Xây dựng ứng dụng quản lý hệ thống bãi gửi xe thông minh

Chương 3: Nguyên lý hoạt động của hệ thống - Đề xuất xây dựng ứng dụng quản lý bãi gửi xe thông minh: Trình bày chi tiết về các khối sử dụng trong hệ thống, sau đó tiến hành phân tích l

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Nguyễn Duy Huân

XÂY DỰNG ỨNG DỤNG QUẢN LÝ HỆ THỐNG BÃI

GỬI XE THÔNG MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY

Ngành: Kỹ thuật máy tính

HÀ NỘI – 2022

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Nguyễn Duy Huân

XÂY DỰNG ỨNG DỤNG QUẢN LÝ HỆ THỐNG BÃI

GỬI XE THÔNG MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY

Ngành: Kỹ thuật máy tính

Cán bộ hướng dẫn: ThS Trần Hữu Công

Cán bộ đồng hướng dẫn: TS Đinh Triều Dương

HÀ NỘI - 2022

TÓM TẮT

Theo số liệu thống kê của VAMA cho biết, tổng số lượng xe trên thị trường ô tô Việt Nam đạt 150.481 chiếc trong nửa đầu năm 2021, số lượng đã tăng thêm 40% so với nửa đầu năm ngoái Nhucầu đi lại với các phương tiện giao thông như xe máy, xe mô tô, ô tô và các phương tiện khác

có xu hướng tăng cao dẫn đến các hoạt động bãi đỗ xe trở lên quá tải, khó kiểm soát hơn Do

đó bài toán đặt ra cho các chủ quản lý bãi đỗ xe là làm thế nào để bãi đỗ xe của mình hoạtđộng nhanh chóng hơn, kiểm soát ra vào bảo mật hơn, tiết kiệm chi phí hơn và có thể sử dụngcác thiết bị công nghệ nào thay thế sức lao động của con người Một trong những phươngpháp nhằm giải quyết cho khó khăn này là việc ứng dụng khoa học kĩ thuật, công nghệ caovào trong xây dựng cơ sở hạ tầng Cụ thể hơn cần xây dựng những bãi gửi xe mang tính hiệnđại, tự động cao và tính an toàn được đặt lên hàng đầu Đồng thời, những bãi đậu xe như vậycần phải đáp ứng vừa mang tính kinh tế, vừa phù hợp với thực tiễn như tiết kiệm quỹ đất xâydựng, tính cảnh quan, …

Để góp phần giải quyết vấn đề đó, tôi đã thực hiện đề tài “Xây dựng ứng dụng quản lý

hệ thống bãi gửi xe thông minh” Hệ thống có thể báo số chỗ trống còn trong bãi, quản lý

bãi xe bằng RFID và biển số qua phần mềm trên máy tính

Từ khóa: RFID

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Đồ án “Xây dựng ứng dụng quản lý hệ thống bãi gửi xe thông minh” là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS Trần Hữu Công và TS Đinh

Triều Dương Đồ án không sao chép tài liệu, công trình nghiên cứu của cá nhân haytập thể nào khác mà không chỉ rõ trong mục tài liệu tham khảo

Nếu như có bất kì sai phạm nào trong Đồ án tốt nghiệp này, tôi xin hoàn toàn chịutrách nhiệm theo quy định của trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội

Hà Nội, ngày tháng năm 2022

Sinh viên

Nguyễn Duy Huân

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến người hướng dẫn củatôi là Thạc sĩ Trần Hữu Công và người Thầy của tôi Tiến sĩ Đinh Triều Dương đã luôntheo sát, tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và định hướng cho tôi trong suốt quá trình làm đồ

án tốt nghiệp Đồ án này là công trình nghiên cứu quan trọng nhất trong suốt quãngthời gian học tập của tôi tại trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội.Tiếp theo, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể cán bộ giảng viên của trường Đạihọc Công nghệ đặc biệt là các thầy cô trong khoa Điện tử Viễn thông đã giảng dạy chotôi những kiến thức và kỹ năng từ cơ bản đến nâng cao Đây là nền tảng quan trọnggiúp tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến những người bạn của tôi trong suốt 4 năm đại học đãluôn bên cạnh giúp đỡ tôi, cùng tôi chia sẻ những niềm vui, nỗi buồn và những khókhăn của thời sinh viên

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ông bà, bố mẹ và các anh chị tronggia đình đã nuôi tôi ăn học, luôn yêu thương và là chỗ dựa tinh thần vững chắc để tôikhôn lớn được như ngày hôm nay

Tôi xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

TÓM TẮT 1

LỜI CAM ĐOAN 2

LỜI CẢM ƠN 3

MỤC LỤC 4

DANH MỤC BẢNG BIỂU 4

DANH MỤC HÌNH VẼ 4

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 7

1.1 Đặt vấn đề 7

1.2 Mục đích và phương pháp nghiên cứu 8

1.3 Đóng góp của đồ án 8

1.4 Bố cục của đồ án 9

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÃI GỬI XE THÔNG MINH 10

2.1 Giới thiệu tổng quan và các chức năng chính của bãi gửi xe thông minh 10

2.1.1 Tổng quan về bãi gửi xe thông minh 10

2.1.2 Chức năng chính của bãi gửi xe thông minh 12

2.2 Một số mô hình hệ thống bãi gửi xe thông minh đã được áp dụng trên thế giới13 2.2.1 Hệ thống kiểm soát vào ra 13

2.2.2 Hệ thống hướng dẫn gửi xe [11] 14

2.2.3 Phần mềm quản lý bãi gửi xe 15

2.2.4 Hệ thống robot giúp đỗ xe tự động 16

CHƯƠNG 3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 21

3.1 Đề xuất hệ thống bãi đỗ xe thông minh ngầm cho các trung cư, trung tâm thương mại 21

