1 | P a g e HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ I BÁO CÁO MÔN HỌC ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SỐ ĐỀ TÀI GIÁM SÁT VÀ CẢNH BÁO VỊ TRÍ CÒN TRỐNG TRONG BÃI ĐỖ XE Giảng viên Nguyễ[.]
NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN
Giới thiệu chung về bãi gửi xe
Hiện nay, tình trạng bãi đỗ xe trở thành bài toán nan giải tại các thành phố lớn vào các dịp lễ Tết cũng như ngày thường Nhiều bãi đỗ xe tự phát xuất hiện nhằm thu lợi nhuận, tuy nhiên, thiếu đảm bảo về an ninh, quản lý chất lượng và có mức giá gửi xe cao gây bức xúc cho người dân Do đó, nhu cầu về các dịch vụ gửi xe thông minh, an toàn và tiện lợi ngày càng gia tăng.
Năm qua, UBND TP Hà Nội đã chấp thuận nguyên tắc đầu tư và khai thác tạm các bãi đỗ xe thông minh lắp ghép tại các vị trí đất phù hợp trong trung tâm thành phố Việc xây dựng các bãi đậu xe này nhằm đáp ứng nhu cầu dừng, đỗ xe của người dân và góp phần nâng cao hiệu quả quản lý giao thông Sở Giao thông vận tải đã đề xuất dự án này nhằm thúc đẩy phát triển hệ thống đỗ xe hiện đại, thông minh, phù hợp với xu hướng đô thị thông minh.
Bãi đỗ xe tự phát ở Hà Nội thường thiếu tiện nghi và quản lý hiệu quả Tại Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, mô hình bãi gửi xe sử dụng công nghệ thẻ từ đã được triển khai nhằm nâng cao hiệu quả quản lý và tiện ích cho người dùng Công nghệ này giúp quá trình ra vào bãi đỗ diễn ra nhanh chóng, an toàn và thuận tiện hơn cho sinh viên và cán bộ viên chức Việc áp dụng hệ thống thẻ từ là một giải pháp hiện đại, hướng tới tối ưu hóa không gian gửi xe trong khu vực trường học.
Hình 1.2: Máy tính hiển thị và lưu dữ liệu thông tin xe ra vào
Hình 1.3 Đầu đọc thẻ xe
Hình 1.4: Bãi gửi xe thông minh ở Hà Nội
Hình 1.5 Bãi đỗ xe của Đức
Hình 1.6 Bãi đỗ xe ở Florida
Một số nhận xét, đánh giá
Nhu cầu sử dụng bãi xe thông minh tại Việt Nam ngày càng tăng cao, đạt mức đỉnh điểm trong thời gian gần đây Các công ty công nghệ trong nước không ngừng phát triển hệ thống bãi đỗ xe thông minh nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn của người dân về dịch vụ tiện lợi và hiện đại Việc đầu tư vào các giải pháp bãi đỗ xe thông minh không chỉ giúp cải thiện trải nghiệm người dùng mà còn mang lại lợi nhuận đáng kể cho các doanh nghiệp.
Các bãi xe truyền thống thường gặp nhiều khó khăn trong công tác quản lý, gây ra thất thoát tài chính và khó khăn cho khách hàng do nhân viên giữ xe gây khó dễ Việc ghi phấn lên xe hoặc sử dụng vé giấy dễ bị rách, ướt, làm tăng lãng phí và ảnh hưởng đến môi trường Để khắc phục những vấn đề này, việc tích hợp công nghệ tiên tiến như thẻ từ RFID vào hệ thống bãi xe giúp cải thiện hiệu quả quản lý, nâng cao tính linh hoạt và giảm thiểu các rủi ro thất thoát, thất lạc tài sản.
Kết luận chương
Trong chương 1, nhóm đề tài đã nghiên cứu hệ thống bãi đỗ xe và đánh giá tổng quan các mô hình đã và đang được thương mại hóa trên thị trường Nhóm nhận thấy việc đề xuất thiết kế hệ thống giám sát và cảnh báo chỗ trống tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông nhằm mục tiêu giảm chi phí, tăng đa dạng mô hình trên thị trường và đảm bảo tính tiện ích, thuận tiện cho khách hàng Trong các phần tiếp theo, nhóm sẽ trình bày về các kỹ thuật liên quan và đề xuất mô hình hệ thống giám sát, cảnh báo chỗ trống trong bãi đỗ xe.
Mục tiêu của đề tài là thiết kế hệ thống bãi đỗ xe tự động có khả năng giám sát và cảnh báo, giúp khách hàng dễ dàng nhận biết các vị trí trống để sử dụng Hệ thống sử dụng công nghệ thẻ từ nhằm nâng cao tính tiện lợi và hiệu quả trong quản lý bãi đỗ xe Việc tích hợp các chức năng này sẽ tối ưu hóa trải nghiệm người dùng và tăng cường công tác quản lý, giảm thiểu thời gian tìm chỗ đỗ xe.
Chúng tôi thực hiện đề tài bằng phương pháp tham khảo tài liệu từ sách vở, tạp chí khoa học điện tử, cùng các nguồn thông tin trên Internet và các đồ án của các khóa trước để đảm bảo tính chính xác và cập nhật Ngoài ra, nhóm tiến hành quan sát và khảo sát các bãi đỗ xe thông minh hiện có nhằm đề xuất giải pháp tối ưu cho đồ án Phương pháp thực nghiệm kết hợp ý tưởng của nhóm với hướng dẫn của giảng viên giúp lựa chọn cách làm hiệu quả nhất, đảm bảo tối ưu hóa kết quả nghiên cứu.
