hệ thống đăng ký bãi đậu xe thông minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO HỆ THỐNG NHÚNG ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG ĐĂNG KÝ BÃI ĐẬU XE THÔNG MINH Mục Lục LỜI CẢM ƠN Sau mười lăm tuần ngắn ngủi tiếp xúc học môn “Hệ thống nhúng” giúp chúng em tiếp cận nhiều kiến thức bổ ích liên quan đến xu Chúng em xin cảm ơn thầy Đinh Công Đoan, giảng viên môn “Hệ thống nhúng” tận tình dạy chúng em trình học tập LỜI CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu chúng em Các số liệu kết trung thực Nếu không nêu trên, chúng em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm đề tài PHẦN MỞ ĐẦU Lời nói đầu Như biết, sống người ngày nâng cao chất lượng Bất kỳ nơi đâu dễ dàng bắt gặp sản phẩm điện tử phục vụ sống người từ điện thoại nhỏ nhắn hệ thống gửi xe to lớn… Tất sản phẩm đời nhằm phục vụ sống người tốt đẹp Chúng chp, mạch điện, mà bên cịn phần mềm nhúng vào để đuể điều khiển thiết bị trở nên thông minh hơn, phục vụ người tốt Và sứ mạng Hệ thống nhúng Tạo mạch điện tử tối ưu với phần mềm tốt tiền đề cho đời sản phẩm tuyệt vời Hơ tất cả, kiến thức vi xử lý, tạo phần mềm nhúng vào, chúng em học môn “Hệ thống nhúng” Với phương châm “Học đơi với hành”, nhóm em thực đề tài để áp dụng kiến thức học vào thực tiễn, tạo sản phẩm nhúng thân Đề tài nhóm em “Hệ thống đăng ký bãi đậu xe thông minh” Do thời gian thực ngắn kiến thức hạn cheesneen có sai sót q trình thực đề tài Nhóm em mong nhận bổ sung đóng góp quý báu từ thầy bạn Đặt vấn đề 2.1 Tính cấp thiết đề tài Ngày với phát triển ngành điện tử ứng dụng điện tử giúp sáng tạo người trở thành thực Các lĩnh vực sống áp dụng thiết bị điện tử dường nhìn đâu gia đình có thiết bị điện tử Ngành điện tử ứng dụng điện tử tạo chỗ đứng khẳng định tầm quan trọng nhu cầu người Với ứng dụng cho hệ thống nhúng ngày trở nên phổ biến: từ ứng dụng đơn giản điều khiển chốt đèn giao thông định thời, đếm sản phẩm dây chuyền sản xuất, điều khiển tốc độ động điện chiều, thiết kế biển quảng cáo dùng Led ma trận, đồng hồ thời gian thực Đến ứng dụng phức tạp hệ thống điều khiển robot, kiểm soát nhà máy hệ thống kiểm soát máy lượng hạt nhân Các hệ thống tự động trước sử dụng nhiều công nghệ khác hệ thống tự động hoạt động nguyên lý khí nén, thủy lực, rơle điện, mạch điện tử số, thiết bị máy móc tự động cam chốt khí Các thiết bị, hệ thống có chức xử lý mức độ tự động thấp so với hệ thống tự động đại xây dựng tảng hệ thống nhúng Ngày với phát triển ngành điện tử ứng dụng điện tử giúp sáng tạo người trở thành thực Các lĩnh vực sống áp dụng thiết bị điện tử dường nhìn đâu gia đình có thiết bị điện tử Ngành điện tử ứng dụng điện tử tạo chỗ đứng khẳng định tầm quan trọng nhu cầu người Với ứng dụng cho hệ thống nhúng ngày trở nên phổ biến: từ ứng dụng đơn giản điều khiển chốt đèn giao thông định thời, đếm sản phẩm dây chuyền sản xuất, điều khiển tốc độ động điện chiều, thiết kế biển quảng cáo dùng Led ma trận, đồng hồ thời gian thực Đến ứng dụng phức tạp hệ thống điều khiển robot, kiểm soát nhà máy hệ thống kiểm soát máy lượng hạt nhân Các hệ thống tự động trước sử dụng nhiều công nghệ khác hệ thống tự động hoạt động nguyên lý khí nén, thủy lực, rơle điện, mạch điện tử số, thiết bị máy móc tự động cam chốt khí Các thiết bị, hệ thống có chức xử lý mức độ tự động thấp so với hệ thống tự động đại xây dựng tảng hệ thống nhúng Lý chọn đề tài Hiện nay, số lượng ô tô ngày tăng số lượng bãi đậu xe lại có hạn Chính việc tìm chỗ đậu xe khó khăn Nhóm em thực đề tài “Hệ thống đăng ký bãi đậu xe thông minh” để giải vấn đề Mục tiêu đề tài Mục tiêu đề tài tạo ứng dụng cài điện thoại giúp người dùng xác định vị trí cịn trống bãi đậu xe miễn phí thành phố Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Vi xử lý RISC Tensilica Xtensa® 32-bit LX106 KIT ESP8266 12-E NodeMCU Kit Pinout Phạm vi nghiên cứu Giới thiệu vi xử lý RISC Tensilica Xtensa® 32-bit LX106 Tìm hiểu cấu trúc chung KIT ESP8266 12-E NodeMCU Kit Pinout Cách thức đồng liệu lên firebase Nội dung đề tài Trong đề tài này, nhóm em giới thiệu vi xử lý RISC Tensilica Xtensa® 32-bit LX106 ứng dụng minh họa (app điện thoại) PHẦN NỘI DUNG Giới thiệu vi xử lý 1.1 Vi xử lý RISC Tensilica Xtensa® 32-bit LX106 Lịch sử Tensilica biết đến với lõi vi xử lý Xtensa tùy chỉnh cấu hình Tensilica thành lập vào năm 1997 Chris Rowen (một người sáng lập MIPS Technologies) Nó thuê Earl Killian, người đóng góp cho kiến trúc MIPS, làm giám đốc kiến trúc Vào ngày 11 tháng năm 2013, Cadence Design Systems công bố ý định mua Tensilica với giá xấp xỉ 380 triệu la tiền mặt Cadence hồn tất việc mua lại vào tháng năm 2013, với số tiền rút đóng khoảng $ 326 triệu Các lõi cấu hình Xtensa Bộ xử lý Xtensa bao gồm từ vi điều khiển nhỏ, nhớ cache công suất thấp xử lý SIMD 16 chiều hiệu suất cao, lõi DSP VLIW vấn đề xử lý mạng thần kinh TMAC / giây Tất DSP tiêu chuẩn Cadence dựa kiến trúc Xtensa Kiến trúc Xtensa cung cấp tập lệnh tùy chỉnh người dùng thông qua công cụ tùy chỉnh tự động mở rộng tập lệnh sở Xtensa, bao gồm hướng dẫn SIMD, tệp đăng ký Tập lệnh Xtensa Các Xtensa tập lệnh kiến trúc 32-bit với hướng dẫn 16- 24-bit nhỏ gọn Tập lệnh sở có 80 lệnh RISC bao gồm ALU 32 bit, tối đa 64 ghi 32 bit cho mục đích chung sáu ghi cho mục đích đặc biệt 1.2 Đặng điểm vi xử lý RISC Tensilica Xtensa® 32-bit LX106 Xtensa LX phù hợp lý tưởng xử lý điều khiển truyền thống ứng dụng nhúng Khả lập trình vốn có xử lý giúp nhà thiết kế linh hoạt sửa lỗi thêm tính hồn tồn phần mềm thời điểm - trễ chu kỳ thiết kế lâu sau giao hàng Tensilica cung cấp môi trường phát triển cấp sáng chế, tự động đồng thời tạo triển khai phần cứng tối ưu hóa, chuỗi công cụ phần mềm tùy chỉnh tương ứng hồn chỉnh mơ hình tập lệnh EDA Các lựa chọn cấu hình tiện ích mở rộng nhà thiết kế thực để giải yêu cầu cho ứng dụng định phản ánh tự động tồn chuỗi cơng cụ phần mềm ESP8266EX cung cấp giải pháp Wi-Fi SoC tích hợp cao để đáp ứng nhu cầu liên tục người dùng sử dụng lượng hiệu quả, thiết kế nhỏ gọn hiệu suất đáng tin cậy ngành công nghiệp Internet of Things Với khả kết nối mạng Wi-Fi hồn chỉnh khép kín, ESP8266EX hoạt động ứng dụng độc lập phụ thuộc MCU máy chủ Khi ESP8266EX lưu trữ ứng dụng, nhanh chóng khởi động từ đèn flash Bộ nhớ cache tốc độ cao tích hợp giúp tăng hiệu hệ thống tối ưu hóa nhớ hệ thống Ngồi ra, ESP8266EX áp dụng cho thiết kế vi điều khiển dạng điều hợp Wi-Fi thông qua giao diện SPI / SDIO UART ESP8266EX tích hợp cơng tắc ăng-ten, balun RF, khuếch đại công suất, khuếch đại thu nhiễu thấp, lọc mô-đun quản lý nguồn Thiết kế nhỏ gọn giảm thiểu kích thước PCB yêu cầu mạch tối thiểu Bên cạnh chức Wi-Fi, ESP8266EX tích hợp phiên nâng cao xử lý 32-bit Tensilica L L Diamond Diamond SRAM chip Nó giao tiếp với cảm biến bên thiết bị khác thông qua GPIO Bộ phát triển phần mềm (SDK) cung cấp mã mẫu cho ứng dụng khác Nền tảng kết nối thông minh (ESCP) Hệ thống cho phép tính tinh vi kể cả: _ _ _ _ _ Chuyển đổi nhanh chế độ ngủ thức dậy cho mục đích tiết kiệm lượng; Xu hướng vơ tuyến thích ứng cho hoạt động lượng thấp Xử lý tín hiệu trước Cơ chế hủy bỏ chế đồng tồn RF cho di động chung, Bluetooth, … Giảm thiểu nhiễu DDR, LVDS, LCD Hình 1: Sơ đồ khối ESP8266 Cấu trúc chung KIT 2.1 Giới thiệu ESP8266 12-E NodeMCU Kit Pinout ESP 12E ESP8266 module wifi giá rẻ đánh giá cao cho ứng dụng liên quan đến Internet Wifi ứng dụng truyền nhận sử dụng thay cho module RF khác ESP8266 chip tích hợp cao, thiết kế cho nhu cầu giới kết nối mới, giới Internet of thing (IOT) Nó cung cấp giải pháp kết nối mạng Wi-Fi đầy đủ khép kín, cho phép lưu trữ ứng dụng để giảm tải tất chức kết nối mạng Wi-Fi từ xử lý ứng dụng ESP 12E ESP8266 có khả xử lý lưu trữ mạnh mẽ cho phép tích hợp với cảm biến, vi điều khiển thiết bị ứng dụng cụ thể khác thơng qua GPIOs với chi phí tối thiểu PCB tối thiểu ESP8266 12E có kích thước nhỏ gọn, chân đầy đủ IC ESP8266, mạch thiết kế gia công chất lượng tốt với vỏ bọc kim loại chống nhiễu anten Wifi PCB tích hợp cho khoảng truyền xa ổn định 2.2 Thơng số kỹ thuật _ IC chính: Wifi SoC ESP8266 10 Ứng dụng 5.1 Cách ghép mạch 5.2 Truyền code 5.3 Cài đặt Arduino IDE a Giới thiệu Arduno IDE: Arduino IDE (Arduino Integrated Development Enviroment) phần mềm mã nguồn mở viết Java có khả làm việc nhiều hệ điều hành khác nhau: Windows, Mac OS, Linux IDE cho phép bạn viết code môi trường đặc biệt với nhấn mạnh cú pháp tính khác làm cho việc lập trình dễ dàng hơn, sau code tải vào SoC bàng nhấn nút Update IDE b Huóng dẫn cài đặt: _ Link download: https://www.arduino.cc/en/Main/Software 21 _ Chọn phiên phù hợp với hệ điều hành thiết bị _ Tiến hành cài đặt: Bước 1: Chạy file cài đặt Arduino Bước 2: Chọn “I Agree” Bước 3: Click chọn tất thành phần cần thiết click “Next” 22 Bước 4: Chọn đường dẫn thư mục cài đặt phần mềm click “Install” Bước 5: Chờ q trình cài đặt phần mềm hồn tất sau click “Close” 23 Q trình cài đặt Arduino IDE tới hoàn tất 5.4 Cài đặt thư viện, Board a Giới thiệu Firebase Firebase dịch vụ sở liệu thời gian thực hoạt động tảng đám mây cung cấp Google nhằm giúp lập trình phát triển nhanh ứng dụng cách đơn giản hóa thao tác với sở liệu 24 b Điểm mạnh Firebase Firebase lưu trữ liệu database dạng JSON thực đồng database tới tất client theo thời gian thực Tự động tính tốn quy mơ ứng dụng bạn, giúp bạn dễ dàng nhiều cần nâng cấp hay mở rộng dịch vụ Mối liên hệ Firebase, ESP8266 ứng dụng di động ESP8266 cung cấp thu viện cho phép kết nối với Firebase Database Dữ liệu sau tính tốn, xử lý từ ESP8266 đẩy lên Firebase Ứng dụng điện thoại di động lấy liệu Firebase để hiển thị thông tin tương tác với người dùng c Thư viện cần thiết: _ Firebase-Arduino _ ArduinoJson 5.x Board: ESP8266 Chọn Tools/ Board / Boards Manager Nhập ESP8266 vào ô Filter your search, chọn phiên muốn cài đặt click Install 25 d Cách tải thêm thư viện: Firebase Arduino _ Firebase Arduino: https://github.com/hocarm/firebase-arduino _ ArduinoJson5.x: https://github.com/bblanchon/ArduinoJson _ Mở phần mềm Arduino IDE 26 _ Chọn Sktch/Include Library/Add ZIP Library 27 _ Chọn đường dẫn tới add file ZIP vừa tải 5.5 Tạo project _ Bước 1: Chọn File/ New 28 _ Tại cửa sổ Chọn Tools/ Board/ NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module) 5.6 Code a Code C Arduino IDE //YWROBOT 29 //Compatible with the Arduino IDE 1.0 //Library version:1.1 #include #include #include // Set these to run example #define FIREBASE_HOST "laptrinhnhung-ba6db.firebaseio.com"// #define FIREBASE_AUTH "" char buff [200]; / /100 // for DHT11, // VCC: 5V or 3V // GND: GND // DATA: int KEY0 = 14, KEY1 = 12, KEY2 = 13,KEY3 = D1;//D5-RX int key=0, v=0, y=0, z=0, u=0, k=0; int vv=0, yy=0, zz=0, uu=0; void setup () { pinMode (KEY0, INPUT_PULLUP); pinMode (KEY1, INPUT_PULLUP); pinMode (KEY2, INPUT_PULLUP); pinMode (KEY3, INPUT_PULLUP); Serial.begin (115200); 30 WiFi.begin("No Internet", "khong cho"); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay (500); } Firebase.begin(FIREBASE_HOST, FIREBASE_AUTH); Delay (3000); } void loop () { if(digitalRead(KEY0) == 0) u=1; else u=0; if(digitalRead(KEY1) == 0) y=1; else y=0; if(digitalRead(KEY2) == 0) v=1; else v=0; if(digitalRead(KEY3) == 0) z=1; else z=0; if (uu ! =u |yy!