6. Kết cấu của đề tài
3.4Giới thiệu hệ thống giữ xe tự động
3.4.1 Chức năng chính
Hệ thống giữ xe tự động cho phép tự động:
- Phát hiện, nhận dạng biển số xe thông qua camera.
- Chụp ảnh biển số xe của khách ra vào và lưu vào cơ sở dữ liệu.
- Đọc mã số thẻ khi khách quét thẻ qua máy đọc thẻ RFID và truy xuất dữ liệu từ máy chủ.
- Lưu lại thông tin biển số xe vào hoặc ra thông qua công nghệ phát hiện và nhận dạng các kí tự trên biển số xe.
- Mở cổng chắn cho xe qua khi thỏa mãn đầy đủ yêu cầu của hệ thống.
- Thông báo cho khách các trường hợp lỗi phát sinh lên bảng thông báo điện tử để khách nhanh chóng có biện pháp xử lý kịp thời.
Quá trình thực hiện chỉ diễn ra trong vòng 2 đến 5s. Mô hình hệ thống được mô tả như sau:
3.4.2 Mô tả các thiết bị cần có trong hệ thống
Sơ đồ 3.1. Sơ đồ hệ thống giữ xe tự động có cửa vào và ra khác vị trí
Ở mỗi cổng ra và vào sẽ có những thiết bị sau đây:
- 1 máy chủ dùng để truy xuất thông tin từ mã số thẻ của khách ra vào bãi giữ xe. Cũng như dùng để lưu trữ thông tin xe ra vào bãi giữ xe qua đó có thể thống kê số lượng xe có trong bãi, số lượng xe được ra vào trong ngày, tuần, tháng, từ ngày này đến ngày kia.
- 1 đầu đọc thẻ RFID dùng để đọc thông tin trên thẻ của khách hàng khi khách ra hoặc vào bãi giữ xe.
- 1 Camera dùng để tự động phát hiện ra biển số xe, chụp ảnh và nhận dạng thông tin trên biển số xe.
- 1 cổng chắn để điều tiết luồng lưu thông từng xe trong quá trình ra vào cổng của bãi giữ xe.
- 1 bảng thông báo điện tử đèn led và bộ loa dùng để thông báo các tình huống trong quá trình khách ra vào bãi giữ xe để khách hoặc nhân viên quản lý kịp thời xử lý.
- Các thiết bị phụ khác như bậc giảm tốc, rào chắn phân luồng… Dùng để định vị trí xe ra vào bãi giữ xe làm cho khoảng cách camera đến biển số xe theo đúng chuẩn của hệ thống nhằm tránh trường hợp sai xót.
- 2 máy chủ ở 2 đầu ra vào được kết nối với nhau qua mạng Lan để trao đổi thông tin xe ra vào một cách nhanh nhất.
3.4.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu
Qua yêu cầu hoạt động của hệ thống giữ xe tự động chúng tôi đã xây dựng lên cơ sở dữ liệu đủ để đáp ứng các yêu cầu lưu trữ thông tin mà hệ thống cần có.
Hình 3.2. Cơ sở dữ liệu
- Cơ sở dữ liệu gồm các bảng sau đây:
+ Bảng TaiKhoan: Dùng để lưu trữ thông tin của người quản lý hệ thống gồm các thông tin sau:
. MaTaiKhoan: Mỗi người quản lý sẽ có một mã tài khoản riêng.
. TaiKhoan: Tên để đang nhập vào hệ thống.
. MatKhau: Mật khẩu dùng để đăng nhập vào hệ thống.
. DiaChi: Địa chỉ của người quản trị.
. DienThoai: Số điện thoại của người quản trị. . Hinh: Hình ảnh của người quản trị.
. NgaySinh: Ngày tháng năm sinh của người quản trị.
. TinhTrang: Trạng thái tài khoản của người quản trị được hoạt động hay không.
+ Bảng NguoiDung: Dùng để lưu trữ thông tin của người sử dụng:
. MaNguoiDung: Đây cũng chính là mã số thẻ dùng để phân biệt người dùng khi
xe ra vào bãi giữ xe.
. Ho: Họ và tên đệm của người dùng. . Ten: Ten người dùng.
. NgaySinh: Ngày tháng năm sinh của người dùng.
. DiaChi: Địa chỉ của người dùng.
. SoDienThoai: Số điện thoại của người dùng.
. Email: Thư điện tử của người dùng.
. MaLoai: Mã loại thẻ của người dùng được quy định ở bảng LoaiThe.
. TienDu: Số tiền còn lại của người dùng, dùng để trả phí ra vào bãi giữ xe.
. TrangThai: Tình trạng hoạt động của người dùng. Quy định người dùng được
hoạt động hay không.
+ Bảng NapTien: Dùng để quản lý quá trình nạp tiền vào tài khoản của người dùng và gồm những thông tin sau:
. MaNguoiDung: Được liên kết từ bảng NguoiDung
. ThoiGianNap: Dùng để ghi lại thời mỗi lần nạp tiền của mỗi Mã người dùng.
. SoTien: Số tiền mỗi lần nạp của người dùng và số tiền này được cập nhật vào
TienDu bảng NguoiDung.
+ Bảng LoaiThe: Dùng để quy định loại thẻ của người dùng, phân biệt các loại thẻ và giá tiền phải tra khi gửi xe.
. MaLoai: Được kết nối với MaLoai từ bảng NguoiDung. Mỗi loại thẻ có mỗi mã
loại khác nhau.
. GiaGuiXe: Là giá tiền mà loại thẻ đó phải trả trong mỗi lần gửi xe.
+ Bảng CapNhatGiaGui: Dùng để quy định lại giá tiền mà mỗi loại thẻ phải trả khi ra vào bãi gửi xe.
. MaLoai: Được kết nối với bảng LoaiThe.
. NgayCapNhat: Dùng để ghi lại thời gian mỗi lần cập nhật giá tiền của mỗi loại
thẻ.
. GiaGuiXe: Là giá tiền mà loại thẻ đó phải trả trong mỗi lần gửi xe.
+ Bảng GuiXe: Dùng để lưu trữ thông tin ra vào bãi giữ xe của người dùng.
. MaNguoiDung: Được liên kết từ bảng NguoiDung và được truy xuất khi người
dùng quét thẻ lên máy đọc RFID để truy xuất toàn bộ thông tin bên bảng NguoiDung của người dùng mang mã số thẻ này.
. GioVao: Được hệ thống lưu lại khi xe vào bãi.
. MaTaiKhoanVao: Là mã tài khoản người quản trị lúc xe vào.
. GioRa: Được cập nhật sau khi xe ra khỏi bãi giữ xe.
. MaTaiKhoanRa: Là mã tài khoản người quản trị khi xe ra.
. BienSoXe: Được hệ thống lưu lại khi xe vào và dùng để so sánh khi xe ra.
. HinhBienSoXe: Được hệ thống chụp lại khi xe vào dùng để so sánh khi xe ra.
. GiaGuiXe: Được truy xuất dựa vào mã loại thẻ và giá gửi dùng để thanh toàn
tiền phí phải trả.
. TrangThai: Dùng để phân biệt xe đang ở trong bãi hay ở ngoài bãi giữ xe.
.GhiChu: Dùng để ghi lại nhưng thông tin cần lưu ý.
Các bảng được ràng buộc với nhau bằng các khóa như trên hình vẽ.
3.4.4 Hoạt động của hệ thống giữ xe tự động
Giả lập hệ thống được lắp đặt ở một trường Đại học, mỗi nhân viên, sinh viên đều có một thẻ mifare (thẻ từ) với một mã số phân biệt và một tài khoản cá nhân để tiện thanh toán.
3.4.4.1 Tại cửa vào
- Khi khách hàng đến cổng bãi giữ xe sẽ đi vào luồng vào có bậc giảm tốc dùng để cố định vị trí của xe vào đúng tầm hoạt động của Camera và đầu đọc thẻ RFID.
- Sau đó khách hàng dùng thẻ quét qua máy đọc thẻ RFID để máy đọc thẻ lấy thông tin là mã số trên thẻ sau đó được gửi về máy chủ.
- Từ mã số thẻ đó máy chủ truy xuất thông tin chủ sở hữu và kết hợp với thông tin nhận dạng biển số xe từ camera gửi về, máy chủ thực hiện lưu vào cơ sở dữ liệu thông tin biển số xe, thời gian vào bãi, hình ảnh chụp được. Và thông tin này được truy cập tự do từ máy chủ của cổng ra.
- Quá trình lưu lại thông tin xe vào bãi thành công thì máy chủ bắt đầu phát tín hiệu ra bảng thông báo điện tử và âm thanh trên loa cho khách đi qua cổng chắn đồng thời cổng chắn được mở lên để cho khách đi qua.
- Ở cổng chắn có bộ cảm biến để nhận biết xe đã đi qua cổng chắn hẳn hay chưa để đóng cổng chắn.
- Sau khi cổng chắn đóng lại máy chủ phát tín hiệu cho xe tiếp theo vào vị trí bằng bảng thông báo và âm thanh trên loa.
- Quá trình vào bãi xe của khách diễn ra liên tục qua các quá trình như trên.
3.4.4.2 Tại cửa ra
- Khi khác thực hiện việc lấy xe từ bãi giữ xe và bắt đầu đi ra qua cổng ra của hệ thống.
- Máy chủ của cổng ra được nhận thông tin xe vào từ máy chủ ở cổng vào thông qua cơ sở dữ liệu chung đã được lưu lại.
- Khi khách ra tiến vào cổng ra dừng lại tại bậc giảm tốc dùng để cố định vị trí xe trong tầm hoạt động của camera và máy đọc thẻ RFID.
- Sau khi khách hàng quét thẻ qua máy RFID để máy đọc thẻ lấy thông tin là mã số thẻ, mã số này được gửi về máy chủ sau đó máy chủ thực hiện tìm kiếm thông tin xe đã vào trong bãi từ máy chủ ở cổng vào.
- Camera thực hiện phát hiện ra biển số xe và chụp hình nhận dạng để lấy thông tin biển số xe để so sánh với dữ liệu xe vào được truy xuất từ cơ sở dữ liệu.
- Nếu thông tin biển số xe và mã số thẻ trùng khớp máy chủ sẽ thực hiện tính toán số tiền phải trả dựa vào thời gian khách ra. Và mọi thông tin về thời gian ra và số tiền phải trả được lưu lại hệ thống, máy chủ thực hiện trừ tiền trong tài khoản của khách hàng.
- Sau khi quá trình thực hiện xong máy chủ sẽ phát tín hiệu thông báo lên bảng điện tử và loa để cho khách hàng ra đồng thời cổng chắn sẽ mở để khách hàng đi ra.
- Ở cổng ra thanh chắn cũng có bộ cảm biến giống như ở cổng vào, sau khi khách ra hoàn toàn cổng ra sẽ đóng lại và trả thông tin về máy chủ.
- Máy chủ sẽ phát ra tín hiệu sẵn sàng để mời xe tiếp theo vào vị trí.
- Quá trình ra bãi xe của khách sẽ được liên tục diễn ra theo tuần tự như trên.
3.4.5 Chƣơng trình đã xây dựng 3.4.5.1 Giao diện chính
Hình 3.3. Giao diện chính của chương trình
Giao diện chính sẽ hiển thị tên người quản lý và các nút chức năng dùng để kết nối với các thiết bị Camera, cổng chắn, máy đọc thẻ RFID, và các chức năng phụ khác.
Giao diện chức năng chính của chương trình là khi người dùng quét thẻ lên máy đọc thẻ RFID, thông tin sẽ được truy xuất từ máy chủ và hiển thị lên trên giao diện chính các thông tin được hiển thị bao gồm: Mã số thẻ, tên chủ xe, loại thẻ, thời gian vào, thời gian ra, mã tài khoản, biển số xe, đơn giá và thành tiền phải thanh toán, và ô nhập biển số xe cho người quản lý nếu biển số xe không thể được nhận dạng bằng camera.
Ảnh biển số được chụp từ khoảng cách 0.5 – 2m tính từ vị trí đặt camera đến biển số xe.
Định dạng ảnh (jpg, bmp, tif, gif, png, ppm, pgm). Kích thước ảnh chuẩn 640x480 pixel.
Hướng chụp từ máy ảnh (hay camera) so với biển số xe trong khoảng 0 đến 45 độ.
3.4.5.2 Quản lý ngƣời dùng
Hình 3.4. Giao diện quản lý người dùng
Chức năng cho phép người quản trị thêm, sửa, xóa thông tin người dùng gồm: mã người dùng, họ, tên, ngày sinh, địa chỉ, mã loại, số điện thoại, tiền dư, email, trạng thái(hoạt động hay ngừng).
3.4.5.3 Quản lý ngƣời quản lý hệ thống
Hình 3.5. Giao diện quản lý người quản lý hệ thống
Chức năng cho phép người quản trị thêm, sửa, xóa thông tin người dùng gồm: mã tài khoản, họ tên, tài khoản, mật khẩu, ngày sinh, địa chỉ, số điện thoại, trạng thái (hoạt động hay ngừng) và chức năng chọn hình đại diện cho người quản lý.
3.4.5.4 Quản lý nạp tiền
Chức năng cho phép người dùng nạp thêm tiền vào hệ thống gồm: mã tài khoản, họ và tên, thời gian nạp, mã người dùng, số tiền nạp, tổng tiền.
Hình 3.6. Giao diện quản lý nạp tiền
3.4.5.5 Cập nhật giá tiền
Hình 3.7. Giao diện chương trình cập nhật giá tiền
Chức năng cho phép người quản trị thêm, xóa, sửa giá tiền mỗi lần gửi cho từng loại thẻ gồm: mã loại thẻ, giá hiện tại, giá mới, ngày cập nhật. Mặc định trong hệ thống, loại thẻ giáo viên là 0vnd.
3.4.5.6 Cập nhật loại thẻ
Hình 3.8. Giao diện chương trình cập nhật loại thẻ
Chức năng cho phép người quản trị cập nhật thông tin loại thẻ (khách, sinh viên, giáo viên) gồm: mã loại thẻ, loại thẻ, giá gửi xe.
3.5 Tiểu kết
Cuối cùng, chương trình giữ xe gắn máy tự động với kết quả trên về cơ bản đã đáp ứng đầy đủ các yêu cầu thiết yếu nhất của đề tài hệ thống giữ xe tự động. Từ đó chúng tôi dễ dàng phát triển chương trình để đáp ứng đầy đủ các chức năng cần thiết khác để đạt được một hệ thống hoàn chỉnh.
PHẦN KẾT LUẬN
Đề tài nghiên cứu về việc nhận dạng biển số xe gắn máy tự động ở Việt Nam, tìm hiểu công nghệ RFID (Nhận dạng bằng sóng vô tuyến) phục vụ cho việc lưu trữ thông tin gửi và trả xe để xây dựng hệ thống giữ xe tự động với những ứng dụng thực tế như bãi giữ xe tự động, trạm thu phí tự động, quản lý và theo dõi xe gian, theo dõi và xử phạt xe gắn máy vi phạm giao thông đang lưu thông trên đường,… So với những chương trình nhận dạng trước đây, đề tài có những thay đổi đáng kể trong trình xử lý việc ra/vào xe, sử dụng thẻ RFID để lưu trữ thông tin, tự động nhận dạng, so sánh biển số lúc vào và ra, tự động trừ tiền trong tài khoản...
Tuy nhiên, với khoảng thời gian cho phép và kiến thức có hạn, đề tài không thể tránh khỏi những vấn đề chưa giải quyết được, việc hoàn thiện chương trình không thể hoàn thành trong một thời gian ngắn, cần phải trải qua 1 khoảng thời gian chạy thử nghiệm để cải tiến chương trình một cách hoàn thiện nhất.
Do thời gian gấp rút và thiết bị hạn chế nên chương trình chỉ chạy thử nghiệm trên hệ thống tối giản nhất gồm máy tính, máy quét thẻ RFID do Khoa CNTT trợ giúp và camera với độ phân giải 1.3 mpx.
Hƣớng phát triển của đề tài
Trong tương lai, khắc phục được những mặt hạn chế của đề tài như máy quét thẻ, tự động thu và phát thẻ, giao tiếp vs cổng chắn qua cổng COM thì chương trình có thể mở rộng hơn về phạm vi xây dựng hệ thống đối với biển số xe ôtô ở Việt Nam.
Tiếng Việt
[1] Nguyễn Văn Hiệp, “Giáo trình công nghệ nhận dạng vô tuyến RFID”, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, Khoa Điện – Điện tử, 2012.
[2] Ngô Văn Sỹ, “Nhận dạng ký tự quang học bằng mạng noron – Optical
Character Recognition By Neural Network”, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng, 2008
Tiếng Anh
[3]Kaushik Deb and Kang-Huyn Jo, “Segmenting the license plate region using a color model”, University of Ulsan, South Korea, 2002.
[4] Ondrej Martinsky, “Algorithmic and mathematical principles of automatic number plate recognition systems”, BRNO University of Technology, 2007.
[5] Rafael C. Gonzalez, Richard E.Woods, “Digital Image Proccessing”, Third Edition, 2008.
[6] Siddhartha Choubey, G.R.Sinha, Bhagwati Charan Patel, Abha Choubey, Kavita Thakur, “Pixel Clustering Based Partitioning Techique for Character Recognition in Vehicle License Plate”, Report 086, Volumne 4-C01102-005, 2011.
Internet
[7] “CHD-DX-L010 Control box and barrier gates”,
http://www.newabel.com/en/ProductDetails.aspx?Productid=103
[8] “Hệ thống giữ xe Budapest – Parksafe 580”,
http://www.woehr.de/en/project/items/budapest-parksafe-580.html
[9] “Một số điểm mới trong Thông tư 36/2010/TT-BCA về đăng ký xe”, http://www.tracuuphapluat.info/2010/10/mot-so-iem-moi-trong-thong-tu- 362010tt.html
[11] “Phương pháp phân tích Bayes 1: Diễn giải kết quả chẩn đoán”,
http://statistics.vn/index.php?option=com_content&view=article&id=229:phuong- phap-phan-tich-bayes-1-dien-giai-ket-qua-chan-doan-&catid=47:bayes&Itemid=62
[12] “Tìm hiểu về SimpleLPR – License Plate Recognition SDK”,