Khóa luận tốt nghiệp Truyền thông và mạng máy tính: Xây dựng hệ thống camera thông minh để giám sát phương tiện trong bãi giữ xe

Kết hợp với máy chủ Backend và ứng dụng di động, khóaluận sẽ xây dựng được một hệ thống camera thông minh giúp tự động hóa bãi giữ xe vớithẻ giữ xe điện tử trên thiết bị di động, giảm th

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP HO CHÍ MINH

TRUONG DAI HOC CONG NGHE THONG TIN

NGUYEN DINH THIEN BAO - 18520486

NGUYEN NHAT HUY - 18520844

KHOA LUAN TOT NGHIEP

XAY DUNG HE THONG CAMERA THONG MINH DE

GIAM SAT PHƯƠNG TIEN TRONG BAI GIỮ XE

BUILDING A SMART AI-BASED CAMERA FOR VEHICLES

MONITORING IN PARKING LOTS

KY SU NGANH TRUYEN THONG VA MANG MAY TINH

GIANG VIEN HUONG DAN

TS LE KIM HUNG ThS THAI HUY TAN

TP HO CHi MINH, 2022

THONG TIN HOI DONG CHAM KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP

Hội đồng cham khóa luận tốt nghiệp, thành lập theo Quyết định số

nầy của Hiệu trưởng Trường Đại học Công nghệ Thông tin.

PA ec ce cece cence eee ee eee ee ee eset eenenenenenes - Thu ky.

ra ỀằềỀỀỄ.8n «ese» Til - Ủy viên

4 ⁄2 đ6c Y - Ủy viên

ĐHQG TP HO CHÍ MINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Độc Lập — Tự Do - Hạnh Phúc

CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

TP.HCM, ngày tháng năm 2022

NHẠN XÉT KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP

(CUA CÁN BO HUONG DAN)

Tên khóa luận:

XÂY DUNG HE THONG CAMERA THONG MINH DE GIÁM SÁT

PHUONG TIEN TRONG BAI GIU XE

Nhóm SV thực hiện: Cán bộ hướng dẫn:

Nguyễn Đình Thiên Bảo - 18520486 TS Lê Kim Hùng

Nguyễn Nhật Huy - 18520844 ThS Thái Huy Tân

Đánh gia Khóa luận

1 Về cuôn báo cáo:

Số trang Số chương

Số bảng số liệu Số hình vẽ

Số tài liệu tham khảo San pham

Một sô nhận xét vê hình thức cuôn bao cáo:

3 Về chương trình ứng dụng:

Điểm từng sinh viên:

Nguyễn Đình Thiên Bảo : ⁄10

Nguyễn Nhật Huy : ⁄10

Người nhận xét

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

ĐHQG TP HO CHÍ MINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Độc Lập — Tự Do - Hạnh Phúc

CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

TP.HCM, ngày tháng năm 2022

NHAN XÉT KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP

(CUA CAN BỘ PHAN BIEN)

Tên khóa luận:

XÂY DUNG HE THONG CAMERA THONG MINH DE GIÁM SAT

PHUONG TIEN TRONG BAI GIU XE

Nhóm SV thực hiện: Cán bộ hướng dẫn:

Nguyễn Đình Thiên Bảo - 18520486 TS Lê Kim Hùng

Nguyễn Nhật Huy - 18520844 ThS Thái Huy Tân

Đánh gia Khóa luận

5 Vệ cuôn báo cáo:

Số trang Số chương

Số bảng số liệu Số hình vẽ

Số tài liệu tham khảo Sản phâm

Một sô nhận xét vê hình thức cuôn báo cáo:

7 Về chương trình ứng dụng:

Điểm từng sinh viên:

Nguyễn Đình Thiên Bảo : ⁄10

Nguyễn Nhật Huy : ⁄10

Người nhận xét

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

ĐHQG TP HO CHÍ MINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Độc Lập — Tự Do - Hạnh Phúc

CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

TP.HCM, ngày tháng năm 2022

DE CƯƠNG DE TÀI LUẬN VĂN KỸ SƯ

1 Tên đề tài hoặc hướng NC

Tên tiếng Việt:

Xây dựng hệ thống camera thông minh dé giám sát phương tiện trong bãi giữ xe.Tên tiếng Anh:

Building a smart AI-based camera for vehicles monitoring in parking lots.

2 Nganh va m4 nganh dao tao

Ngành: Truyền thông va Mạng máy tinh

Mã ngành: 7480102_CLC

3 Họ tên học viên thực hiện đề tài, khóa - dot học

Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Đình Thiên Bảo MSSV: 18520486

Ho tén sinh vién 2: Nguyén Nhat Huy MSSV: 18520844

Người hướng dan 1: TS Lê Kim Hùng

Dia chỉ email: hunglk@uit.edu.vn Điện thoại: 0948790268

Người hướng dẫn 2: ThS Thái Huy Tân

Dia chỉ email: tanth@uit.edu.vn Điện thoại: 0383410784

4 Tổng quan tình hình NC

Hiện nay, dân số trong các khu đô thị ngày càng tăng cao đã làm mật độ phươngtiện giao thông cá nhân ngày càng dày đặc, khiến việc xây dựng các bãi đỗ xe là điều cầnthiết dé quản lý số lượng lớn phương tiện không lưu thông, giảm tình trạng ùn tắc do đỗ

xe ven đường Tuy nhiên, người điều khiển phương tiện thường phải đi tìm kiếm các bãi

đỗ còn trồng hoặc thậm chí phải đi từng tang trong bãi gây nên nhiều phiền phức, tốn thờigian Do vậy, đề tài nghiên cứu này sẽ hướng tới việc xây dựng một hệ thống bãi đỗ xe

thông minh, và tự động hóa, giúp việc quản lý phương tiện dễ dàng hơn và giảm lượng

nhân công cần thiết

Các mô hình giữ xe thông minh hiện tại đang áp dụng công nghệ cảm biến và cácphần mềm quản lý thông qua RFID để quản lý các ô đỗ trong bãi giữ xe Tuy nhiên, các

mô hình giữ xe này đang gặp phải khó khăn do các cảm biến không thể phân biệt đượcđược giữa các phương tiện và người hoặc các vật thê khác Do đó, sự sai sót trong quản

lý sẽ là quá lớn Hơn nữa, việc mở rộng mô hình giữ xe sẽ tốn nhiều chi phí do số lượngcảm biến sẽ tỉ lệ thuận với số lượng ô đỗ

Ở mặt khác, các dự án Smart City có đề xuất những mô hình giữ xe sử dụng trí tuệnhân tạo Các mô hình giữ xe này giải quyết được những nhược điểm của việc sử dụngcảm biến bằng cách xử ly dữ liệu hình ảnh từ camera trên Cloud Tuy nhiên, việc tínhtoán trên Cloud sẽ có những hạn chế như độ trễ cao, thông tin không được bảo mật

Do đó, dé khắc phục những nhược điểm trên, đề tài khóa luận sẽ đề xuất một môhình giữ xe thông minh sử dụng AI và Edge Computing Việc tính toán ở các thiết bị biên

sẽ giúp giảm tải cho máy chủ và đảm bảo dữ liệu đầu vào không bị trễ nhưng vẫn đảmbảo tính mở rộng Các mô hình trí tuệ nhân tạo và xử lý hình ảnh sẽ được triển khai trênthiết bị camera và dữ liệu biển số xe đã xử lý sẽ được gửi về máy chủ để quản lý, tăngtính bảo mật của hình ảnh Với các thành tựu nghiên cứu khoa học về lĩnh vực học sâu, trítuệ nhân tạo, Internet, và vi xử lý, việc áp dụng các thành tựu ay trên các thiết bị nhúng vào đời sống hằng ngày sẽ giúp nâng cao chất lượng khu dân cư, cũng như dé dàng mở rộng và bảo trì, góp phan làm khu đô thị ngày càng thông minh hơn.

Tuy nhiên, các thuật toán, kỹ thuật về trí tuệ nhân tạo, học sâu thường có yêu cầucao về tài nguyên phần cứng Do đó, việc triển khai trên các thiết bị nhúng với khả năngtính toán hạn hẹp sẽ gặp nhiều trở ngại Ở mặt khác, việc thực hiện nghiên cứu trên cácthiết bị này sẽ giúp thúc đây công nghệ, tìm ra được những kỹ thuật tối ưu nhất với mứckinh phí dé tiếp cận và triển khai.

5 Tinh khoa học và tính mới

Đề tai này hướng tới việc thực hiện nghiên cứu và triển khai các thuật toán học sâutrên nền tảng thiết bị nhúng, kết hợp với việc xây dựng hệ thống máy chủ và ứng dụng diđộng đề phục vụ cho mục đích quản lý phương tiện và tự động hóa quy trình đỗ xe

6 Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

6.1 Mục tiêu

Mục tiêu chung của đề tài khóa luận này là xây dựng một hệ thống camera thôngminh để quản lý các phương tiện trong bãi giữ xe Dé hoàn thành được mục tiêu chúng

đó, các mục tiêu cụ thể cần được hoàn thành như sau:

- Tìm hiểu và áp dụng các mô hình học sâu về nhận dạng đối tượng, ký tự quang

học để xây dựng ứng dụng có khả năng nhận diện và đọc được thông tin biển số

trong hình ảnh từ camera.

- _ Triển khai ứng dụng đó trên máy tính nhúng Jetson Nano có gắn USB Camera dé

hoàn thiện hệ thống camera thông minh có thê nhận diện va đọc bién số trong thời

gian thực.

- Ap dụng ngôn ngữ lập trình NodeJS, hệ quản trị cơ sở dữ liệu MongoDB dé xây

dựng máy chủ Backend và cơ sở dữ liệu nhằm quản lý thông tin biển số gửi từ

máy tính nhúng Jetson Nano.

- _ Xây dựng ứng dụng di động với máy chủ Backend để cung cấp giao diện hién thị

thông tin bãi giữ xe, giúp người dùng điều khiển phương tiện vào đúng ô đỗ thôngqua GPS, và thanh toán trực tiếp thông qua ví điện tử.

6.2 Đối tượng nghiên cứuTương ứng với các mục tiêu cụ thể đã được đề ra, các đối tượng mà dé tài sẽ tập

trung nghiên cứu như sau:

- Nghiên cứu các mô hình học sâu về nhận diện đối tượng, nhận diện ký tự

quang học và các kỹ thuật xử lý hình ảnh.

- Nghiên cứu về máy tính nhúng Jetson Nano và USB Camera dùng trong

môi trường bãi đỗ xe và xử lý các thuật toán học sâu trên thiết bị có khảnăng tính toán thấp

- Nghiên cứu về Java, NodeJS, Python, MongoDB dé xây dựng hệ thống

hoàn thiện gồm máy tính nhúng, máy chủ và ứng dụng di động

6.3 Pham vi nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu được thực hiện trên mô hình bãi giữ xe ô tô trong trường học và

các khu dân cư với quy mô khoảng 100 xe Các thuật toán, kỹ thuật được sử dụng trong

đề tài có thể được tinh chỉnh phù hợp với nhiều hoàn cảnh sử dụng khác

7 Nội dung, phương pháp

Nội dung 1: Tìm hiểu và áp dụng các mô hình học sâu về nhận dạng đối tượng, ky

tự quang học.

- Phương pháp: Tìm hiểu, nghiên cứu, đánh giá hiệu suất của các mô hình học sâu

về nhận dạng đối tượng và nhận dạng ký tự quang học trên thiết bị Jetson Nano.Sau đó, chọn ra các mô hình tối ưu nhất.

- Kết quả mong đợi: Tỉnh chỉnh, áp dụng thành công các mô hình với tốc độ nhậndiện biển số xe phù hợp với yêu cầu xử lý thời gian thực và có độ chính xác cao

Nội dung 2: Triển khai các mô hình học sâu về nhận dạng đối tượng ký tự quang

học trên máy tính nhúng và camera.

- Phương pháp: Tìm hiểu về máy tính nhúng Jetson Nano và USB Camera dé có

thê triển khai các mô hình nhận dạng đối tượng, ký tự quang học tối ưu nhất.

- Kết quả mong đợi: Triển khai thành công trên máy tính nhúng Jetson Nano vàUSB Camera và có được một hệ thống camera thông minh.

Nội dung 3: Xây dung ứng dung di động, may chu và cơ sở dữ liệu.

- Phương pháp: Sử dụng các kiến thức đã học về lập trình mang va ứng dụng diđộng dé phát triển giao điện, chức năng của ứng dung và may chủ backend

- Kết quả mong đợi: Thiết bị, máy chủ và ứng dụng có thể giao tiếp với nhau một

cách hiệu quả, có thể mở rộng khi cần thiết Ứng dụng tương thích được với nhiềunên tang và có giao diện trực quan, thân thiện với người dùng.

Nội dung 4: Hoàn thiện đề tài

- Phương pháp: Tiến hành viết báo cáo, thực hiện đánh giá hệ thống, tìm ra những

ưu điểm và khuyết điểm và hướng phát triển trong tương lai

- Kết quả mong đợi: Đề tài nghiên cứu thành công, hoàn thành báo cáo và bảo vệtrước hội đồng

8 Kế hoạch bố trí thời gian NC

Nội dung thực hiện Thời gian

Nguyễn Đình Thiên Bảo Nguyễn Nhật Huy

01/03/2022 - 15/03/2022 Tìm hiểu các thuật toán Object Detection và OCR

Xây dựng thiết bị, kết hợp | Xây dựng ứng dụng di độn

16/03/2022 - 06/04/2022 Tư \ ¿ same Š

Object Detection, OCR va may chu

07/04/2022 — 21/04/2022

nghiệm

22/04/2022 — 05/05/2022 Đánh giá hệ thống, cải thiện và khắc phục lỗi nếu có

06/05/2022 - 11/06/2022 Hoàn thành nghiên cứu, bảo vệ trước hội đồng

TP.HCM,ngày tháng năm 2022 Xác nhận của CBHD Sinh viên 1 Sinh viên 2

(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)

LOI CAM ON

Trước tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến ban giám hiệu, quýthầy cô và các nhân viên của trường Đại học Công Nghệ Thông Tin đã tạo điều kiện đểchúng em được học tập và phát triển trong một môi trường giáo dục, học tập tốt Trong

đó, chúng em xin đặc biệt cảm ơn các thầy cô thuộc khoa Mạng máy tính và Truyềnthông đã tận tình hướng dẫn, giảng dạy và trang bị cho chúng em những kiến thức, kinhnghiệm quý báu trong suốt những năm học qua

Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến tiến sĩ Lê Kim Hùng và thạc sĩThái Huy Tân vì đã luôn đồng hành, hướng dẫn và giúp đỡ trong suốt quá trình nghiêncứu va thực hiện khóa luận của chúng em Sự tận tình, tận tâm của các thầy đã giúpchúng em hoàn thành khóa luận này với năng lực tốt nhất của chính mình

Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến những anh, chị và bạn bè đồng khóa đã chochúng em những ý kiến đóng góp và những lời động viên để việc thực hiện khóa luận

hoan chỉnh hon.