3.1.1 Sơ đồ hệ thống của ứng dụng bãi đỗ xe thông minh 21

3.1.2 Khối xử lý phần cứng 21

3.1.3 Phần xử lý ảnh trong phần mềm trên máy tính 29

3.1.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 36

3.2 Đề xuất xây dựng hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho các tòa chung cư 41

3.2.1 Giới thiệu tổng quan về cơ sở dữ liệu MySQL Server 41

3.2.2 Sơ đồ hệ thống hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho ứng dụng bãi giữ xe thông minh 42

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG 46

4.1 Kết quả thực nghiệm phần cứng 47

4.2 Kết quả thực nghiệm phần mềm và xử lý ảnh 51

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3-1 Thông số kỹ thuật Adruino 26

Bảng 3-2 Thông số kĩ thuật RFID 29

Bảng 3-3 Bảng quản lý công nhân 45

Bảng 3-4 Bảng quản lý ca trực của công nhân 45

Bảng 3-5 Bảng phân ca cho công nhân 46

Bảng 3-6 Bảng loại vé gửi xe 46

Bảng 3-7 Bảng quản lý vé xe theo ngày 46

Bảng 3-8 Bảng quản lý vé xe theo tháng 47

Bảng 3-9 Bảng thông tin người sống trong chung cư đăng ký vé tháng 47

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1-1 Hình ảnh đỗ xe lấn chiếm lòng đường 9

Hình 2-1 Hình ảnh tổng quan về bãi gửi xe thông minh 12

Hình 2-2 Sơ đồ hệ thống bãi gửi xe thông minh 13

Hình 2-3 Hệ thống kiểm soát vào ra 15

Hình 2-4 Phần mềm quản lý bãi gửi xe thông minh 17

Hình 2-5 Hệ thống đỗ xe bằng thang máy 18

Hình 2-6 Hệ thống đỗ xe kiểu xếp hình 19

Hình 2-7 Hệ thống bãi đỗ xe xoay vòng kiểu đứng 20

Hình 2-8 Bãi đỗ xe dạng tháp xe 21

Hình 2-9 Bãi đỗ xe hệ thống tầng di chuyển 22

Hình 3-1 Sơ đồ khối phần cứng 24

Hình 3-2 Hình ảnh các chân của Adruino 26

Hình 3-3 Cấu tạo thẻ RFID và đầu đọc thẻ 29

Hình 3-4 Ảnh sau khi nhị phân 34

Hình 3-5 Hình ảnh các nhóm HsumBlackPointGroup 35

Hình 3-6 Ảnh chọn ngưỡng T 35

Hình 3-7 Biển số sau khi đọc từng chữ cái 37

Hình 3-8 Giao diện của ứng dụng 39

Hình 3-9 Sơ đồ luồng xe vào 40

Hình 3-10 Sơ đồ luồng xe ra 42

Hình 3-11 Sơ đồ cơ sở dữ liệu 44

Hình 4-1 Hình ảnh chọn camera 48

Hình 4-2 Phần mềm khi đã kết nối được 2 camera 49

Hình 4-3 Sơ đồ nguyên lý phần cứng 49

Hình 4-4 Mạch in phần cứng 50

Hình 4-5 Mạch in 2D 50

Hình 4-6 Mạch in 3D 51

Hình 4-7 Mạch in thật 51

Hình 4-8 Hình ảnh toàn bộ hệ thống 52

Hình 4-9 Hiển thị LCD khi xe đi vào 52

Hình 4-10 Hiển thị LCD khi xe ra 53

Hình 4-11 Ảnh kết nối Camera và cổng Serial 54

Hình 4-12 Hình ảnh đọc biển số thành công 54

Hình 4-13 Hình ảnh thẻ từ sai 55

Hình 4-14 Hình ảnh đọc biển số sai 55

DANH MỤC VIẾT TẮT

RFID Radio Frequency Identification Công nghệ nhận dạng đối tượng

bằng sóng vô tuyến

USB Universal Serial Bus Cổng kết nối cáp cho máy tínhRDBMS Relational Database

Management System

Hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu

mã nguồn mởGUI Graphical user interface Giao diện người dùng

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

Chương 1 nêu lên vấn đề, giới thiệu về mục đích, phương pháp nghiên cứu vàđóng góp chính của đồ án

1.1 Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây, cùng với sự tăng trưởng về kinh tế, dân số là sựphát triển nhanh chóng các phương tiện giao thông cá nhân và nhu cầu giao thôngtrong đô thị Tuy nhiên, sự phát triển của cơ sở hạ tầng giao thông lại chưa đáp ứng đủnhu cầu giao thông nên gây sức ép lớn lên cơ sở hạ tầng giao thông đô thị nói chung

và nhu cầu về bãi đỗ xe nói riêng Thực tế cho thấy một trong những nguyên nhân gópphần dẫn đến ùn tắc giao thông và tai nạn giao thông là do việc dừng, đỗ xe khôngđúng nơi quy định

Hình 1-1 Hình ảnh đỗ xe lấn chiếm lòng đường

Việc các bãi đỗ xe tập trung chưa được quan tâm đầu tư đúng mức khiến cácphương tiện cá nhân phải đậu đỗ trên đường, vấn đề này không những làm giảm khả

năng thông hành của tuyến (do bề rộng mặt đường bị thu hẹp), tiềm ẩn nhiều tai nạngiao thông mà còn ảnh hưởng đến khả năng tiếp cận của người dân sinh sống hai bênđường cũng như việc buôn bán của các hộ kinh doanh Ngoài ra, do tình trạng quá tải

về nhu cầu đậu đỗ tại nhiều nơi như bệnh viện, trung tâm thương mại, các khu chợ,bến bãi, … dẫn đến các bãi đỗ xe trái phép phát sinh ngày càng nhiều và hầu hếtkhông tuân thủ theo những quy định của nhà nước; giá xe ở nhiều nơi cao bất thường

so với quy định và mức độ rủi ro mất mát là rất lớn vì không có sự ràng buộc chặt chẽnào giữa chủ bãi giữ xe và chủ phương tiện Trong chiến lược phát triển của mình, hầuhết các đô thị Việt Nam đều hướng đến phát triển để trở thành thành phố thông minh

mà trong đó các đô thị lớn như Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Cần Thơđang là những đô thị tiên phong trong hoạt động này Trong đó, xây dựng và phát triển

hệ thống giao thông thông minh là một bộ phận cơ bản, quan trọng của kiến trúc tổngthể thành phố thông minh và sử dụng bãi đỗ xe thông minh là một phần trong cấu trúc

hệ thống giao thông thông minh của đô thị Trong khi quỹ đất dành cho giao thôngtĩnh còn thấp, giá đất lại cao nên việc mở rộng hoặc xây thêm các bãi đỗ xe trong đôthị là khó có khả năng thực hiện được

1.2 Mục đích và phương pháp nghiên cứu

Mục đích chính của đồ án này là nghiên cứu xây dựng bãi đỗ xe sử dụng cáccông nghệ và phương pháp quản lý hiện đại để tối ưu diện tích gửi xe và giúp quản lý

xe vào ra một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn Đặc biệt là giảm thiểu chi phí vềnhân lực cho các bãi gửi xe

Đồ án sử dụng các công nghệ nhận diện biển số bằng phương pháp học máy và

sử dụng RFID (công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến) để quản lý xe vào

ra, ngoài ra còn có mô hình phần cứng sử dụng vi điều khiển là Adruino

1.3 Đóng góp của đồ án

Bằng kiến thức và hiểu biết về vi xử lý, xử lý ảnh kết hợp học máy và xây dựng ứngdụng trên máy tính, chúng tôi đã đạt được mục đích nghiên cứu đề ra Kết quả nàyđược trình bày ở chương 3 của đồ án đó là:

- Đề xuất xây dựng ứng dụng quản lý bãi gửi xe thông minh để quản lý quá trìnhvào ra của xe

- Đề xuất xây dựng hệ quản cơ sở dữ liệu để quản lý những thông tin khác thôngqua mã thẻ RFID

Chương 1 Giới thiệu chung

Nêu lên vấn đề, lý do lựu chọn đề tài và những đóng góp của đồ án

Chương 2: Tổng quan về hệ thống bãi gửi xe thông minh

Trình bày tổng quan về hệ thống bãi gửi xe thông minh và các chức năng chính đểtạo thành hệ thống Phần tiếp theo của chương trình bày chi tiết về các chức năng vàcác mô hình đã được áp dụng vào bãi gửi xe thông minh trên thế giới

Chương 3: Nguyên lý hoạt động của hệ thống

- Đề xuất xây dựng ứng dụng quản lý bãi gửi xe thông minh: Trình bày chi tiết

về các khối sử dụng trong hệ thống, sau đó tiến hành phân tích luồng vào ra chitiết của toàn bộ hệ thống khi ghép các khối lại với nhau

- Đề xuất xây dựng hệ quản cơ sở dữ liệu để quản lý những thông tin khác thôngqua mã thẻ RFID: Trình bày qua về hệ quản trị cơ sở dữ liệu, xây dựng mô hìnhcho hệ quản trị cơ sở dữ liệu, sau đó phân tích chức năng và cách kết nối của hệquản trị

Chương 4: Kết quả thực nghiệm và đánh giá hệ thống

Phần kết luận và hướng phát triển:

Nêu lên được các kết quả đạt được của đồ án và hướng phát triển của đồ án

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÃI GỬI XE

2.1 Giới thiệu tổng quan và các chức năng chính của bãi gửi xe thông minh

2.1.1 Tổng quan về bãi gửi xe thông minh

Hình 2-2 Hình ảnh tổng quan về bãi gửi xe thông minh

Tại Việt Nam nói riêng và trên thế giới nói chung, việc đưa công nghệ hiện đại vàocuộc sống đời thường đang ngày càng được áp dụng rộng rãi Đặc biệt là tại các trungtâm thương mại, giao dịch, hoạt động quốc tế, hoạt động xã hội… hay cả những khuđông dân thì việc đảm bảo trong công tác quản lý cũng như an ninh cho nhữngphương tiện đi lại ngày càng được chú trọng

Bãi gửi xe thông minh là một giải pháp phù hợp với những tòa nhà hạn chế khônggian để xe Hệ thống quản lý bãi gửi xe thông minh là một hệ thống tích hợp các côngnghệ tiên tiến và thiết bị hiện đại như: giám sát bằng hệ thống camera, kiểm soát lưulượng xe vào, ra bằng hệ thống thẻ RFID, nhận diện biển số …

Bãi gửi xe thông minh có thể chứa được số lượng xe từ gấp đôi đến gấp 50 lần sovới một bãi gửi xe thông thường cùng diện tích Như vậy, mỗi công trình chỉ cần dành

ra từ 5 – 10% diện tích xây dựng cho hệ thống bãi gửi xe thông minh là có thể tạo racảnh quan đẹp cho công trình và thành phố nói chung Một hệ thống bãi đỗ xe thôngminh có thể được xây dựng trên một khu vực trống hoặc bên trong tòa nhà

Hình 2-3 Sơ đồ hệ thống bãi gửi xe thông minh

Cấu trúc các biện pháp chính của một bãi gửi xe thông minh:

Hệ thống kiểm soát vào ra (Parking Access Control – PAC)

Hệ thống hướng dẫn gửi xe (Parking Guidance System – PGS)

Hệ thống đếm xe (Parking Counting System – PCS)

Phần mềm quản lý bãi gửi xe (Parking Management Software – PMS)

2.1.2 Chức năng chính của bãi gửi xe thông minh

2.1.2.1 Hệ thống kiểm soát ra vào

Hệ thống bãi gửi xe hoàn toàn tự động, chức năng kiểm soát vé bằng thẻ thông minh

sử dụng công nghệ RFID, kết hợp công nghệ xử lý ảnh nhận dạng biển số giúp chocác nhà quản lý có thể kiểm soát thông tin chính xác, đầy đủ của từng phương tiện ra,vào bãi gửi, đảm bảo tính an ninh cho toàn hệ thống Phần mềm quản lý bãi xe đượcthiết kế chuyên nghiệp, linh hoạt và trực quan

2.1.2.2 Hệ thống hướng dẫn gửi xe

Hệ thống hướng dẫn gửi xe với công nghệ cảm biến siêu âm và các LED được đặttại từng vị trí gửi xe, giúp lái xe có thể xác định được vị trí còn trống từ khoảng cách

xe khi xe vào bãi theo 2 màu xanh (còn trống) màu đỏ (đã có xe)

Không gian trong bãi gửi xe được chia thành từng tầng và vùng khác nhau giúp quản

lý triệt để, khi tài xế lái xe vào bãi sẽ quan sát được bảng điện tử hiển thị thông tin

về số chỗ trống và hướng đi tới từng khu vực

Tối ưu hóa việc quản lý vị trí xe còn trống giúp giảm thiểu thời gian cho người lái

xe tìm kiếm chỗ gửi xe trong bãi Hơn nữa nhà quản lý dễ dàng giám sát được tìnhtrạng của bãi gửi xe hiện tại, tăng hiệu quả quản lý, tăng doanh thu trong bãi xe đồngthời giảm được chi phí điều hành bãi xe, tối ưu hóa nguồn nhân lực

2.1.2.3 Hệ thống đếm xe

Hệ thống đếm xe được sử dụng nhằm thống kê số lượng xe vào và ra, kiểm

soát tới từng tầng, từng khu vực của bãi gửi giúp người quản lý có những

thông tin chính xác về số chỗ còn trống của bãi gửi

Hệ thống sử dụng bảng điện tử hiện thị số chỗ còn trống đặt ở lối vào bãi gửi xe và ởtừng khu vực giúp lái xe dễ dàng tìm được chỗ còn trống

2.1.2.4 Phần mềm quản lý bãi gửi xe

Phần mềm quản lý bãi gửi xe đa tính năng, có thể quản lý mọi bãi đỗ xe quy mô vừa

và lớn Phần mềm xây dựng với giao diện trực quan, dễ dàng thao tác, có thể được sửdụng kết hợp với phần cứng tạo ra một hệ thống linh hoạt

Tự động thành lập những báo cáo thống kê, phân tích tổng hợp chi tiết, cụ thể, giúpcho nhà quản lý có cái nhìn tổng thể, chính xác nhất về toàn bộ hệ thống bãi đỗ

Bãi đỗ xe thông minh bằng RFID và Công nghệ Nhận dạng Biển số xe đã hoàn toànđáp ứng được mọi nhu cầu mà trước đó được cho là khó khăn đối với các nhà quản lý.Không chỉ dừng lại ở đó, các nhà nghiên cứu hiện nay đã, đang phát triển và tích hợp

hệ thống quản lý bãi đỗ xe thông minh với các hệ thống thông minh trong các tòa nhànhằm hỗ trợ, phục vụ, đáp ứng mọi nhu cầu của con người

2.2 Một số mô hình hệ thống bãi gửi xe thông minh đã được áp dụng trên thế giới

Hệ thống bãi gửi xe thông minh là một hệ thống tích hợp các công nghệ tiên tiến

và thiết bị hiện đại như: giám sát bằng hệ thống camera; kiểm soát lưu lượng xevào/ra bằng hệ thống RFID, nhận diện biển số, hướng dẫn chỉ đường tìm chỗ trống,

…Hệ thống được trang bị đầy đủ các chức năng nhằm giải quyết tất cả các vấn đề

về bãi đỗ xe một cách nhanh chóng Hiện nay trên thế giới hệ thống bãi gửi xe thôngminh được áp dụng gồm 4 thành phần chính kết nối với nhau đó:

 Hệ thống kiểm soát vào ra

 Hệ thống hướng dẫn gửi xe

 Phần mềm quản lý bãi gửi xe

 Hệ thống robot giúp đỗ xe tự động

2.2.1 Hệ thống kiểm soát vào ra

Hình 2-4 Hệ thống kiểm soát vào ra

Hệ thống kiểm soát xe vào ra là một hệ thống gồm:

