a) Bảng LED trong nhà

- Bang LED trong là đèn led hiền thị số chỗ trống và hướng mũi tên chiều đi cho lái xe trong một khu vực của ham

- Bảng LED thường được đặt ở cửa ham hoặc lối rẽ ngã ba dé chi hướng đi

-_ Với bảng LED nảy khách hàng có thé dé dang tim cho minh mét vị trí đỗ xe một cách nhanh chóng

-_ Bảng LED nhận lệnh điều khiến trực tiếp từ các bộ điều khiển khu vực ZCU

OTS AVAILABLE

THIET KE TONG QUAT

a) Lưu đồ phân hiền thị

Hình $3 8 Lưu đồ thuật toán hiển thị chỗ trong -_ Khi khởi động hệ thông, sẽ khởi tạo LCD

- _ Sau đó hệ thống sẽ quét một lượt các cảm biến hồng ngoại làm nhiệm vụ báo chỗ trồng

- — Nếu số vị trí lớn hơn không thì hiển thị vị trí trồng trên LCD và LED 7 thanh Nếu sai thì thông báo “ Hết chỗ “

Hình 3 9 Lưu đồ thuật toán kiểm soái vào ra - _ Sau khi quẹt thẻ hệ thông kiêm tra ID thẻ đã khai báo trone mã chương trình, nếu thẻ hợp lệ barrier sẽ được mở kèm theo đó LCD hiển thị “ XIN CHAO “ và sau một giây LCD hién thi “ Moi vao “

- Sau khi xe đi qua, cảm biến hồng ngoại sẽ đảm nhận vai trò như một bộ điều khiển vòng từ nhận diện và tự động đóng barrier sau hai giây

Khi xe hoàn tất ra khỏi bãi, màn hình LCD sẽ hiển thị "TAM BIET", sau đó là "MOI RA" Lúc này, cảm biến hồng ngoại sẽ đóng thanh chắn tự động.

SVTH: Lop: Ki thudt dién tw & tin hoc céng nghiép K60 c) Mã chương trình Dựa vào 2 lưu đồ thuật toán ở phía trên em tiến hành viết mã code cho vi điều khiến Trong quá trính viết mã em có tham khảo các tài liệu trên mạng cũng như nhờ bạn bè giúp đỡ một số khúc mắc

Em sử dụng phần mềm Code VisionAVR 2.05 dé lập trình cho vi điều khiển

Code VisionAVR - là một môi trường phát triển tích hợp phần mềm cho vi điều khiển Atmel AVR Nó cung cấp sự hỗ trợ rộng rãi cho các thiết bị AVR và tạo ra một đoạn mã nhỏ gọn và hiệu quả

Hình 3 10 Phẩm mém CodeVisionAVR ec over Files PARKING) Wy DNE-12-06 ge a x

2 aac “ @ & | Oe oy ô a AP "SHOW 3ịĐ đ@#%wm SG %%ô ? |6

$2 3 21 DlvAletkanooisel622ọb Received SROPARENG ae Sc 235) Bom veh

: Hinh 3 11 Pham mém Code VisionA VR

Chi tiết đoạn mã của chương trình em xin phép đê ở mục phụ lục 1.

THIET KE CHI TIET

Quá trình tìm hiểu về bãi đỗ xe thông minh đã giúp em có những cái nhìn tổng quản về cách thức hoạt động của một bãi đỗ xe thông minh Trong thời gian

thực hiện đồ án em chọn thiết kế mô hình bãi đỗ xe thông minh dựa trên các thông

GIOI THIEU PHAN CUNG

Hình 2 4 Vi điều khiển Aunegal6 ATmegal6 có các đặc điểm sau:

@ 16KB b6 nhớ Flash với khả năng doc trong khi ghi

@ 32 thanh shi chức nắng chung

SVTH: Lop: Ki thudt dién tw & tin hoc céng nghiép K60 như: trình dịch C, macro assemblers, chương trình mô phỏng/sửa lỗi, kít thử nghiêm, CPŨ của AVR có chức năng bảo đảm sự hoạt động chính xác của các chương trình Do đó nó phải có khả năng truy cập bộ nhớ, thực hiện các quá trình ® 2 bộ định thời/bộ đếm, ngắt nội và ngắt ngoại, USART, giao tiếp nỗi tiếp 2 dây

ATmegaló6 hỗ trợ đầy đủ các chương trình và công cụ phát triển hệ thong tính toán, điều khiến các thiết bị ngoại vi và quản lý ngắt

Sơ đồ chân cUa ATmegal6

XCK/T0) PB0 L| 1 LY 40 (T1) PB1 L 2 39

VCC LỊ 10 31

XTAL2 L 12 29 XTAL1 | 13 28

LI LI LỊ Lù LT LI LI Lĩ Lị

Chân L đến 8: Công nhập xuất dữ liệu song song B (PORT) nó có thể đc

PAO (ADCO) PA1 (ADC1)

Hình 2 5 Sơ đồ chân sử dụng các chức năng đặc biệt thay vì nhập xuất dữ liệu.

Chân L1, 31: GND 2 chân này đc nỗi với nhau và nối đất

CÔNG NGHỆ RFID

Công nghệ RFID viết tat boi Radio Frequency Identification là một trong những công nghệ nhận dạng dữ liệu tự động tiên tiến nhất hiện nay có tính khả thi cao và áp dụng trong thực tế rất hiệu quả RFID đang hiện diện trong rất nhiều lĩnh vực tự động hóa, rất nhiều ứng dụng quản lý và các mô hình tổ chức khác nhau nhằm đem lại những giải pháp nhận dạng dữ liệu tự động tối ưu và hiệu quả hơn

Công nghệ RFID (Nhận dạng tần số vô tuyến) cho phép đọc thông tin được lưu trữ trong chip từ xa mà không cần tiếp xúc trực tiếp, không giao tiếp vật lý hoặc không cần tầm nhìn trực tiếp Công nghệ này cung cấp phương pháp truyền và nhận dữ liệu từ điểm này đến điểm khác RFID sử dụng truyền thông không dây trong phổ tần số vô tuyến để truyền dữ liệu từ thẻ RFID đến bộ đọc RFID Thẻ RFID có thể được gắn hoặc nhúng vào đối tượng được theo dõi để thu thập dữ liệu mà không cần can thiệp vật lý.

SVTH: Lớp: Thiết bị điện tử công nghiệp K60 nhận dạng đối tượng bằng cách quét dữ liệu của thẻ và gửi thông tin đến cơ sở dữ liệu lưu trữ dữ liệu của thẻ Ví dụ, các thẻ có thể được đặt trên kính chắn gió xe hơi để hệ thống thu phí đường bộ có thể nhanh chóng nhận dạng và thu tiền trên các tuyến đường.

RFIO reader Camera 4 Parking Fee

Hình 2.6 Ung dung RFID trong bãi đỗ xe Dạng đơn giản nhât được sử dụng hiện nay là hệ thông RFID bị động làm việc như sau: reader truyền một tín hiệu tần số vô tuyến điện từ qua anten của nó đến một con chip Reađer nhận thông tin trở lại từ chip và gửi nó đến máy tính điều khiển đầu đọc và xử lý thông tin lay được từ chip Các chip không tiếp xúc không tích điện, chúng hoạt động bằng cách sử dụng năng lượng nhận từ tín hiệu được gửi boi reader ¢ ClAu tao hé thong RFID

Một hệ thống RFID tối thiêu hồm những thiết bị sau:

- Thé RFID (RFID Tag) La mét thé gan chip + Anten Duoc lap trình điện tử với thông tin duy nhất

Thẻ REID là một thiết bị lưu trữ và truyền dữ liệu đến một đầu đọc trong một môi trường tiếp xúc bằng sóng vô tuyến Thẻ RFID mang dữ liêu một vật một sản phâm (item ) nào đó và gắn lên sản phẩm đó Mỗi thẻ có các phần lưu trữ đữ liệu bên trong và cách giao tiếp với dữ liệu đó Vài thẻ RFID giống như những nhãn giấy và được ứng dụng đề bỏ vào hộp và đóng gói Một số khác được sáp nhập thành vách của thùng chứa plastie được đúc Còn một số khác được xây dựng thành miếng da bao cô tay Mỗi thẻ được lập trình với một nhận dạng duy nhất cho phép theo dõi không dây đối tượng hoặc con người đang gần thẻ đó Thông thường mỗi