=y |vv!=v |zz!=z){ sprintf (buff,"%d, %d, %d, %d",u,y,v,z); key=0; uu=u; zz=z; vv=v; yy=y; Serial.println(buff); // set string value Firebase.setString("android/a", buff); 31 // handle error if (Firebase.failed()) { Firebase.begin(FIREBASE_HOST,FIREBASE_AUTH); return; } } Delay (200); } 5.7 Nạp code vào KIT ESP8266 a Sau code hoàn tất Click nút Verify chờ q trình verify hồn tất Click nút Update để nạp code 32 5.8 Mô tả ứng dụng Ứng dụng sử dụng vi xử lý ESP8266EX, cảm biến hồng ngoại IR Sensor application điện thoại thông minh cho phép quản lý bãi đậu xe thơng minh Người dùng sử dụng ứng dụng điện thoại kiểm tra xem vãi đậu xe cịn chỗ trống hay khơng dù đâu Chỉ cần điện thoại cài úng dụng có kết nối internet Nguyên lý hoạt động: Khi có xe vào đậu vị trí có đặt cảm biến hồng ngoại, cảm biến thay đổi giá trị dòng điện từ 3.3V 0V Bộ xử lý liên tục kiểm tra giá trị cập nhật thay đổi lên Firebase Database 200ms Giá trị đưa lên mảng bao gồm giá trị vị trí khơng có xe đậu có xe đậu 33 PHẦN KẾT LUẬN Kết đạt Tạo ứng dụng điện thoại cho phép người dùng biết vị trí có xe đỗ, vị trí chưa có xe đỗ Từ tìm vị trí đỗ phù hợp Ưu nhược điểm 2.1 Ưu điểm Hiển thị tất vị trí đỗ xe có áp dụng hệ thống đỗ xe thông minh đường Hiển thị vị trí có xe vị trí chưa có xe đỗ Người dùng dễ dàng tìm thấy vị trí phù hợp để đỗ xe 2.2 Nhược điểm Giao diện cịn thơ sơ Chưa chạy tảng IOS Hướng phát triển Trong tương lai nhóm cài đặt để ứng dụng chạy tảng IOS Có thêm hình hiển thị số lượng chỗ cịn trống bãi Thiết kể giao diện bắt mắt 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO https://en.wikipedia.org/wiki/Tensilica https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1293244# https://lastminuteengineers.com/esp8266-nodemcu-arduino-tutorial/#onboardswitches-led-indicator https://nshopvn.com/product/thu-phat-wifi-esp8266-12e/ https://randomnerdtutorials.com/esp8266-pinout-reference-gpios/ Link full đồ án: https://drive.google.com/file/d/1d7p-oVo65yqJjskhQaOpknKdMqapQvBK/view? usp=sharing 35 ... ngày tăng số lượng bãi đậu xe lại có hạn Chính việc tìm chỗ đậu xe khó khăn Nhóm em thực đề tài ? ?Hệ thống đăng ký bãi đậu xe thông minh? ?? để giải vấn đề Mục tiêu đề tài Mục tiêu đề tài tạo ứng... thực Đến ứng dụng phức tạp hệ thống điều khiển robot, kiểm soát nhà máy hệ thống kiểm soát máy lượng hạt nhân Các hệ thống tự động trước sử dụng nhiều công nghệ khác hệ thống tự động hoạt động nguyên... thực Đến ứng dụng phức tạp hệ thống điều khiển robot, kiểm soát nhà máy hệ thống kiểm soát máy lượng hạt nhân Các hệ thống tự động trước sử dụng nhiều công nghệ khác hệ thống tự động hoạt động nguyên