CHƯƠNG 3: CƠ SỞ THỰC HIỆN
3.3. Kết quả thực tế
Hình 3.6.Mô hình thực nghiệm đếm xe ra-vào.
Trong thiết kế n y, vi đi u khiển STM32 đ ợc lựu chọn làm vi xử lí trung tâm cho thiết bị hoạt đ ng trên nguyên tắc nhận tín hiệu và xử lí s u đó đi đi u khiển thiết bị ngoài tùy thu c vào m đí h ng ời dùng. Số l ợng xe i đặt có thể tăng giảm tùy theo diện tí h n i ần quản lí số l ợng xe vào-ra. M đính đ t i đ r l giải quyết đ ợc vấn đ ây điện và có thể di chuyển đ ợc. Dữ liệu cảm biến từ cảm biến vòng từ (PD132) đ ợ đ v o vi xử lí. Khi đã xử lí dữ liệu th vi đi u khiển thực hiện xuất tín hiệu làm kích hoạt chân Lora và cho phép Lora gửi tín hiệu đi. Đồng thời kích
hoạt module giao tiếp giữa hai mạng truy n thông không ây Lor đ ợc sử d ng trong hệ thống. Module Lora E22-400M30S nằm trong bảng hiển thị, nhận đ ợc tín hiệu phát từ Lora Gateway thì thực hiện xử lí và hiển thị lên matrix P10. Các thành phần c a m t hệ thống bao gồm: Card STM32F103C8T6, module Lora E22-400M30S, cảm biến vòng từ PD132, Relay trung gian (kính), màn hình hiển thị LCD, m trix P10 để hiển thị thông tin đếm xe,…
* S đồ giải thuật master:
Khi cấp điện cho hệ thống hoạt đ ng, vi đi u khiển thực hiện kiểm tra tín hiệu c Lor ó đ ng ho phép gửi dữ liệu hay không. Nếu đ ng gửi dữ liệu thì chờ timer ngắt và delay m t khoảng 60ms để tránh bị treo hệ thống. Nếu Lora không gửi dữ liệu thì sau 40ms biến cờ truy n bận (TRUE) thực hiện ngắt DIO1. Nếu hân DIO1 h đ ợc ngắt hoàn toàn thì chờ đến khi nào ngắt hoàn toàn m i thực hiện lệnh reset biến cờ v mặ định b n đầu. V ng y s u đó lại chờ timer ngắt xong m i trở v kiểm tra Lor ó đ ng gửi dữ liệu hay không và hoạt đ ng c nh thế theo vòng lặp.
M t mạng truy n thông bao gồm 4 khối chính: Khối cảm biến, khối xử lý, khối truy n thông và khối nguồn.
+ Khối nguồn có ch năng ung ấp điện áp m t cho khối xử lý thực thi. B nguồn là các pin cung cấp năng l ợng cho các node cảm biến và gateway.
+ Khối cảm biến: bao gồm 4 vòng tròn cảm biến từ phân biệt làn xe vào-ra và cho phép xe đi-đến. Khối cảm biến này thu thập thông tin và chuyển dữ liệu đến khối xử lí.
+ Khối xử lí ở gateway thì hoạt đ ng v i tần suất nhi u h n v li n t h i khối xử lí.
Nó nhận tín hiệu từ các khổi cảm biến xử lý l u trữ và gửi thông tin thông qua truy n thông mạng không dây Lora.
+ Khối truy n thông (Lora và anten): có ch năng thu nhận và phát thông tin giữa các node. Dựa trên yêu cầu ng d ng và sự li n qu n đến truy n đạt nó th ờng sử d ng sóng phù hợp radio.
Hình 3.7. Gateway xử lí thông tin và hiển thị thông số kiểm soát.
Mô hình thực nghiệm nghiên c u đ ợ ùng 2 l n đ ờng vào và ra. Tuyến đ ờng 1 (vào) gồm 2 vòng cảm biến vòng từ đ ợc kéo dài và kết nối v o PD132 đ ợc đặt ở trong t điện. Tín hiệu đ ợ đ v o vi xử lí, đem đi so s nh v i l u tr nh đã viết. Nếu thỏ đi u kiện thì vi xử lí xuất ra tín hiệu đi đi u khiển nh : rel y, kí h hoạt chân DIO1 cho phép Lora gửi tín hiệu đi,…
Hình 3.8. Hệ thống hiển thị và tủ điện khi không có xe ra-vào.
V i diện tích có thể đo đạ đ ợc, nhóm tác giả đã giả định số l ợng xe có thể vào là 300 chiếc xe gán máy. Khi cảm biến vòng từ không phát hiện xe đi v o hoặ đi ra thì hệ thống truy n nhận thông tin v đ ợc hiển thị lên màn hình led matrix P10. C
thể, số l ợng xe hiện đ ng ó ở trong khu để xe là 0, số l ợng tối đ m xe ó thể đ vào là 300 và hiển thị thông tin ―MOI VAO‖. Khi đó xe ó thể vào cho t i khi số xe bằng tổng thì hiển thị ―HET CHO‖ v khi đó không hấp nhận bất c m t xe máy nào vào thêm. Nếu muốn vào thì phải chờ có m t hoặc nhi u xe khác ở trong ra thì m i đ xe v o đ ợc.
Bảng 7: Tổng hợp kết quả truyền nhận tín hiệu từ STM32F103C8T6:
Số lần Giá trị Số lần Giá trị Số lần Giá trị
1 304 9 152 17 152
2 152 10 152 18 152
3 152 11 152 19 152
4 152 12 152 20 152
5 152 13 304 21 152
6 152 14 304 22 304
7 152 15 152 23 304
8 152 16 152 24 152
Quy trình xe vào-ra:
Quá trình xe vào-ra, cảm biến thu tín hiệu đ v o xử lí bằng vi đi u khiển STM32 v đ ợ đi u khiển thông qu rel y kính nh h nh i đây:
(a) Cảm biến phát hiện xe đ ng đi v o. (c) Cảm biến phát hiện xe đ ng đi r .
(b) Cảm biến vòng từ phát hiện xe đã đi v o ho n to n. (d) Cảm biến vòng từ phát hiện xe đã r ngo i ho n to n.
Hình 3.9. Cảm biến vòng từ hoạt động khi phát hiện xe vào-ra
Khi cảm biến vòng từ phát hiện xe đ ng đi v o ( ), ng y lập t c b đi u khiển PD132 gửi tín hiệu l n vi đi u khiển STM32 xử lí. Nếu số l ợng xe đ ng òn trống thì vi đi u khiển gửi tín hiệu đi, kí h hoạt relay hoạt đ ng và cho phép thanh chắn Barie mở lên ho đến khi xe đi qu . Trong tr ờng hợp đặc biệt, do số l ợng xe vào quá ni u trong cùng m t lúc thì cảm biến vòng từ PD132 vẫn đi u khiển relay hoạt đ ng và cho phép v o. Trong khi đó vi đi u khiển đ ng đi u khiển rel y đóng b rie lại nh ng lại có tín hiệu từ cảm biến vòng từ xe đ ng v o th ng y lập t vi đi u khiển hoạt đ ng lại trạng thái kích hoạt cho relay barie mở r . Ng ợc lại, khi cảm biến vòng từ phát hiện xe đ ng đi r (b) th PD132 ũng thực hiện gửi tín hiệu l n tr n ho vi đi u khiển STM32 xử lí. S u đó, vi đi u khiển gửi tín hiệu đi mở thanh chắn B rie ho phép xe đi ra. Khi barie mở và cảm biến vòng từ ( ) đã không òn ph t hiện xe chuyển đ ng vào nữ th lú đó ảm biến vòng từ (b) hoạt đ ng để phát hiện xe đã v o ho n to n. Khi barie mở và cảm biến vòng từ ( ) đã không òn ph t hiện xe chuyển đ ng ra nữa thì
lú đó ảm biến vòng từ (d) hoạt đ ng để phát hiện xe đã r ho n to n. S u khi ảm biến (b) và (d) phát hiện xe vào-ra hoàn toàn thì thực hiện đ n y u ầu đóng B rie v gửi tín hiệu đi bằng ph ng th c không dây Lora và hiển thị lên màn hình P10.
Bảng 8: Tổng hợp kết quả nhạy tiếp iểm relay:
Số lần Giá trị Số lần Giá trị Số lần Giá trị
1 11ms 9 11ms 17 11ms
2 13ms 10 11ms 18 11ms
3 11ms 11 13ms 19 11ms
4 11ms 12 14ms 20 11ms
5 14ms 13 11ms 21 11ms
6 14ms 14 13ms 22 11ms
7 13ms 15 13ms 23 11ms
8 13ms 16 11ms 24 11ms
* Kết quả thí nghiệm vào-r đ ợc hiển thị trên màn hình P10:
Hình 3.10: Màn hình hiển thị tăng và giảm khi xe đã vào-ra hoàn toàn.
Hình trên là m t số kết quả thực tế đ ợc nhóm tác giả thự h nh v đ v o để hiển thị cách th c hiển thị c a P10. Khi hệ thống hoạt đ ng m h ó xe v o r th hiển thị số l ợng là 0 và hiển thị số l ợng có thể v o l b o nhi u để ng ời tham gia biết có còn chỗ để gửi xe v o h y không. V đây hỉ là màn hình hiển thị cho nên khi nhận tín hiệu từ Lor ph t đi th m i th y đổi màn hình. Vì thế, khi nhận đ ợc tín hiệu gửi từ Lora Gateway thì màn hình thực hiện hiển thị số xe vào lên 1. Xe vào- ra c lặp đi lặp lại nh thế đến khi xe vào bằng v i số xe tổng thì hiển thị ―HET CHO‖ v không chấp nhận m t xe nào vào thêm. Phải chờ có xe khác bên trong ra thì m i có chỗ trống để xe khác tiếp t đ v o. Khi xe r đồng thời chuyển đổi ―HET CHO‖
th nh ―MOI VAO‖.
(a) (b)
Hình 3.11. Cảm biến vòng từ phát hiện xe ra (a) và màn hình hiển thị (b).
Khi hệ thống hoạt đ ng b nh th ờng m h ó xe n o v o hoặ đã r hết (b).
Nếu lú đó ó ng ời ra tiếp (a) thì không thể ra vì biến đếm hiện tại đ ng bằng 0. Chỉ cho phép ra khi tuyến đ ờng m t ó xe v o v khi đó biến đếm có dữ liệu thì xe m i ra đ ợc.
(c) (d)
Hình 3.12. Cảm biến vòng từ phát hiện xe vào (c) và màn hình hiển thị (d).
Khi hệ thống hoạt đ ng lú đầy xe (d) mà cảm biến vòng từ có phát hiện tín hiệu m i (c) th lú đó vi đi u khiển không thực hiện mở barie. Nếu lú đó ó ng ời ra thì phải chờ ng ời trong ra hẳn ngoài thì m i tiếp t đ xe v o đ ợc.
* S đồ giải thuật slave (bảng led):
Khi cấp nguồn cho b đi u khiển hiển thị ũng nh bảng hiển thị thông tin P10, kiểm tra tín hiệu quét c a Lora v i thời gian 70ms. Nếu không có tín hiệu thì ngắt chân DIO1 Lora và set Lora ở chế đ nhận tín hiệu (RX) ho đến khi nhận đến tín hiệu thì thoát khỏi vòng lặp. Nếu kiểm tra tín hiệu Lora mà nhận đ ợc tín hiệu truy n từ Lora Gateway thì thực hiện kiểm tra gói dữ liệu truy n v đ ợc nhận từ Lora slave.
Nếu đúng ữ liệu truy n nhận m h ng tr nh i sẵn thì sẽ đ ợc hiển thị lên màn hình P10, còn nhận đ ợc tín hiệu nh ng không đúng v i định dạng đ ợ i đặt sẵn thì lại quay v trạng thái kiểm tra tín hiệu truy n nhận c a Lora. Hoạt đ ng theo vòng lặp,
không phát hiện tín hiệu thì kiểm tra tiếp, có tín hiệu m không đúng v i định dạng thi kiểm tra tín hiệu tiếp, ho đến khi nhận đ tín hiệu v đúng v i định dạng thì thực hiện hiển thị matrix P10.
Hình 3.13. Mô hình kết nối thực tế led hiển thị matrix P10.
Khi cấp nguồn cho bảng led hoạt đ ng, vi đi u khiển ở trạng thái quét tín hiệu nhận v từ Lora G tew y. Cho đến khi phát hiện tín hiệu đ ợc gửi đến th vi đi u khiển STM32 đọc giữ liệu từ Lora truy n v v đi kiểm tra v i dữ liệu hiện đ ng ó.
S u đó, hiển thị dữ liệu lên màn hình led matrix P10.
Hình 3.14. Mô hình mô phỏng làn đường xe vào (trước và sau).
Mô hình nhận dạng cảm biến xe vào-ra gồm ó h i l n xe đ ợc nhóm thực hiện mô phỏng thông qua tấm ván mặt phẳng và cuốn cu n dây ở i t ợng tr ng ho vòng loop đ ợc lắp đặt i lòng đ ờng theo hình dạng vòng tròn. Khi xe đi v o vòng loop, vòng loop tạo ra từ tr ờng v đ tín hiệu v PD132 để thực hiện đóng ngắt các tiếp điểm trong PD132.
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI