Đồ án tốt nghiệp hệ thống bán hàng tự động

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG GVHD: TS Trương Ngọc Sơn SVTH: Hồ Đình Khải MSSV: 14141149 Tp Hồ Chí Minh - 7/2018 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ VIỆT NAM BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC Y SINH o0o -Tp HCM, ngày 28 tháng năm 2018 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Hồ Đình Khải Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử - Truyền thông Mã ngành: 41 Hệ đào tạo: Đại học quy Mã hệ: Khóa: 2014 Lớp: 14141DT2C MSSV: 14141149 I TÊN ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: - Nguyễn Văn Hiệp, Giáo trình cơng nghệ nhận dạng song vô tuyến, Đại học SPKT Tp.HCM 2014 - Trần Thu Hà, Giáo trình Điện tử bản, Đại học SPKT Tp.HCM 2013 - Phạm Quang Huy, Lê Cảnh Trung, Lập trình điều khiển Arduino, Đại học SPKT Tp.HCM - Lê Trung Hiếu, Nguyễn Thị Minh Thi, Giáo trình lập trình Windows Form với C#.Net, Đại học Duy Tân 2012 Nội dung thực hiện: - Thu thập liệu quy trình để thiết kế hệ thống bán hàng - Các giải pháp việc thiết kế mô hình - Lựa chọn thiết bị việc thiết kế mơ hình bán hàng tự động - Thiết kế hệ thống điều khiển - Thiết kế mơ hình - Đánh giá kết thực ii III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19/3/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/6/2018 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Ts Trương Ngọc Sơn CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH iii TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ VIỆT NAM BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC Y SINH o0o -Tp HCM, ngày 28 tháng năm 2018 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Hồ Đình Khải Lớp: 14141DT2C MSSV: 14141149 Tên đề tài: HỆ THỐNG BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG Tuần/ngày Tuần Từ 19/3/2018 đến 26/3/2018 Tuần Từ 27/3/2018 Nội dung - Gặp GVHD nhận đề tài - Viết đề cương chi tiết - Tìm hiểu đề tài nghiên cứu liên Từ 3/4/2018 - Gặp GVHD để báo cáo hướng thực đề tài đến 9/4/2018 Tuần GVHD quan đề bán hàng tự động đến 2/4/2018 Tuần Xác nhận - Từ 10/4/2018 Tìm hiểu giao tiếp cảm biến, RFID với Arduino đến 16/4/2018 Tuần Từ 17/4/2018 - điều khiển động đến 23/4/2018 Tuần Lập trình giao tiếp Arduino với cảm biến - Báo cao tiến độ cho GVHD iv Từ 24/4/2018 - đến 30/4/2018 Tìm hiểu lập trình giao diện Visual Studio gửi nhận liệu với máy tính Tuần - Lập trình RFID đọc thẻ gửi qua Serial Từ 1/5/2018 - Điều khiển động cơ, cảm biến theo yêu đến 7/5/2018 cầu Tuần - Báo cáo tiến độ cho GVHD Từ 8/5/2018 - Lập trình giao tiếp Arduino với máy tính, đến 14/5/2018 kết nối cảm biến gửi nhận liệu - Thiết kế băng chuyền - Thiết kế hộp đựng sản phẩm - Lập trình giao diện bán hàng hồn chỉnh - Báo cáo tiến độ cho GVHD - Hoàn thành mơ hình - Viết báo cáo - Kiểm tra hoạt động toàn hệ thống Tuần 12 - Khắc phục lỗi hệ thống có Từ 6/6/2018 - Hồn thiện báo cáo, chuẩn bị gặp GVPB Tuần Từ 15/5/2018 đến 21/5/2018 Tuần 10 Từ 22/5/2018 đến 29/5/2018 Tuần 11 Từ 30/5/2018 đến 5/6/2018 bảo vệ GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) v LỜI CAM ĐOAN Đề tài tự thực dựa vào số tài liệu trước khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Người thực đề tài Hồ Đình Khải vi LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn đến TS Trương Ngọc Sơn trực tiếp hướng dẫn, góp ý, chia sẻ nhiều kinh nghiệm quý báu tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để chúng em hoàn thành tốt đề tài Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa Điện – Điện tử tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn thành đề tài Em gửi lời cám ơn đến bạn lớp 14141DT2C chia sẻ kinh nghiệm, trao đổi kiến thức kinh nghiệm quý báu trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Hồ Đình Khải vii MỤC LỤC Trang bìa i Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp .ii Lịch trình thực đồ án tốt nghiệp iv Lời cam đoan vi Lời cảm ơn .vii Mục lục viii Liệt kê hình vẽ xi Liệt kê bảng xv Tóm tắt xvi Chương 1: TỒNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Giới hạn 1.5 Bố cục Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan hệ thống bán hàng tự động 2.1.1 Hệ thống bán hàng tự động Việt Nam 2.1.2 Những hệ thống bán hàng tự động giới 2.2 Quy trình hệ thống bán hàng tự động 2.2.1 Mơ tả quy trình tốn 2.2.2 Mơ tả quy trình nạp tiền 2.2.3 Mơ tả quy trình tạo thẻ thành viên 2.2.4 Mơ tả quy trình cảnh báo 2.3 Giới thiệu phần cứng 2.3.1 Cảm biến hồng ngoại phát vật 2.3.2 Module RFID MFRC522 viii 2.3.3 Xi lanh khí nén 11 2.3.4 Van điện từ khí nén 13 2.3.5 Động chiều 14 2.3.6 Module điều khiển động L298 16 2.3.7 LCD 18 2.3.8 Module I2C LCD 19 2.3.9 Arduino 21 2.3.10 Chuẩn giao tiếp SPI 22 2.3.11 Chuẩn giao tiếp UART 23 2.3.12 Chuẩn giao tiếp I2C 25 2.3.13 Công nghệ RFID 26 Chương 3: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 28 3.1 Giới thiệu 28 3.2 Tính tốn thiết kế hệ thống 28 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối 28 3.2.2 Tính tốn thiết kế mạch 29 3.2.3 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 35 Chương 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 37 4.1 Giới thiệu 37 4.2 Thi công hệ thống 37 4.2.1 Thi công bo mạch 37 4.2.2 Lắp ráp kiểm tra 41 4.3 Đóng gói thi cơng mơ hình 43 4.3.1 Đóng gói điều khiển 43 4.3.2 Thi cơng mơ hình 44 4.4 Lập trình hệ thống 48 4.4.1 Lưu đồ giải thuật 48 4.4.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 51 4.4.3 Phần mềm lập trình cho máy tính Visual Studio 2013 53 4.5 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng, thao tác 54 ix 4.5.1 Viết tài liệu hướng dẫn 54 4.5.2 Quy trình thao tác 63 Chương : KẾT QUẢ 64 5.1 Kết đạt 64 5.2 Kết thực nghiệm 65 5.2.1 Mơ hình sản phẩm 65 5.2.2 Khởi động hệ thống 65 5.2.3 Chọn sản phẩm toán 66 5.2.4 Thanh toán 68 5.2.5 Quản lý hàng hóa bán ngày 76 5.2.6 Nạp tiền tạo thẻ thành viên 77 5.2.7 Cảnh báo 81 5.3 Nhận xét – đánh giá 82 5.3.1 Nhận xét 82 5.3.2 Đánh giá 83 Chương : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 86 6.1 Kết luận 86 6.2 Hướng phát triển 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO xvii x CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ Hình 22 Quét thẻ thành viên module RFID Nhấn nút “Thanh tốn” để hồn tất việc tốn Hệ thống hỏi có xuất hóa đơn hay khơng Nếu chọn “Có” máy in hóa đơn cho khách hàng Ngược lại hệ thống chuẩn bị cho lần tốn Hình 23 Xác nhận toán phần mềm BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 74 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ Hình 24 Hóa đơn bán hàng Hình 5.24 trình bày hóa đơn bán hành mà hệ thống in khách hàng đồng ý in hóa đơn Sau tốn xuất hóa đơn xong, khách hàng lấy bì đựng sản phẩm khỏi hệ thống Hình 25 Lấy sản phẩm sau tốn BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH 75 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ 5.2.5 Quản lý hàng hóa bán ngày Mở chương trình quản lý hệ thống Tiến hành đăng nhập tài khoản mật người quản lý Sau nhấn chọn đăng nhập Hình 26 Giao diện đăng nhập cho hệ thống quản lý Sau đăng nhập vào hệ thống quản lý Người quản lý kiểm tra tổng tiền hàng bán ngày, nạp tiền cho khách hàng tạo thẻ thành viên Hình 27 Giao diện chương trình quản trị hệ thống bán hàng BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 76 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ Để kiểm tra tổng tiền hàng bán ngày, nhấn chọn ngày tháng năm danh sách ngày tháng năm Sau có ngày cần kiểm tra, nhấn chọn “Kiểm tra hệ thống” Thông tin chi tiết hóa đơn bán ngày hiển thị hình Hình 28 Kiểm tra thu ngân theo ngày tháng năm Nhấn chọn “Xuất báo cáo” để in thông tin tất kết vừa tìm kiếm Hình 29 Báo cáo thu ngân ngày nhấn xuất báo cáo 5.2.6 Nạp tiền tạo thẻ thành viên Để nạp tiền cho khách hàng, nhấn chọn mục “Nạp tiền khách hàng” Một chương trình xuất BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 77 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ Hình 30 Giao diện chương trình nạp tiền cho khách hàng Chọn nút “Kết nối” để quét thẻ khách hàng Sau trạng thái hệ thống hiển thị “Đã kết nối”, tiến hành cho quét thẻ khách hàng Thông tin khách hàng hiển thị đầy đủ hình Hình 31 Quẹt thẻ thành viên cần nạp tiền vào tài khoản Để nạp tiền, người quản lý nhập giá trị tiền cần nạp vào “Giá trị cần nạp” sau nhấn nút “Tiến hành nạp tiền” Khi nạp tiền thành công có thơng báo nạp thành cơng BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 78 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ Hình 32 Thơng báo thành cơng nạp tiền Khách hàng kiểm tra lại tiền tài khoản Khi muốn khỏi chương trình nạp tiền, cần nhấn “Ngắt kết nối” trước đóng chương trình Để tạo thẻ thành viên mới, chọn mục “Tạo thành viên mới” Nhấn chọn nút “Kết nối” để kết nối hệ thống Hình 33 Giao diện chương trình tạo thẻ thành viên Thực quét thẻ RFID Sau quét, ô mã khách hàng hiển thị chữ số, mã khách hàng Tiến hàng nhập thông tin lại khơng bỏ thơng tin BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 79 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ Hình 34 Điền thơng tin cụ thể thành viên Khi điền đầy đủ thông tin, nhấn chọn “Tạo thẻ thành viên” chờ thông báo Hệ thống báo tạo thành cơng kết nối Hình 35 Thơng báo tạo thẻ thành viên thành công Nhấn chọn “Ngắt kết nối” trước đóng chương trình Để khỏi hồn tồn chương trình quản lý, nhấn chọn “Thốt” chọn “OK” BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 80 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ Hình 36 Thốt khỏi chương trình quản trị hệ thống 5.2.7 Cảnh báo Nếu sản phẩm khơng tốn mà đưa khỏi cửa hàng, qua hệ thống cảnh báo có âm cảnh báo từ hệ thống hiển thị hình Hình 37 Màn hình LCD hiển thị cảnh báo Để dừng cảnh báo cần quét thẻ an ninh hệ thống, thẻ an ninh có nhân viên có thẩm quyền cấp sử dụng BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 81 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ Hình 38 Tắt cảnh báo hiển thị sau tắt cảnh báo 5.3 NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ 5.3.1 Nhận xét Sau 12 tuần nghiên cứu thực đề tài, hệ thống đáp ứng mục tiêu yêu cầu thiết kế a Ưu điểm - Hệ thống dễ sử dụng, dễ thao tác - Lắp đặt thuận tiện cho việc toán bảo dưỡng - Giao diện thiết kế trực quan, dễ sử dụng - Tốc độ phản ứng thiết bị cảm biến nhanh đáp ứng kịp thời - Mơ hình hoạt động ổn định thời gian dài - Có hệ thống cảnh báo có hàng hóa khơng tốn - Dữ liệu bán hàng lưu trữ cho phép xuất liệu để báo cáo b Nhược điểm - Việc lấy hàng hóa sau tốn chưa thể tự động mà phụ thuộc người - Đầu đọc cho phép đọc khoảng giới hạn, đọc xa - Hộp đựng chứa hàng hóa có kích thước vừa phải, khơng thể chứa sản phẩm lớn - Hệ thống cảnh báo phát khoảng cách gần BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 82 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ - Cần cấp khí đầy đủ hệ thống khí gần hết c So sánh với đề tài trước Công nghệ RFID Việt Nam chưa ứng dụng rộng rãi, dừng lại mơ hình bãi giữ xe, điểm danh Trong đề tài ứng dụng RFID bán hàng không nhiều không rộng rãi nên mơ hình nhóm so sánh với mơ hình bán hàng nước ngồi Mơ hình bán hàng mà nhóm muốn so sánh hệ thống bán hàng siêu thị Panasonic Nhật Bản - Ưu điểm + Giá thành hơn, giá trị đầu tư đáp ứng đủ tiêu chí bán hàng tự động + Giao diện toán trực quan, cho phép toán thuận tiện - Nhược điểm + Mơ hình khơng thể đọc đa thẻ lần, cho phép lần thẻ + Khoảng cách đọc ngắn + Khơng đóng gói hàng hóa tự động mà cần tác động người 5.3.2 Đánh giá Sau vận hành hệ thống để kiểm tra, nhóm thực thu số liệu bảng sau: Bảng Số liệu giám sát thực tế Hoạt động Số lần Số lần thành công thất bại (100 lần) (100 lần) Đánh Giám sát hoạt động cảm biến Ghi giá 98 lần lần Đạt (trong tiếng) BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Khoảng cách phát xa yêu cầu dẫn đến sai sót 83 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ Giám sát hoạt động xi lanh khí nén Do khí bị sau lần di chuyển nên áp suất 90 lần 10 lần bị hao hụt Đã giải Đạt cách bơm khí nén áp suất thấp mức qui (trong tiếng) định Giám sát hoạt động băng chuyền 98 lần lần Đạt kéo dẫn đến băng chuyền không chạy xử lý (trong tiếng) - Đế băng chuyền khơng phẳng dẫn đến đọc Giám sát q trình đọc RFID Do lỏng ốc cố định trục 96 lần lần kết lần Đạt hàng Đã giải (trong tiếng) việc thay đổi đế băng chuyền Giám sát hoạt động vi điều khiển 99 lần lần Đạt Lỗi dây cáp kết nối Đã giải cách thay dây cáp (trong tiếng) Giám sát phần mềm 97 lần lần Đạt - Lỗi kết nối SQL (trong tiếng) Đánh giá chung Đạt Qua số liệu bảng giám sát trên, nhóm thực đánh giá hệ thống đạt yêu cầu với mục tiêu đề Mơ hình có thẩm mỹ cao, an tồn, bảo mật dễ dàng sử dụng Sau thời gian giám sát hoạt động thời gian hai tiếng với 100 lần thử BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 84 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ nghiệm, mơ hình cho kết tốt với ổn định cao Tuy nhiên để mơ hình áp dụng vào thực tế cần có mở rộng quy mơ hệ thống cơng nghệ BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH 85 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN Với yêu cầu mục tiêu thiết kế, thi công hệ thống bán hàng tự động bao gồm: thi cơng mơ hình bán hàng, viết chương trình điều khiển cho board mạch Arduino, thiết kế viết chương trình tốn cho máy tính phần mềm Visual Studio, giám sát hoạt động bán hàng ngày thông qua máy tính Đề tài thiết kế, thi cơng vận hành thử nghiệm ổn định, hồn thành mục tiêu đề sau: - Thiết kế thi công phần cứng sử dụng board Arduino làm vi điều khiển chính: + Thi cơng mơ hình máy bán hàng tự động, đảm bảo tiêu chí bền vững học, có đầy đủ yếu tố kỹ thuật + Sản phẩm đạt yêu cầu điều khiển giám sát q trình tốn + Mạch điều khiển thực chức thu thập giá trị từ cảm biến để điều khiển van điện từ xi lanh khí nén + Hệ thống thực chức cảnh báo có hàng khơng tốn + Mạch thực chức truyền thơng tin qua máy tính module RFID phát thẻ + Mơ hình thi cơng có tính thẩm mỹ cao, an tồn dễ dàng thao tác + Có tính khả thi thực thời gian ngắn + Có thể ứng dụng thực tế - Thiết kế thi công phần mềm: + Hệ thống thực chức quản lý liệu bán hàng theo ngày + Hệ thống thực chức in liệu bán hàng thu thập + Hệ thống thực chức nạp tiền tạo thẻ thành viên 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN - Thay đổi thẻ tag dạng nhựa cứng thành loại thẻ tag dạng tem để dán vào sản phẩm mà khơng cần hộp đựng - Nâng cấp thiết bị đọc RFID thành loại đọc đa thẻ cho phép đọc lần nhiều thẻ - Nâng cấp thiết bị giỏ hàng để thuận tiện cho việc tốn sản phẩm BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách tham khảo [1] NXP Semiconductor, “MFRC522 Standard performance MIFARE and NTAG frontend”, NXP Semiconductor Datasheet, 2016 [2] Nguyễn Đình Phú, “Giáo trình vi điều khiển PIC”, NXB ĐH Quốc gia Tp.HCM, 8/2016 [3] Nguyễn Văn Hiệp, “Giáo trình cơng nghệ nhận dạng song vô tuyến”, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, 2014 [4] STMicroelectronics, “L298 Dual Full-Bridge Driver”, STMicroelectronics Datasheet, 2000 [5] Philips Semiconductors, “PCF8574 Remote 8-bit I/O expander for I2C-bus”, Philips Semiconductors Datasheet, 2/1997 Trang web tham khảo [6] Cộng đồng Arduino Việt Nam, “Arduino UNO R3 gì?”, Arduino.vn, 5/2014 [7] Dương Cơng Thùy, “Xi lanh khí nén gì?”, Medium.com, 12/2017 BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH xvii PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH xviii