- Camera giám sát

- Tủ chốt bảo vệ

- Hệ thống rào chắn tự động

- Cảm biến nhận biết xe vào ra

- Thẻ RFID và đầu đọc thẻ để quản lý bãi xe

- Bảng led để hiển thị những thông tin cho chủ xe

Nguyên lý hoạt động của hệ thống quản lý vào ra:

 Khi các phương tiện đi vào bãi giữ xe sẽ được cấp một thẻ từ đã được đăng

ký trên hệ thống quản lý Khi quẹt thẻ thì mã số thẻ từ sẽ được gửi về hệthống, sau khi nhận được mã thẻ camera giám sát sẽ lưu lại hình ảnh của xe

và biển số Sau đó sẽ xử lý ảnh biển số để lấy được biển số và lưu cùng với

mã thẻ từ vào cơ sở dữ liệu trong phần mềm quản lý Nếu có sự cố gì trongquá trình nhận dữ liệu đầu vào hệ thống sẽ thông báo đến bảng led chongười gửi xe biết để thay đổi thẻ hoặc điều chỉnh lại xe cho phù hợp Thờigian gửi xe được tính bắt đầu từ khi quẹt thẻ và là cơ sở để tính toán chi phígửi xe Sau khi lưu dữ liệu hệ thống sẽ mở rào chắn cho xe đi vào và dùngcảm biến để đóng rào khi phát hiện đã có xe đi qua

 Khi phương tiện đi ra bãi giữ xe thì cần quẹt thẻ từ để truyền mã thẻ lên hệthống quản lý Sau đó camera sẽ chụp ảnh biển số xe để lấy biển số và sosánh biển số, mã thẻ từ với dữ liệu đã được lưu trong hệ thống Nếu mã thẻ

và biển số không khớp hệ thống sẽ phát ra cảnh báo để phòng trường hợpmất trộm Nếu mã thẻ và biển số trùng với dữ liệu trong hệ thống thì hệthống sẽ mở rào và cho xe qua sau đó cảm biến sẽ nhận tín hiệu xe đã điqua và đóng rào

Những hạn chế trong việc sử dụng hệ thống kiểm soát xe vào ra:

 Sử dụng thẻ từ vẫn có thể làm giả nếu gian lận trên phần mềm của hệ thống

 Nếu kẻ trộm lấy được thẻ từ thì xe vẫn có thể bị mất trộm

 Khó tìm được chỗ để xe nếu bãi đỗ xe có tầm nhìn bị khuất và người lái dễ

đi sai hướng

Những giải pháp đã được áp dụng để cải thiện các vấn đề trên:

Để đề phòng mất trộm thì hệ thống bãi gửi xe hiện nay đã thêm camera chụphình ảnh người lái xe, khi người lái xe rời khỏi bãi thì hệ thống sẽ kiểm trathêm nhận diện khuôn mặt

Để khắc phục tình trạng khó tìm đường trong bãi đỗ xe quá rộng hoặc tầm nhìn

bị khuất thì hệ thống quản lý vào ra cần tích hợp thêm hệ thống hướng dẫn gửixe

hướng di chuyển cho xe và hiển thị số chỗ trống, cảm biến siêu âm, bộ điều khiểntừng vùng và bộ điều khiển trung tâm.

Bộ điều khiển trung tâm sẽ nhận các dữ liệu của các cảm biến siêu âm thôngqua các bộ điều khiển vùng từ đó đưa ra tín hiệu chỉ dẫn và cập nhật số chỗ trống cònlại lên các bảng led đặt trong hầm Bộ điều khiển trung tâm còn có thêm một tính năngrất hữu ích là hiển thị toàn bộ bãi gửi xe cho phép quan sát các vị trí trống để dễ dàng

di chuyển

Cảm biến PGS-TUS.01 là cảm biến sử dụng sóng siêu âm để phát hiện ôtô cótrong khu vực cảm biến hay không, điều khiển màu xanh hoặc đỏ của đèn led chỉ thị,đồng thời truyền tín hiệu điều khiển về bộ điều khiển vùng Cảm biến siêu âm đượclắp ở phía trên và ở giữa điểm đỗ xe

Đèn led chuyển đổi màu sắc xanh hoặc đỏ có chức năng bảo cho người lái xetrong ô đỗ xe có xe hay không Nếu trong ô đỗ xe trống thì đèn hiện màu xanh vàngược lại sẽ hiện màu đỏ Tín hiệu điều khiển được đưa ra từ cảm biến siêu âm lắpphía trên điểm đỗ xe Đèn led báo hiệu thường lắp ở trước ô đỗ xe

Bảng led trong nhà PGS-TED.01 là đèn led hiển thị số chỗ trống và hướng mũitên chiều đi cho lái xe trong một khu vực của hầm Bảng led thường được đặt ở cửahầm hoặc lối rẽ ngã ba để chỉ hướng đi

2.2.3 Phần mềm quản lý bãi gửi xe

Hình 2-5 Phần mềm quản lý bãi gửi xe thông minh

Phần mềm quản lý vào ra bãi đỗ xe thông minh thường có các chức năng chính là lưulại hình ảnh biển số xe, hiển thị các thông tin của xe thông qua thẻ, tính toán tiền dựavào thời gian gửi

2.2.4 Hệ thống robot giúp đỗ xe tự động

2.2.4.1 Hệ thống bãi đỗ xe bằng thang máy:

Hình 2-6 Hệ thống đỗ xe bằng thang máy

Mô tả: Khi dùng hệ thống bãi đỗ xe tự động bằng thang máy, người lái sẽ đưa

xe vào ô thang máy, thang sẽ di chuyển xe lên đến tầng còn chỗ trống, sau đó ngườilái xe sẽ di chuyển xe ra khỏi thang máy và đi vào vị trí bãi đỗ xe

Đặc điểm: Tiết kiệm diện tích đường di chuyển nội bộ của xe khi lên xuốnggiữa các tầng bên trong bãi đỗ xe, tuy nhiên vẫn tốn diện tích di chuyển cho xetrong từng tầng Tốc độ nâng hạ xe xuống rất chậm, khi hệ thống chỉ có 1 thang máythì thời gian lấy xe là rất lâu Hiện nay chỗ để xe như thế này ít phổ biến vì khá bấttiện trong việc đưa xe ra vào bãi gửi

2.2.4.2 Hệ thống bãi đỗ xe theo kiểu xếp hình:

Hình 2-7 Hệ thống đỗ xe kiểu xếp hình

Mô tả: Hệ thống bố trí bãi đỗ xe tương tự như với bãi đỗ xe tự lái, tuynhiên các xe có thể xếp chồng lên nhau từ 2 đến 7 tầng hoặc có thể mởrộng thêm hai chiều khi cần thiết có nhu cầu; hệ thống này cũng có thể được lắp đặtnổi hoàn toàn, chìm hoàn toàn, hoặc kết hợp một phần nổi một phần chìm.Hệ thốngvận hành bằng thủy lực hoặc một mô tơ điện Lắp đặt đơn giản, khi cần có thể tháo

dỡ và di dời dễ dàng thuận lợi

Đặc điểm: Đỗ xe tự động dạng xếp hình lắp đặt rất phổ biến ngoài trời, thôngdụng cho các công trình quy mô nhỏ và vừa Chi phí tổng thể cho một hệ thống đỗ xedạng xếp hình so với những hệ thống đỗ xe tự động hiện đại khác là thấp hơn vìkhông cần hệ thống robot hay thang máy để vận chuyển xe Việc lắp đặt cũng dễ dàng

và thông dụng do hệ thống đỗ xe tự động dạng xếp hình được thiết kế là nhữngblock riêng biệt, nếu cho các công trình quy mô nhỏ (1 tầng hầm đỗ xe) nếu muốntăng số lượng xe chỉ cần lắp ghép các block lại với nhau Thời gian lấy xe khá nhanhkhoảng 1-2 phút/ xe vì các xe có thể tự đi ra như bãi đỗ xe thông thường Có thể lắpđặt được ở nhiều khu vực với nhiều loại địa hình khác nhau kể cả những nơi nhỏ hẹp

Xe có thể ra vào bất kỳ vị trí còn trống nào ở tầng 1, đặc biệt tầng 1 và 2 được thiết kếriêng cho các loại và thậm chí cho xe bán tải với kích thước lớn Có hệ thống khóahãm an toàn để tránh xảy ra những tai nạn trong quá trình nâng hạ xe Thiết kế đơngiản, giúp việc bảo trì bảo dưỡng trở nên dễ dàng và nhanh chóng Hệ thống nàyhoạt động theo nguyên lý xếp hình, luôn cần phải có n-1 vị trí trống (với n là số tầngcủa bãi để xe) hay nói cách khác trừ tầng trên cùng thì các tầng khác luôn phải có ít

nhất 1 chỗ trống để có thể hạ xe từ tầng trên cùng xuống Hệ thống vận hành bán tựđộng nên các lái xe vẫn phải lái xe vào vị trí mình muốn.

2.2.4.3 Bãi đỗ xe kiểu xoay vòng đứng

Hình 2-8 Hệ thống bãi đỗ xe xoay vòng kiểu đứng

Mô tả: Hệ thống được cấu tạo từ kết cấu khung thép và các tấm kệ bằng thép

Hệ thống chỉ có duy nhất một mô tơ chính để làm nhiệm vụ di chuyển xe cho hệthống Hệ thống hoạt động theo kiểu xoay vòng đứng khi có xe đi vào thì tấm kệ trống

xe được chuyển xuống vị trí thấp nhất để xe đi vào sau đó động cơ sẽ xoay để chuyển

xe đó đi lên và chuyển vị trí còn trống xuống vị trí thấp nhất Hệ thống được điềukhiển đơn giản bằng màn hình cảm ưungs

Đặc điểm: Hệ thống bãi gửi xe xoay vòng kiểu đứng được phân thành 5 loại:

xe nên rất dễ tháo lắp khi cần di dời, bảo trì hệ thống Mô hình bãi gửi xe này khôngphù hợp cho những công trình quy mô lớn như trung tâm hành chính, trung tâmthương mại… vì mỗi mô hình chứa được quá ít xe

2.2.4.4 Bãi đỗ xe tự động dạng tháp xe

Hình 2-9 Bãi đỗ xe dạng tháp xe

Mô tả: Hệ thống tháp xe được xây dựng thành các tòa tháp có các ô được chia để

xe ra vào như hình và có một trục ở chính giữa là động cơ vận chuyển xe và chia xevào các tầng Hệ thống có các cửa vào, ra từ phía trên, từ giữa và dưới tháp nên sẽthuận tiện hơn cho việc lấy xe Hệ thống đỗ xe tự động tháp xe truyền thống là có 2cột xe đối xứng, nhưng tùy theo diện tích đất, để tăng số lượng xe chúng ta có thể có3- 4-5-6 cột xe

Đặc điểm: Hệ thống này được lắp đặt trên hai trục xoay, truyền tải theo phươngthẳng đứng bằng bộ truyền xích chuyên dụng Dọc theo trục xích được bố trí các

vị trí đỗ xe trên những quang treo Hệ thống tháp xoay, nếu lắp đặt độc lập ngoài trờithì có thể đỗ đến 20 xe, trên diện tích trước đây chỉ có thể đỗ được 2 xe; còn nếuthiết kế và lắp đặt trong toà nhà thì sức chứa có thể nhiều hơn Hệ thống bãi đỗ xedạng tháp này tiết kiệm những diện tích đất hẹp nhất là ở giữa 2 tòa nhà cao tầng Giáthành của hệ thống đỗ xe này cao hơn những bãi khác vì phải xây dựng cả tháp chứkhông chỉ là hệ thống gồm động cơ và kệ để xe như các mô hình ở trên nhưng hệthống vận hành êm và ít gây tiếng ồn Hệ thống có thể lắp đặt chìm hoàn toàn dướiđất, một phần nổi một phần chìm hoặc nổi hẳn trên mặt đất

2.2.4.5 Bãi đỗ xe thông minh kiểu hệ thống tầng di chuyển

Hình 2-10 Bãi đỗ xe hệ thống tầng di chuyển

Mô tả: Xe được than nâng chính đưa lên hoặc xuống các tầng Tại mỗi tầng sẽ

có một xe đẩy lấy xe ra từ thang nâng và di chuyển dọc theo các tầng đến vị trí còntrống Hệ thống này rất thích hợp với những khu chung cư rộng lớn, các bệnh viện lớnhay trung tâm thương mại… với sức chứa từ 200-700 xe Đây là hệ thống tối ưu chotầng hầm lớn và có thể kết hợp nhiều hệ thống trong một hầm

Đặc điểm: Hệ thống sử dụng cơ cấu nâng giống như thang máy bố trí cố địnhhoặc di chuyển dọc theo các tầng để nâng, hạ ngăn chứa xe theo phương thẳng đứng

Vị trí dưới cùng và trên cùng là vị trí xuất/nhập xe ra vào hệ thống Hệ thống bãi đỗ xeđược lập trình tự động nên cần rất ít chi phí quản lý và chi phí nhân công

2.2.4.6 Hệ thống bãi đỗ xe thông minh kiểu thang nâng di chuyển

Mô tả: Hệ thống có một thang nâng làm nhiệm vụ đưa xe ra, vào hệ thống.Trên thang nâng có thành phần là cơ cấu nâng xe, cơ cấu di chuyển dọc theo hệ thống

và cơ cấu di chuyển xe vào ô xếp xe Thang nâng khi di chuyển có thể kết hợp vừa dichuyển ngang vừa nâng lên hạ xuống để đưa xe vào ô nhanh nhất

Đặc điểm: Hệ thống sàn dùng kệ bằng thép, vận hành kệ đơn giản hơn các hệthống bên trên vì giảm bớt một thao tác đó là đưa xe vào vị trí nên giảm thời giannhận và trả xe Hệ thống có thể lắp ngầm hoặc nổi trên mặt đất, dùng cho các bãi gửi

xe quy mô lớn hoặc trung bình Hệ thống có thể chứa khoảng 100-200 xe thích hợpnơi có diện tích lớn

CHƯƠNG 3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG

3.1 Đề xuất hệ thống bãi đỗ xe thông minh ngầm cho các trung cư, trung tâm thương mại

3.1.1 Sơ đồ hệ thống của ứng dụng bãi đỗ xe thông minh

Hệ thống xây dựng ứng dụng bãi đỗ xe thông minh gồm 4 thành phần chính:

1 Camera để chụp ảnh biển số gửi về cho phần mềm quản lý trên máy tính

2 Khối xử lý phần cứng nhận tín hiệu từ phần mềm quản lý để điều khiển ràochắn hiển thị các thông báo và truyền dữ liệu thẻ từ lên trên máy tính

3 Phần mềm quản lý hệ thống lưu ảnh vào trong bộ nhớ và xử lý ảnh để lấybiển số xe đồng thời nhận mã thẻ từ để lưu vào khối lưu trữ dữ liệu, ngoài

ra còn có chức năng kiểm tra đúng sai khi xe đi ra bằng cách so sánh dữ liệunhận được với dữ liệu đã lưu trong khối lưu trữ dữ liệu

4 Khối lưu trữ dữ liệu lưu mã thẻ từ và biển số để sử dụng cho việc quản lý xe

3.1.2 Khối xử lý phần cứng

Khối xử lý phần cứng là các khối linh kiện được kết nối với khối vi điều khiểnAdruino UNO R3 bao gồm khối nguồn, khối RFID vào ra, khối hiển thị vào ra bằngLCD, khối hồng ngoại vào ra, khối rào chắn vào ra và khối còi cảnh báo

Phần mềm quản

lý hệ thống vào ratrên máy tính và

Hình 3-11 Sơ đồ khối phần cứng

3.1.2.1 Những đặc điểm chính của khối vi điều khiển Adruino Uno

Giới thiệu chung về Adruino R3

Arduino Uno R3 là một bảng vi điều khiển được thiết kế dựa trênATmega328P Nó bao gồm toàn bộ những thứ cần thiết cho một bộ vi điều khiển, chỉcần gắn nó vào máy tính bằng cáp USB và cung cấp nguồn điện bằng bộ chuyển đổiAC-DC để có thể sử dụng nó Thuật ngữ Uno có nghĩa là “một” trong ngôn ngữ của

“tiếng Ý” và được chọn để đánh dấu việc phát hành phần mềm IDE 1.0 của Arduino.Arduino Uno R3 là bản sửa đổi thứ 3 cũng như gần đây nhất của Arduino Uno Bomạch Arduino và phần mềm IDE là các phiên bản tham chiếu của Arduino và hiệnđang được chuyển sang các bản phát hành mới Bảng mạch Uno là bảng chính trongchuỗi các bảng USB-Arduino và là mẫu cho các thiết kế khác trên nền tảng Arduino

Thông số kỹ thuật của khối vi điều khiển

Điện áp hoạt động : 5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)

Dòng tiêu thụ : khoảng 30 mA

Điện áp vào khuyên dùng : 7-12V DC

Số chân Digital I/O : 14 (6 chân hardware PWM)

Số chân Analog : 6 (độ phân giải 10 bit)

Dòng tối đa trên mỗi chân I/O : 30 mA

Bảng 3-1 Thông số kỹ thuật Adruino

Sơ đồ chân của Arduino Uno R3

Sơ đồ chân Arduino Uno R3 được hiển thị bên dưới Nó bao gồm 14 chânI/O.Trong 14 chân này có 6 chân có thể dùng để phát xung PWM Bo mạch nàybao gồm 14 chân đầu vào/đầu ra kỹ thuật số, số chân đầu vào Analog là 6 chân,kết nối USB, tinh thể thạch anh-16 MHz, giắc cắm nguồn, bộ cộng hưởng-16Mhz,giắc cắm nguồn, đầu ICSP và nút RST

Hình 3-12 Hình ảnh các chân của Adruino

 Cấp nguồn

Việc cung cấp năng lượng cho Arduino có thể được thực hiện bằng cách cấpnguồn điện bên ngoài hoặc kết nối USB Nguồn điện bên ngoài (6 đến 20 vôn)chủ yếu bao gồm pin hoặc bộ chuyển đổi AC sang DC Việc kết nối bộ điềuhợp có thể được thực hiện bằng cách cắm phích cắm dương ở giữa (2.1mm)vào giắc cắm nguồn trên bo mạch Các cực của pin có thể được đặt ở chân Vincũng như GND Các chân nguồn của bo mạch Arduino bao gồm những chânsau:

 Vin: Điện áp đầu vào cho Arduino trong khi nó đang sử dụng nguồn điệnbên ngoài từ kết nối của USB hoặc nguồn điện được điều chỉnh (RSP) khác.Chân này có thể cung cấp điện áp bên ngoài nếu hệ thống quá lớn và nguồn

từ USB không đủ

 5Volts: RPA có thể được sử dụng để cung cấp nguồn điện cho vi điều khiểncũng như các thành phần được sử dụng trên bo mạch Arduino Điều này cóthể tiếp cận từ điện áp đầu vào thông qua một bộ điều chỉnh

 3V3: Chân này có thể tạo điện áp nguồn 3.3V bằng bộ điều chỉnh tích hợp

và cường độ dòng điện cao nhất sẽ là 50 mA

 GND: Chân nối đất

 Bộ nhớ

 Bộ nhớ của bộ vi điều khiển ATmega328 bao gồm bộ nhớ 32 KB và 0,5 KBđược sử dụng cho tải dữ liệu khi khởi động, và nó còn bao gồm SRAM-2

KB cũng như EEPROM-1KB

 Đầu vào và đầu ra

 Một Uno R3 bao gồm 14 Digital có thể được sử dụng làm đầu vào hoặc đầu

ra bằng cách sử dụng các chức năng như pin Mode (), digital Read () vàdigital Write () Các chân này có thể hoạt động với điện áp 5V và mỗi chândigital có thể cung cấp hoặc nhận 20mA và bao gồm một biến trở có thể cógiá trị từ 20k đến 50k Ω Dòng điện tối đa trên bất kỳ chân nào là 40mAkhông thể vượt qua để tránh vi điều khiển khỏi bị hư hại Bên cạnh đó, mộtvài chân của Adruino được thiết kế với các chức năng cụ thể để sử dụng vàomột mục đích nào đó

 Chân Serial

 Các chân serial của bo mạch Arduino là các chân TX (1) và RX (0) và cácchân này có thể được sử dụng để truyền dữ liệu nối tiếp TTL Việc kết nốicác chân này có thể được thực hiện bằng các chân tương đương của chipATmega8 U2 USB to TTL

 Chân ngắt ngoài

 Các chân ngắt bên ngoài của bo mạch là chân 2 và chân 3, và các chân này

có thể được sắp xếp để kích hoạt ngắt khi giá trị truyền vào thay đổi hoặctăng mạnh hoặc giảm mạnh

 Chân PWM

 Các chân PWM của Arduino là các chân 3, 5, 6, 9, 10, 11 và cho phép bạnxuất ra xung PWM với độ phân giải 8 bit (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với0V → 5V)

 Chân SPI (Giao diện ngoại vi nối tiếp)

 Các chân SPI là 10, 11, 12, 13 cụ thể là SS, MOSI, MISO, SCK và nhữngchân này sẽ duy trì giao tiếp SPI với sự trợ giúp của thư viện SPI

 Chân LED

 Adruino Uno R3 được tích hợp sẵn đèn LED sử dụng chân cắm digital số

13 Bất cứ khi nào chân kỹ thuật số ở mức cao, đèn LED sẽ phát sáng nếukhông nó sẽ không phát sáng