Nghiên cứu, thiết kế hệ thống bãi đỗ xe thông minh

Mô tÁ nhiám vā công nghá Há tháng quÁn lý bãi gửi xe thông minh sử dāng công nghá kiểm soát ra vào dành cho há tháng các ph°¢ng tián vận tÁi, xe ô tô, xe máy, sử dāng các thiết bị công

B à CÔNG TH¯¡NG TR¯àNG Đ¾I HàC CÔNG NGHIàP HÀ NàI

KHOA C¡ KHÍ

BÁO CÁO Đâ ÁN MÔN: Đâ ÁN MÔN HàC C¡ ĐIàN TĀ

Đề tài: Nghiên cứu, thi¿t k¿ há tháng bãi đß xe thông minh

Giáo viên h°ßng d¿n: Th.S Lê Văn Nghĩa

L ßp: C¢ đián tā 03 – K14

H á và tên sinh viên: Vũ Văn Phong 2019604791

Thân Văn Nam 2019605518

Đß Quang Tài 2019604259 Nhóm: 4

Khoa : C¢ Khí

Hà N ái, 2022

PHI ¾U HàC TÀP CÁ NHÂN/NHÓM

I Thông tin chung

1 Tên láp: ME6052.1 Khóa: 14

II N ái dung hác tÁp

1 Tên chÿ đề: Nghiên cāu, thiết kế há tháng bãi đá xe thông minh

2 Ho¿t đßng cÿa sinh viên

- Nßi dung 1: Tßng quan về há tháng (L4.2)

- Nßi dung 2: C¢ sá lý thuyết về há tháng (L4.2)

- Nßi dung 3: Tính toán, thiết kế mô hình há tháng (L4.1, L4.3)

- Nßi dung 4: Viết báo cáo

3 SÁn ph¿m nghiên cāu: Báo cáo thu ho¿ch và mô hình sÁn ph¿m (nếu có)

TS Nguy ßn Anh Tú ThS Lê Văn Nghĩa

MÔ T À THI¾T BÞ

1 Mô tÁ nhiám vā công nghá

Há tháng quÁn lý bãi gửi xe thông minh sử dāng công nghá kiểm soát ra vào dành cho há tháng các ph°¢ng tián vận tÁi, xe ô tô, xe máy, sử dāng các thiết bị công nghá thay thế sāc con ng°ßi Mang đến sự nhanh gọn và chính xác trong quÁn lý an ninh bãi xe

Há tháng cho phép ghi vé xe và kiểm soát ra vào mßt cách tự đßng, nhanh chóng h¢n Các thông tin đ°ÿc ghi l¿i nh° biển sá xe, sá thẻ xe, vé xe, Ánh xe, Ánh ng°ßi gửi xe…Đồng thßi sử dāng há tháng phần mềm giúp ng°ßi quÁn lý dß dàng điều hành bãi đá xe h¢n Thực hián đ°ÿc các báo cáo về sá l°ÿng xe ra vào, kiểm soát doanh thu cho bãi xe, kiểm soát tất cÁ các xe ra vào để tránh xÁy ra mất mác, thiát h¿i về cÿa khi đá t¿i bãi bãi đá xe công cßng và nhiều tián ích khác

Bãi đỗ xe thông minh dạng tầng hầm

2 C¿u trúc thi¿t bß

Cấu trúc cÿa há tháng bao gồm:

Ch°¢ng I: Tßng quan há tháng

1.1 Lịch sử hình thành bãi đá xe thông minh

1.2 Māc tiêu cÿa bãi đá xe thông minh

3.2 Thiết kế há tháng điều khiển

3.3 Ch¿y thử ch°¢ng trình bằng TIA Portal V15.1

Kết luận

Tài liáu tham khÁo

Phā Lāc

M āc Lāc

L àI NÓI ĐÀU 11

CH¯¡NG I : TäNG QUAN Hà THàNG 12

1.1 Lịch sử hình thành bãi đá xe thông minh 12

1.1.1 Những bài giữ xe tính phí đầu tiên 12

1.1.2 Nhà giữ xe thuá s¢ khai 13

1.1.3 Há tháng đá xe tự đßng APS (Automatic Parking Systems) 14

1.1.4 Những bãi đá xe đang đ°ÿc sử dāng hián nay 15

1.2 Māc tiêu cÿa bãi đá xe thông minh 17

1.3 Ph°¢ng pháp nghiên cāu 18

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tißn đề tài 19

CH¯¡NG II: C¡ Sâ LÝ THUY¾T 21

2.1 Nguyên lý ho¿t đßng 21

2.2 Mô hình hóa đßng c¢ b°ác 22

2.3 Há tháng điều khiển PLC 24

2.3.1 Giái thiáu 24

2.3.2 Cấu trúc 24

2.3.3 Nguyên lý ho¿t đßng cÿa PLC 25

2.3.4 Bß nhá 26

2.3.5 Các ngõ vào ra I/O 27

2.4 Xử lý Ánh bằng OpenCV_Python 27

2.5.1 Tßng quan về Python 27

2.5.2 Nhận d¿ng biển sá xe 29

2.5 Công nghá RFID 31

2.5.1 RFID là gì? 31

2.5.2 Nguyên lý ho¿t đßng cÿa RFID 32

2.6 CÁm biến từ tính 33

2.6.1 CÁm biến từ tính là gì? 33

2.6.2 Nguyên lý ho¿t đßng 34

2.7 CÁm biến tiám cận đián dung 35

2.7.1 Khái niám 35

2.7.2 Nguyên lý ho¿t đßng 36

CH¯¡NG III: THI¾T K¾ Hà THàNG 37

3.1 Thiết kế há tháng nhận d¿ng biển sá xe 37

3.2 Thiết kế há tháng điều khiển 38

3.2.1 Thiết kế barrier tự đßng 38

3.2.2 Thiết kế m¿ch đián điều khiển đßng c¢ 40

3.2.3 BÁng phân công đầu vào đầu ra 41

3.2.4 Thiết lập bß cÁm biến đếm xe vào ra 42

3.3 Ch¿y mô phßng bằng TIA Portal V15.1 44

K ¾T LUÀN 47

TÀI LI àU THAM KHÀO 48

PH Ā LĀC 49

Danh m āc hình Ánh

Hình 1.1 Bãi đá xe đầu tiên trên thế giái 12

Hình 1.2 Bãi đá xe thuá s¢ khai 13

Hình 1.3 Bãi đá xe tự đßng 14

Hình 1.4 Bãi đá xe tự đßng d¿ng trā 15

Hình 1.5 Há tháng đá xe xếp hình xây trên mặt đất 16

Hình 1.6 Há tháng đá xe tự đßng xoay vòng đāng 17

Hình 2.1 Đßng c¢ b°ác 22

Hình 2.2 Quá trình xử lý Ánh 28

Hình 2.3 Các b°ác c¢ bÁn trong há tháng xử lý Ánh 28

Hình 3.4 Xử lý Ánh sang Ánh xám 29

Hình 3.5 Tìm đ°ßng bao các đái t°ÿng 30

Hình 3.6 Khoanh vùng và cắt Ánh biển sá 31

Hình 2.7 Nguyên lý ho¿t đßng cÿa thẻ RFID 33

Hình 2.8 Cấu t¿o cÿa cÁm biến từ tính 34

Hình 2.9 Nguyên lý ho¿t đßng cÿa cÁm biến từ tính 35

Hình 2.10 CÁm biến tiám cận đián dung 35

Hình 2.11 Nguyên lý ho¿t đßng cÿa cÁm biến tiám cận đián dung 36

Hình 3.1 Há tháng nhận d¿ng biển sá xe 37

Hình 3.2 BÁng thông sá đßng c¢ b°ác 57HS11230A4 39

Hình 3.3 Barrier tự đßng 39

Hình 3.4 M¿ch điều khiển đßng c¢ b°ác 41

Hình 3.5 Thiết lập bß đếm 42

Hình 3.6 Mô hình khái chāc năng PLC 43

Hình 3.7 Khi bãi đá xe tráng tất cÁ các vị trí 45

Hình 3.8 Mô phßng xe đi vào bãi 45

Hình 3.9 Khi bãi đá xe đầy tất cÁ các vị trí 46

Hình 3.10 Mô phßng xe ra khßi bãi 46

11

LàI NÓI ĐÀU

Trong xu h°áng phát triển không ngừng cÿa nền công nghá hián đ¿i tiên

tiến ngày càng phát triển trong những thập kỷ qua , công nghá kỹ thuật càng ngày phát triển v°ÿt bậc theo Các vi m¿ch vái khÁ năng tích hÿp ngày càng lán , tác

dß xử lý ngày càng đ°ÿc nâng cao và chính xác, giá thành rẻ h¢n Ban đầu, các

iC đ°ÿc chế t¿o vái những chāc năng chuyên dāng , dần dần mßt linh kián đa năng ra đßi Vi xử lý là mßt linh kián cho phép ho¿t đßng theo mßt ch°¢ng trình

mà ng°ßi sử dāng đặt ra , đ°ÿc āng dāng trong rất nhiều lĩnh vực

Đßi sáng xã hßi ngày mßt thay đßi, bên c¿nh những tiến bß thì các vấn đề cũng nÁy sinh càng nhiều, đặc biát là khi quy mô ho¿t đßng cÿa tß chāc đ°ÿc má

rßng trong nhiều tr°ßng hÿp , viác quÁn lý trá nên vô cùng khó khan khi sá l°ÿng đái t°ÿng quÁn lý lán , làm cho ho¿t đßng bị trì trá , mất nhiều thßi gian mà l¿i không hiáu quÁ Do đó mßt há tháng tự dồng điều tiết sẽ giúp cho con ng°ßi dß dàng h¢n trong viác giám sát, đÁm bÁo tính công bằng, và đặc biát là sự tiến bß trong các ho¿t dßng xã hßi

Bằng mßt ý t°áng có tính āng cao ngoài thực tế, chúng em lựa chọn đề tài:=

Hà THàNG BÃI Đà XE THÔNG MINH= trực tiếp do thầy Lê Văn Nghĩa h°áng

dÁn Há tháng có khÁ năng tự đßng nhận biết sá trên các lo¿i biển sá xe nh° ô tô,

xe máy, xe máy đián … Đây là há tháng đ°ÿc āng dāng nhiều trong thực tế cußc

sáng hang ngày nh° trong tòa dân c° , bãi đá xe , tr¿m thu phí … N¢i mà cần há

tháng quÁn lý tát xe á những n¢i đông ng°ßi D°ái sự kiểm soát cÿa há tháng này, Quá trình quÁn lý dißn ra tát h¢n , đÁm bÁo và hiáu quÁ h¢n

12

CH¯¡NG I : TäNG QUAN Hà THàNG

1.1 Lßch sā hình thành bãi đß xe thông minh

Ngày nay, các đô thị đang phát triển, sá l°ÿng ph°¢ng tián ngày càng ra tăng theo cấp sá nhân Ngoài áp lực giao thông đßng, áp lực giao thông tĩnh cũng đang đè nặng lên c¢ sá h¿ tầng, Ánh h°áng nhất định tái sự tăng tr°áng cÿa kinh

tế Vì vậy những bãi đá xe thông ra đßi đã đáp āng đ°ÿc nhịp sáng vßi vã cÿa đô thị hián đ¿i, đồng thßi nó cũng giÁi quyết nhiều vấn đề nßi cßm cÿa hình thāc giữ

xe thÿ công Tìm hiểu lịch sử ra đßi và phát triển bãi đá xe tự đßng trên thế giái

sẽ giúp chúng ta có cái nhìn tßng quan về giÁi pháp thông minh này đang đóng góp lán vào cußc sáng hián đ¿i tián nghi cÿa mái ng°ßi

1.1.1 Những bài giữ xe tính phí đÁu tiên

Tr°ác khi các bãi giữ xe đ°ÿc xây dựng và trang bị công nghá tự đßng thông minh thì mọi ng°ßi đá xe trên đ°ßng phá hoặc đá chúng á bất cā vị trí nào cho đến khi họ xong viác T¿i các khu mua sắm hầu hết chá đậu xe đều đã

bị chiếm đóng bái nhân viên làm viác, không có chá cho các khách hàng tiềm năng Vấn đề tắc nghẽn giao thông th°ßng xuyên xÁy ra t¿i các thành phá lán Cho đến khi vấn đề này gây ra những thiát h¿i về kinh tế mßt cách rõ rát thì ng°ßi ta mái bắt đầu nghĩ cách điều chỉnh thßi gian đậu xe và xây dựng khu đá

xe mßt cách bài bÁn

Hình 1.1 Bãi đỗ xe đầu tiên trên thế giới

13

Vào những năm 20-30 cÿa thế kỷ XX, t¿i thành phá Oklahoma cÿa Hoa Kỳ

- mßt trong những thành phá đông dân nhất t¿i xā cß hoa, khi các th°¢ng gia phàn nàn v vấn đề giao thông, các nhà chāc trách đã tß chāc cußc thi thiết kế sÁn ph¿m đồng hồ đá xe t¿i các bãi đá xe cÿa trung tâm thành phá Cuái cùng, bãi đậu xe tự đßng đầu tiên đ°ÿc thiết kế bái Holger George Thuessen và Gerald A Hale Hale

và Thuessen bắt đầu làm viác vái các đồng hồ đá xe vào năm 1933 vì các dự án đ°ÿc giao bái Carl Magee Nh° vậy bãi đậu xe có đồng hồ đếm giß đầu tiên đ°ÿc

lắp đặt t¿i thành phá Oklahoma vào ngày 16 tháng 7 ngày trong năm 1935

1.1.2 Nhà giữ xe thuã s¢ khai

Khi xe h¢i ngày mßt nhiều lên, sẽ cần có nhiều không gian h¢n cho dòng xe đồ

sß này Mßt bãi đá xe đ°ÿc xây dựng c¿n thận vái đầy đÿ trang thiết bị trá thành

mßt vấn đề lán và các nhà lãnh đ¿o l¿i bắt đầu đi tìm giÁi pháp

Hình 1.2 Bãi đỗ xe thuở sơ khai

Những chiếc xe h¢i đầu tiên không đ°ÿc làm từ các chất liáu cao cấp nh° ngày nay Vào thßi đó, xe h¢i rất <nh¿y cÁm= và không thể cháng chịu vái thßi tiết m°a, nắng,

l ¿nh giá thất th°ßng Do đó họ phÁi đậu xe trong khu vực có mái che đ°ÿc bÁo vá khßi các điều kián thßi tiết Các bãi đậu xe đ°ÿc rào chắn trong các khu phá, có thể b¿n sẽ

14

thấy nó rất s¢ sài, ch°a có trang thiết bị cao cấp nào đ°ÿc lắp đặt trong những nhà để xe s¢ khai nh° thế này

1.1.3 Há tháng đß xe tự đáng APS (Automatic Parking Systems)

Các nhà đậu xe đầu tiên tự đßng đ°ÿc xây dựng vào năm 1905 t¿i thÿ đô Paris cÿa Pháp Khi dián tích đất t¿i thành phá hoa lá nh° Paris ngày mßt bị thu hẹp bái sự phát triển chóng mặt cÿa kinh tế, văn hóa thì thách thāc đặt ra vái các bãi đá xe ngày càng lán Ng°ßi ta nghĩ rằng sẽ phÁi sử dāng mßt nhà đá xe tầng vái mô hình là xe này chồng lên xe kia, tất nhiên viác di chuyển xe phÁi sử dāng thang máy Khách gửi xe chỉ viác giao xe t¿i khu vực chỉ định, nhân viên bãi giữ xe tự đßng sẽ có nhiám vā sử dāng thang máy để đ°a xe lên vị trí đá Không chỉ tiết kiám về mặt dián tích, mà sau này các APS còn đ°ÿc trang bị nhiều thiết bị tái tân vái māc đích bÁo vá môi tr°ßng, thanh lọc

k hông khí do khí thÁi từ l°ÿng xe ô tô quá lán…

Ngày nay t¿i Viát Nam, chúng ta biết đến hình thāc bãi đá xe thông minh t¿i các khu chung c°, khu xây dựng… nh°ng theo đánh giá cÿa các nhà phát triển đô thị thì t°¢ng lai không xa, t¿i các đô thị lán cÿa n°ác ta sẽ phÁi xây dựng nhiều APS để đáp āng nhu cầu phát triển kinh tế cÿa đất n°ác

Hình 1.3 Bãi đỗ xe tự động

15

1.1.4 Những bãi đß xe đang đ°ÿc sā dāng hián nay

a) Há tháng bãi đậu xe cao tầng d¿ng tháp

Há tháng đá xe cao tầng d¿ng tháp đ°ÿc đánh giá là mô hình đá xe tự đßng hián đ¿i nhất vào thßi điểm hián t¿i Điều khiển tự đßng hoàn toàn, ng°ßi lái không phÁi điều khiển xe từ lúc xe vào đến lúc ra khßi bãi đậu xe Ngoài vẻ đẹp th¿m mỹ há tháng này còn v°ÿt trßi á khÁ năng khai thác quỹ đất Bãi đậu xe cao tầng d¿ng tháp có khÁ năng gia tăng sāc chāa tái 20-30 lần so vái các bãi đậu xe thông th°ßng

Hình 1.4 Bãi đỗ xe tự động dạng trụ

nhất cho các nhà quÁn lý, chÿ đầu t° khi muán tìm kiếm mßt giÁi pháp đá xe thông minh hián đ¿i, an toàn vái chi phí tiết kiám nhất!

Đặc điểm bãi đá xe tự đßng xếp hình

• Mái xe đ°ÿc để trên mßt sàn pallet;

16

• Các sàn pallet đ°ÿc tích hÿp c¢ cấu chuyển đßng đßc lập (chuyển đßng nâng h¿ đái vái những pallet không á tầng d°ái cùng, chuyển đßng di chuyển ngang đái vái những pallet không á tầng trên cùng);

• Há tháng đá xe tự đßng này ho¿t đßng theo nguyên lý xếp hình, trong mßt

há tháng phÁi có (n-1) vị trí tráng (trong đó n là sá tầng để xe);

• Sá tầng để xe tái °u: Từ 2 – 5 tầng;

• Sá dãy để xe tái °u cho mái block: 3 – 7 dãy

Hình 1.5 Há tháng đá xe xếp hình xây trên mặt đấtc) Há tháng đá xe tự đßng xoay vòng

Hián nay có hai lo¿i há tháng đá xe tự đßng xoay vòng đó là há tháng đá xe tự đßng xoay vòng đāng và há tháng đá xe tự đßng xoay vòng ngang Mái mßt lo¿i đều có thiết kế riêng và áp dāng cho từng vị trí, địa điểm khác nhau

17

Hình 1.6 Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng đứng

Há tháng đá xe xoay vòng đāng là bãi đá không cần dián tích sàn lán Vái dián tích đÿ cho hai chá đậu xe cùng vái thiết kế, công nghá thông minh, nó có thể chāa 12 tái 16 xe (tùy xe sedan hay xe suv)

1.2 Māc tiêu của bãi đß xe thông minh

Điều khiển xe:

− Bãi giữ xe thông minh cho phép mßt tr¿m kiểm soát có tể chuyển luồng từ luồng vào thành luồng ra và ng°ÿc l¿i

− Chÿ xe có thể sử dāng thẻ hoặc đăng kí tr°ác để ra vào tự đßng qua tính năng nhận dián biển sá xe mà không cần thông qua bÁo vá

− Những barrier đ°ÿc điều khiển đóng má hoàn toàn tự đßng khi có sự di chuyển cÿa xe

− Khi biển sá xe và và ra không kháp nhau lập tāc sẽ phát ra tín hiáu cÁnh báo

Qu Án lý và kiểm soát:

− Kiếm soát điều khiển ra vào: Kiểm soát sá xe trong bãi, sá xe vào trong ngày, sá xe ra, cÁnh báo khi xe vào khoogn kháp, hiển thị dáng xe để so sánh…

ra thông báo chính xác t¿i thßi điểm về sá chá tráng và vị trí tráng trong từng khu vực từng hầm cā thể Từ đó h°áng dÁn chÿ ph°¢ng tián có thể dß dàng tìm đ°ÿc

vị trí đậu xe mßt cách nhanh nhất và chính xác nhất Bên c¿nh đó nhß thông tin tāc thßi, nên ng°ßi quÁn lí có thể quan sát, nắm bắt đ°ÿc tình hình bãi đá xe tāc thßi; các vị trí còn tráng và l°ÿng ph°¢ng tián vào/ra Nhß đó chÿ bãi giữ xe có thể sử dāng nguồn tài nguyên hiáu quÁ nhất Có rất nhiều ph°¢ng pháp ví dā:

• Nghiên cāu các bãi đá xe tự đßng trên các kênh thông tin, qua các n°ác đã

áp dāng ph°¢ng pháp để thiết kế trong ph¿m vi đề tài

• Sử dāng công cā thiết kế, mô hình hóa mô phßng trên máy tính (TIA Portal V15.1, s7-PLC SIM V15.1, WinCC) để đánh giá mô hình thiết kế và đồng thßi

lo¿i trừ các sai sót khi chế t¿o

• Áp dāng các ph°¢ng pháp trong c¢ đián tử nh°:

• Thiết kế tuần tự và đồng thßi

• Mô hình hóa phần c¢, phần đián, tái °u hóa hoàn thián thiết kế tr°ác khi

chế t¿o

• Chế t¿o các mÁu chi tiết đÁm bÁo ho¿t đßng nh° mong muán, chế t¿o mÁu sau đó chế t¿o mô hình thật cÿa bãi đá xe tự đßng

19

Ph ¿m vi nghiên cứu

Bãi đá xe tự đßng ngoài thực tế có rất nhiều chāc năng Tuy nhiên trong

ph¿m vi là đề tài nghiên cāu tát nghiáp, vái những giái h¿n về thßi gian , tài chính

và tầm hiểu biết Nhóm chỉ xây dựng mô hình vái các chāc năng chính sau:

• Phát hián có xe bằng cÁm biến và tự đßng đóng má barrier mái khi có xe vào ra

• Hiển thị các câu lánh gồm mật kh¿u, start, stop, các sá ô tráng hiển thị trong

bãi

1.4 Ý nghĩa khoa hác và thực tißn đề tài

− Thông tin về chá đậu bãi giữ xe đ°ÿc cập nhật từng giây, nên biết đ°ÿc bãi giữ xe còn chá đậu xe hay không? Để có quyết định đi vào bãi giữ xe hay tìm bãi đá xe khác gần nhất

− Nhß bÁng đèn LED h°áng dÁn cā thể, trực quan và dß hiểu; nên dù là lần đầu đến bãi đậu xe, chÿ ph°¢ng tián cũng dß dàng biết sẽ cần đi đến tầng nào và khu vực nào còn chá tráng

− GiÁm bát thßi gian tìm kiếm vị trí đá xe phù hÿp, nhanh chóng tìm đ°ÿc bến đá xe phù hÿp

− Tiết kiám thßi gian và nhiên liáu, hao mòn xe; tránh xung đßt khi có va ch¿m khi tiến lùi xe vào chá đá, nhất là giß cao điểm

− ThoÁi mái tián nghi và sang trọng

− GiÁm chi phí điều hành và tái °u hóa nhân lực điều tiết luồng xe

− GiÁm thiểu khách hàng khiếu n¿i do nhân viên điều tiết nhầm lÁn; hay nhân viên quan sát tßng không cập nhật thông tin tāc thßi; hoặc tán nhiều thßi gian ch¿y vòng vòng trong bãi để tìm chá đậu,…

− GiÁi pháp ho¿t đßng 24/7, không cần sự can thiáp, điều tiết nhiều cÿa con ng°ßi

− Thiết bị chất l°ÿng cao; há tháng ho¿t đßng bền bỉ, liên tāc, lâu dài

20

− Thu hút khách hàng không chỉ đến từ tòa nhà cÿa bãi giữ xe, mà còn khách hàng đến các địa điểm gần đó, nhß vậy tăng doanh thu, nhanh lấy l¿i ván đầu t°

− H¿n chế viác đền bù vì nguy c¢ thiát h¿i cho xe

− Xuất báo cáo khi cần thiết, hiểu đ°ÿc thói quen cÿa chÿ ph°¢ng tián về

<sá thích= vị trí và thßi gian đậu xe, nhß đó đặt vị trí quÁng cáo phù hÿp, giúp tăng thu nhập

− Điều h°áng xe đến khu vực đậu xe mong muán trong giß thấp điểm để tiết kiám chi phí đián, quÁn lí; và thuận lÿi cho công tác bÁo trì, bÁo d°ỡng và sửa chửa các thiết bị trong bãi giữ xe nếu cần

− Dß dàng quÁn lí và điều khiển tự đßng; cập nhật thông tin chá tráng, chá đầy tāc thì, chính xác 100% cÿa toàn bß bãi giữ xe 4 bánh; mang l¿i báo cáo tāc thßi cho ng°ßi quÁn lí bãi giữ xe; quay vòng nhanh h¢n các không gian có sẵn, tận dāng tái đa dián tích hián có; giúp tăng doanh thu

− Há tháng bÁo mật tuyát đái, cháng thất thoát dữ liáu

+ Sau khi xe đi vào, cÁm biến hồng ngo¿i nhận biết có xe đi vào

+ Ng°ßi giữ xe quét thẻ, há tháng camera sẽ nhận d¿ng và l°u trữ l¿i biển

sá xe

+ Bß điều khiển kích ho¿t r¢ le trung gian khái đßng đßng c¢ b°ác kéo barrier má

+ Bß đếm chá tráng trong bãi gửi xe tăng lê 1 vị trí

+ Màn hình hiển thị chá tráng xe chuyển thành màu đß t¿i vị trí xe vào

Hình 2.1 Động cơ bước

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

Ia và Ib là dòng đián cÿa pha a và pha b (A)

Va và Vb là đián áp cÿa pha a và pha b (V)

R là đián trá trong mái pha cÿa đßng c¢ (Ω)

L là cÁm kháng trong mái pha cÿa đßng c¢ (H)

Nr là sá cực stator cÿa đßng c¢,

Km là momen xoắn cÿa đßng c¢,

Wm là tác đß góc cÿa rotor (rad/s)

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

mßt ngôn ngữ lập trình Ng°ßi sử dāng có thể lập trình để thực hián mßt lo¿t trình

tự các sự kián Các sự kián này đ°ÿc kích ho¿t bái tác nhân kích thích (ngõ vào) tác đßng vào PLC hoặc qua các ho¿t đßng có trß nh° thßi gian định thì hay các sự

kián đ°ÿc đếm PLC dùng để thay thế các m¿ch relay trong thực tế PLC ho¿t đßng theo ph°¢ng thāc quét các tr¿ng thái trên đầu ra và đầu vào Khi có sự thay đßi á đầu vào thì đầu ra sẽ thay đßi theo Ngôn ngữ lập trình cÿa PLC có thể là Ladder hay State Logic Hián nay có nhiều hãng sÁn xuất ra PLC nh° Siemens, Allen-Bradley, Mitsubishi Electric, General Electric, Omron, Honeywell

Để khắc phāc những nh°ÿc điểm cÿa bß điều khiển dùng dây nái (bß điều khiển bằng Relay) ng°ßi ta đã chế t¿o ra bß PLC nhằm thßa mãn các yêu cầu sau:

o Lập trình dß dàng, ngôn ngữ lập trình dß học

o Gọn nhẹ, dß dàng bÁo quÁn, sửa chữa

o Dung l°ÿng bß nhá lán để có thể chāa đ°ÿc những ch°¢ng trình phāc t¿p

o Hoàn toàn tin cậy trong môi tr°ßng công nghiáp

o Giao tiếp đ°ÿc vái các thiết bị thông minh khác nh°: máy tính, nái m¿ng, các môi Modul má rßng

o Giá cÁ cá thể c¿nh tranh đ°ÿc

2.3.2 C ¿u trúc

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

25

Tất cÁ các PLC đều có thành phần chính là: Mßt bß nhá ch°¢ng trình RAM bên trong (có thể má rßng thêm mßt sá bß nhá ngoài EPROM) Mßt bß vi xử lý

có cßng giao tiếp dùng cho viác ghép nái vái PLC, các module I/O

Bên c¿nh đó, mßt bß PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm mßt đ¢n vị lập trình

bằng tay hay bằng máy tính

2.3.3 Nguyên lý ho ¿t đáng của PLC

CPU điều khiển các ho¿t đßng bên trong PLC Bß xử lý sẽ đọc và kiểm tra ch°¢ng trình đ°ÿc chāa trong bß nhá, sau đó sẽ thực hián thā tự từng lánh trong ch°¢ng trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra Các tr¿ng thái ngõ ra ấy đ°ÿc phát tái các thiết bị liên kết để thực thi Và toàn bß các ho¿t đßng thực thi đó đều phā thußc vào ch°¢ng trình điều khiển đ°ÿc giữ trong bß nhá

Há tháng Bus là tuyến dùng để truyền tín hiáu, há tháng gồm nhiều đ°ßng tín hiáu song song:

Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khác nhau Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liáu

Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiáu định thì và điểu khiển đồng bß các ho¿t đßng trong PLC

Trong PLC các sá liáu đ°ÿc trao đßi giữa bß vi xử lý và các modul vào ra thông qua Data Bus Address Bus và Data Bus gồm 8 đ°ßng, á cùng thßi điểm cho phép truyền 8 bit cÿa 1 byte mßt cách đồng thßi hay song song

Nếu mßt modul đầu vào nhận đ°ÿc địa chỉ cÿa nó trên Address Bus, nó sẽ chuyển tất cÁ tr¿ng thái đầu vào cÿa nó vào Data Bus Nếu mßt địa chỉ byte cÿa 8 đầu ra xuất hián trên Address Bus, modul đầu ra t°¢ng āng sẽ nhận đ°ÿc dữ liáu

từ Data bus Control Bus sẽ chuyển các tín hiáu điều khiển vào theo dõi chu trình

ho¿t đßng cÿa PLC Các địa chỉ và sá liáu đ°ÿc chuyển lên các Bus t°¢ng āng trong mßt thßi gian h¿n chế

Há tháng Bus sẽ làm nhiám vā trao đßi thông tin giữa CPU, bß nhá và I/O Bên c¿ch đó, CPU đ°ÿc cung cấp mßt xung Clock có tần sá từ 1,8 MHz Xung này quyết định tác đß ho¿t đßng cÿa PLC và cung cấp các yếu tá về định thßi, đồng hồ cÿa há tháng

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

26

2.3.4 B á nhß

PLC th°ßng yêu cầu bß nhá trong các tr°ßng hÿp: Làm bß định thßi cho các kênh tr¿ng thái I/O Làm bß đám tr¿ng thái các chāc năng trong PLC nh° định thßi, đếm, ghi các Relay

Mái lánh cÿa ch°¢ng trình có mßt vị trí riêng trong bß nhá, tất cÁ mọi vị trí trong bß nhá đều đ°ÿc đánh sá, những sá này chính là địa chỉ trong bß nhá Địa

chỉ cÿa từng ô nhá sẽ đ°ÿc trß đến bái mßt bß đếm địa chỉ á bên trong bß vi xử

lý Bß vi xử lý sẽ giá trị trong bß đếm này lên mßt tr°ác khi xử lý lánh tiếp theo

Vái mßt địa chỉ mái, nßi dung cÿa ô nhá t°¢ng āng sẽ xuất hián á đầu ra, quá trình này đ°ÿc gọi là quá trình đọc

Bß nhá bên trong PLC đ°ÿc t¿o bái các vi m¿ch bán dÁn, mái vi m¿ch này

có khÁ năng chāa 2.000 - 16.000 dòng lánh, tùy theo lo¿i vi m¿ch Trong PLC các

bß nhá nh° RAM, EPROM đều đ°ÿc sử dāng

RAM (Random Access Memory) có thể n¿p ch°¢ng trình, thay đßi hay xóa

bß nßi dung bất kỳ lúc nào Nßi dung cÿa RAM sẽ bị mất nếu nguồn đián nuôi bị

mất Để tránh tình tr¿ng này các PLC đều đ°ÿc trang bị mßt pin khô, có khÁ năng cung cấp năng l°ÿng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tế RAM đ°ÿc dùng để khái t¿o và kiểm tra ch°¢ng trình Khuynh h°áng hián nay dùng CMOS-RAM nhß khÁ năng tiêu thā thấp và tußi thọ lán

EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) là bß nhá mà ng°ßi sử dāng bình th°ßng chỉ có thể đọc chā không ghi nßi dung vào đ°ÿc Nßi dung cÿa EPROM không bị mất khi mất nguồn, nó đ°ÿc gắn sẵn trong máy, đã đ°ÿc nhà sÁn xuất n¿p và chāa há điều hành sẵn Nếu ng°ßi sử dāng không muán

má rßng bß nhá thì chỉ dùng thêm EPROM gắn bên trong PLC Trên PG (Programer) có sẵn chá ghi và xóa EPROM

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) liên

kết vái những truy xuất linh đßng cÿa RAM và có tính ßn định Nßi dung cÿa nó

có thể đ°ÿc xóa và lập trình l¿i, tuy nhiên sá lần l°u sửa nßi dung là có giái h¿n

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

27

Môi tr°ßng ghi dữ liáu thā t° là đĩa cāng hoặc đĩa mềm, đ°ÿc sử dāng trong máy

lập trình Đĩa cāng hoặc đĩa mềm có dung l°ÿng lán nên th°ßng đ°ÿc dùng để l°u những ch°¢ng trình lán trong mßt thßi gian dài

Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bß nhá má rßng nh° RAM, EPROM

2.3.5 Các ngõ vào ra I/O

Các đ°ßng tín hiáu từ bß cÁm biến đ°ÿc nái vào các modul (các đầu vào

cÿa PLC), các c¢ cấu chấp hành đ°ÿc nái vái các modul ra (các đầu ra cÿa PLC)

Hầu hết các PLC có đián áp ho¿t đßng bên trong là 5V, tín hiáu xử lý là 12/24VDC

hoặc 100/240VAC Mái đ¢n vị I/O có duy nhất mßt địa chỉ, các hiển thị tr¿ng thái

cÿa các kênh I/O đ°ÿc cung cấp bái các đèn LED trên LC, điều này làm cho viác

kiểm tra ho¿t đßng nhập xuất trá nên dß dàng và đ¢n giÁn h¢n

Bß xử lý đọc và xác định các tr¿ng thái đầu vào (ON, OFF) để thực hián viác đóng hay ngắt m¿ch á đầu ra

2.4 Xā lý Ánh bằng OpenCV_Python

2.5.1 T ång quan về Python

Con ng°ßi thu nhận thông tin qua các giác quan, trong đó thị giác đóng vai trò quan trọng nhất Những năm trá l¿i đây vái sự phát triển cÿa phần cāng máy tính, xử lý Ánh và đồ ho¿ đó phát triển mßt cách m¿nh mẽ và có nhiều āng dāng trong cußc sáng Xử lý Ánh và đồ ho¿ đóng mßt vai trò quan trọng trong t°¢ng tác ng°ßi máy

Xử lý Ánh là viác chọn lọc những thông tin mong muán từ những bāc Ánh chāp từ máy Ánh hoặc máy scan

Để chọn lọc những thông tin mong muán đ°ÿc chāa trong bāc Ánh, ph°¢ng pháp c¢ bÁn đ°ÿc dùng trong xử lý hình Ánh là lo¿i bß những phần thông tin Ánh không mong muán

Quá trình xử lý Ánh đ°ÿc xem nh° là quá trình thao tác Ánh đầu vào nhằm cho ra kết quÁ mong muán Kết quÁ đầu ra cÿa mßt quá trình xử lý Ánh có thể là mßt Ánh <tát h¢n= hoặc mßt kết luận

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

Ành có thể xem là tập hÿp các điểm Ánh và mái điểm Ánh đ°ÿc xem nh° là đặc tr°ng c°ßng đß sáng hay mßt dấu hiáu nào đó t¿i mßt vị trí nào đó cÿa đái t°ÿng trong không gian và nó có thể xem nh° mßt hàm n biến P(c1, c2, , cn) Do

đó, Ánh trong xử lý Ánh có thể xem nh° Ánh n chiều

29

2.5.2 Nh Án d¿ng biển sá xe

S¢ đồ thuật toán phát hián vùng chāa biển sá xe

Giai đo¿n 1: Bi¿n đåi sang Ánh xám Gray và làm mßn Ánh

Ành đầu vào là mßt Ánh bất kì, đ°ÿc chuyển về Ánh có 26 māc xám và tiến hành lọc và giÁm nhißu

Để tiến hành giÁm nhißu, nhóm em sử dāng bß lọc bilateralFilter để làm

giÁm khÁ năng bị mß biên

Giai đo¿n 2: Ti¿n hành phân ng°ỡng và phát hián biên

Có hai quá trình phân ng°ỡng đó là phân ng°ỡng tự đßng và phân ng°ỡng không tự đßng

Hình 3.4 X ử lý ảnh sang ảnh xám

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

30

Vái phần vùng biển sá là khá nhỉ so vái toàn bß Ánh nên quá trình phân ng°ỡng tự đßng sẽ dß gây lái, không làm sáng tß vùng có biển sá

Qua thực nghiám ta thấy phân vùng biến sá th°ßng có ng°ỡng từ

100-220 vì vậy trong phần này cÿa nhóm em sẽ tiến hành tìm vùng biển sá vái từng ng°ỡng bằng vòng lặp for Vòng lặp này sẽ xuất phát từ ng°ỡng 100 đến 200 vì thông th°ßng phát hián vùng biển sá sẽ rõ thì ng°ỡng 100-120 là có thể dừng vòng lặp để tiết kám thßi gian tính toán

Kết thúc giai đo¿n này ta thu đ°ÿc Ánh 8 bit kênh đ¢n để làm nguồn cho giai đo¿n thā 3

Giai đo¿n 3: Tìm đ°áng bao đái t°ÿng

Khi ta tiến hÁnh phần ng°ỡng sẽ làm hián rö vùng biên sá trong giai đo¿n nÁy ta có thẻ sử dāng các ph°¢ng pháp phát hián biển

Khi có Ánh 8-bịt kênh đ¢n thu đ°ÿc á giÁi đo¿n 2 chúng ta tiến hành tìm các vùng biến là đôi t°ÿng riêng băng hàm findContourns (trong th° vián openCV) để trích các vùng và lây thông sá cÿa các vùng nh° tọa đß điểm cÿa các

c¿nh, dián tích cÿa vùng

Hình 3.5 Tìm đường bao các đối tượng

Giai đo¿n 4: Tách vùng biển sá

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

Tiến hành cắt các vùng có thẻ là biên sá nhất trên Ánh xám đã lọc á giai đo¿n 1 để làm nguồn cho giai đo¿n cắt ký tự để làm mÁu cho các quá trình nhận đ¿ng ký tự (tự xây dựng) à giai đo¿n này có thê kết hÿp dùng các bài toán nhận

d¿ng ký tự để phát hián biển sá xe

− Ành biển sá xe đ°ÿc l°u tự đßng vào thiết bị ghi nhá cÿa bß điều khiển

2.5 Công nghá RFID

2.5.1 RFID là gì?

RFID là chữ viết tắt cÿa từ Radio Frequency Identification Dịch ra tiếng Viát có nghĩa là công nghá nhận d¿ng đái t°ÿng bằng sóng vô tuyến Hiểu mßt cách đ¢n giÁn thì hai thiết bị phát ra sóng đián từ, có cùng mßt tần sá khi gặp nhau

có thể nhận d¿ng đ°ÿc nhau Tần sá 125Khz và 900Khz là hai tần sá th°ßng đ°ÿc

sử dāng trong RFID mà chúng ta có thể gặp

Hình 3.6 Khoanh vùng và c ắt ảnh biển số

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

32

Thiết bị RFID đ°ÿc cấu t¿o từ 2 thành phần chính là: thiết bị phát mã đã đ°ÿc gắn chip và thiết bị để đọc Thiết bị phát mã sẽ đ°ÿc gắn vào vật cần đ°ÿc nhận d¿ng còn thiết bị đọc sẽ đ°ÿc gắn anten giúp thu phát sóng đián tử Thiết bị RFID khác nhau sẽ có mã sá khác nhau và không bị trùng lặp Khi hai thiết bị gặp nhau, tần sá trùng kháp thì sẽ nhận d¿ng đ°ÿc nhau

2.5 2 Nguyên lý ho¿t đáng của RFID

Công nghá RFID ho¿t đßng theo nguyên lý khá đ¢n giÁn, đó là: Thiết bị RFID đọc đ°ÿc đặt cá định á mßt vị trí Chúng sẽ phát ra sóng vô tuyến đián á

mßt tần sá nhất định để phát hián thiết bị phát xung quanh đó

Khi RFID phát đi vào vùng sóng vô tuyến đián mà RFID đọc phát ra, hai bên sẽ cÁm nhận đ°ÿc nhau RFID phát sẽ nhận sóng đián tử, thu nhận và phát l¿i cho RFID đọc về mã sá cÿa mình Nhß vậy mà RFID đọc biết đ°ÿc thiết bị RFID phát nào đang nằm trong vùng ho¿t đßng

Bên trong thẻ chip cÿa công nghá RFID chāa các mã nhận d¿ng Đái vái thẻ 32bit có thể chāa tái 4 tỷ mã sá Khi sÁn xuất, mái mßt thẻ chip RFID sẽ đ°ÿc gắn 1 mã sá hoàn toàn khác nhau Điều này sẽ giúp cho RFID đọc nhận d¿ng chính xác mà không bị nhầm lÁn Chính nhß điều này giúp cho các thiết bị đã đ°ÿc gắn RFID mang l¿i đß an toàn, tính bÁo mật cao

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

34

Hình 2.8 C ấu tạo của cảm biến từ tính

2.6 2 Nguyên lý ho¿t đáng

Khi đ°ÿc cấp nguồn, dòng đián sẽ ch¿y qua mßt m¿ch chāa cußn cÁm khi

từ tr°ßng xuyên qua nó thay đßi Hiáu āng này sử dāng để phát hián các vật thể kim lo¿i t°¢ng tác vái từ tr°ßng Các chất phi kim lo¿i nh° chất lßng hoặc bāi b¿n sẽ không t°¢ng tác vái từ tr°ßng Do đó, cÁm biến từ có thể ho¿t đßng t át trong môi tr°ßng có bāi hoặc trong điều kián ¿m °át

CÁm biến từ có kích th°ác và thiết dián càng lán thì từ tr°ßng phát ra càng m¿nh; điều này đồng nghĩa vái khoÁng dián tích mà nó có thể phát hián vật thể càng lán; hiáu quÁ sự dāng mà nó mang l¿i sẽ càng cao

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

35

Hình 2.9 Nguyên lý ho ạt động của cảm biến từ tính

2.7 CÁm bi¿n tiám cÁn đián dung

2.7.1 Khái ni ám

CÁm biến tiám cận đián dung là cÁm biến tiám cận phát hián vật thể gần;

khá nhiều trong môi tr°ßng công nghiáp Điểm đặc biát là cÁm biến tiám cận đián dung có thể phát hián cÁ vật bằng kim lo¿i, phi kim lo¿i và cÁ n°ác

đầu ra

Hình 2.10 C ảm biến tiệm cận điện dung

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

36

2.7.2 Nguyên lý ho ¿t đáng

Tā đián gồm hai bÁn cực và chất đián môi á giữa KhoÁng cách giữa hai đián cực Ánh h°áng đến khÁ năng tích trữ đián tích cÿa mßt tā đián (đián dung là đ¿i l°ÿng đặc tr°ng cho khÁ năng tích trữ đián tích cÿa mßt tā đián)

Nguyên tắc ho¿t đßng cÿa cÁm biến tiám cận lo¿i đián dung dựa trên sự thay đßi đián dung khi vật thể xuất hián trong vùng đián tr°ßng Từ sự thay đßi này tr¿ng thái <On= hay <Off= cÿa tín hiáu ngõ ra đ°ÿc xác định

Mßt bÁn cực là thành phần cÿa cÁm biến, đái t°ÿng cần phát hián là bÁn cực còn l¿i

Tùy thußc vào cấu t¿o cÿa sÁn ph¿m, dãi đo cÿa cÁm biến tiám cận vái khoÁng cách phát hián nhß từ 0 đến 50mm

Hình 2.11 Nguyên lý ho ạt động của cảm biến tiệm cận điện dung

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)