Ứng dụng iot vào quản lý kho hàng

Khi hàng hóa di chuyển qua các giai đoạntrong chuỗi cung ứng, mã vạch sẽ được quét bằng các thiết bị quét mã vạch để cậpnhật thông tin vào hệ thống quản lý kho hàng.. Đề tài tập trung và

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN

Nhóm xin gửi lời tri ân sâu sắc đến thầy Huỳnh Thế Thiện, giảng viên hướng dẫnkhóa luận tốt nghiệp tại trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Những

đề xuất và đóng góp quý báu của thầy đã tạo điều kiện thuận lợi để nhóm hoàn thành

đề tài Đặc biệt, kinh nghiệm và kiến thức sâu rộng của thầy trong lĩnh vực nghiêncứu khoa học đã mang đến cho nhóm những ý tưởng sáng tạo và cơ hội quý giá đểhoàn thành tốt công việc

Nhóm thực hiện đồ án tốt nghiệp(Ký và ghi rõ họ tên)

Lê Thành Liêm Nguyễn Đức Tấn

LỜI CAM ĐOAN

Nhóm thực hiện khóa luận tốt nghiệp cam kết rằng đề tài này sẽ được nghiên cứu

và thực hiện dựa trên thành quả của nhóm, có tham khảo một số tài liệu có sẵn vàkhông sao chép nội dung, kết quả từ bất kỳ đồ án hay khóa luận nào khác Các tài liệutham khảo đã được nhóm trích dẫn đầy đủ và chi tiết

Nhóm thực hiện đồ án tốt nghiệp(Ký và ghi rõ họ tên)

Lê Thành Liêm Nguyễn Đức Tấn

TÓM TẮT

Đề tài "Ứng dụng Internet of Things (IoT) vào quản lý hàng hóa"mục tiêu hướngđến nghiên cứu và phát triển một hệ thống tự động phân loại sản phẩm dựa trên côngnghệ nhận diện ký tự quang học và quét mã vạch Hệ thống này hướng đến mục tiêunâng cao hiệu quả quản lý kho hàng, giảm thiểu sai sót trong quá trình kiểm kê, và tối

ưu hóa quá trình vận hành của các doanh nghiệp trong lĩnh vực bán lẻ

Quá trình nghiên cứu bắt đầu với việc ứng dụng công nghệ nhận diện kí tự quanghọc (Optical Character Recognition - OCR) được áp dụng để trích xuất thông tin vănbản từ hình ảnh sản phẩm, bao gồm tên, mô tả và các chi tiết quan trọng khác Đồngthời, hệ thống quét mã vạch được triển khai để thu thập dữ liệu nhanh chóng và chínhxác về sản phẩm Bằng cách lấy thông tin nhận được từ các công nghệ trên, mô hìnhphân loại sản phẩm được thiết kế nhằm xác định và sắp xếp các sản phẩm theo cácdanh mục nhất định

Hệ thống phân loại sản phẩm tự động này có thể giúp doanh nghiệp nâng cao năngsuất và độ chính xác trong quá trình quản lý kho hàng Giải pháp này không chỉ giúpgiảm thiểu sai sót mà còn tối ưu hóa quy trình vận hành, từ đó mang lại lợi ích kinh

tế và cải thiện dịch vụ khách hàng Hệ thống có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trongnhiều lĩnh vực khác nhau như bán lẻ, quản lý kho, và vận chuyển hàng hóa

Bảng mục lục

1.1 Giới thiệu đề tài 1

1.2 Lý do chọn đề tài 2

1.3 Mục tiêu đề tài 3

1.4 Giới hạn đề tài 3

1.5 Phương pháp nguyên cứu 4

1.6 Bố cục đề tài 5

2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6 2.1 Tổng quan về quản lý hàng hóa hiện đại 6

2.1.1 Mô hình quản lý hàng hóa 7

2.1.2 Nguyên lý hoạt động của mô hình 8

2.2 Tổng quan về phần cứng 9

2.2.1 ESP32 WROOM32 9

2.2.2 Module ESP32-CAM 11

2.2.3 Cảm biến siêu âm HY-SRF05 12

2.2.4 Động cơ Servo 13

2.2.5 BUZZER 5V 14

2.2.6 Module Mạch giảm áp DC-DC Vin 9-36V 15

2.2.7 Transistor GR331 17

2.3 Giao tiếp WiFi 18

2.3.1 Công nghệ đi kèm IoT 19

2.3.2 Ứng dụng IoTs trong lĩnh vực quản lý hàng hóa 20

2.3.3 Công nghệ nhận diện mã vạch 21

2.4 Các phần mềm hỗ trợ 24

2.4.1 Visual Studio Code[17] 24

2.4.2 Arduino IDE[18] 25

3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG 26 3.1 Yêu cầu về mặt kỹ thuật và tính năng 26

3.1.1 Yêu cầu về mặt kỹ thuật 26

3.1.2 Yêu cầu về tính năng 27

3.2 Sơ đồ khối và thiết kế phần cứng hệ thống 28

3.2.1 Sơ đồ khối hệ thống 28

3.2.2 Thiết kế phần cứng hệ thống 30

3.3 Thiết kế giao diện quản lý 36

3.4 Sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống 37

4 THI CÔNG HỆ THỐNG 39 4.1 Thi công phần cứng 39

4.2 Lưu đồ 43

4.2.1 Lưu đồ phần cứng khối nhập hàng 43

4.2.2 Lưu đồ phần cứng khối xuất hàng 45

4.2.3 Lưu đồ phần cứng khối phân loại 47

4.2.4 Lưu đồ phần mền khối nhập hàng 48

4.2.5 Lưu đồ phần mền khối xuất hàng 49

4.2.6 Lưu đồ WEB quản lý 51

5 KẾT QUẢ THI CÔNG 52 5.1 Giới thiệu về mẫu Form đơn hàng 52

5.2 Chạy thực nghiệm nhập hàng 53

5.3 Chạy thực nghiệm xuất hàng 55

5.4 Giao diện Web quản lý 56

5.5 Mô hình demo hệ thống 58

6 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 60 6.1 Kết luận 60

6.2 Hướng phát triển 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

Danh sách hình vẽ

2.1 Mô hình quản lý hàng hóa 7

2.2 Sơ đồ chân ESP32 10

2.3 Sơ đồ chân ESP32 11

2.4 Sơ đồ chân cảm biến siêu âm HY-SRF05 12

2.5 Động Cơ Servo 13

2.6 Động Cơ Servo 14

2.7 Module Mạch giảm áp DC-DC Vin 9-36V 16

3.1 Sơ đồ khối hệ thống 28

3.2 Băng tải hệ thống 30

3.3 Sơ đồ mạch khối nhập hàng và xuất hàng 31

3.4 Sơ mạch khối phân loại 34

3.5 Mạch nguyên lý khối nguồn 36

3.6 Mạch nguyên lý toàn hệ thống 38

4.1 Sơ đồ mạch in khối nhập hàng và xuất hàng 40

4.2 Mạch in thi công khối nhập hàng 41

4.3 Sơ đồ mạch in khối phân loại 42

4.4 Mạch in thi công khối phân loại 43

4.5 Lưu đồ phần cứng khối nhập hàng 45

4.6 Lưu đồ phần cứng khối xuất hàng 46

4.7 Lưu đồ phần cứng khối phân loại 48

4.8 Lưu đồ phần mền khối nhập hàng 49

4.9 Lưu đồ phần mền khối xuất hàng 50

4.10 Lưu đồ WEB 51

5.1 Mẫu đơn hàng 52

5.2 Lấy điểm ảnh từ ảnh gốc 53

5.3 Điểm ảnh chung của 2 ảnh mẫu đơn hàng và ảnh được chụp từ phần cứng 53

5.4 Chạy code chương trình nhập hàng 54

5.5 Chạy code chương trình xuất hàng khi hàng hóa không có trong kho 55 5.6 Chạy code chương trình xuất hàng khi hàng hóa có trong kho 56

5.7 Giao diện nhập hàng trên web 56

5.8 Giao diện kho hàng trên web 57

5.9 Giao diện xuất hàng trên web 57

5.10 Mô hình demo 58

Danh sách bảng

2.1 Thông số kỹ thuật của ESP32 WROOM32[2] 10

2.2 Thông số kỹ thuật ESP32-CAM[3] 11

2.3 Bảng thông số kỹ thuật của cảm biến siêu âm HY-SRF05[4] 12

2.4 Bảng thông số kỹ thuật động cơ servo[5] 13

2.5 Bảng thông số kỹ thuật buzzer[6] 14

2.6 Bảng thông số kỹ thuật mạch giảm áp DC-DC Vin 9-36V[7] 16

2.7 Bảng thông số kỹ thuật transistor C1815[8] 17

3.1 Kết nối chân ESP32-CAM 31

3.2 Sơ đồ nối chân của cảm biến siêu âm HY-SRF05 và buzzer với ESP32-CAM 32

3.3 Sơ đồ mạch nguyên lý khối phân loại 34

3.4 Các thiết bị sử dụng nguồn 5V 35

DANH MỤC VIẾT TẮT

Từ viết tắt Giải thích

IoT Interner of Things

OCR Optical Character Recognition

TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh

SD Secure Digital

SPI Serial Peripheral Interface

UART Universal Asynchronous Receiver-TransmitterI2S Inter-IC Sound Bus

I2C Inter-Integrated Circuit

DC Direct Current

STT Số thứ tự

NPN Negative - Positive – Negative

WLAN Wireless Local Area Network

IEEE Institute for Electrical and Electronics EngineersMAC Medium Access Control

PHY Physical

FH Frequency Hopping

DSSS Direct-Sequence Spread Spectrum

OFDM Orthogonal Frequency Division MultiplexingPANs Personal Area Networks

LoRa Long Range Radio

LTE Long-Term Evolution

AWS Amazon Web Services

MQTT Message Queueing Telemetry TransportCoAP Constrained Application ProtocolAMQP Advanced Message Queuing ProtocolHTTP HyperText Transfer Protocol

AI Artificial Intelligence

GPS Global Positioning System

OpenCV Open Source Computer Vision Library

VS Code Visual Studio Code

ROI Region of Interest

ORB Oriented FAST and Rotated BRIEF

Chương 1 TỔNG QUAN

Quản lý hàng hóa trong kho bằng mã vạch là một phương pháp quản lý hiện đại

và hiệu quả đã được áp dụng rộng rãi trong các doanh nghiệp và tổ chức trên toàn thếgiới

Công nghệ mã vạch đã chứng tỏ sự hiệu quả từ lâu và đã trở thành một phần khôngthể thiếu trong việc theo dõi và quản lý hàng hóa Mỗi sản phẩm được gắn một mãvạch duy nhất, chứa đựng các thông tin chi tiết như mã sản phẩm, ngày sản xuất, ngàyhết hạn và các thông tin khác về sản phẩm Khi hàng hóa di chuyển qua các giai đoạntrong chuỗi cung ứng, mã vạch sẽ được quét bằng các thiết bị quét mã vạch để cậpnhật thông tin vào hệ thống quản lý kho hàng

Phương pháp này đem lại nhiều lợi ích quan trọng, bao gồm độ chính xác và độ tincậy cao trong quản lý hàng hóa, giảm thiểu sai sót và lãng phí, tăng cường hiệu suất

và linh hoạt trong quá trình vận hành kho hàng Đồng thời, dữ liệu thu thập từ các mãvạch cung cấp cơ sở dữ liệu thiết yếu để hỗ trợ ra quyết định chiến lược và tối ưu hóaquá trình quản lý tồn kho

Với sự phát triển liên tục của công nghệ, quản lý kho hàng bằng mã vạch không chỉ

là một phương pháp hiện đại mà còn là yếu tố then chốt giúp doanh nghiệp cải thiện

hiệu suất và duy trì tính cạnh tranh trong một thị trường ngày càng khốc liệt.

Để giải quyết vấn đề theo dõi chính xác số lượng và thông tin hàng hóa trong kho,việc áp dụng công nghệ mã vạch là một giải pháp tối ưu Mã vạch giúp doanh nghiệpquản lý hàng tồn kho một cách chính xác và hiệu quả hơn Với việc sử dụng mã vạch,mọi thông tin về hàng hóa như số lượng, chủng loại, ngày nhập kho, ngày xuất khođều được ghi nhận và lưu trữ một cách tự động và chính xác Điều này không chỉ giúpgiảm thiểu sai sót do quá trình nhập liệu thủ công mà còn cung cấp dữ liệu thời gianthực về tình trạng tồn kho tại mọi thời điểm

Nhờ đó, doanh nghiệp có thể đưa ra các quyết định chiến lược về việc nhập, xuất

và tái tồn kho hàng hóa một cách nhanh chóng và chính xác Việc có thông tin cậpnhật liên tục về tình trạng hàng tồn kho giúp doanh nghiệp dễ dàng nhận diện nhữngmặt hàng nào đang có nhu cầu cao, từ đó lập kế hoạch nhập hàng kịp thời để tránhtình trạng hết hàng Đồng thời, cũng có thể xác định những mặt hàng tồn kho lâu ngày

để đưa ra các biện pháp xử lý kịp thời, tránh tình trạng tồn kho quá mức và lãng phíkhông gian lưu trữ

Hơn nữa, dữ liệu từ mã vạch còn cung cấp những thông tin đáng tin cậy để dựđoán nhu cầu thị trường Thông qua việc phân tích xu hướng tiêu thụ hàng hóa, doanhnghiệp có thể lập kế hoạch nhập hàng và tối ưu hóa lưu trữ một cách hiệu quả hơn.Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian và công sức trong việc quản lý hàng tồnkho mà còn giúp giảm chi phí lưu trữ, tối ưu hóa nguồn lực và tăng cường hiệu quảkinh doanh

Tóm lại, việc áp dụng công nghệ mã vạch trong quản lý hàng tồn kho mang lạinhiều lợi ích vượt trội Không chỉ giúp doanh nghiệp theo dõi và quản lý hàng hóamột cách chính xác và hiệu quả, mã vạch còn cung cấp những dữ liệu quan trọng để

dự đoán nhu cầu và tối ưu hóa quy trình lưu trữ Điều này giúp doanh nghiệp tiết kiệm

thời gian, công sức và nguồn lực, đồng thời nâng cao khả năng cạnh tranh trên thịtrường.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là cải thiện hiệu quả quản lý và giám sát hàng hóatrong quá trình lưu trữ Đề tài tập trung vào triển khai một hệ thống quản lý hàng hóatiên tiến, sử dụng công nghệ mã vạch để tự động hóa các hoạt động nhập, xuất vàkiểm kê hàng hóa Dữ liệu sẽ được lưu trữ trên nền tảng Firebase để đảm bảo tính linhhoạt và sẵn sàng truy cập Đồng thời, đề tài cũng nhằm mục đích triển khai trích xuất

dữ liệu từ mẫu đơn hàng, từ đó hỗ trợ quản lý hiệu quả hơn trong quá trình nhập xuấthàng hóa

Tiếp đó, đề tài còn tập trung vào việc phân loại hàng hóa theo khu vực quận tạiTP.HCM, giúp tối ưu hóa quy trình lưu trữ và vận chuyển hàng hóa, từ đó giảm thiểuthời gian và chi phí vận chuyển Hệ thống sẽ tích hợp công nghệ tự động hóa trên băngtruyền để tăng cường hiệu suất và độ chính xác trong quá trình xử lý hàng hóa, giảmthiểu sai sót và nâng cao hiệu quả hoạt động kho hàng

Cuối cùng, đề tài cũng hướng tới việc quản lý hàng hóa trong kho, nhập hàng vàxuất hàng Điều này sẽ hỗ trợ việc đảm bảo kiểm soát quá trình quản lý các đơn kiệnhàng

Đề tài được thực hiện dựa trên một mô hình demo, chỉ phát triển và thử nghiệmmột phiên bản mẫu của hệ thống Do đó, không có sự triển khai thực tế trên quy môlớn, điều này giới hạn sự áp dụng rộng rãi và khả năng mở rộng của hệ thống trongcác môi trường sản xuất thực tế Một trong những hạn chế chính của đề tài là chấtlượng ảnh từ camera ESP32-CAM Thiết bị này có thể không đạt được độ phân giải

và độ rõ nét cao như các thiết bị chụp ảnh chuyên nghiệp, dẫn đến các hạn chế trong

việc nhận dạng ký tự và mã vạch.

Chất lượng ảnh kém có thể dẫn đến hình ảnh mờ, không rõ ràng, gây khó khăn choquá trình nhận diện và phân tích thông tin hàng hóa Ngoài ra, hệ thống còn đối mặtvới thách thức trong việc xử lý lượng lớn dữ liệu thời gian thực, do hạn chế của phầncứng và phần mềm trong mô hình thử nghiệm Việc lưu trữ dữ liệu trên các nền tảngnhư Firebase cũng có thể ảnh hưởng đến thời gian thực của hệ thống, đặc biệt khi phải

xử lý hàng nghìn mã vạch và thông tin liên quan

Hơn nữa, hệ thống phụ thuộc vào kết nối WiFi để truyền dữ liệu từ ESP32-CAM

và ESP32 Mô hình có thể gặp vấn đề nếu kết nối WiFi không ổn định, dẫn đến giánđoạn trong quá trình truyền tải dữ liệu và ghi nhận thông tin không chính xác

Phương pháp nghiên cứu được áp dụng trong đề tài tập trung vào việc kết hợp quản

lý hàng hóa bằng mã vạch với sử dụng công nghệ IoT và các thư viện phần mềm nhưOpenCV và OCR Tesseract Mục tiêu là tối ưu hóa quy trình nhập, xuất và theo dõihàng hóa trong kho thông qua các phương pháp xử lý ảnh và IoT

Đầu tiên, nghiên cứu sẽ đi sâu vào việc hiểu rõ nguyên lý hoạt động của mã vạch vàcác ứng dụng của công nghệ IoT trong quản lý tồn kho Bằng cách này, nhóm nghiêncứu sẽ phân tích cách thức mà mã vạch có thể được sử dụng để cải thiện độ chính xác

và hiệu quả trong việc theo dõi và quản lý hàng hóa

Thứ hai, nghiên cứu sẽ tập trung vào các công cụ và phương pháp của thư việnOpenCV và OCR Tesseract Qua đó, nhóm sẽ khảo sát và phát triển các giải phápnhận dạng mã vạch từ hình ảnh sản phẩm Điều này bao gồm việc áp dụng các thuậttoán xử lý ảnh để nhận diện và giải mã thông tin từ các mã vạch, từ đó nâng cao khảnăng tự động hóa và chính xác của quy trình quản lý kho hàng

Bằng cách kết hợp sử dụng công nghệ IoT và các công cụ phần mềm tiên tiến, đềtài mong muốn đưa ra các giải pháp hiệu quả, giúp doanh nghiệp cải thiện quản lý tồnkho và nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường

1.6 Bố cục đề tài

Chương 1: Giới thiệu Trình bày tổng quan về quản lý kho hàng bằng mã vạch vànhững thách thức hiện tại Đưa ra phương pháp giải quyết cho đề tài

Chương 2: Cơ sở lý luận Giới thiệu và phân tích các cơ sở lý thuyết liên quan được

áp dụng trong hệ thống Giới thiệu về các phần cứng và công nghệ sử dụng để xâydựng mô hình

Chương 3: Thiết kế và triển khai hệ thống Phân tích yêu cầu, đặc tính kỹ thuật vàtính năng của hệ thống Thiết kế cả phần cứng và phần mềm để tạo thành một môhình có tính ứng dụng cao

Chương 4: Xây dựng và thử nghiệm Thực hiện lắp ráp và kiểm tra các thành phầncủa hệ thống đã thiết kế Bao gồm việc vẽ sơ đồ và tính toán chi tiết về hệ thống.Chương 5: Đánh giá và phân tích kết quả Trình bày các kết quả thu được từ việcvận hành mô hình hệ thống đã xây dựng

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển Tổng kết lại quá trình nghiên cứu và thựchiện đề tài, đưa ra những kết luận và đề xuất hướng phát triển cho đề tài trong tươnglai

Chương 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Quản lý hàng hóa bằng mã vạch là một phương pháp tổ chức và theo dõi hàng hóatrong suốt quá trình lưu trữ, vận chuyển và bán hàng thông qua việc sử dụng mã vạch

Mã vạch bao gồm một chuỗi các vạch đen và khoảng trắng được in trên nhãn hoặc thẻcủa sản phẩm, chứa đựng thông tin quan trọng như mã sản phẩm, ngày sản xuất, ngàyhết hạn và các chi tiết khác về sản phẩm

Hệ thống quản lý hàng hóa bằng mã vạch bao gồm các thành phần sau:

• Gắn Mã Vạch: Mỗi sản phẩm được đánh dấu một mã vạch duy nhất, thông qua

việc in mã vạch lên nhãn hoặc tag của sản phẩm

• Thiết Bị Quét Mã Vạch: Các thiết bị quét mã vạch được sử dụng để đọc thông

tin từ các mã vạch trên sản phẩm Các thiết bị này có thể là máy quét cầm tayhoặc thiết bị tích hợp trong hệ thống quản lý kho

• Phần Mềm Quản Lý Kho: Hệ thống phần mềm quản lý kho được dùng để tổ

chức và quản lý thông tin về hàng hóa, bao gồm cả các chi tiết như mã vạch, sốlượng tồn kho, lưu trữ và thông tin chi tiết về sản phẩm

• Quá Trình Quét và Ghi Nhận: Khi hàng hóa di chuyển trong hệ thống, nhân

viên sẽ quét mã vạch của từng sản phẩm để cập nhật thông tin vào hệ thống quản

lý kho

• Theo Dõi và Kiểm Tra Tồn Kho: Hệ thống quản lý kho tự động cập nhật về

số lượng tồn kho sau mỗi lần quét mã vạch, giúp nhân viên dễ dàng theo dõi vàkiểm tra tồn kho một cách chính xác

• Quản Lý Vận Chuyển và Bán Hàng: Mã vạch cũng được sử dụng trong quá

trình vận chuyển và bán hàng để xác định số lượng và thông tin chi tiết về sảnphẩm

Quản lý hàng hóa thông qua mã vạch đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cườngtính chính xác và đáng tin cậy, giảm thiểu sai sót và lãng phí, đồng thời cung cấp thôngtin chính xác và đầy đủ để hỗ trợ quyết định kinh doanh và tối ưu hóa quá trình vậnhành[1]

2.1.1 Mô hình quản lý hàng hóa

Hình 2.1: Mô hình quản lý hàng hóa

Mô hình quản lý hàng hóa bằng mã vạch là một hệ thống tích hợp các phần cơ bảnnhư băng tải camera nhập hàng hóa, camera xuất hàng hóa và laptop để xử lý dữ liệu

(như hình 2.1) Mỗi thành phần trong hệ thống đóng vai trò quan trọng trong quá trìnhquản lý hàng hóa, từ việc nhập hàng vào kho đến việc xuất hàng ra khỏi kho Dướiđây là mô tả chi tiết về từng thành phần:

• Băng tải camera nhập hàng hóa: Đây là một phần của quy trình nhập hàng hóa

vào kho băng tải được trang bị camera để quét mã vạch trên sản phẩm khi chúng

di chuyển qua Khi camera quét được mã vạch, thông tin về sản phẩm sẽ đượctrích xuất và tự động nhập vào form đơn hàng trên hệ thống

• Camera xuất hàng hóa: Trong quy trình xuất hàng hóa từ kho, camera được sửdụng để quét mã vạch của sản phẩm trước khi chúng được đưa ra ngoài Thôngtin từ mã vạch sẽ được gửi đến laptop để xác định sản phẩm cũng như cập nhậttình trạng xuất kho

• Laptop xử lý dữ liệu: Laptop là trung tâm của hệ thống, nơi mà dữ liệu từ các

camera được gửi đến để xử lý Laptop sẽ nhận dữ liệu từ camera, trích xuất thôngtin từ mã vạch, và sau đó cập nhật vào hệ thống quản lý hàng hóa Laptop cũng

có thể thực hiện các chức năng như in ra báo cáo tồn kho, đơn đặt hàng, và quản

lý thông tin sản phẩm dựa trên những thông tin được thu thập từ trên Form hànghóa thông qua cơ sở dữ liệu

Mô hình tận dụng công nghệ mã vạch để tự động hóa quy trình quản lý hàng hóa

từ việc nhập kho đến việc xuất kho, giúp tăng cường tính chính xác và hiệu quả củaquy trình Đồng thời, cũng giảm thiểu sự can thiệp của con người và giảm thiểu saisót trong quản lý hàng hóa

2.1.2 Nguyên lý hoạt động của mô hình

Nguyên lý hoạt động của mô hình quản lý hàng hóa bằng mã vạch dựa trên các yếu

tố chính: quét mã vạch, phân loại hàng hóa và lưu trữ thông tin trong cơ sở dữ liệu.Đầu tiên trong quy trình là quét mã vạch của hàng hóa Để thực hiện điều này,

hệ thống sử dụng camera OV2640 tích hợp trên ESP32 CAM Camera có khả năng

chụp ảnh với độ phân giải cao và chất lượng hình ảnh tốt, cho phép ESP32-CAM quét

và nhận dạng các mã vạch trên sản phẩm một cách chính xác và nhanh chóng Khicamera nhận diện được mã vạch, thông tin tương ứng sẽ được trích xuất và xử lý bởi

hệ thống sau đó dữ liệu sẽ được gửi và lưu trữ ở cơ sở dữ liệu

Khi hàng hóa được đưa lên băng tải cảm biến siêu âm HY-SR04 đóng quan trọnggiúp nhận diện hàng hóa và đưa thông tin đến ESP32-CAM để chụp ảnh

Sau đó, mọi thông tin về hàng hóa, từ mã vạch cho đến vị trí lưu trữ, đều được lưutrữ trong cơ sở dữ liệu Điều này tạo ra một nguồn thông tin tập trung và dễ dàng truycập, giúp quản lý và theo dõi hàng hóa một cách linh hoạt và hiệu quả Với sự kết hợphoàn hảo giữa quét, phân loại và lưu trữ, mô hình này đem lại sự tự động hóa và tiệních trong quản lý kho hàng

2.2.1 ESP32 WROOM32

ESP32-WROOM-32 là một module WiFi và Bluetooth dựa trên chip ESP32 củaEspressif Systems ESP32-WROOM-32 là một module phổ biến trong lĩnh vực pháttriển các ứng dụng IoT (Internet of Things) và các ứng dụng nhúng khác

Module ESP32 WROOM32 có lõi chính là chip ESP32-D0WDQ6, được thiết kếvới khả năng mở rộng và thích nghi Module này đi kèm hai lõi CPU có thể điều khiểnđộc lập và có thể điều chỉnh tần số xung nhịp từ 80 MHz đến 240 MHz Nguồn CPU

có thể được tắt để chuyển sang sử dụng bộ xử lý thấp công suất, cho phép liên tụcgiám sát các thiết bị ngoại vi và phát hiện các thay đổi hoặc vượt ngưỡng Ngoài raModule ESP32 WROOM32 còn tích hợp nhiều thiết bị ngoại vi như cảm biến cảmứng điện dung, cảm biến Hall, thẻ SD, Ethernet, giao tiếp SPI tốc độ cao, UART, I2S

và I2C Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân của ESP32 WROOM32 qua hình 2.2 Thông

số kỹ thuật của ESP32 WROOM32 thể hiện qua bảng 2.2

Hình 2.2: Sơ đồ chân ESP32

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của ESP32 WROOM32[2]

STT Thông số Min Max

Xtensa Dual-Core LX6 microprocessor (32bit)

9 Giao tiếp SD card, UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, Motor

PWM, I2S, IR, pulse counter, GPIO, capacitive touchsensor, ADC, DAC

10 Hỗ trợ giao tiếp - Bluetooth v4.2 BR/EDR và Bluetooth LE

2.2.2 Module ESP32-CAM

ESP32-CAM là một phiên bản của module ESP32 tích hợp camera OV2640, chophép người dùng dễ dàng thực hiện các ứng dụng IoT liên quan đến hình ảnh và video.ESP32-CAM được trang bị với camera OV2640, có độ phân giải 2 megapixel Điềunày cho phép ESP32-CAM chụp ảnh và quay video với chất lượng khá cao, phù hợpcho các ứng dụng như giám sát, nhận dạng khuôn mặt, và chụp ảnh

Hình 2.3: Sơ đồ chân ESP32

Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật ESP32-CAM[3]

STT Thông số Min Max Đơn vị

1 Nguồn cấp 3.3 5 V

2 Nhiệt độ hoạt động -20 80 °C

3 Dải phổ 2412 2484 Hz

4 RAM 520KB SRAM + 4M PSRAM

5 Hình ảnh đầu ra JPEG, BMP, GRAYSCALE

Bảng 2.2 trình bày các thông số kỹ thuật chính của ESP32-CAM Thiết bị yêu cầunguồn cấp từ 3.3V đến 5V và có thể hoạt động trong khoảng nhiệt độ từ -20°C đến80°C Dải tần số hoạt động của ESP32-CAM là từ 2412Hz đến 2484Hz ESP32-CAMđược trang bị 520KB SRAM và 4M PSRAM Thiết bị hỗ trợ các định dạng hình ảnhđầu ra như JPEG, BMP và GRAYSCALE Với những thông số này, ESP32-CAM làmột thiết bị mạnh mẽ và linh hoạt, phù hợp cho nhiều ứng dụng IoT và xử lý hình ảnh

2.2.3 Cảm biến siêu âm HY-SRF05

Cảm biến siêu âm HY-SRF05 là một trong những loại cảm biến phổ biến nhất,được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng đo khoảng cách và tránh vật cản Được pháttriển bởi ELECHOUSE, HY-SRF05 hoạt động bằng cách sử dụng sóng siêu âm để

đo khoảng cách từ cảm biến đến vật thể gần nhất Dữ liệu khoảng cách sau đó đượctruyền về cho các hệ thống điều khiển và xử lý, giúp thực hiện các chức năng như điềuhướng tự động, tránh va chạm, và các ứng dụng IoT khác

Hình 2.4: Sơ đồ chân cảm biến siêu âm HY-SRF05

Bảng 2.3: Bảng thông số kỹ thuật của cảm biến siêu âm HY-SRF05[4]

STT Thông số Min Max Đơn vị

1 Nguồn cấp 4.5 5.5 V

2 Dòng hoạt động 10 40 mA

3 Khoảng cách đo 2 450 cm

4 Tần số 40 Hz

5 Độ phân giải đo 0,3 cm

Bảng 2.3 mô tả các thông số kỹ thuật của cảm biến siêu âm HY-SRF05, một loạicảm biến thường được sử dụng trong các ứng dụng đo khoảng cách Cảm biến nàyhoạt động với nguồn điện từ 4,5 đến 5,5 V và tiêu thụ dòng điện từ 10 đến 40 mA.Khoảng cách đo của cảm biến dao động từ 2 đến 450 cm, với độ phân giải đo là 0,3

cm và tần số hoạt động là 40 Hz Các thông số này quan trọng để đánh giá hiệu suất

và độ chính xác của cảm biến trong các ứng dụng thực tế như đo khoảng cách và pháthiện vật thể.

2.2.4 Động cơ Servo

Động cơ servo G90 có kích thước nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ, nhưng lại có côngsuất đáng kể Servo có thể xoay được khoảng 180 độ (90 độ trong mỗi hướng), giúptăng tính linh hoạt trong việc điều khiển các vị trí khác nhau Mặc dù nhỏ hơn nhiều

so với các loại servo tiêu chuẩn, động cơ này vẫn hoạt động theo nguyên lý tương tự

và có thể điều khiển bằng bất kỳ mã code, phần cứng hoặc thư viện servo nào

Hình 2.5: Động Cơ Servo

Bảng 2.4: Bảng thông số kỹ thuật động cơ servo[5]

STT Thông số Min Max Đơn vị

1 Nguồn cấp 4.8 6 V

2 Tốc độ hoạt động 0,1 s/60 độ

3 Độ rộng dải chết 10sBảng 2.4 hiển thị các thông số kỹ thuật của động cơ servo Bảng này bao gồm bathông số chính: nguồn cấp, tốc độ hoạt động, và độ rộng dải chết Nguồn cấp của động

cơ servo dao động từ 4,8 đến 6 (V), đảm bảo hoạt động ổn định trong dải điện áp này

Tốc độ hoạt động của động cơ là 0,1 giây cho mỗi 60 độ, cho thấy khả năng quaynhanh và chính xác của Servo Độ rộng dải chết là 10 giây, một chỉ số quan trọng choviệc điều chỉnh độ nhạy và độ chính xác của động cơ trong các ứng dụng điều khiển.

2.2.5 BUZZER 5V

Buzzer 5V là một linh kiện âm thanh phổ biến trong điện tử, thường được sử dụng

để phát ra các tín hiệu âm thanh như cảnh báo, báo động, hoặc chỉ đơn giản là tạo ra

âm thanh để thông báo Với đặc tính hoạt động ở điện áp 5V, buzzer này thích hợp đểtích hợp vào các dự án điện tử như Arduino, Raspberry Pi, mạch điều khiển IoT vàcác ứng dụng DIY khác

Buzzer 5V không đòi hỏi nguồn điện phức tạp, và cũng tiết kiệm không gian và dễdàng lắp đặt Điều này khiến buzzer 5V trở thành lựa chọn phổ biến cho những ngườimới bắt đầu và các nhà phát triển đam mê điện tử, muốn tích hợp tính năng âm thanhvào các thiết bị tự làm của họ một cách đơn giản và hiệu quả

Hình 2.6: Động Cơ Servo

Bảng 2.5: Bảng thông số kỹ thuật buzzer[6]

STT Thông số Min Max Đơn vị

Bảng 2.5 thể hiện những thông số sau:

Nguồn cấp (4 - 8V): Đây là dải điện áp mà buzzer cần để hoạt động Với dải điện

áp từ 4V đến 8V, buzzer có thể hoạt động ổn định và đáng tin cậy

Dòng hoạt động (30 mA): Đây là dòng điện tiêu thụ khi buzzer hoạt động Mứcdòng này không quá cao, giúp tiết kiệm năng lượng và phù hợp với nhiều ứng dụng.Tần số âm vang (2000 - 2600 Hz): Đây là dải tần số của âm thanh được phát ra bởibuzzer Tần số này quan trọng để xác định âm thanh cụ thể mà buzzer phát ra

Nhiệt độ hoạt động (-25°C đến 80°C): Đây là dải nhiệt độ mà buzzer có thể hoạtđộng một cách ổn định Việc buzzer hoạt động được trong môi trường có nhiệt độkhác nhau là rất quan trọng trong các ứng dụng thực tế

Âm thanh ngõ ra (85 dB): Đây là cường độ âm thanh của âm vang phát ra bởibuzzer Cường độ này có thể được đo trong một khoảng cách nhất định và thườngđược xác định để đảm bảo âm thanh đủ lớn để được nghe rõ trong môi trường xungquanh

2.2.6 Module Mạch giảm áp DC-DC Vin 9-36V

Module giảm áp DC-DC Vin 9-36V là một linh kiện quan trọng trong các ứngdụng điện tử, cho phép chuyển đổi điện áp từ nguồn cao (từ 9V đến 36V) xuống mứcđiện áp thấp hơn phù hợp với nhu cầu của hệ thống Điều này rất hữu ích khi cần cungcấp điện cho các linh kiện hoặc module yêu cầu điện áp thấp hơn so với nguồn cấpban đầu mà không cần phải sử dụng mấy nguồn phức tạp

Module này rất linh hoạt và tiện lợi trong việc tích hợp vào các dự án robot hóa,

hệ thống điện tử nhỏ gọn và các ứng dụng IoT Với hiệu suất ổn định và đáng tin cậy,module giúp tiết kiệm không gian và năng lượng, đồng thời bảo vệ các linh kiện điện

tử khỏi những biến động điện áp không mong muốn Với những tính năng và ưu điểmnày, module giảm áp DC-DC Vin 9-36V là giải pháp hiệu quả và dễ dàng cho những

ai đang tìm kiếm cách điều chỉnh điện áp trong các ứng dụng điện tử, robot và hệthống IoT nhỏ

Hình 2.7: Module Mạch giảm áp DC-DC Vin 9-36V

Bảng 2.6: Bảng thông số kỹ thuật mạch giảm áp DC-DC Vin 9-36V[7]

STT Thông số Min Max Đơn vị

1 Điện áp đầu vào (Vin) -0.3 40 V

2 Điện áp đầu ra (Vout) 5 V

3 Dòng điện đầu ra (Iout) 0.5 5 A

4 Hiệu suất chuyển đổi 93 %

Dòng điện đầu ra (Iout) của mạch có thể điều chỉnh từ 0.5A đến 5A ở đầu ra theonguồn Vin cung cấp cho module, giúp đảm bảo cung cấp đủ dòng điện cho các linhkiện, thiết bị yêu cầu năng lượng cao

Hiệu suất chuyển đổi của mạch giảm áp DC-DC đạt lên đến 93%, giúp tiết kiệmnăng lượng và giảm thiểu tổn thất năng lượng trong quá trình hoạt động

Tần số dao động (Fosc) của mạch được duy trì trong khoảng từ 144kHz đến216kHz, giúp mạch hoạt động ổn định và giảm thiểu nhiễu điện từ

Nhiệt độ hoạt động của mạch giảm áp DC-DC rộng từ -40°C đến 125°C, phù hợpcho các ứng dụng trong môi trường ngoài trời và các môi trường công nghiệp khắcnghiệt

2.2.7 Transistor GR331

Transistor C1815GR331 là một loại transistor NPN nhỏ gọn, thường được sử dụngtrong các mạch khuếch đại và chuyển mạch tín hiệu điện tử Với khả năng chịu đựngdòng điện lên đến 150mA và điện áp tối đa 50V, C1815GR331 là một lựa chọn phổbiến cho các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy và hiệu suất cao Transistor này nổi bật với

hệ số khuếch đại dòng điện (hFE) từ 200 đến 400, giúp cải thiện hiệu suất khuếch đạitín hiệu Cấu trúc nhỏ gọn và khả năng hoạt động tốt trong dải nhiệt độ rộng khiếnC1815GR331 trở thành một linh kiện lý tưởng cho các thiết kế điện tử hiện đại, từ cácthiết bị gia dụng đến các hệ thống công nghiệp phức tạp

Bảng 2.7: Bảng thông số kỹ thuật transistor C1815[8]

STT Thông số Min Max Đơn vị

1 Điện áp Cực-Đi-Thuận Cực-Bộ Vcbo 60 V

2 Điện áp Cực-Đi-Thuận Cực-Emi (VCEO) 50 V

3 Dòng Điện Thu Thập Cực Cộng (IC) 150 mA

4 Dòng Điện Cơ Bản (IB) 50 mA

5 Nhiệt Độ Mối Liên Kết (T) 125 °C

6 Hệ số khuếch đại dòng điện (hFE) 200 400

Thông số kỹ thuật của transistor C1815 qua bảng 2.7 như sau:

Điện áp cực-đi-thuận cực-bộ (Vcbo): từ 60V trở xuống, cho phép sử dụng trongcác mạch có yêu cầu về điện áp cao

Điện áp cực-đi-thuận cực-emi (Vceo): lên đến 50V, cho phép transistor này hoạtđộng ổn định trong các mạch có yêu cầu về điện áp đầu ra

Dòng điện thu thập cực cộng (Ic): có thể đạt tối đa 150mA, phù hợp cho các ứngdụng yêu cầu dòng điện tải trung bình

Dòng điện cơ bản (Ib): lên đến 50mA, giúp transistor điều khiển các dòng điệnđiều khiển cơ bản một cách hiệu quả

Nhiệt độ mối liên kết (T): có thể đạt tối đa 125°C, cho phép transistor hoạt độngtrong môi trường nhiệt độ cao.

Hệ số khuếch đại dòng điện (hFE): nằm trong khoảng từ 200 đến 400, cho biếttransistor có khả năng khuếch đại tín hiệu dòng điện từ mức trung bình đến lớn

Mạng WLAN (Wireless Local Area Network) đã cải thiện cách kết nối mạng trongdoanh nghiệp, cung cấp sự linh hoạt và tiện lợi cho việc truy cập các dịch vụ mạng.Thay vì phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng có dây, WLAN sử dụng sóng radio để cho phépcác thiết bị di động kết nối dễ dàng đến các tài nguyên mạng chia sẻ Điều này tăngcường tính di động và mở rộng phạm vi truy cập đến các dịch vụ như máy in, internet

và cơ sở dữ liệu trong phạm vi phủ sóng của WLAN

Sự phổ biến của WLAN dựa vào chuẩn hóa thông qua các giao thức như IEEE802.11, đảm bảo tính tương thích và độ tin cậy giữa các thiết bị và hệ thống Chuẩnnày quản lý cả lớp Medium Access Control (MAC) và Physical (PHY) của mạngWLAN, điều chỉnh cách các thiết bị truy cập vào môi trường không dây và quản lýviệc truyền dữ liệu hiệu quả

Các tiến bộ trong chuẩn IEEE 802.11 đã mang lại nhiều cải tiến đáng kể, như kỹthuật điều chế và truyền tải dữ liệu Frequency Hopping (FH), Direct-Sequence SpreadSpectrum (DSSS), và Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) Nhữngcải tiến này nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của mạng WLAN trong các điều kiệnmôi trường khác nhau

WLAN cũng đóng vai trò quan trọng trong các mô hình mạng như PANs (PersonalArea Networks) và MANs (Metropolitan Area Networks), mở rộng khả năng kết nối

và tính di động trong nhiều lĩnh vực Các ứng dụng trong IoT và công nghệ 5G đangthúc đẩy sự phát triển của WLAN, mở ra nhiều cơ hội mới cho các ứng dụng và dịch

vụ số trong tương lai Với sự phát triển liên tục của các tiêu chuẩn và công nghệ,

WLAN sẽ tiếp tục là một phần quan trọng của cơ sở hạ tầng mạng[9].

2.3.1 Công nghệ đi kèm IoT

Internet of Things (IoT) không được xem như một công nghệ đơn lẻ mà là một hệsinh thái phức hợp, trong đó nhiều công nghệ khác nhau cùng hoạt động để tạo ra cácgiải pháp IoT toàn diện Dưới đây là một số công nghệ phổ biến thường được sử dụngkết hợp với IoT:

Cảm biến (Sensors): Cảm biến đóng vai trò như giác quan của hệ thống IoT, thuthập dữ liệu từ môi trường xung quanh Các loại cảm biến phổ biến bao gồm cảm biếnnhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, chuyển động, tiệm cận và nhiều loại khác

Kết nối Mạng (Network Connectivity): Để truyền dữ liệu giữa các thiết bị IoT và

hệ thống backend, các phương tiện kết nối mạng như Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRa,LTE và các giao thức khác được sử dụng

Điện toán Đám mây (Cloud Computing): Cung cấp khả năng lưu trữ và xử lý dữliệu lớn từ các thiết bị IoT Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây như AWS, Azure vàGoogle Cloud cung cấp các dịch vụ để lưu trữ, xử lý và phân tích dữ liệu từ các thiếtbị

Edge Computing: Xử lý dữ liệu ngay tại nơi thu thập thay vì gửi dữ liệu về đámmây Điều này giúp giảm độ trễ và tăng cường bảo mật Các thiết bị như Gateway IoThoặc các thiết bị xử lý nền tảng nhúng thường được sử dụng cho mục đích này

Bảo mật và Quản lý Thiết bị (Security and Device Management): Bảo vệ dữ liệu

và thiết bị IoT khỏi các mối đe dọa an ninh Các công nghệ bảo mật bao gồm mã hóa

dữ liệu, chứng thực, ủy quyền và quản lý khóa

Mạng và Giao thức (Networking and Protocols): Các giao thức như MQTT, CoAP,AMQP và HTTP được sử dụng để giao tiếp giữa các thiết bị IoT và hệ thống backend.Phân tích Dữ liệu và Trí tuệ Nhân tạo (Data Analytics and AI): Phân tích dữ liệu từcác thiết bị IoT để rút ra thông tin quan trọng và dự đoán xu hướng tương lai Trí tuệnhân tạo và học máy được áp dụng để tối ưu hóa các quy trình và cải thiện hiệu suất

Quản lý Dữ liệu và Dịch vụ (Data Management and Services): Dữ liệu từ các thiết

bị IoT được thu thập và lưu trữ, đồng thời các dịch vụ như phân tích dữ liệu, gửi thôngbáo và quản lý thiết bị từ xa cũng được triển khai[10]

2.3.2 Ứng dụng IoTs trong lĩnh vực quản lý hàng hóa

Internet of Things (IoT) là công nghệ đang phát triển với tốc độ cao, mang lại nhiềulợi ích cho việc quản lý hàng hóa Việc ứng dụng IoT giúp quy trình được tối ưu hóa,hiệu suất hoạt động được nâng cao, và khả năng theo dõi hàng hóa từ khâu sản xuấtđến khi đến tay người tiêu dùng được cải thiện

Giám sát thời gian thực: Cảm biến và hệ thống GPS gắn trên lô hàng hoặc phươngtiện vận chuyển cho phép theo dõi liên tục vị trí và tình trạng hàng hóa, giảm nguy cơmất mát và hư hỏng

Quản lý kho: Cảm biến IoT giám sát nhiệt độ và độ ẩm, đảm bảo rằng điều kiệnbảo quản của hàng hóa luôn được duy trì tốt nhất Hệ thống sẽ gửi cảnh báo nếu điềukiện vượt ngưỡng an toàn, ngăn ngừa thiệt hại và lãng phí

Tối ưu hóa vận chuyển: IoT cung cấp dữ liệu về giao thông, thời tiết giúp chọn lộtrình hiệu quả, giảm thời gian giao hàng và chi phí Theo dõi liên tục phương tiện giúpđảm bảo an toàn và quản lý bảo trì hiệu quả

Tiết kiệm chi phí: IoT phát hiện sớm sự cố kỹ thuật, giúp bảo trì dự phòng, giảmgián đoạn và chi phí sửa chữa Tối ưu hóa lộ trình và quản lý kho cũng giúp giảm chiphí logistics

Nâng cao sự hài lòng của khách hàng: Khả năng theo dõi hàng hóa trong thời gianthực và cung cấp thông tin chính xác về tình trạng giao hàng giúp cải thiện trải nghiệmcủa khách hàng và tăng cường sự tin tưởng

Phân tích và dự báo: Thông qua dữ liệu từ IoT, nhu cầu sản phẩm được ước tính,sản xuất và lưu kho được điều chỉnh một cách tối ưu, giúp giảm tồn kho dư thừa vàthiếu hụt, cải thiện quy trình và chiến lược kinh doanh

Bảo mật và an toàn: Cảm biến và thiết bị giám sát được sử dụng để phát hiện và

cảnh báo sớm các mối đe dọa như cháy nổ và xâm nhập trái phép Dữ liệu được bảo

vệ và các cuộc tấn công mạng được ngăn chặn[11]

2.3.3 Công nghệ nhận diện mã vạch

2.3.3.1 Thư viện OpenCV

OpenCV (Open Source Computer Vision Library) là một thư viện mã nguồn mởchuyên dùng cho xử lý ảnh và thị giác máy tính Thư viện này cung cấp một loạt cácchức năng và công cụ mạnh mẽ để phát triển ứng dụng liên quan đến xử lý ảnh vàvideo, nhận dạng đối tượng, theo dõi đối tượng, nhận dạng khuôn mặt, xử lý văn bản,

và nhiều ứng dụng khác trong lĩnh vực thị giác máy tính[12]

OpenCV đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện mã vạch và chụp ảnh thôngqua ESP32CAM trong quản lý kho hàng ESP32CAM là một board phổ biến sử dụngmodule ESP32 kết hợp với camera, cho phép chụp ảnh và chuyền dữ liệu qua WiFi.Khi kết hợp với OpenCV, ESP32CAM có thể được sử dụng để quản lý kho hàng mộtcách hiệu quả

Bằng cách sử dụng OpenCV, ESP32CAM có thể phát hiện và giải mã các mã vạchtrên các sản phẩm trong kho hàng Sau khi phát hiện được mã vạch, ESP32CAM cóthể chụp ảnh của sản phẩm để lưu trữ hoặc xác nhận thông tin Những thao tác nàyđóng vai trò trong việc tối ưu hóa quản lý hàng hóa

2.3.3.2 Thư viện Tesseract – OCR

Tesseract OCR là một công cụ mạnh mẽ và linh hoạt được sử dụng để nhận dạng

và trích xuất văn bản từ hình ảnh Trong dự án quản lý kho hàng bằng mã vạch, việc

sử dụng Tesseract OCR có thể giúp tự động hóa quy trình nhận dạng thông tin từ cáctấm hình chụp sản phẩm hoặc các tài liệu trong kho hàng[13]

Khi một hình ảnh của một sản phẩm hoặc một tài liệu chứa thông tin về sản phẩm(như mã vạch, số serial, mô tả sản phẩm), được chụp, Tesseract OCR có thể được ápdụng để nhận dạng và trích xuất các thông tin này một cách tự động Điều này giúp

cải thiện đáng kể tốc độ và độ chính xác so với việc thủ công nhập liệu.

Bằng cách tích hợp Tesseract OCR vào dự án quản lý kho hàng, người dùng có thểnhanh chóng và chính xác hóa quy trình nhập liệu, giúp tăng cường hiệu suất và giảmthiểu sai sót trong quản lý kho Hơn nữa, việc sử dụng Tesseract OCR cũng mở ra cơhội tích hợp với các công nghệ khác như hệ thống quản lý dữ liệu và phân tích dữ liệu

để tối ưu hóa quản lý và vận hành trong kho hàng

2.3.3.3 Xử lý ảnh

Xử lý ảnh là một lĩnh vực khoa học và công nghệ đang phát triển mạnh mẽ trongnhững năm gần đây, được các trung tâm nghiên cứu, trường đại học và viện nghiêncứu đầu tư và phát triển Công nghệ này có rất nhiều ứng dụng khác nhau trên cáclĩnh vực, mặc dù vẫn còn khá mới mẻ trong ngành khoa học

Ứng dụng của xử lý ảnh đã được mở rộng ra nhiều lĩnh vực khác nhau như viễnthông, điều khiển tự động, giao thông thông minh và kỹ thuật y sinh Đặc biệt, trongcác thiết bị kỹ thuật số như máy tính xách tay, camera kỹ thuật số, điện thoại thôngminh và tivi thông minh, việc xử lý hình ảnh luôn được ưu tiên và phát triển mạnhmẽ

Các phương pháp ban đầu trong xử lý ảnh tập trung vào việc cải thiện chất lượnghình ảnh bằng cách nghiên cứu và áp dụng các kỹ thuật trong điều kiện phần cứng cóhạn chế, như tăng cường độ sáng hay độ phân giải của hình ảnh Sự phát triển của máytính đã tạo điều kiện thuận lợi hơn cho việc thực hiện các thuật toán xử lý ảnh Các

kỹ thuật và thuật toán trong xử lý ảnh không chỉ cung cấp khả năng phân tích và xử

lý ảnh một cách hiệu quả mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quản

lý hàng hóa và các quy trình tự động hóa trong các ứng dụng thực tế[14]

Brute-Force Matcher là một phương pháp phổ biến và trực quan để so khớp các đặcđiểm (keypoints) giữa hai hình ảnh trong lĩnh vực thị giác máy tính Phương pháp nàyhoạt động bằng cách so sánh từng đặc điểm của hình ảnh đầu tiên với tất cả các đặcđiểm của hình ảnh thứ hai để tìm ra cặp đặc trưng tốt nhất Việc tìm kiếm sự tương

đồng giữa các đặc điểm này dựa trên khoảng cách Euclidean hoặc các tiêu chí tương

tự, chẳng hạn như khoảng cách Hamming trong trường hợp các mô tả nhị phân[15].Homography Transformation là một phép biến đổi hình học mạnh mẽ và linh hoạtđược sử dụng để ánh xạ các điểm từ một hình ảnh sang một hình ảnh khác thông quamột ma trận homography 3x3 Phép biến đổi này đóng vai trò quan trọng trong nhiềuứng dụng của thị giác máy tính, từ ghép ảnh (image stitching) đến ổn định hình ảnh(image stabilization) và thực tế tăng cường (augmented reality)

Homography là một phép biến đổi tuyến tính bảo toàn các đường thẳng Cụ thể,nếu chúng ta có hai hình ảnh chụp cùng một mặt phẳng nhưng từ các góc nhìn khácnhau, thì có thể sử dụng homography để ánh xạ các điểm từ hình ảnh này sang hìnhảnh kia Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng ma trận homography H có kíchthước 3x3, cho phép chúng ta biểu diễn sự biến đổi giữa các hệ tọa độ của hai hìnhảnh[16]

Trong đó,h11, h12, , h33 là các phần tử của ma trận homography, h31, h32, h33thường được sử dụng để thể hiện vị trí không gian thực

Với ma trận này, một điểm (x, y) trong hình ảnh gốc sẽ được ánh xạ tới điểm (x′, y′)trong hình ảnh đích theo công thức:

Trong đó:

- (x, y) là tọa độ của điểm trong hình ảnh gốc

- (x′, y′) là tọa độ của điểm đã được ánh xạ trong hình ảnh đích.

2.4.1 Visual Studio Code [17]

Visual Studio Code là một trình chỉnh sửa mã nguồn nhẹ nhưng mạnh mẽ, hoạtđộng trên máy tính để bàn và tương thích với các hệ điều hành Windows, macOS vàLinux Được phát triển bởi Microsoft, VS Code cung cấp hỗ trợ tích hợp cho các ngônngữ phổ biến như JavaScript, TypeScript và Node.js Bên cạnh đó, Vscode có một hệsinh thái mở rộng phong phú, cho phép hỗ trợ thêm nhiều ngôn ngữ và môi trườngruntime khác như C++, C, Java, Python, PHP, Go và NET Với giao diện thân thiện

và nhiều tính năng tiện ích, Visual Studio Code giúp lập trình viên dễ dàng viết, gỡlỗi và quản lý mã nguồn một cách hiệu quả Để bắt đầu với VS Code, người dùng cóthể tham khảo các video hướng dẫn cơ bản để nắm vững các chức năng và khả năngcủa công cụ này Visual Studio Code được biết đến với một số tính năng hữu ích hỗtrợ lập trình và phát triển phần mềm:

• Git được tích hợp sâu sắc trong VS Code, cho phép quản lý phiên bản mã nguồn,

thực hiện các thao tác như commit, push, pull và xem lịch sử thay đổi trực tiếp từtrình biên tập

• Các công cụ gỡ lỗi được cung cấp tích hợp, giúp việc gỡ rối mã nguồn và tìmkiếm lỗi trở nên dễ dàng hơn

• Chức năng của VS Code có thể được mở rộng thông qua các tiện ích mở rộng

(extensions) Các tiện ích này cung cấp tính năng mới, hỗ trợ cho ngôn ngữ lậptrình cụ thể hoặc tùy chỉnh giao diện người dùng theo ý muốn Một cộng đồngphong phú và sôi động đã được xây dựng xung quanh VS Code, nơi các tiện ích

mở rộng có thể được tìm kiếm và chia sẻ

• Việc tích hợp với các công cụ phát triển web cũng được hỗ trợ mạnh mẽ trong

VS Code, bao gồm các công nghệ như HTML, CSS, JavaScript và TypeScript

2.4.2 Arduino IDE [18]

Arduino IDE là một môi trường phát triển tích hợp (IDE) dành cho việc viết vànạp mã nguồn vào các bo mạch Arduino IDE này cung cấp các công cụ và chức năngcần thiết để viết mã, kiểm tra, và nạp trực tiếp lên thiết bị Arduino IDE bao gồm mộttrình soạn thảo văn bản để lập trình, khu vực thông báo lỗi và cảnh báo, cùng với cácnút lệnh để thực hiện các hoạt động như kiểm tra mã, nạp lên bo mạch, và theo dõigiao tiếp serial Arduino IDE giúp tối ưu hóa quá trình phát triển các dự án điện tửmột cách thuận tiện và hiệu quả

Arduino IDE được nhấn mạnh về tính đơn giản và thân thiện với người dùng Vớingôn ngữ lập trình dựa trên C/C++ và giao diện dễ sử dụng, người dùng có thể nhanhchóng làm quen và bắt đầu với lập trình phần cứng mà không cần có kiến thức chuyênsâu về điện tử Các thư viện tích hợp sẵn giúp giảm bớt công đoạn phát triển và tối

ưu hóa hiệu suất của các ứng dụng phần cứng và IoT Arduino IDE cũng được hỗ trợbởi đa dạng các board Arduino và các module IoT như ESP32, ESP8266, cho phépcác dự án được tùy chỉnh và mở rộng theo nhu cầu cụ thể Thông qua Serial Monitor,một công cụ mạnh mẽ được cung cấp để theo dõi và gửi dữ liệu qua cổng Serial, hỗtrợ quá trình debug và hiểu rõ về hoạt động của chương trình và phát triển ứng dụng.Arduino IDE không chỉ là một công cụ cho việc học tập và thử nghiệm mà còn là mộtcông cụ quan trọng trong việc phát triển các dự án thực tế và sáng tạo trong lĩnh vực

kỹ thuật điện tử và IoT

Chương 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG

3.1.1 Yêu cầu về mặt kỹ thuật

Hệ thống quản lý kho hàng bằng mã vạch đặt ra những yêu cầu cơ bản để đảm bảoquản lý và điều hành kho hàng một cách hiệu quả và linh hoạt Theo những yêu cầudưới đây:

• Quản lý thông tin hàng hóa: Hệ thống phải có khả năng ghi nhận và lưu trữ thông

tin chi tiết về các mặt hàng trong kho, bao gồm tên hàng, mã vạch, mô tả, đơn vị

đo lường, và số lượng

• Nhập và xuất hàng hóa: Bằng cách sử dụng mã vạch để quản lý hàng hóa, quá

trình nhập và xuất hàng hóa trở nên nhanh hơn và chính xác hơn

• Quản lý và lưu trữ dữ liệu: Bằng cách đưa thông tin hàng hóa vào Cloud Firestore

giúp hệ thống cần theo dõi và quản lý lưu trữ của các mặt hàng trong kho Việcnày giúp tối ưu hóa không gian lưu trữ và giúp người kiểm kho, nhân viên dễdàng tìm kiếm và xử lý hàng hóa