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT, CẢNH BÁO VỊ TRÍ CÒN TRỐNG BÃI ĐỖ XE
Cơ sở lý thuyết
Arduino Uno R3 là phiên bản thứ 3 của dòng Arduino Uno, tích hợp vi điều khiển ATmega328P 8-bit, phù hợp để lập trình các ứng dụng điều khiển điện tử Hình 2.1 minh họa rõ nét về Arduino Uno R3, thiết bị phát triển nổi bật trong cộng đồng maker và kỹ thuật số Arduino Uno R3 dễ dàng kết nối và lập trình, giúp người dùng nhanh chóng triển khai các dự án tự động hóa, robot hoặc hệ thống điều khiển thông minh Với khả năng mở rộng và tính linh hoạt cao, Arduino Uno R3 trở thành lựa chọn phổ biến cho các dự án học tập và sáng tạo trong lĩnh vực công nghệ.
Vi điều khiển phức tạp nhờ vào cấu hình mạnh mẽ, hỗ trợ các loại bộ nhớ như ROM, RAM và Flash, cùng với các ngõ vào ra kỹ thuật số (Digital I/O) đa dạng, trong đó nhiều ngõ có khả năng xuất tín hiệu PWM và đọc tín hiệu analog Đồng thời, thiết bị còn tích hợp các chuẩn giao tiếp phổ biến như UART, SPI, và TWI (I2C), giúp mở rộng khả năng kết nối và ứng dụng trong các hệ thống điện tử và tự động hóa.
Arduino Uno R3 có 6 chân analog( A0-A5) cung cấp độ phân giải
Bộ ngắt 10bit (0-2^10-1) cho phép đọc giá trị điện áp trong khoảng từ 0V đến 5V, mang đến độ phân giải cao cho các phép đo điện áp Với chân AREF trên board, người dùng có thể cung cấp điện áp tham chiếu để đo điện áp trong phạm vi từ 0V đến 2.5V, đồng thời duy trì độ phân giải là 10bit Điều này giúp nâng cao độ chính xác và linh hoạt trong các dự án đo lường điện áp sử dụng analog.
Arduino có thể cấp nguồn 5v thông qua cổng USB.
Bộ nhớ của Arduino Uno R3 cung cấp cho người dùng:
Bộ nhớ Flash 32KB của vi điều khiển lưu trữ các đoạn lệnh lập trình, trong đó một phần nhỏ, thường khoảng vài KB, được sử dụng để chứa bootloader Thông thường, dung lượng bộ nhớ này ít khi vượt quá 20KB, giúp tối ưu hóa hiệu suất và khả năng mở rộng của hệ thống.
SRAM (Static Random Access Memory) có dung lượng 2KB, dùng để lưu trữ các biến khai báo trong quá trình lập trình Số lượng biến khai báo càng nhiều thì yêu cầu bộ nhớ RAM càng lớn Tuy nhiên, bộ nhớ RAM của SRAM không được giữ lại dữ liệu khi mất điện, dẫn đến dữ liệu trong SRAM sẽ bị mất đột ngột nếu không có nguồn điện cung cấp.
EPROM (Electrically Eraseable Programmable Read-Only Memory) là loại bộ nhớ không mất dữ liệu khi ngắt nguồn, giống như một chiếc ổ cứng mini cho phép người dùng đọc và ghi dữ liệu dễ dàng Với dung lượng khoảng 1KB, EPROM cung cấp khả năng lưu trữ dữ liệu an toàn và để lại dữ liệu ngay cả khi không còn nguồn điện, khác biệt rõ rệt so với RAM SRAM dễ bị mất dữ liệu khi tắt nguồn.
Hình 2.2 Sơ đồ chân Arduino Uno R3 Thông số kĩ thuật của Arduino Uno R3:
Bảng 2.1 Thông số kĩ thuật chính của board Arduino
Hình 2.3 Hình ảnh của RFID RC 522
Dùng giao thức SPI kết nối với Arduino, kết nối qua bốn chân: SCK, MISO, SS
Trong giao tiếp SPI, chân SCK đóng vai trò giữ nhịp đồng bộ cho quá trình truyền dữ liệu Vì SPI là chuẩn truyền đồng bộ, cần có một đường giữ nhịp để đảm bảo các bit dữ liệu được truyền chính xác Mỗi xung trên chân SCK báo hiệu một bit dữ liệu đến hoặc đi, giúp duy trì sự đồng bộ trong quá trình trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị.
MISO (Master Input/Slave Output) là đường truyền dữ liệu quan trọng trong giao tiếp SPI, trong đó, nếu thiết bị là chip master thì MISO hoạt động như đường ra dữ liệu, còn đối với chip slave thì đây là đường vào dữ liệu Dữ liệu MOSI của master và các thiết bị slave được kết nối trực tiếp với nhau, tạo thành hệ thống truyền thông đồng bộ hiệu quả.
- SS- Slave select: đường chọn slave cần gián tiếp, tích cực mức thấp. Thông số kĩ thuật:
- Dòng ở chế độ chờ: 1013ma
- Dòng ở chế độ nghỉ: