Xây dựng hệ thống đỗ xe ô tô thông minh với thiết bị cảm biến .

Xây dựng hệ thống đỗ xe ô tô thông minh với thiết bị cảm biến .Xây dựng hệ thống đỗ xe ô tô thông minh với thiết bị cảm biến .Xây dựng hệ thống đỗ xe ô tô thông minh với thiết bị cảm biến .Xây dựng hệ thống đỗ xe ô tô thông minh với thiết bị cảm biến .Xây dựng hệ thống đỗ xe ô tô thông minh với thiết bị cảm biến .Xây dựng hệ thống đỗ xe ô tô thông minh với thiết bị cảm biến .Xây dựng hệ thống đỗ xe ô tô thông minh với thiết bị cảm biến .Xây dựng hệ thống đỗ xe ô tô thông minh với thiết bị cảm biến .Xây dựng hệ thống đỗ xe ô tô thông minh với thiết bị cảm biến .Xây dựng hệ thống đỗ xe ô tô thông minh với thiết bị cảm biến .

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

Trang | 1

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

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 i

LỜI CẢM ƠN iv

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC BẢNG 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 4

MỞ ĐẦU 6

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 6

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 6

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 7

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 7

NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN 7

PHẠM VI NGHIÊN CỨU 8

CẤU TRÚC CÁC CHƯƠNG TRONG LUẬN VĂN 8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 8

1.1 GIAO THÔNG Ở VIỆT NAM HIỆN NAY 8

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

Trang | 5

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 4.1-2: Bảng kê các bãi đỗ xe tìm thấy trong khu vực 46

Hình 4.1-3: Kích hoạt tool google map 46Hình 4.1-4: Gợi ý đường đi từ google map 47Hình 4.1-5: Trạng thái vị trí đỗ xếp theo tầng (phân khu) 47

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

MỞ ĐẦU

Đứng trước hiện trạng ô tô cá nhânngày càng gia tăng những năm gần đây trongkhi thiếu hụt nghiêm trọng các bãi đỗ, điểmdừng, dẫn đến hành vi các chủ phương tiệndừng đỗ tràn lan trên đường phố, vĩa hè, vừalàm mất đi vẻ mỹ quan đô thị, vừa gây mất

an ninh trật tự, lại ảnh hưởng ít nhiều đếngiao thông công cộng

Phần lớn các bãi đỗ xe hiện hiện cócòn hoạt động theo mô hình truyền thống,tiêu tốn nhiều thời gian và chi phí trong việcquản lý điều hành

Bên cạnh đó, các giải pháp về mởrộng, xây dựng thêm các bãi đỗ mới còn gặpnhiều khó khăn do chi phí đầu tư và nhiềuvấn đề liên quan khác, thì giải pháp nângcấp, đưa những công nghệ mới và ứng dụngvào trong việc quản lý, vận hành là lựa chọntối ưu

Với nhận thức nhu cầu bãi đỗ xe ô tôngày càng tăng cao, bằng phương thức cảitiến, 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 tácquản lý dữ liệu, kết nối, chia sẻ thông tin củacác bãi xe cùng nhau

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Mục đích của luận văn nhằm tạo ramột hệ thống theo dõi bãi đỗ xe thông minhbằng các cảm biến nhận và truyền dữ liệu về

trung tâm thông

nhu cầu tìm bãi

giữ xe ô tô trên

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

 Xoay quanh việc lắp đặt một mô hình thử nghiệm thu nhỏ với những

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

 Với module lập trình kết nối thiết bị, dữ liệu được cập nhật về hệthống tức thì khi trạng thái chỗ đậu có sự thay đổi (nhận diện bằngthiết bị cảm biến truyền 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 tiêuchuẩn mới 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.

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 1: Thực trạng các mô hình bãi đỗ xe trong và ngoài nước

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

 Chương 3: Thi công hệ thống

 Chương 4: Xây dựng ứng dụng thử nghiệm

 Chương 5: Kết quả và thảo luận

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 đượccông 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%

Hình 1.1-2: Tỷ lệ tăng trưởng xe cá nhân

tại Việt Nam 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, nhiều nhất

là Hà Nội và TP.HCM là nơi tập trung đến 17% dân số cả nước và chiếm khoảng45% 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 triệu người, 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

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

tự động (một cửa) Với mô hình này, khách chỉ cần đánh xe đến phòng chờ, hệthống sẽ liên kết với thang nâng hoặc con lăn để đưa xe về vị trí trống hoàn toàn tựđộng

Tương tự khi lấy xe, khách hàng đến bàn điều khiển nhập số gọi trả xe, hệthống 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 thíđiểm, 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.

Với những bãi đỗ xe truyền thống

 Lái xe phải tự tìm chỗ đỗ bằng cách chạy loanh hoanh tìm theo kinh nghiệm, gây phiền lòng khách hàng, không chuyên nghiệp

 Chủ bãi xe phải thuê thêm người để quan sát, hướng dẫn đỗ xe, thống

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)

 Phải xây dựng cơ bản lại từ đầu, không thể nâng cấp lên từ kiến trúchiện có

 Chủ xe không được tiếp cận xe trong bất kỳ tình huống nào trong thờigian gởi xe ở bãi Nhiều sự cố bỏ quên đồ trên xe hay muốn cất đồvào xe trở nên phiền phức hơn bao giờ hết

 Phải trãi qua nhiều tình huống an ninh, chứng thực làm mất đi sự tựnhiên và thoải mái vốn có Ví dụ:

o Nều chỉ chứng thực bằng số phiếu, hoặc số xe, khách hàng cóthể 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 từcamera, 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

 Không phù hợp với điều kiện kinh tế và vị trí địa lí ở các thành phốlớn ở Việt Nam như TP Hồ Chí Minh, Hà Nội… nơi mà việc tái cơcấu, quy hoạch sẽ phải tốn kém rất nhiều chi phí, thời gian

 Thông tin các bãi giữ xe tổ chức rời rạc, phân tán khó có thể khai tháchiệu 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 hạ tầng,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 :

 Bo mạch chủ Arduino để nhận và xử lý tính hiệu

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

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

 Xe ô tô mô hình

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

 Lập trình kết nối thiết bị

 Lập trình ứng dụng web ASP.NET MVC với C#

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

 Tích hợp công nghệ google map API

CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

tự động,

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 vàonối 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.

2.1.4 LED 7

ĐOẠN

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

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 cònlại 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 đỏ : báo hiệu vị trí đã có xe

 Đèn xanh : báo hiệu vị trí trống

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

Hình 2.1-5: Đèn led và xe mô hình.

2.2.1 MÔ HÌNH QUAN NIỆM

Hình 2.2-1: Mô hình quan niệm.

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

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

 Là khối trung gian giap tiếp giữa phần cứng và phần mềm

 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 tạikhối Database) 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

4 Notification

Hub

 Đóng vai trò trung gian trao đổi thông tin dữ liệu giữa hai khối

Worker Application và Web Application, để đảm bảo thông tin

về bãi xe luôn được cập nhật theo thời gian thực

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, các

cảm biến vật cản trang bị cho 4 vị trí đỗ, cùng với đó có bố trí các đèn tín hiệu chỉ

dẫn trạng thái từng vị trí đỗ và bộ đếm thể hiện thống số vị trí còn trống trên mô

hình

• Khối Worker Application: viết đơn giản Console App trên nền tảng NET

• Khối Database: theo công nghệ dịch vụ data cloud của Microsoft

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

 Khi xếp xe hoàn thành, cảm biến nhận dạng vật cản và báo tínhiệu (bật đèn đỏ) Cập nhật bảng điều khiển và số chỗ trốngcòn lại bên trong tòa nhà

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

 Sau khi cập nhật dữ liệu thành công, thông tin được chuyểnđến khối Notification Hub, nhằm mục đích đồng bộ dữ liệu vớitất cả các thiết bị đang kết nối hệ thống theo thời gian thực

 Bằng công nghệ SignalR, máy chủ Server quét tất cả các kếtnối và đẩy phản hồi một cách hợp lý về client khi có dữ liệumới để cập nhật lại giao diện người dùng

 XE RA :

 Khách đánh xe ra khỏi bãi đỗ, cảm biến nhận dạng, báo tínhiệu (bật đèn xanh) Cập nhật bảng điều khiển và số chỗ trốngcòn lại bên trong tòa nhà

 Tín hiệu phần cứng được truyền đến bộ xử lý trung tâm, ghitrạng thái xuống database (cloud)

 Sau khi cập nhật dữ liệu thành công, thông tin được chuyểnđến khối Notification Hub, nhằm mục đích đồng bộ dữ liệu vớitất cả các thiết bị đang kết 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

 Người dùng thông qua ứng dụng trên thiết bị di động, tìm bãi đỗ ưathích và đặt giữ chỗ trước

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

 Đồng thời, một tín hiệu về trạng thái bãi đỗ bị thay đổi trên Serverđược khối Notification Hub bắt và đồng bộ với tất cả các thiết bị đangkết nối với công nghệ SignalR

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

 Bô xử lý trung tâm Worker application đảm nhiệm giao tiếp dữ liệu với phần cứng

 Hệ thống phần cứng nhận tín hiệu và xử lý  đèn vàng được bật tại vị 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

 Khi khách hàng đưa xe đến bãi, quy trình nhận xe được kích hoạt và chuyển lại đèn đỏ (vị trí đã có xe)

 Khi khách đánh xe ra, quy trình trả xe được kích hoạt đèn xanh bật (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 là một bo mạch được dùng để lập trình tương tác với các thiết bịphần cứng khác như cảm biến, động cơ, Thêm nữa, vì Arduino là một nền tảngđược chuẩn hóa, nên đã có rất nhiều bo mạch mở rộng có thể cắm chồng lên mạchchủ Arduino như là thư viện của các ngôn ngữ lập trình

Lập trình cho Arduino dùng ngôn ngữ C/C++, so với lập trình lập trình trựctiếp với vi điều khiển, lập trình với Arduino đơn giản hơn nhiều vì chỉ phải giao tiếpvới phần cứng thông qua các thư viện

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