SVTH: Lop: Ki thudt dién tw & tin hoc céng nghiép K60 thẻ RFID có một cuộn đây hoặc anten nhưng không phải tất cả RFID đều có vi chip và nguồn năng lượng riêng

Hình 2 7 Cấu tạo thẻ RF1D Gôm 2 phân chính:

@ Chip: (bộ nhớ của chíp có thế chứa tới 96 bít đến 512 bít dữ liệu gấp 64 lần so với mã vạch) lưu trữ một số thứ tự duy nhất hoặc thông tin khác dura trén loai thé: read-only, read-write ® Antenna: được gắn với vi mạch truyền thông tin tir chip dén reader

Antenna có công suất càng lớn cho biết phạm vi đọc càng lớn

Có 2 loại thẻ tag phố biến ® Thẻ chủ động ( Active tàg) Được nuơi bằng PIN, sử dụng với khoảng cách đọc lớn

@ Thẻ bị động (Passive tag) Không cần nguồn ngoài và nhận năng lượng từ thiết bị đọc Khoảng cách đọc ngắn

- Reader hoặc sensor (cái cảm biến): đê đọc thông tin từ các thẻ, có thế đặt cố định hoặc lưu động

- Antenna: là thiết bị liên kết giữa thẻ và thiết bị đọc Thiết bị đọc phát xạ tín hiệu sóng đề kích họat và truyền nhận với thẻ

- Server: nhu nhận, xử ly đữ liệu, phục vụ giam sat, thống kê, điều khiến Điểm nỗi bật của RFID là công nghệ không sử dụng tia sáng như mã vạch, không tiếp Xúc trực tiếp Một vài loại thẻ có thê được đọc xuyên qua các môi trường, vật liệu như: Bê tông, tuyết, sương mù, băng đá, sơn, và các điều kiện môi trường thách thức khác mà mã vạch và các công nghệ khác không thể phát huy hiệu quả trong quá trình sử dụng

Thẻ RFID có thể đọc trong khoảng thời gian < 10ms Và sẽ còn có hiệu quả trong các ứng dụng thực tiễn phát sinh trong đời sống

Các khoảng cách đọc chuẩn của thiét bi RFID: Khoảng cách đọc phụ thuộc vào một sô thông sô và điêu kiện cụ thê, tủy thuộc vao thé la “active” hay “passive tà” Phần lớn thẻ RFID Passive cĩ khoảng cách đọc < 3 feet, tùy thuộc vào giải tan so cua dau doc

Hệ thống RFID str dung dai tan UHF sẽ có khoảng cách đọc lớn hơn.thậm chí có những hệ thống khoảng cách đọc có thê lên tới 300 feet ( 100 m ) phụ thuộc vào từng ứng dụng cụ thê

Dải tần hoạt động của hệ thống RFID:

Tan s6 thap - Low frequency 125 KHz: Dai doc ngan toc dé doc thap

Dai tan cao - High frequency 13.56 MHz: Khoang cach doc ngan toc d6 doc trung bình Phần lớn thé Passive sur dung dai nay

Dai tan cao hon - High frequency: Dai doc tir ngan dén trung binh, toc dé đọc trung bình đến cao Phần lớn thẻ “active” sử dụng tần số này

Dải siêu cao tần - UHE frequency 868-928 MHz: Dải đọc rộng Tốc độ đọc cao Phần lớn dùng thẻ “active” và một số thẻ Passive cao tần sử dụng dải nảy

Dai vi song - Microwave 2.45 - 5.8 GHz: Dai doc réng tốc độ đọc lớn

Chức năng chính của mạch là nhận dạng người dùng thông qua thẻ từ và một mô-đun nhận dạng điện tử Tôi đã chọn Mô-đun RFID RC522 vì nó có các ưu điểm:

Mức giá rẻ ,đễ dàng tìm thấy trên thị trường:

Hoạt động ôn định với vi điều khiển Atmegal6;

Thiết kế nhỏ gọn, đễ sử dụng Điện áp hoạt động 3,3V

Module đọc thẻ RC522 có thê đọc được các loại thẻ có kết nỗi không dây như NEC, thẻ từ (loại dùng làm thẻ giảm giá, thẻ xe bus, tàu điện ngầm )

Hình 2 8 Sơ đồ chân RC522 e@ SDA(SS): Chan lựa chon chip khi giao tiếp SPl( Kích hoạt ở mức thâp) ® SCK: Chân xung trong chế độ SPI ® MOSI(SDI): Master Data Out- Slave In trong chế độ giao tiếp SPI ® MISO(SDO): Master Data In- Slave Out trong chế độ giao tiép SPI

@ GND: Chân nối với GND

Hinh 2 9 Module RC522 và thẻ ( tag ) Module có các thông sô chính như:

@ Tần số hoạt động: 13.56MHz e Khoảng cách hoạt động: 0 ~ 60 mm ® Công giao tiếp: SPI, tốc độ tối đa 10Mbps

@ Co kha nang doc va ghi

@ Cac loai thé RFID hé tro: Mifare | S50, Mifare S70, Mifare Ultra Light e Các lĩnh kiện khác trong mach a) IC HC595

Mô hình của em với 6 vi tri dé xe cho 6 td trong tng voi 6 dén bao trang thái màu đỏ và màu xanh Tuy nhiên đề kết nối hết các Led đơn này với nhau và đưa về chân vi điều khiến thì tốn khá nhiều chân của vi điều khiến Vì vậy em chọn sử dụng IC dịch HC595 dé mo rộng ngõ ra của vi điều khiến

Hình 2 10 IC dịch 74HC595N b) LCD

THIẾT KÉ MẠCH ĐIỆN 1 Sơ đồ nguyên lý

- Van dụng những kiến thức đã được học cùng với việc tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống bãi đỗ xe Em đã thiết kế một hệ thống mô phỏng hoạt động của mô hình bãi đỗ xe thông minh phần mềm Altium Dưới đây là sơ đồ nguyên lý của mạch hệ thống

> š et a 2 g B É ec! sư -Ì aq ls

SN?411€305DI+ l1 sss.°s* Hình 2 16 Sơ đồ nguyên lí

2.4.2 Các khối trong mạch a) Khối vi điều khiển

- _ Sử dụng vi điều khiến Atmegal6a làm khối xử lý chính trong mach

CIK LAT SDA MOSI MISO

RESET sv GND xi2 FID- xT RFID-SCK

Dĩ RFID-IQR be RFID-RSI

Hình 2 17 Vi điều khiển Aumega l6 b) Module RFID-RC522

Hinh 2 18 Module RFID-RC522 - Trong mô hình, em sử dụng module RC522 với nhiệm vụ nhận diện người dùng thông qua ID của thẻ

- — Mỗi thẻ sẽ có một ID riêng, ID được khởi tạo trong phần mềm

- Module str dung nguén 3,3V và được kết nối với vi điều khiến như hình dưới:

Hình 2 20 Khối nguồn - Mach str dung ngu6n dau vào là ŠV

- Emsw dung IC AMSII7 dé dua ra mite dién 4p 3,3V cung cap điện áp hoạt động cho module RFID-RC522

- Dùng một led đỏ để báo nguồn Đề hạn dòng cho led em dùng điện trở có giá tri 1kQ

- Su dung tu 470uF dé loc nguồn

- _ Tụ0.luF để lọc các điện áp xung kim bị vọt lên d) Cảm biến chỗ trồng

SVTH: Lop: Ki thudt dién tw & tin hoc céng nghiép K60 ° 4 R1 Resistal BG ° 4 R2 Resista Be

.‹ GND eK GND ° 2 SENSOR1 ^^ ev e 2 SENSOR2_ơ ^^ Jev e Ui OND e Lt = GND

P9 P10 et R23, A, Resisianrg eH R24 Resisial 68 ° $e GND e pS ND e 2 SENSOR3 OR A {sv e 2 SENSOR4 sự e pi Resistance 5, GND e pi (Resistance PS GND

P14 P12 ° R2 Rosistay sọ ° 4 R29 Resista e8 ® F————> GND S° F————rr—ceM e Se sự e }2_ SENSORS “Av 5v e HL i GND e 1 — Resistance pS GNp

P13 P14 sư R33, A, Resistaneg s lá R3 Resistal a ° 5 SENSOR? 3 END ° 3 SENSOR8 38 GND e F——=~x— | 5V e p+ serene WAV sv e # GND eH 2 GND

Hình 2 21 Các cảm biến chỗ trồng -

- Cac cam biên hông ngoại mô phỏng hoạt động của các cảm biện chỗ trông thực tế bằng phương pháp tương tự phát hiện vật cản

- _ Trong mạch em sử dụng cảm biến hồng ngoại TCRT5000 với nguồn điện hoạt động là 5V phù hợp với nguồn nuôi của mạch

- _ Các chân 4 của cảm biến được nối với nguồn 5V qua điện trở IkO, chân 2 được nỗi vào chân 33 đên 38 của vi điêu khiến e) Khối hiền thị LCD

—OV xsewe DO DID?D3D4DsD6p7_ K = and c3 =| Z sr} ico] cof re Oc} oy wy | Oo] oO}

Hinh 2 22 ECD 1602 - LCD 1602 đây là loại LCD khá phô biên trên thị trường hiện nay

- LCD sẽ hiện thị các thông tin liên quan đên các vị trí và trạng thai cua cac vi trí đỗ xe

- _ Em sử dụng biến trở 10kO đề điều chỉnh độ sáng của LCD

SVTH: Lop: Ki thudt dién tw & tin hoc céng nghiép K60 f) Servo

Hình 2 23 Khối động cơ - _ Động cơ servo thực hiện chức năng đóng mở barrIer

- - Chân Servol và Servo2 được đầu vào chân | va 2 của vi điêu khiến g)Khéi Led hién thi chỗ trống

3 RED6 R18, 7, Resisiance lá _ GEEENS R16.’ Resisfarce = L8 œ SN74AHCS9SDR GND

Hình 2 24 LED báo trạng thái chỗ trồng điều khiển bang ic dich - Tương tự như trong thực tê, em sử dụng 2 loại Led là Led xanh và Led đỏ đẻ hiển thị trạng thái chỗ trống ngay tại các vị trí đỗ xe đã thiết kế

- _ Led được kết nối với IC địch qua điện trở 330

- IC dich HC595 duoc sur dung dé mo rong chan cua vi diéu khién

- _ Nối song song các chân SHCP và STCP, nối nối tiếp chân Q7' của IC trước voi chan DS cua IC sau

Bảng kết nối các chan cua vi diéu khién Atmegal 6

Bảng 2 3 Kết nối module RC522 và vi xử lý Annegal6

Module RC522 Vi xu ly Atmegal6

Bảng 2 4 Kết nổi LCD và vi xử lý Aumegal6

LCD 1602 Vi xu ly Atmegal6

Bang 2 5 Két noi IC HC595 và vi xie ly Atmegal6

IC HC595 Vi xu ly Atmegal6

Bảng 2 6 Kết nối động cơ servo

Khối động cơ Vi xử lý Atmegal6

SERVOI Chân số 2 SERVO2 Chân số |

CHUONG 3: THUC NGHIEM VA DANH GIA KET 4UA 3.1 THI CONG MACH DIEN

3.1.1 Thi công mạch điện Từ sơ đồ nguyên lý mạch điện đã xây dựng ở chương 2 (trang 47) em tiễn hành đi dây và sắp xếp linh kiện trong phan mém Altium dé vé file mach in

AE Atisrn Dezgner (174) - DADS 4a vết nghitg\Mach NE\PARWNG LOT PcaDas - Free Documents Not cigned in - @ x HE OGP file fdr View Project Place Desgn orls Reyte Beperts Window Leip

Sid |S ale|ata@ a t APY RYOPOM HAR We BB + Lo > Gi - iit ~ [D008 sear aghitpitlacn NUPAE- G-O-O © - Propects vie 3M%nMNet2rPcoDsc 'P, =

Docramets Clim Souice Documents BE Bute sencoc e735 sen ° TT 6© 2-0 99 Hoooo6 0 0006060000000000065) tr, 0 009000000000000G000)

Fes (PHgedi Newsgator 05 _ PCE Fiter

223ml Hotspot |< > M Top lyer Mi Bottom ayer, | lop Overisy M Botton Overlay Ml Top Paste ẤM Gottim Paste Ml Top Solcer Mi Bottom Solcer Ml Oni Gu

- Dui day 1a hinh anh file mach in và hình anh m6 phong mach 3D:

Ee Re ee Ee Ee

00oooeửen LER eee Eee ee ee)

Hình 3 2 Mạch in của mạch hệ thong Hinh ảnh 3d của mạch :

URI Li 8) lel lalelafal-Lelielebesel ule)

