(Luận văn thạc sĩ) xậy dựng hệ thống đỗ xe ô tô thông minh với thiết bị cảm biến

Với nhận thức nhu cầu bãi đỗ xe ô tô ngày càng tăng cao, bằng phương thức cải tiến, nâng cấp các bãi xe hiện có, tôi chọn đề tài Xây dựng hệ thống đỗ xe ô tô thông minh với thiết bị cảm

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Đặng Quang Quyền

XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐỔ XE Ô TÔ THÔNG MINH

VỚI THIẾT BỊ CẢM BIẾN

Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2021

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Đặng Quang Quyền

XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐỔ XE Ô TÔ THÔNG MINH

VỚI THIẾT BỊ CẢM BIẾN

Chuyên ngành : Ngành máy tính

Mã số: 8480104

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH

HỆ THỐNG THÔNG TIN QUẢN LÝ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :

TS Trương Nguyên Vũ

Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2021

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu trong luận văn này là công trình nghiên cứu của tôi dựa trên những tài liệu, số liệu do chính tôi tự tìm hiểu và nghiên cứu Chính vì vậy, các kết quả nghiên cứu đảm bảo trung thực và khách quan nhất Đồng thời, kết quả này chưa từng xuất hiện trong bất cứ một nghiên cứu nào Các

số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực nếu sai tôi hoàn chịu trách nhiệm.

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 11 năm 2021

Học viên thực hiện

Đặng Quang Quyền

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Khoa Công nghệ thông tin và Viễn thông – HọcViện Khoa học và Công nghệ đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài tốtnghiệp này

Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS Trương Nguyên Vũ đãtrực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Cảm ơn quý thầy cô Khoa trong Công nghệ thông tin và Viễn thông, cùngvới các thầy cô của Học Viện Khoa học và Công Nghệ tận tình giảng dạy và truyềnđạt kiến thức suốt khóa học

Sau cùng, tôi nói lời cảm ơn đến các anh chị em, bạn bè đồng nghiệp trongViện Cơ học và Tin học Ứng dụng, cùng gia đình đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến để tôihoàn thành luận văn này

Mặc dù đã có nhiều cố gắng song trong phạm vi và khả năng cho phép chắchẳn sẽ khó tránh khỏi những thiếu sót Mong tiếp tục nhận được sự cảm thông, góp

ý để xây dựng đề tài hoàn thiện hơn

Trân trọng cảm ơn!

Tác giả luận văn

Đặng Quang Quyền

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN iv

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC HÌNH ẢNH

MỞ ĐẦU

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN

PHẠM VI NGHIÊN CỨU

CẤU TRÚC CÁC CHƯƠNG TRONG LUẬN VĂN:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 GIAO THÔNG Ở VIỆT NAM HIỆN NAY

1.2 MÔ HÌNH BÃI ĐỖ XE TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 10

1.3 VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI 11

1.4 MÔ HÌNH ĐỀ XUẤT 12

CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU 14

2.1.1 BO MẠCH CHỦ ARDUINO MEGA 2560 14

2.1.2 CẢM BIẾN VẬT CẢN 14

2.1.3 CHIP ĐIỀU KHIỂN BỘ ĐẾM 15

2.1.4 LED 7 ĐOẠN 16

2.1.5 ĐÈN LED VÀ XE MÔ HÌNH 17

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.2.1 MÔ HÌNH QUAN NIỆM 17

2.2.2 KỊCH BẢN THỬ NGHIỆM 20

2.2.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 23

CHƯƠNG 3: THI CÔNG HỆ THỐNG 35

3.1 LẮP RÁP MÔ HÌNH 35

3.1.1 SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN 35

3.1.2 HÌNH ẢNH THỰC TẾ 37

3.2 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 38

3.2.1 ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ 38

3.2.2 CƠ SỞ DỮ LIỆU 41

3.2.3 ĐỒNG BỘ DỮ LIỆU 42

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM 45

4.1 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 45

4.1.1 LẬP TRÌNH GIAO DIỆN 45

4.1.2 XỬ LÝ SỰ KIỆN 48

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50

KẾT LUẬN 50

KIẾN NGHỊ 51

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.2-1: Nhiệm vụ các khối chức năng 19

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1-2: Tỷ lệ sở hữu xe trên 1000 dân 9

Hình 1.1-2: Tỷ lệ tăng trưởng xe cá nhân tại Việt Nam 9

Hình 1.1-3: Toàn cảnh giao thông Việt Nam 2016 10

Hình 1.2-1: Một số mô hình bãi xe ô tô phổ biến ở Việt Nam 10

Hình 1.2-2: Một số mô hình bãi xe ô tô một cửa tự động 11

Hình 2.1-1: Bo mạch chủ Arduino Mega 2560 14

Hình 2.1-2: Cảm biến vật cản 15

Hình 2.1-3:Chip 74HC595 và sơ đồ chân 16

Hình 2.1-4: Sơ đồ kỹ thuật Led 7 đoạn 16

Hình 2.1-5: Đèn led và xe mô hình 17

Hình 2.2-1: Mô hình quan niệm 17

Hình 2.2-2: Sơ đồ khối phần cứng 19

Hình 2.2-3: Sơ đồ khối phần mềm 20

Hình 2.2-4: Quy trình đỗ xe tại bãi 21

Hình 2.2-5: Quy trình đặt xe từ ứng dụng 22

Hình 2.2-6: Sơ đồ triển khai hệ thống 23

Hình 2.2-7: Cài đặt môi trường Java 24

Hình 2.2-8: Cài đặt driver giao tiếp với PC 24

Hình 2.2-9: Arduino IDE 25

Hình 2.2-10: Giao diện lập trình Arduino IDE 25

Hình 2.2-11: Cấu trúc của Sketch 26

Hình 2.2-12: Những tính năng hỗ trợ của phiên bản SQL 27

Hình 2.2-13: Mô hình liên kết dữ liệu với ứng dụng 28

Hình 2.2-14: Mô hình MVC trong phát triển ứng dụng 29

Hình 2.2-15: Kiến trúc ASP.NET MVC 29

Hình 2.2-16: HTTP request – respond mô hình yêu cầu và phản hồi 31

Hình 2.2-17: Lựa chọn công nghệ truyền tải - Signal-R 31

Hình 2.2-18: Mô hình truyền tính hiệu - Signal-R 34

Hình 3.1-1: Mạch điện mô phỏng 35

Hình 3.1-2: Sơ đồ mạch điện 36

Hình 3.1-3: Mô hình bãi xe hoàn thiện phía trước 37

Hình 3.1-4: Mô hình đấu nối mạch điện phía sau 37

Hình 3.1-5: Mô hình khi kết nối với hệ thống điều khiển trung tâm 38

Hình 3.2-1: Thư viện SignalR tích hợp vào project 42

Hình 4.1-1: Trang chủ web app 45

Hình 4.1-3: Kích hoạt tool google map 46

Hình 4.1-4: Gợi ý đường đi từ google map 47

Hình 4.1-5: Trạng thái vị trí đỗ xếp theo tầng (phân khu) 47

MỞ ĐẦU

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Đứng trước hiện trạng ô tô cá nhân ngày càng gia tăng những năm gần đâytrong khi thiếu hụt nghiêm trọng các bãi đỗ, điểm dừng, dẫn đến hành vi các chủphương tiện dừng đỗ tràn lan trên đường phố, vĩa hè, vừa làm mất đi vẻ mỹ quan đôthị, vừa gây mất an ninh trật tự, lại ảnh hưởng ít nhiều đến giao thông công cộng

Phần lớn các bãi đỗ xe hiện hiện có còn hoạt động theo mô hình truyềnthống, tiêu tốn nhiều thời gian và chi phí trong việc quản lý điều hành

Bên cạnh đó, các giải pháp về mở rộng, xây dựng thêm các bãi đỗ mới còngặp nhiều khó khăn do chi phí đầu tư và nhiều vấn đề liên quan khác, thì giải phápnâng cấp, đưa những công nghệ mới và ứng dụng vào trong việc quản lý, vận hành

là lựa chọn tối ưu

Với nhận thức nhu cầu bãi đỗ xe ô tô ngày càng tăng cao, bằng phương thức

cải tiến, nâng cấp các bãi xe hiện có, tôi chọn đề tài Xây dựng hệ thống đỗ xe ô tô thông minh với thiết bị cảm biến nhằm đặt ra ý tưởng về một quy chuẩn kiến trúc

mô hình, hồng mang lại sự dễ dàng trong công tác quản lý dữ liệu, kết nối, chia sẻthông tin của các bãi xe cùng nhau

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Mục đích của luận văn nhằm tạo ra một hệ thống theo dõi bãi đỗ xe thôngminh bằng các cảm biến nhận và truyền dữ liệu về trung tâm thông qua các công cụgiao tiếp Đồng thời tại bãi đỗ, có trang bị đèn tín hiệu báo trạng thái và bảng sốđiện tử để thông tin, hướng dẫn khách hàng đánh xe vào một cách thuận tiện

Một phần mềm ứng dụng được thiết kế dành cho khách hàng (những chủ xeđang có nhu cầu tìm bãi giữ xe ô tô trên địa bàn), tính toán sau đó và thể hiện chínhxác các tầng, phân khu còn trống theo thời gian thực để ra quyết định phù hợp

Có thể đặt chỗ online thông qua ứng dụng

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

vi mạch và bo mạch chính kết nối với máy tính cá nhân như một trung tâm dữ liệu

thống tức thì khi trạng thái chỗ đậu có sự thay đổi (nhận diện bằng thiết bị cảm biếntruyền tín hiệu điện thông qua chuẩn kết nối UART)

 Đồng bộ dữ liệu thời gian thực, tất cả kết nối vào hệ thống

 Tích hợp công nghệ dẫn đường của google map vào ứng dụng.

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

Áp dụng công nghệ thông tin vào việc quản lý luôn là việc đầu tư đúng đắncủa quốc gia và doanh nghiệp Vừa tiết kiệm thời gian, tăng năng suất, vừa giảm chiphí vận hành bộ máy

Với chi phí trang bị thêm được tính toán ở mức tối thiểu để những mô hìnhgiữ xe ô tô truyền thống có thể dễ dàng lắp đặt và đưa vào hoạt động theo tiêu chuẩnmới cho thấy tính khả thi của mô hình

Thông tin các bãi đỗ xe được tập hợp và chia sẻ trực tiếp đến người tham giagiao thông trở nên dễ dàng nhanh chóng, bằng vài thao tác chạm tay trên thiết bị diđộng

Một thành phố thông minh không thể thiếu những ứng dụng cung ứng dịch

vụ online, ngoài các chức năng tìm kiếm thông thường, hệ thống cũng cho phép đặtchỗ trước qua web app đến khách hàng tiềm năng

NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN

Bảng chỉ dẫn trạng thái các vị trí đỗ trong mô hình giúp việc di chuyển tìmchỗ đậu trở nên thuận tiện hơn

Hệ thống kết nối số liệu của nhiều bãi xe trên địa bàn, được tích hợp côngnghệ dẫn đường của google map sẽ giúp khách hàng dễ dàng tiếp cận và trải nghiệmthêm nhiều vị trí bãi đỗ mới

Kiểm tra thông tin bãi đỗ và booking online là tiện ích gia tăng tính khả dụng, giúp các bên có được sự chủ động trong nhiều tình huống.

PHẠM VI NGHIÊN CỨU

khiển được lập trình trên máy tính cá nhân

 Xây dựng một ứng dụng WEB để tương tác và hỗ trợ người dùng thôngqua các chức năng dẫn đường, truy xuất thông tin và đặt chỗ qua mạng

CẤU TRÚC CÁC CHƯƠNG TRONG LUẬN VĂN:

Ngoài các phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo và các phụ lục, luận văn gồm 5 chương:

 Chương 2: Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Tình hình giao thông ở Việt Nam hiện nay đang có nhiều bất cập, do sự pháttriển quá nhanh của phương tiện cá nhân trong khi cơ sở hạ tầng chưa thể đáp ứng

vì nhiều nguyên nhân

Theo kết quả nghiên cứu của Ủy ban An toàn Giao thông Quốc gia được công

bố tại một hội thảo ở thành phố Hà Nội, nhu cầu sử dụng phương tiện cá nhân tại Việt

Nam đang ngày càng gia tăng, nhất là các thành phố lớn, nơi tỷ lệ tăng trưởng ô tô

đã vượt qua xe máy 7,3% và 6,5% Trong khi đó, đối với các đô thị lớn, mức tăngtrưởng của xe máy là 10%, còn ô tô lên tới 15%

330

1000 dân

Ô tô Xe máy

Hình 1.1-2: Tỷ lệ sở hữu xe trên 1000 dân.

Hầu hết lượng ô tô bán ra ở Việt Nam tập trung ở các đô thị loại 1, nhiềunhất là Hà Nội và TP.HCM là nơi tập trung đến 17% dân số cả nước và chiếmkhoảng 45% tổng số xe đăng ký mới hàng năm Hiện tại, Việt Nam đang có 49 triệu

xe máy và khoảng 3,2 triệu ô tô đang lưu hành Xét trên quy mô dân số 95 triệungười, tỷ lệ sở hữu xe máy là 516 xe/1.000 dân, ô tô là 33 xe/1.000 dân.[13]

Một thống kê của công ty tư vấn chiến lược hàng đầu Châu Á Solidiance,công bố nghiên cứu về thị trường ô tô dưới 9 chỗ tại Việt Nam Theo đó, giai đoạn2012-2016, Việt Nam là quốc gia có ngành ô tô tăng trưởng nhanh nhất khu vực.Tốc độ tăng trưởng hàng năm đạt 38% Nếu tính riêng quãng 2015-2016, Việt Namđạt tăng trưởng 36%, trong khi Indonesia chỉ tăng nhẹ 5%, Thái Lan giảm 4% vàMalaysia giảm 13% Dự đoán trong giai đoạn 2017-2020, thị trường ô tô con tạiViệt Nam sẽ tiếp tục tăng trưởng mức 13% Tổng lượng ô tô bán ra dự kiến chạmmức 225.000 xe vào năm 2020 [13]

Cuộc khảo sát của hãng Ford motor vào năm 2016 đã thêm khẳng định xuhướng sử dụng ô tô cá nhân của người Việt Khi mức sống ngày càng tăng (thu nhập

bình quân đầu người tăng), xu thế ô tô hóa (motorization) sẽ diễn ra trong thời gian tới Dự kiến thị trường ô tô sẽ bùng nổ trong giai đoạn đến năm 2025 [14]

Hình 1.1-3: Toàn cảnh giao thông Việt Nam 2016.

Do cơ sở hạ tầng chưa thể đáp ứng cùng với sự phát triển ngày càng nhanhcủa lượng phương tiện cá nhân cộng với nhiều hạn chế của giao thông công cộngdẫn đến một hệ lụy kéo theo liên quan đến việc đỗ, đậu xe không chỉ làm đau đầucho các nhà quản lý mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến chủ phương tiện và nhữngngười tham gia giao thông

Nhiều mô hình giữ xe tân tiến trong và ngoài nước được nghiên cứu, triểnkhai thí điểm Bên cạnh việc mang lại nhiều hiệu quả, các mô hình vẫn còn tồnđọng nhiều vấn đề bất cập khi áp dụng vào thực tế

1.2 MÔ HÌNH BÃI ĐỖ XE TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

Hiện trạng trong nước, các bãi giữ xe ô tô đa phần còn theo khuôn mẫutruyền thống Chưa đưa công nghệ thông tin hoặc chỉ đưa một phần vào việc quản

lý điều hành

Hình 1.2-1: Một số mô hình bãi xe ô tô phổ biến ở Việt Nam.

Ở một số nước công nghiệp phát triển đã áp dụng thành công mô hình giữ xe tựđộng (một cửa) Với mô hình này, khách chỉ cần đánh xe đến phòng chờ, hệ thống sẽ liên kếtvới thang nâng hoặc con lăn để đưa xe về vị trí trống hoàn toàn tự động.

Tương tự khi lấy xe, khách hàng đến bàn điều khiển nhập số gọi trả xe, hệ thống thang nâng sẽ tự động làm việc mà không cần sự can thiệp của con người

Một số kiểu mô hình tương tự cũng đã đưa về Việt Nam và triển khai thí điểm,nhưng nhìn chung bên cạnh những tiện lợi, hệ thống còn vẫn nhiều khó khăn, bất cập

Hình 1.2-2: Một số mô hình bãi xe ô tô một cửa tự động.

1.3 VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI

Với những bãi đỗ xe truyền thống

nghiệm, gây phiền lòng khách hàng, không chuyên nghiệp

kê, báo cáo

 Mất nhiều thời gian trong việc tính tiền, quản lý thông tin khách hàng

Hạn chế của bãi giữ xe theo công nghệ mới (tự động một cửa)

hiện có

gian gởi xe ở bãi Nhiều sự cố bỏ quên đồ trên xe hay muốn cất đồ vào xe trở nên phiềnphức hơn bao giờ hết

nhiên và thoải mái vốn có Ví dụ:

o Nều chỉ chứng thực bằng số phiếu, hoặc số xe, khách hàng có thể nhập nhầm và hệ thống sẽ trả xe không đúng cho thân chủ

o Nếu chứng thực bằng vân tay, hoặc hình chụp chủ xe từ camera,như vậy chỉ có người đăng ký gởi mới lấy được xe, trong khi sự

ủy quyền cho người thân bị vô hiệu lực

 Vốn đầu tư, xây dựng ban đầu rất đắt đỏ

 Chi phí bảo trì và vận hành hệ thống cao.

lớn ở Việt Nam như TP Hồ Chí Minh, Hà Nội… nơi mà việc tái cơ cấu, quy hoạch sẽphải tốn kém rất nhiều chi phí, thời gian

hiệu suất tối đa

Với những khó khăn được đề cập ở trên, giải pháp về mở rộng và xây dựngthêm nhiều bãi giữ xe hoặc cải tiến theo mô hình hiện đại có vẻ không khả thi vì lý

do chi phí và hiệu quả đầu tư

Vì vậy, một giải pháp khác được tính đến nhằm tận dụng tối đa cơ sở hạtầng, cải thiện, nâng cấp, tích hợp xây dựng hệ thống thông tin trong công tác quản

lý, điều hành, để có thể khai thác tối đa công suất dịch vụ

Mô hình bãi giữ xe ô tô đề xuất sẽ sử dụng lại cơ sở hạ tầng hiện có, cần lắpđặt thêm các cảm biến vật cản để nhận diện trạng thái vị trí đỗ Bố trí các bảng điện

tử thể hiện thông số trạng thái ở các tầng, phân khu để khách hàng dễ dàng nhậndiện vị trí còn trống và đánh xe vào một cách thuận tiện nhất

Hơn thế nữa, một hệ thống thông tin được tích hợp và đưa lên Cloud nhằmcung cấp dữ liệu bãi đỗ cho khách hàng từ xa thông qua các thiết bị di động cánhân Cùng với ứng dụng phát hành chạy trên đa nền tảng, khách hàng dễ dàngkiểm tra và đặt chỗ trước, giúp các bên chủ động hơn trong nhiều tình huống.

Hệ thống phần cứng mô hình sử dụng bao gồm :

 Các cảm biến vật cản để hỗ trợ đánh dấu trạng thái.

 Đèn led, biến trở và dây dẫn truyền tín hiệu.

Hệ thống phần mềm được xây dựng bằng các công nghệ tân tiến nhất, bao gồm các phân hệ

 Sử dụng Signal-R để đồng bộ dữ liệu thiết bị.

CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Ngoài cảm biến hồng ngoại, còn có nhiều loại cảm biến khác như cảm biếntiệm cận, cảm biến sóng âm có thể là một giải pháp lựa chọn thay thế Khi tổng hợp,

so sánh các đặc tính các loại cảm biến với nhau, thì cảm biến hồng ngoại vẫn cònnhiều hạn chế:

Không thể đi xuyên vật cản dẫn đến khi lắp ráp mô hình dôi dư vị trí cảmbiến không dấu đi được làm mất vẻ thẩm mỹ

Góc quét và khoảng cách nhận diện trong phạm vi hẹp

Có điểm chết

Phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường

Dù biết còn nhiều hạn chế, nhưng tác giả vẫn sử dụng các cảm biến hồng

ngoại cho đề tài của mình bởi một vài lý do:

Nhỏ gọn dễ lắp đặt

It tốn năng lượng

Thời gian đáp ứng nhanh với độ chính xác cao

Có thể lập trình tích hợp với bo mạch chính

Đặc biệt là giá thành rẻ, thích hợp và đáp ứng được các yêu cầu đề ra theo

mô hình báo cáo của luận văn

Hình 2.1-2: Cảm biến vật cản.

2.1.3 CHIP ĐIỀU KHIỂN BỘ ĐẾM

74HC595 là IC ghi dịch (shift register) 8 bit kết hợp chốt dữ liệu, đầu vào nối tiếp, đầu ra song song

IC này thường dùng trong các mạch quét led 7, led ma trận… để tiết kiệm sốchân cho vi điều khiển Có thể mở rộng số chân vi điều khiển bằng cách mắc nốitiếp ngõ vào dữ liệu các IC với nhau.

Hình 2.1-3:Chip 74HC595 và sơ đồ chân.

2.1.4 LED 7 ĐOẠN

Led 7 đoạn là một module gồm 7 đoạn LED được sắp xếp với nhau, và đượcđánh dấu theo ký tự a cho đến g, chân còn lại được nối chung với nhau Ngoài racòn có đoạn thứ 8, được đánh nhãn là DP tượng trưng cho dấu chấm

Trong mô hình, Led 7 đoạn được sử dụng thể hiện bộ đếm số chỗ trống còn lại tại bãi xe theo thời gian thực

Hình 2.1-4: Sơ đồ kỹ thuật Led 7 đoạn.

2.1.5 ĐÈN LED VÀ XE MÔ HÌNH

Có 3 đèn led tại mỗi vị trí đỗ :

 Đèn vàng : báo hiệu vị trí đã được giữ chỗ thông qua web app.

Hình 2.1-5: Đèn led và xe mô hình.

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 MÔ HÌNH QUAN NIỆM

Hình 2.2-1: Mô hình quan niệm.

STT KHỐI NHIỆM VỤ

CHÍNH

1 Parking  Nhiệm vụ 1: Kiểm tra xe vào hoặc ra khỏi vị trí trong bãi xe,

Slot khối này sẽ bắt và gửi tín hiệu đến khối Worker Application để

xử lý

 Nhiệm vụ 2: Lắng nghe tín hiệu được gửi đến từ khối Worker,

khi có thông tin đặt chỗ của khách hàng thông qua Web app,

để đánh dấu vị trí đã được khách hàng đặt trong bãi xe

 Lưu ý: Tín hiệu được gửi đi là tín hiệu điện thông qua chuẩn

kết nối UART.

Application  Nhiệm vu 1: Khi nhận được tín hiệu từ khối Parking Slot, khối

này sẽ cập nhật trạng thái bãi xe vào cơ sở dữ liệu (nằm tại khốiDatabase) Sau khi cập nhật thành công, sẽ gửi thông tin dữ liệu

đến khối Notification Hub để khối này xử lý tiếp.

 Nhiệm vụ 2: Lắng nghe thông tin dữ liệu được gửi đến từ khối

Notification Hub, khi khách hàng giữ chỗ đậu xe thông qua Web Application Sau đó, khối này tiếp tục xử lý thông tin,

chuyển thành tín hiệu điện và gửi vào khối Parking Slot để tiếp

tục xử lý

Application Hub, khi có xe ra vào vị trí trong bãi xe Sau đó, cập nhật lại

giao diện người dùng theo thời gian thực về trạng thái hiện tạibãi xe

 Nhiệm vụ 2: Khi người dùng đặt vị trí gửi xe bằng tính năng

giữ chỗ, khối này sẽ cập nhật thông tin xuống cơ sở dữ liệu (tại

khối Database) Sau đó, gửi thông tin dữ liệu đến khối

Notification Hub để khối này xử lý tiếp.

4 Notification  Đóng ivai itrò itrung igian itrao iđổi ithông itin idữ iliệu igiữa ihai ikhối i

ivề ibãi ixe iluôn iđược icập inhật itheo ithời igian ithực

5 Database  Lưu trữ thông tin trạng thái về bãi xe khi có xe ra hoặc vào

 Lưu trữ thông tin đặt chỗ giữ xe trong bãi của khách hàng

Bảng 2.2-1: Nhiệm vụ các khối chức năng.

Hình 2.2-2: Sơ đồ khối phần cứng.

Khối phần cứng được xây dựng bởi bo mạch chính Arduino Mega 2560, cáccảm biến vật cản trang bị cho 4 vị trí đỗ, cùng với đó có bố trí các đèn tín hiệu chỉ dẫntrạng thái từng vị trí đỗ và bộ đếm thể hiện thống số vị trí còn trống trên mô hình

Hình 2.2-3: Sơ đồ khối phần mềm.

công nghệ tân tiến nhất:

Khối Notification Hub: sử dụng công nghệ SignalR để đồng bộ dữ liệu theo thời gian thực

Khối Worker Application: viết đơn giản Console App trên nền tảng NETKhối Database: theo công nghệ dịch vụ data cloud của Microsoft

Khối Web App: viết theo nền tảng ASP.NET MVC

2.2.2 KỊCH BẢN THỬ NGHIỆM

Kịch bản thứ nhất: ĐỖ XE TẠI BÃI

bên trong tòa nhà, chủ xe có thể dễ dàng tìm chỗ đậu cho mình (những vị trí màu xanh)

hiệu (bật đèn đỏ) Cập nhật bảng điều khiển và số chỗ trống còn lại bên trong tòa nhà

 Tín hiệu phần cứng được truyền đến bộ xử lý trung tâm, ghi trạng thái xuống database (lưu trữ trên cloud).

đến khối Notification Hub, nhằm mục đích đồng bộ dữ liệu với tất cả các thiết bị đangkết nối hệ thống theo thời gian thực

nối và đẩy phản hồi một cách hợp lý về client khi có dữ liệu mới để cập nhật lại giao diệnngười dùng

(bật đèn xanh) Cập nhật bảng điều khiển và số chỗ trống còn lại bên trong tòa nhà

trạng thái xuống database (cloud)

đến khối Notification Hub, nhằm mục đích đồng bộ dữ liệu với tất cả các thiết bị đangkết nối hệ thống theo thời gian thực, giải phóng thêm 1 vị trí trống mới

Hình 2.2-4: Quy trình đỗ xe tại bãi.

Kịch bản thứ hai: ĐẶT CHỖ TỪ WEB APP

thích và đặt giữ chỗ trước

 Thông tin đặt chỗ được cập nhật tức thời xuống database

được khối Notification Hub bắt và đồng bộ với tất cả các thiết bị đang kết nối với côngnghệ SignalR

 Khối Hub sau đó chuyển gói tin về bộ xử lý trung tâm

với phần cứng

trí khách hàng book trên web app

 Vị trí book trên app, tức thời bị vô hiệu hóa bởi những người dùng khác

 Vị trí book được đánh dấu khác màu (đèn vàng) để phân biệt.

chuyển lại đèn đỏ (vị trí đã có xe)

(báo hiệu vị trí đang trống)

Hình 2.2-5: Quy trình đặt xe từ ứng dụng.

Hình 2.2-6: Sơ đồ triển khai hệ thống.

Tổng quan lại mô hình được kiến trúc theo 3 tầng :

Tầng 1 là các thiết bị IOT được tổ chức và kết nối có dây bên dưới

Tầng thứ 2 được tổ chức trên Azure cloud để lưu trữ dữ liệu trạng thái cácbãi đỗ

Tầng cuối cùng là Web App được xây dựng như 1 ứng dụng trung gian cho phép tương tác giữa người dùng cuối Client với hệ thống

2.2.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

LẬP TRÌNH KẾT NỐI THIẾT BỊ

Arduino ilà imột ibo imạch iđược idùng iđể ilập itrình itương itác ivới icác ithiết ibị

iphần icứng ikhác inhư icảm ibiến, iđộng icơ, iThêm inữa, ivì iArduino ilà imột inền itảng iđược

ichuẩn ihóa, inên iđã icó irất inhiều ibo imạch imở irộng icó ithể icắm ichồng ilên imạch ichủ

iArduino inhư ilà ithư iviện icủa icác ingôn ingữ ilập itrình. i

Lập itrình icho iArduino idùng ingôn ingữ iC/C++, iso ivới ilập itrình ilập itrình itrực

itiếp ivới ivi iđiều ikhiển, ilập itrình ivới iArduino iđơn igiản ihơn inhiều ivì ichỉ iphải igiao itiếp ivới

iphần icứng ithông iqua icác ithư iviện

Để lập trình cần thiết lập môi trường, cài driver và Arduino IDE

Hình 2.2-7: Cài đặt môi trường Java.

Hình 2.2-8: Cài đặt driver giao tiếp với PC