Cuối cùng, chúng em xin gửi lời cảm on và tri ân sâu sắc nhất đến bậc phụ huynh

và gia đình đã tạo mọi điều kiện về vật chất lẫn tinh thần, là chỗ dựa vững chắc, không

ngừng hỗ trợ, động viên chúng em trong suốt quá trình học tập vừa qua

Khóa luận là kết quả của sự nỗ lực, tâm huyết và toàn bộ kiến thức của chúng em

đã tích lũy được trong suốt thời gian học tập vừa qua Những thiếu sót trong việc trìnhbày và kiến thức chúng em kính mong các thầy cô thông cảm và chỉ bảo cho chúng em

Chúng em một lần nữa xin chân thành cảm ơn!

TP.HCM,ngày tháng năm 2022

Sinh viên 1 Sinh viên 2

(Ký tên và ghi rõ họ tên) (Ký tên và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤCChương 1: MỞ DAU

1.1 Lý do chọn đề tài

1.2 Mục tiêu dé tai

1.3 Đối tượng nghiên cứu

1.4 Pham vi nghiên cứu

1.5 Phương pháp nghiên cứu

1.6 Cau trúc khóa luận

Chương 2: CÁC CÔNG NGHỆ LIÊN QUAN

2.1 Edge Computing

2.1.1 Giới thiệu về Edge Computing2.1.2 Ưu điểm của Edge Computing2.1.3 Áp dụng Edge Computing vào đề tài

2.2 ObJect Detection

2.2.1 Giới thiệu về Object Detection2.2.2 Ưu điểm của Object Detection2.2.3 Áp dụng Object Detection vào đề tài

2.3 Node.js

2.3.1 Giới thiệu về Node.js2.3.2 Ưu điểm của Node.js 2.3.3 Áp dụng Node.js vào đề tài

2.4 MongoDB

2.4.1 Giới thiệu về MongoDB2.4.2 Ưu điểm của MongoDB2.4.3 Áp dụng MongoDB vào đề tài

10 11

2.5 GCP

2.5.1 Giới thiệu về GCP2.5.2 Ưu điểm của GCP2.5.3 Áp dụng GCP vào đề tài

2.6 GPS

2.6.1 Giới thiệu về GPS2.6.2 Ưu điểm của GPS2.6.3 Áp dụng GPS vào đề tài2.7 GCE

2.7.1 Giới thiệu về GCE2.7.2 Ưu điểm của GCE2.7.3 Áp dụng GCE vào đề tài

Chương 3: PHAN TÍCH VÀ THIET KE HE THONG

3.1 Kiến trúc tông thé hệ thống

3.2 Mô hình phân rã chức năng

3.2.1 Giới thiệu về mô hình phân rã chức năng3.2.2 Áp dụng sơ đồ vào mô hình của luận văn

3.3 Mô hình Use Case

3.3.1 Tổng quan về mô hình Use Case3.3.2 Mô hình Use Case tổng quan cho hệ thống giữ xe thông minh 3.3.2 Mô hình đặc tả các chức năng của hệ thống

3.3.2.1 Chức năng đăng ký 3.3.2.2 Chức năng đăng nhập, kích hoạt tài khoản

3.3.2.3 Chức năng khôi phục mật khẩu

3.3.2.4 Chức năng quản lý thông tin người dùng

1 in 12 12 13

13 13

13

14 14 14 15

16 16 22 22

23 25 25 25

31 31 32 35 36

3.3.2.5 Chức năng thay đôi số điện thoại3.3.2.6 Chức năng thay đôi mật khẩu

3.3.2.7 Chức năng tạo mới, thay đồi và cập nhật phương tiện3.3.2.8 Chức năng quản lý và liên kết với thẻ

3.3.2.9 Chức năng thiết lập mặc định thẻ thanh toán3.3.2.10 Chức năng tìm kiếm vị trí các bãi giữ xe thông qua GPS

3.3.2.11 Chức năng quản lý vé 3.3.2.12 Chức năng xử ly phương tiện đưa vào bãi

3.3.2.13 Chức năng xử lý phương tiện ra về 3.3.2.14 Chức năng đăng xuất

3.3.2.15 Chức năng đăng nhập cua tai khoản admin.

3.3.2.16 Chức năng quản lý thu nhập

3.3.2.17 Chức năng đăng xuất của quản trị viên

3.3.2.18 Chức năng quản lý người dùng 3.3.2.19 Chức năng quản lý bãi xe

3.3.2.20 Chức năng thêm bãi xe

3.4 Thiết kế cơ sở dữ liệu

3.4.1 Mô hình thực thê kết (ERD)3.4.2 Hệ thống cơ sở dữ liệu

49

51 52 53 54 55 56

57

58 58 60 64

65 65 65 66 67

4.2.1 Hệ thống máy chủ4.2.2 Ứng dụng di động

4.2.2.1 Giao diện đăng ký

4.2.2.2 Giao diện đăng nhập 4.2.2.3 Giao diện kích hoạt tài khoản 4.2.2.4 Giao diện trang chủ

4.2.2.5 Giao diện định vi 4.2.2.6 Giao diện lịch sử thanh toán

4.2.2.7 Giao diện cài đặt 4.2.2.8 Giao diện cập nhật thông tin tài khoản

4.2.2.9 Giao diện cập nhật số điện thoại4.2.2.10 Giao điện cập nhật mật khẩu

4.2.2.11 Giao diện cập nhật thông tin phương tiện 4.2.2.12 Giao diện quản lý và cập nhật thông tin thẻ

CHUONG 5: TONG KET

5.1 Kết luận

5.1.1 Ưu điểm 5.1.2 Nhược điểm 5.2 Hướng phát triển

67 67 68 70 71 75 79 81 82 83 85 86 87 88

91

91

92 92 92

DANH MỤC HÌNHHình 2.1 Kiến trúc mô hình điện toán biên [1]

Hình 2.2 Nhận diện các đối tượng trong bức ảnh đường phố [2]

Hình 2.3 Các ứng dụng của Node.Js [3]

Hình 2.4 Cấu trúc của MongoDB [4]

Hình 2.5 Các dịch vụ của Google Cloud Platform [5]

Hình 2.6 Chức năng dẫn đường 3D của Google Maps [6]

Hình 2.7 Kiến trúc hệ thống máy ảo của Google Compute Engine [7]

Hình 4.1 Chi tiết hệ thống máy tính nhúng

Hình 4.2 Giao diện trước khi đăng ký tài khoản

Hình 4.3 Giao diện đăng ký tài khoản

Hình 4.4 Giao diện đăng nhập

Hình 4.5 Giao diện Welcome

Hình 4.6 Giao diện kích hoạt tài khoản

Hình 4.7 Giao diện sau khi kích hoạt tài khoản

Hình 4.8 Giao diện trang chủ

Hình 4.9 Giao diện chờ phản hồi và giao diện xác nhận đỗ xe

Hình 4.10 Giao diện thanh toán

Hình 4.11 Giao diện định vi

Hình 4.12 Giao diện định vi 6 đỗ khi ở vị tri sai và khi ở vị trí dang

Hình 4.13 Giao diện lịch sử thanh toán

Hình 4.14 Giao diện cài đặt

Hình 4.15 Giao diện cập nhật thông tin tài khoản

Hình 4.16 Giao diện cập nhật số điện thoại

Hình 4.17 Giao diện cập nhật mật khẩu

Hình 4.18 Giao diện cập nhật thông tin phương tiện

Hình 4.19 Giao diện quản lý thẻ

Hình 4.20 Giao diện cập nhật thẻ

10 12 13 14 65 68 69 71

72

73

74

75 76 78

79

80

81

82 84 85 86 87 89 90

DANH MỤC SƠ ĐỎ

Sơ đồ 3.1 Sơ đồ luồng xử lý tong quan

Sơ đồ 3.2 Sơ đồ luồng xử lý khi xe vào bãi

Sơ đồ 3.3 Sơ đồ luồng xử lý khi xe ra bãi

Sơ đồ 3.4 Sơ đồ trao đôi và cấu trúc máy chủ

Sơ đồ 3.5 Sơ đồ người dùng cập nhật thông tin

Sơ đồ 3.6 Sơ đồ phân rã hệ thống

Sơ đồ 3.7 Sơ đồ Use Case của hệ thống

Sơ đồ 3.8 Sơ đồ ERD sự liên kết giữa các đối tượng

17 18 20 21 22 24 27 59

DANH MỤC BANG

Bảng 3.1: Tùng chức năng trong mô hình Use Case của người dùng mới vả cũ

Bảng 3.2: Tùng chức năng trong mô hình Use Case của quản tri viên

Bảng 3.3 Mô tả chức năng đăng ký

Bảng 3.4 Mô tả chức năng đăng nhập, kích hoạt tài khoản

Bảng 3.5 Mô tả chức năng khôi phục mật khẩu

Bảng 3.6 Mô tả chức năng quản lý thông tin người dùng

Bảng 3.7 Mô tả chức năng thay đổi số điện thoại

Bang 3.8 Mô tả chức năng thay đổi mật khâu

Bảng 3.9 Mô tả chức năng quản lý thông tin phương tiện

Bảng 3.10 Mô tả chức năng quản lý và liên kết với thẻ

Bảng 3.11 Mô tả chức năng thiết lập mặc định thẻ thanh toán

Bảng 3.12 Tìm kiếm vị trí các bãi giữ xe thông qua GPS

Bảng 3.13 Mô tả chức năng quản lý vé

Bảng 3.14 Mô tả chức năng xử lý phương tiện đưa vào bãi

Bảng 3.15 Mô tả chức năng xử lý phương tiện ra về

Bảng 3.16 Mô tả chức năng đăng xuất

Bảng 3.17 Mô tả chức năng đăng nhập của tài khoản admin

Bảng 3.18 Mô tả chức năng quản lý thu nhập

Bảng 3.19 Mô tả chức năng đăng xuất của quản trị viên

Bảng 3.20 Mô tả chức năng quản lý người dùng

Bảng 3.21 Mô tả chức năng quản lý bãi xe

Bảng 3.22 Mô tả chức năng thêm bãi xe

Bang 4.1 Két quả thử nghiệm các mô hình nhận diện đối tượng

28 30 31 32 35 36 38 39 40 42 44 45 46 47 50 52

53

54 54

55

57 57 67

DANH MỤC TU VIET TAT

TOM TAT KHÓA LUẬNVới số lượng phương tiện cá nhân tham gia giao thông ngày một tăng lên, việcquản lý và sắp xếp các phương tiện ấy trong bãi giữ xe là điều thất yếu cần phải giảiquyết Tuy nhiên, việc sử dụng bãi đỗ xe thường có những trở ngại như sử dụng nhiềunhân công, việc tìm kiếm chỗ trống và vi trí phương tiện đã đỗ thường mất nhiều thời

gian.

Do đó, khóa luận này sẽ đề xuất một mô hình hệ thống IoT dé giải quyết các trở

ngại đã nêu trên Với các thuật toán học sâu và nhận dạng ký tự, khóa luận sẽ tập trung

nghiên cứu và triển khai các thuật toán ấy trên máy tính nhúng dé có thé nhận diện đượcbiển số xe trong thời gian thực Kết hợp với máy chủ Backend và ứng dụng di động, khóaluận sẽ xây dựng được một hệ thống camera thông minh giúp tự động hóa bãi giữ xe vớithẻ giữ xe điện tử trên thiết bị di động, giảm thiểu được rủi ro mat giấy tờ, thẻ giữ xe và

có khả năng hướng dẫn phương tiện vào đúng ô đỗ với dịch vụ định vị toàn cầu GPS trênthiết bị di động Ngoài ra, việc sử dụng ứng dụng di động sẽ giúp người dùng quản lýphương tiện cá nhân trong bãi giữ xe dễ dàng hơn, cũng như cập nhật được số lượng ô đỗtrống trong các bãi giữ xe một cách nhanh chóng

Sau khi hoàn thành, khóa luận sẽ có được một hệ thống camera thông minh giúpquản lý các phương tiện trong bãi giữ xe với chỉ phí triển khai thấp, tính mở rộng cao, sửdụng nhiều công nghệ mới và tiên tiến như học sâu và Internet of Things Hệ thống này

sẽ giúp việc quản lý và sắp xếp các phương tiện trong bãi giữ xe trở nên dễ dàng hơn,

hiệu quả hơn.

Chương 1: MỞ ĐẦU

1.1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay, sự hiện diện của công nghệ IoT cũng không còn là gì quá xa lạ khi các

vat dụng xung quanh ta ngày càng trở nên thông minh hơn như điện thoại di động, tivi,

máy giặt, tủ lạnh IoT đã trở thành một yếu tố thiết yếu trong cuộc sống hiện dai với

những lợi ích mà công nghệ đó mang lại cho cuộc sống con người

Với sự tăng trưởng về dân số trong thời gian gần đây đã khiến cho nhu cầu đi lạicủa người dân ngày càng tăng cao Điều đó đồng nghĩa với số lượng các phương tiện giaothông ngày càng nhiều, gây áp lực cho cơ sở hạ tầng của thành phó Với số lượng phươngtiện như vậy, nhu cầu sử dụng các bãi giữ xe của người dân là điều thiết yếu Tuy nhiên,việc tô chức và quan lý của các bãi giữ xe hiện nay còn phụ thuộc nhiều vào yếu tố conngười, khiến việc mở rộng các bãi giữ xe dé đáp ứng số lượng phương tiện lớn trở nên

Vì vậy dé giải quyết bài toán trên, dé tài khóa luận sẽ đề xuất một hệ thống quản lýphương tiện trong bãi giữ xe bán tự động gồm camera thông minh, máy chủ và ứng dụng

di động Bằng các thuật toán học sâu về nhận dạng đối tượng và ký tự quang học, hệ

thống camera gồm máy tính nhúng Jetson Nano và USB Camera có thé nhận diện và đọc

biển số thông qua xử lý hình ảnh trong thời gian thực với chi phí thấp, hạn chế sự phụ

thuộc vào yêu tô con người Các thông tin biên sô sẽ được gửi lên máy chủ được xây

dựng riêng bằng NodeJS và được cập nhật lên ứng dụng đi động đóng vai trò như một thẻ

xe điện tử Vị trí ô đỗ sẽ được ứng dụng di động hướng dẫn thông qua dịch vụ định vị

toàn câu - GPS, giúp giảm di sự cân thiệt của các cảm biên ở mỗi 6 do Hơn nữa, người

dùng có thể được cập nhật thông tin của bãi giữ xe, đặt chỗ trước, và tìm lại vị trí ô đỗ dễdang hơn thông qua ứng dụng di động, giảm thiêu được thời gian tìm kiếm bãi giữ xe

máy tính nhúng Jetson Nano.

Xây dựng ứng dụng di động với may chủ Backend dé cung cấp giao diện hién thịthông tin bãi giữ xe, giúp người dùng điều khiển phương tiện vào đúng 6 đỗ thôngqua GPS, và thanh toán trực tiếp thông qua ví điện tử

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Với các tiêu chí trên, đề tài khóa luận sẽ tập trung nghiên cứu các đối tượng sau:

Nghiên cứu các mô hình học sâu về nhận diện đối tượng và ký tự quang học, các

kỹ thuật xử lý hình anh dé áp dụng vào ứng dụng camera thông minh có thể nhận

diện và đọc biên sô xe.

- _ Nghiên cứu về máy tính nhúng Jetson Nano và USB Camera nhằm tận dụng kha

năng xử lý hình ảnh của máy tính nhúng dé triển khai ứng dụng nhận diện và đọcbiển số xe trong thời gian thực

- _ Nghiên cứu về ngôn ngữ Java, NodeJS, hệ quản trị cơ sở dit liệu MongoDB dé xây

dựng máy chủ Backend và ứng dụng di động nhằm quản lý và lưu trữ thông tin

phương tiện của người dùng.

1.4 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài khóa luận sẽ được thực hiện trên mô hình bãi giữ xe ô tô trong trường học

và các khu dân cư với quy mô khoảng 100 xe Các thuật toán, kỹ thuật được sử dụng

trong dé tài có thé được tinh chỉnh phù hợp với nhiều hoàn cảnh sử dụng khác

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp nghiên cứu mà khóa luận sử dụng sẽ bám sat với các mục tiêu

đã dé ra nhăm dem lại kết quả cốt lõi, đảm bảo tính chính xác của luồng hoạt động của hệthống:

- Tim hiểu va xay dung kiến trúc mô hình hoạt động của hệ thống dựa trên các mục

tiêu đã đề ra nhằm có được cái nhìn tong quat vé hé thống, luồng xử ly và các

công nghệ cần sử dụng.

- Tim hiểu về máy tính nhúng Jetson Nano và USB Camera để có được những

thông tin về máy tính nhúng, những ưu nhược diém và dé có thé sử dụng máy tinhnhúng hiệu quả nhất

- Tim hiểu về các mô hình hoc sâu về nhận dạng đối tượng, ky tự quang học va sau

đó triển khai trên máy tính nhúng Jetson Nano, thu thập thông tin về hiệu suất, độchính xác của các thuật toán, tiễn hành tinh chỉnh nhằm chon ra thuật toán tối ưunhất theo mục tiêu của khóa luận.

- _ Nghiên cứu về các công nghệ web, ứng dụng di động nhằm chọn ra các công nghệ

phù hợp với luồng xử lý, yêu cầu của hệ thống nhất

Kết hợp ứng dụng di động, máy chủ va máy tính nhúng dé có được một hệ thốngcamera thông minh có thê giảm sát phương tiện trong bãi giữ xe hoàn chỉnh.

Tiến hành kiểm thử mô hình trong môi trường thực tế, thực hiện đánh giá, so sánhvới kết quả ban đầu đã dé ra và tiến hành tinh chỉnh dé có được kết quả tốt nhất

1.6 Câu trúc khóa luận

Trong báo cáo khóa luận này sẽ trình bày các cơ sở lý thuyết, kiến thức và côngnghệ đã được sử dụng trong đề tài khóa luận, cùng với những phân tích, đánh giá về cáccông nghệ ấy Những nội dung ấy của báo cáo khóa luận sẽ được trình bày như sau:

Chương 1: MỞ ĐẦU - Trình bày tổng quan về lý do chọn dé tài, mục tiêu dé taihướng tới, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu của đề tài

Chương 2: CÁC CÔNG NGHỆ LIÊN QUAN - Trình bày chỉ tiết về cơ sở lýthuyết của các công nghệ, công cụ, thư viện, thiết bị đã được sử dụng trong đề tài.Chương 3: PHAN TÍCH VÀ THIET KE HỆ THONG - Trình bày và phân tích cụthé mô hình hệ thống, các yêu cầu của mô hình và luồng hoạt động của mô hình

Chương 2: CÁC CÔNG NGHỆ LIÊN QUAN

2.1 Edge Computing

2.1.1 Giới thiệu về Edge Computing

Edge Computing - Điện Toán Biên là một mô hình điện toán được ra đời do sự

phát triển mạnh mẽ của công nghệ IoT, khi các nhu cầu xử lý dữ liệu trong thời gian thực

ngay cảng tang cao Mô hình điện toán biên là mô hình điện toán phân tan ma ở đó các

dữ liệu sẽ được xử lý ở các thiết bị ngoại biên thay vì trên máy chủ Với đặc tính “gần với nguồn dữ liệu", mô hình này sẽ giúp việc tính toán dữ liệu diễn ra trong thời gian thực vàtiết kiệm lưu lượng băng thông, cũng như độ trễ từ nguồn dữ liệu đến máy chủ

Storage & caching

ciao waa

Hình 2.1 Kiến trúc mô hình điện toán biên [1]

Edge Node Edge Node

2.1.2 Ưu điểm của Edge Computing

Mô hình điện toán biên là mô hình phô biến nhất được triển khai với hệ thống IoT

vì những ưu điểm sau:

- Tính bảo mật đữ liệu cao: Băng việc xử lý dữ liệu ở ngay trên thiết bị biên, sựhiện diện của các thông tin nhạy cảm sẽ được hạn chế đáng kế trên đường truyền

- Sử dụng lưu lượng băng thông hiệu qua: Sau khi xử lý dữ liệu từ nguồn, các thiết

bị biên chỉ truyền đi lượng nhỏ thông tin cần thiết để ứng dụng hoạt động Điều này giúpứng dụng sử dụng băng thông hiệu quả hơn, đồng thời giảm độ trễ khi truyền, đảm bảonhu cầu xử lý thời gian thực

2.1.3 Áp dụng Edge Computing vào đề tài

Edge Computing được áp dụng vào đề tài để phục vụ cho việc xử lý dữ liệu hình

ảnh từ camera, thực hiện nhận dạng đối tượng và ký tự để lây thông tin biển số xe rồi sau

đó mới gửi lên cho máy chủ.

2.2 Object Detection

2.2.1 Giới thiệu về Object Detection

Sự phát triển của công nghệ IoT đã mang trí tuệ nhân tạo vào đời sống con ngườingày càng nhiều hơn Từ các trợ lý ảo thông minh trên điện thoại đến tủ lạnh thông minh

có thé gợi ý món ăn Object Detection - Nhận diện đối tượng là một trong những đột phá

về trí tuệ nhân tạo Bằng việc xử lý hình ảnh và áp dụng các mô hình học sâu, ObjectDetection giúp máy tính xác định các đối tượng và phạm vi, vi tri của các đối tượng ay

trong một bức anh Pham vi đối tượng nhận biết tùy thuộc vào bộ dữ liệu cung cấp cho

quá trình huấn luyện mô hình

Hình 2.2 Nhận diện các đối tượng trong bức ảnh đường phố [2]

2.2.2 Ưu điểm của Object Detection

Được coi là công nghệ mang tính đột pha nhất trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo,Object Detection đã trở thành chìa khóa cho nhiều sự đôi mới bởi tính ứng dụng của côngnghệ này trên nhiều lĩnh vực khác nhau như camera an ninh, y tế, xe tự hành va robot

2.2.3 Áp dụng Object Detection vào dé tài

Object Detection đóng vai trò cốt lõi trong việc xây dựng một hệ thống camerathông minh trong đề tài Với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo nói chung và thị giác máytính nói riêng, nhiều kỹ thuật Object Detection với nhiều mô hình học sâu được ra đời vớitốc độ, độ chính xác và ứng dụng khác nhau Đề áp dụng các kỹ thuật này trên thiết bịhạn chế về khả năng tính toán là một trở ngại không hề nhỏ

Trong đề tài khóa luận này, nhóm đã quyết định sử dụng thuật toán YOLO dé nhậndiện biển số và OpenALPR dé đọc thông tin biển số bởi những ưu điểm sau:

- YOLO: YOLO, hay còn gọi là You Only Look Once, được ra đời vào năm 2015,

là một phương pháp nhận diện đối tượng tiên tiến nhất [2] Dựa vào cách con người nhận

diện hình ảnh chỉ quả một cái nhìn lướt qua, YOLO áp dụng nguyên lý tương tự như vậy

cho việc xử lý hình ảnh của mình Các bounding boxes và lớp đối tượng đều được dựđoán chỉ qua một lần xử lý hình ảnh Nhờ vậy tốc độ nhận diện của YOLO gần nhưkhông thê sánh bằng bởi các phương pháp khác nhưng vẫn giữ được mức độ chính xáccao Do đó, YOLO, hay cụ thé hơn là YOLOv5 đạt tốc độ khung hình cao nhất trong các

mô hình mà nhóm đã thực hiện Việc sử dụng YOLO sẽ giúp hệ thống camera nhận diệnđược biển số xe trong khung hình và tiễn hành công đoạn xử lý.

- OpenALPR: OpenALPR là một thư viện được viết bằng bằng ngôn ngữ lập trình

C, dùng dé đọc biển số xe trong khung hình Đề có thé nhận diện được ký tự, OpenALPR

đã sử dụng mô hình OCR đã được huấn luyện đề nhận diện ký tự trên biển số xe thuộctừng vùng quốc gia khác nhau Do đó, OpenALPR có thể nhận diện biển số xe nhanh và

chính xác hơn việc sử dụng mô hình OCR thủ công.

2.3 Node.js

2.3.1 Giới thiệu về Node.js

Với nhu cầu sử dụng internet ngày càng cao, các máy chủ luôn cần phải xử lýhàng nghìn yêu cầu mỗi giây Đề có thê đạt được tốc độ xử lý cao, Node.js đã được ra đờigiúp giải quyết việc phải xử lý các yêu cầu một cách tuần tự Với nền tảng JavaScript V8

engine, Node.js giúp lập trình viên chạy các ứng dụng JavaScript ở ngoài trình duyệt web

Data Big-data and System Monitoring Queued I/O Web scraping

Streaming Analytics dashboard Inputs and automation

Hình 2.3 Các ứng dung cua Node.Js [3]

2.3.2 Ưu điểm của Node.js

Node.js được chọn dé xây dụng hệ thống máy chủ trong đề tài vì những đặc điểm

sau:

- Xử ly bat đồng bộ: Với kiến trúc Event Driven, Node.js có thé vừa xử ly yêu cầunày va tiếp nhận yêu cầu khác một cách bat đồng bộ Mỗi yêu cầu được xem như mộtevent Sau khi xử lý xong, event đó sẽ thông báo và trả về kết quả cho máy khách Điềunày làm Node.js có tốc độ xử lý cao, đễ dàng đáp ứng lượng lớn khách hàng truy cập

- Cộng đồng hỗ trợ: Node.js đặt nền tảng trên JavaScript, một ngôn ngữ thịnh hànhnhất khi nhắc đến cái ứng dụng web Do đó, Node.js được truy cập vào một lượng lớn các

thư viện hỗ trợ từ cộng đồng, khiến việc phát triển ứng dụng trở nên dé dàng hơn

2.3.3 Áp dụng Node.js vào đề tài

Trong dé tài này, Node.js sẽ được sử dung dé xây dựng máy chủ theo hướng REST

API, một framework hé trợ các phương thức HTTP và các chức năng cơ bản cho một ứng

dụng web Hướng thiết kế này sẽ phù hợp với ứng dụng di động, cộng với tốc độ xử lýcủa Node.js, may chủ có thé đáp ứng được lượng lớn yêu cầu từ ứng dụng Moi dit liệunhận và gửi từ thiết bị nhúng hay ứng dụng di động đều sẽ được xử lý trên máy chủ bằng

Node.Js.

2.4 MongoDB

2.4.1 Giới thiệu về MongoDB

MongoDB là một hệ quản tri cơ sở dữ liệu NoSQL được phát hành vào năm 2009

do MongoDB Inc phát triển Khác với hệ quản trị co sở dit liệu MySQL, MongoDB lưu

dữ liệu theo ở dang JSON phân theo trang thay vì lưu dữ liệu theo cột trong các bang.

Ngày nay, MongoDB đã được sử dụng bởi các tập đoàn lớn bởi tính mở rộng cũng như tôc độ truy xuât dữ liệu không có câu trúc cao.

Documents

Database Collections

Documents

Hình 2.4 Cấu trúc của MongoDB [4]

2.4.2 Ưu điểm của MongoDB

MongoDB được sử dụng phổ biến bởi các tập đoàn công nghệ lớn do những ưu

điêm sau:

10

- Cấu trúc dữ liệu linh hoạt: Do đữ liệu được lưu ở dạng JSON, lập trình viên cóthé thay đổi cấu trúc, thứ tự sắp xếp các đối tượng của dit liệu một cach dé dang makhông gây ảnh hưởng tới tốc độ truy xuất.

- Tốc độ truy xuất nhanh: Tốc độ truy xuất được cải thiện đáng ké vi dữ liệuthường được lưu trong 1 trang duy nhất thay vì ở nhiều bảng như của MySQL Điều nàykhiến các tác vu join giữa các bảng là không cần thiết, khiến việc truy xuất dit liệu lớn

không bị chậm lại.

- Nhiều dịch vụ hỗ trợ trên Cloud: hệ quan tri cơ sở dữ liệu MongoDB được thiết

kế và host trên nền tảng riêng của MongoDB Inc Do đó, cái tác vụ quản lý và truy xuấtđều được đội ngũ MongoDB Inc cung cấp và hỗ trợ

2.4.3 Áp dụng MongoDB vào đề tài

Việc sử dụng MongoDB làm hệ quản trị cơ sở dit liệu trong dé tài sẽ giúp việc mởrộng ứng dụng, truy xuất và nhập thông tin biên số xe được linh động hơn, đễ dàng hơn.Hơn nữa, nền tảng host cơ sở dữ liệu đã được MongoDB cung cấp với chỉ phí thấp, khiếnviệc triển khai máy chủ và hệ quản tri cơ sở dữ liệu it tốn kém hơn

2.5 GCP

2.5.1 Giới thiệu về GCP

GCP - tên day đủ là Google Cloud Platform, là một nền tảng điện toán đám mây.GCP hỗ trợ các tổ chức hay các doanh nghiệp lớn nhỏ sử dụng các nền tảng chức năng

được tạo ra sẵn bởi Google So với AWS (Amazon Web Service) ra đời 2002 và

Microsoft Azure năm 2010, GCP lần đầu được công bố vào 2008 và dịch vụ đám mây

công cộng được giới thiệu 2011 Do ra đời khá muộn so với với các đàn anh nên thị

trường của họ là ít người dùng nhất Tuy vậy không có nghĩa là các dịch vụ của họ khôngngười dùng và không nổi tiếng, các nền tảng Google tìm kiếm, Youtube, Gmail, dé lànhững cộng đồng rất lớn mạnh

li

©) Google Cloud Platform

Big Data/Analysis

a

‘© @Q

Hinh 2.5 Cac dich vu cua Google Cloud Platform [5]

2.5.2 Ưu điểm của GCP

- Quan lý chi phí tiêu thụ: Google Cloud Platform không phải nền tảng rẻ nhưng lại

có khả năng quản lý các đối tượng được tiêu thụ của nó trong một số trường hợp.Các đối tượng khi không sử dụng quá 30 ngày sẽ được xóa hay giảm dé giảm chi

phí sử dụng cho người dùng.

- Thân thiện: GCP hỗ trợ các cũng như cung cấp các phần hướng dẫn thân thiện

giúp người dùng mới dễ dàng làm quen và sử dụng.

2.5.3 Áp dụng GCP vào đề tài

Nguyên nhân nhóm sử dụng nền tảng GCP là vì sự hỗ trợ kinh phí của họ với

người dùng trải nghiệm GCP hỗ trợ $300 dịch vụ trong 3 tháng cho những người dùng

mới khi sử dụng các nền tảng trên họ Ngoài ra họ có các nền tảng được chúng em ápdụng vời trong đề tài như: Gmail, Google Map và Google Virtual Machine hoàn toàn

miễn phí Gmail hỗ trợ gửi mail về cho người dùng một cách dé dang và an toán, Google

Map hỗ trợ GPS cho phép lay vị trí định vị nhanh chóng và chính xác và được hỗ trợ rộng

rãi.

12

2.6 GPS

2.6.1 Giới thiệu về GPS

GPS - Global Positioning System là một hệ thống định vị toàn cầu thông qua vệtỉnh và là một trong những công nghệ đang có tiềm năng rất lớn Được phát minh vàonăm 1973 bởi Bộ Quốc Phòng Mỹ với mục đích quân sự, GPS thời nay đã phát triển và

đã trở thành dịch vụ định vị cá nhân, có thể truy cập bởi bất cứ thiết bị điện tử nào có hỗ

trợ như điện thoại, xe ô tô, máy tính.

- Miễn phí: Các dịch vụ GPS thông thường như Google Maps đều miễn phí vàngười dùng có thể truy cập và sử dụng trên bat cứ thiết bị điện tử nào hỗ trợ.

- Định vị: GPS đóng vai trò rất lớn trong việc xác định vị trí điểm đến và vị tríhiện tại không những trong quân sự, mà còn ở trong đời sống hằng ngày như dịch vụ giaohàng Người dùng có thể theo dõi vị trí của đơn hàng đang luân chuyền và người giaohàng có thê biết được đường đi tới điểm giao nhờ GPS và thuật toán tính toán đường đi

báo vị trí ô đỗ và bắt đầu theo dõi vị trí người dùng trên ứng dụng Việc xin phép theo dõi

sẽ luôn được thông báo đến người dùng và chỉ theo dõi trong công đoạn đỗ xe để đảm

bảo sự quản lý ô đỗ của bãi giữ xe và tính bảo mật, riêng tư của người dùng

2.7.GCE

2.7.1 Giới thiệu về GCE

Google Compute Engine hay viết tắt là GCE Đây là một dịch vụ của GoogleCloud Platform hỗ trợ khách hàng xây dựng một hoặc nhiều máy ảo trên một hệ thốngmáy chủ không lồ của Google Từ đó, người dùng có thé dé dàng phát triển hay đưa các

ứng dụng ca nhân của mình lên trên các máy ảo đó.

Hình 2.7 Kiến trúc hệ thống máy ảo của Google Compute Engine [7]

2.7.2 Ưu điểm của GCE

- Gia cả hợp lý cho người dùng và cạnh tranh với các đối thủ

- _ Tương tự như các máy ảo trên các dịch vụ khác như AWS (Amazon Web Services)

hay Microsoft Azure, các ứng dụng được đưa và su dụng trên đây được bao mật

tốt nhất

- _ Không bị ảnh hưởng khi hệ thống chính của Google có sự chỉnh sửa hay thay đôi

- Than thiện giúp người dùng mới hay cũ đều có thé dé dang sử dụng

14

2.7.3 Áp dụng GCE vào đề tài

Trong dé tài của khoản luận nay, chúng em đã sử dung GCE dé xây dựng một may

ảo VM Nhờ vậy mà việc liên kết trong đổi giữa hệ thống với các ứng dụng người dùng

hay hệ thống nhúng Jetson được nhanh chóng và dễ dàng hơn

15

Chương 3: PHAN TÍCH VA THIẾT KE HE THONG

3.1 Kiến trúc tong thé hệ thống

Mô hình được xây dựng, nghiên cứu và thực thi là hệ thống trong việc giám sát vàgiữ xe tự động Ở mô hình này cho phép người dùng thông qua ứng dụng trên điện thoại

dé có thé tìm kiếm bãi giữ xe và gửi trả xe dé dang qua quy trình sau:

1. Kích hoạt tài khoản và cập nhật thông tin dé được đậu xe

Đề sử dụng ứng dụng yêu cầu người dùng phải đăng ký và xác nhận tài khoản với

hệ thống

Tiếp theo dé tiến hành đỗ xe người dùng phải tiến hành đăng ký xe và liên kết tàikhoản dé dé dàng thanh toán

Khi người dùng muốn tìm kiếm và tiến hành đậu xe vào bãi mong muốn

Mở ứng dụng và tiến hành đỗ xe, hệ thống sẽ xử lý hình anh và kết của của Jetsonnano trả về dé kiểm tra và xác thực Nếu thành công người dùng có thé tiến hành

Người dùng lấy xe ra bãi, hệ thống sẽ xác nhận biển số xe và thông tin người dùng

dé tiến hành gửi biên lai.

Khi người dùng xác nhận thanh toán hệ thống sẽ gửi biên lai về email người dùngđồng thời thông báo cho quản trị viên và cho phép người dùng đưa xe ra về

Mô hình hóa của hệ thống của luồng xử lý sẽ được miêu ta dé dang hơn qua biểu

đồ kiến trúc hệ thống sau:

16

User - Application

Sơ đồ 3.1 Sơ đồ luồng xử ly tong quan

Sơ đồ xử lý tổng quan bao gồm:

Hệ thống máy chủ, máy ảo cloud và kho lưu trữ database: Hệ thống máy chủ đượcthiết kế và xây dựng nằm trên máy ảo của AWS Nhiệm vụ chính của máy chủ làtrao đôi với ứng dụng người dùng và thiết bị nhúng Jetson nano thông qua API Sửdụng máy ảo nhằm dễ dàng truyền các API xuyên qua tường lửa cũng như AWS

hỗ trợ bảo mật mạnh mẽ hệ thống người dùng Cuối cùng các thông tin ngườidùng sẽ được lưu trữ trên MongoDB, nén tảng lưu trữ dir liệu Nosql phô biến là

miễn phí.

Camera, barrier và thiết bị nhúng Jetson nano: Camera sẽ bắt lấy hình ảnh trực tiếpcủa biển số xe khi người dùng khi đưa xe vào bãi trong khi thanh chắn chặn xechờ phản hồi cho mở cho phép xe vào bãi Jetson nano tại đây xe xử lý hình ảnhđược truyền về thành dạng chuỗi dé gửi về tang cao hơn xử lý

Người dùng cuối: Tại đây người dùng sẽ cập nhật những thông tin cơ bản theo yêucầu và sử dụng hệ thống bao gồm: Tạo tài khoản, đăng nhập, thay đồi thông tin cá

17

nhân, cập nhật phương tiện di chuyền, liên kết tài khoản ngân hàng và tiến hành

đặt vé thanh toán khi gửi xe.

8 Server gửi xắc nhận vào bãi thanh sông Đẳng thời gửi GPS hướng dẫn người dùng chạy xe vào đúng chỗ

Backend - Server

3 Kiếm tra chỗ trồng và tự động chon wa BO:

Smartphone 22, xá nu cá sẽ gửi lại ¡ đây đủ thông tin

— lên vẻ cho người ding Nếu khẳng sẽ bao

ge « lại ngưởi dùng >

1 Người dùng tiến hành chọn lựa 2 Các thông tin được người dùng chọn

thông tin va đặt vẻ _ sẽ được gửi lên

-8 Jetson

nano xử li hinh anh

đề đưa được kết quả cuối

củng va gửi ngược lên server

để kiểm

tra.

4 Sau „

—_n ` Lư 5 Trong khi barrier chăn xe chờ kiểm

người dùng Bắt Sầu đưa xe ro] tra Camera sễ quay biển số xe va gửi

vị tri dau xe.

= Ghi chủ

——>_ Luông xử lí của hệ thống và

th

10 Dựa vào GPS, xe được đỗ thiết bị.

vào đúng vão thành công.

—-::-<:-::-::-: ding.

Sơ đồ 3.2 Sơ đồ luồng xử lý khi xe vào bãi

Sơ đồ này chỉ rõ ràng luồng xử lý khi xe muốn vào bãi:

1 Người dùng quan sát và chọn bãi muốn gửi, sau đó nhắn bắt đầu đề hệ thống cập

nhật thông tin người dùng.

2 Tại đây thiết bị sẽ gửi thông tin người dùng lên hệ thống dé kiểm tra thông tin

18

3 Sau khi xác nhận thông tin thành, máy chủ trả về lại thông tin người dùng đồng

thời vị trí gửi xe cũng như tọa độ dé người dùng dé dang hơn khi quan sát đậu vào

bãi.

4 Xe tiến hành vào bãi và dùng lại trước công thanh chắn bãi đậu xe người dùng

muốn chờ được phép vào

5 Trong khi barrier chặn xe người dùng, camera bắt đầu truyền hình ảnh đang có lên

Jetson nano đề được xử lý

6 Sau khi xử lý xong, thiết bị nhúng Jetson nano gửi biển số xe theo dang ký tự lên

máy chủ dé chờ kiểm duyệt cho bước tiếp theo

7 May chủ sẽ kiểm duyệt tinh đúng đắn của dữ liệu cũng như quan sát xe đã được

đăng ký chưa hay hiện tại còn chỗ đề đậu không, nếu đã đủ điều kiện sẽ gửi thôngbáo về barrier cho phép mở

§ Cùng thời điểm đó hệ thống sẽ gửi xác thực về ứng dụng người dùng và vị trí

trong dé đậu xe

9 Khi xe vào bãi sẽ tiến hành quan sát vị trí mà mình phải đậu trên GPS của ứng

dụng và đưa xe vào bãi.

10 Dựa vào GPS nếu người dùng đậu xe không đúng vị trí hệ thống sẽ báo lỗi và

không cho người dùng kết thúc phiên vào xe này cho đến khi người dùng cho xe

vào đúng chô.

19

thanh toan hay không ( nếu Fee 5 Hé thong gửi don thanh todn tủykhông thi có thé dang có theo thởi gian đỗ xe để xác nhận PU

» ngudi khae trom xe } xe rời bãi về điện thoại

a | b Ss

.7 Gửi phan hai xác nhận lấy xe

- va thanh toắn về hệ thẳng.

Sơ đồ 3.3 Sơ đồ luồng xử lý khi xe ra bãi

Ở luồng xử ly nay cho ta thấy các mô hình hoạt động khi xe ra bãi:

1 Người dùng bắt đầu lay xe từ bãi, người dùng có thé quan sát GPS dé tìm vị trí xe

của mình.

2 Sau đó người dùng tiến hành đưa xe ra trước công dé chờ hoàn thành các công

đoạn ra về.

3 Tại đây, sau khi xe dừng trước thanh chắn, camera tiếp tục lấy trực tiếp hình ảnh

gửi về Jetson nano đề chờ xử lý.

4 Sau khi xử lí và trả về thành công biển số xe theo dạng chuỗi, dữ liệu được trả lại

cho server đê xử lí bước tiép theo.

20