- Sau khi xuat file mach in em tiéng hanh lam mach

- _ Vận dụng các bước làm mạch đã được học tập và rèn luyện trong thoi gian vừa qua em đã hàn hoàn chỉnh mạch và tiến hành lắp ráp các linh kiện cần thiết vào các chân

- _ Ban đầu mạch được thiết kế test chức năng ngay trên mạch, sau đó các thiết bị như LCD, LED 7 thanh, module RFID sẽ được câu dây dé gan lên các vị trí

Chân LCD Chân động cơ

: Hình 3 5 Mat trudc cua mach

Kêt quả hàn mạch không được thâm mĩ cao tuy nhiên hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu về chất lượng ban đầu đề ra

Nhiều mối hàn do nhiệt độ hàn không ôn định dẫn đến việc bị bám nhiều thiếc hay do quá trình ăn mòn mạch dẫn đến lớp đồng bị mắt cần miết thiếc đề đảm bảo chức năng ơ Hỡnh 3 6 Mat sau cua mach Ộ

Sau khi lắp đây đủ các linh kiện thì em đã hoàn thành được phân cứng mạch điều khiên của mô hình với các khôi cơ bản như hình vẽ:

Khoi nguon Khoi dong cơ

Hình 3 7 Mạch lắp đây đủ linh kiện 3.2 LUU DO THUẬT TOÁN HỆ THÓNG

SVTH: Lop: Ki thudt dién tw & tin hoc céng nghiép K60 Đồ án tốt nghiệp 62

Sau khi hoàn thành code chương trình em tiến hành test các chức năng cơ bản:

Hình 3 13 Kết nối thiết bị Thử nghiệm mã chương trình:

Sau khi hoàn thành phần cứng, lập trình code và nạp chương tình vào mạch, em

Hình 3 14 Giao điện hệ thống khi khởi động

Hình 3 15 Giao điện khi quẹt thẻ đầu vào - Module RFID RC522 hic dau hoat dong chua ôn định, sau khi tìm hiểu thi em phát hiện jack cắm của module không đảm bảo chất lượng dẫn đến tính trạng nói trên

- _ Sau khi khắc phục bằng cách thay jack khác thì module đã hoạt động ôn định

SVTH: Lop: Ki thudt dién tw & tin hoc céng nghiép K60 dof : sợ, e ngọi a

Aware of : nhận thức | ‘Available to sb : sản cho al a xwYywwWWVWVWWWWWWWuMWs

Hình 3 16 Quẹt thẻ đầu vào

XÂY DỰNG MÔ HÌNH

Mô hình được xây dựng dựa trên mô hình mô phỏng ở chương 2

- Mô hinh có công vào và công ra riêng biệt

- _ Sức chứa tôi đa là 6 chỗ cho ô tô và xem kẽ các vị trí đô cho xe máy

- - Khung của mô hình được xây dung tr cac tam formec va mica

- _ Các chị tiết kết nôi được thực hiện bang keo nén,keo 502 va 6c vit

- _ Dưới đây là một số hình ảnh của mô hình:

Hinh 3 21 Khung mé hinh ban dau a

Hình 3 22 Khung mô hình ban đầu

Hình 3 23 Các vị trí cảm biển và đèn báo trạng thái

Hình 3 24 Test cảm biến hồng ngoại

Hình 3 25Kết nỗi các thiết bị vào mô hình

Kết nối LCD, module RC522 và động cơ:

Hình 3 26 Kết nỗi thiết bị

Hình 3 27 Lắp ráp các khối và trang trí mô hình Đê bảo vệ cho mạch khỏi các tác động bên ngoài môi trường, trãnh va đập và các tác nhân gây cho mạch sự hoạt động không ổn định em thiết kế hộp mạch từ chất liệu chính là mica

Hình 3 29 Hộp mạch và mạch eas

Hình 3 30 Hộp mạch hoàn chỉnh

Mo hOnh hoàn chỉnh - Sau khi quá trình test mạch thành công em tiễn hành gắn các thiết bị lên trên mô hình như hình:

Hình 3 3l Mô hình hoàn chính

Hình 3 32 lũ thẻ xe vào

- Sau khi quẹt thẻ, LCD hiển thị dé báo thẻ hợp lệ cho khách hàng

- Sau do barrier sé mo cho xe di qua va LCD hién thị a

Hình 3 33 Thẻ hợp lệ barrier mo - Sau khi xe vao, cam bién tại chân của barrier sẽ nhận diện và điêu khiên dong barrier

- _ LCD trở về màn hình hiển thị vị trí [aeons |

Hinh 3 34 Cam biến đóng barrier - Khixe di vao vi tri do xe tích hợp cảm biên chỗ trông, đèn bao trang thai sẽ chuyên từ xanh sang đỏ,đồng thời bảng led bên ngoài sẽ báo còn 5 chỗ trống trong tong số 6

Khi bãi đỗ xe được lấp đầy, cảm biến chỗ trống sẽ phát hiện và hiển thị thông báo trên bảng đèn LED ngoài trời cho người lái xe biết rằng không còn chỗ trống Hệ thống này sử dụng cả cảm biến chỗ trống và bảng đèn LED để cung cấp thông tin trực tiếp và rõ ràng cho người lái xe, giúp họ tìm chỗ đậu xe dễ dàng hơn và giảm thiểu tình trạng tắc nghẽn trong bãi đỗ xe.

Hình 3 36 Cảm biến chỗ trồng và bảng Led ngoài trời khi hết chỗ

Mô hình sau khi hoàn thiện và hoạt động đã đạt được yêu câu đề ra với các chức năng cơ bản của một mô hình bãi đỗ xe thông minh cho tòa nhà:

- Quan ly vao ra bang thé RFID va hé thong barrier ty déng

- Hé thống chỉ dẫn đỗ xe bằng LCD, Led 7 thanh và các cảm biến báo chỗ trống với các đèn Led báo trạng thái.

KÉT LUẬN VÀ HUONG PHAT TRIEN

Trong thời gian thực hiện đề tài đưới sự hướng dẫn của thầy em đã đạt được một sô kêt quả như sau:

@ Hiéu được cách hoạt động và cầu trúc của bãi đỗ xe thông minh cho tòa nhà hiện nay

@ Kiến thức về lập trình cho ví điều khiến ATmega

@ Hiêu biết thêm về công nghệ RFID - Một số hạn chế: e Do thời gian cũng như kinh phí và kiến thúc có hạn nên đỗ án chưa được hoàn thiện theo như ý định bạn đầu em đề ra như thiếu phần mản hình hướng dẫn đỗ xe bên trong mô hình.Chưa xây dựng được phần mềm quản lí cho bãi đỗ xe

Hướng phát triển cUa đề tài:

Bãi đỗ xe hiện nay hiện nay đã được tích hợp rất nhiều công nghệ tiến tiến giúp việc vận hành và hoạt động hiệu quả, ôn định Trong thời gian nghiên cứu đề tài cũng như thực tế tham gia thi công tìm hiểu một hệ thống thực tế em đề ra một số phương hướng phát triển của đề tài :

Thu phí tự động thông qua nhận dạng biển số giúp khách hàng không phải mất thời gian dừng xe, rút thẻ từ hay đưa vé Thay vào đó, phí đỗ xe sẽ được trừ trực tiếp từ tài khoản đã đăng ký trước của khách hàng, mang lại sự tiện lợi và tiết kiệm thời gian đáng kể.

- _ Truy suất vị trí xe của khách hàng,cải thiện khả năng hướng dẫn của hệ thống bãi đỗ xe thông qua việc sắp xếp cấu trúc các vị trí đỗ xe

- Phat trién dé tài ứng dụng các công nhệ trong tương lai như : Phát hiện xe gian dối, ăn cắp, các đối tượng tỉnh nghi bị truy nã dựa trên dữ liệu của các cơ quan chức năng cung cấp.

PHỤ LỤC

FN 74HC595 SCK OUT =0;

FN 74HC595 LATCH OUT =0;

FN 74HC595 LATCH OUT =1

} void quet7seg(unsigned char num) { char i = 0; char x; x =Led_Code[num]; for (1 = 0; 1

Tiêu đề	NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THÓNG BÃI ĐỖ XE THÔNG MINH CHO TÒA NHÀ
Tác giả	Sinh Vien
Người hướng dẫn	T.S
Trường học	Trường Đại học Giao thông vận tải
Chuyên ngành	Kỹ thuật điện tử & Tin học công nghiệp
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	92
Dung lượng	34,87 MB