SỞ LÝ THUYẾT CHUNG
Thực trạng nhà xe trường đại học vinh
Trường Đại Học Vinh hiện có 4 viện, 11 khoa đào tạo với 54 ngành đại học, 37 chuyên ngành thạc sĩ và 16 chuyên ngành tiến sĩ, phục vụ cho hơn 40.000 sinh viên, học viên và nghiên cứu sinh Khoảng 50% sinh viên sử dụng xe máy, vì vậy nhà trường đã thiết lập 3 bãi đỗ xe chính, bao gồm nhà xe cổng chính với sức chứa 10.000 xe và 2 bãi đỗ tại cổng phụ trên đường Bạch Liêu và đường Nguyễn Văn Trỗi, nhằm đáp ứng nhu cầu gửi xe của sinh viên.
Mặc dù có ba nhà xe hoạt động, tình trạng ùn tắc vẫn diễn ra do lượng sinh viên đông đảo Hơn nữa, việc quản lý vé vẫn được thực hiện thủ công, góp phần làm tăng thêm sự cố tắc nghẽn.
Để giải quyết tình trạng ùn tắc tại nhà xe trường Đại học Vinh, hiện nay đang được triển khai xây dựng một hệ thống bãi đỗ xe thông minh.
Một số mô hình bãi đỗ xe hiện nay
1.2.1 Đỗ xe tự động dạng thang máy (Card Lift )
Hệ thống đỗ xe tự động sử dụng thang máy cho phép tài xế đưa xe vào buồng thang, sau đó thang nâng xe lên tầng đỗ Khi đến nơi, tài xế chỉ cần lấy xe ra khỏi thang máy và đỗ xe vào vị trí đã được chỉ định.
Hình 1.2Đỗ xe tự động dạng thang máy Đặc điểm:
Việc tối ưu hóa diện tích di chuyển nội bộ của xe trong bãi đỗ xe giúp tiết kiệm không gian khi xe lên xuống giữa các tầng Tuy nhiên, điều này vẫn yêu cầu một diện tích nhất định cho việc di chuyển của xe trong mỗi tầng.
- Tốc độ nâng hạ chậm do có xe và người với hệ thống 1 thang máy thì thời gian lấy xe ra vào rất lâu
- Hiện nay dạng đỗ xe tự động này ít phổ biến
1.2.2 Đỗ xe tự động dạng xếp hình
Hình 1.3 Đỗ xe tự động dạng xếp hình
Mô hình đỗ xe tự động dạng xếp hình rất phổ biến cho các không gian ngoài trời, thường được lắp đặt trên các đường phố Hệ thống này thường có khả năng chứa từ 10 đến 30 xe, mang lại sự cơ động và tiện lợi trong việc lấy xe nhanh chóng Nó là giải pháp lý tưởng cho các công trình quy mô nhỏ.
Việc sử dụng 3 tầng hầm đỗ xe giúp tăng cường khả năng đỗ xe, phù hợp cho việc nâng cấp thiết kế tự lái với số lượng xe gấp đôi hoặc gấp ba mà không làm ảnh hưởng đến cấu trúc hiện tại Phương pháp này tiết kiệm chi phí xây dựng do không cần xây thêm sàn cho các tầng xe, nhưng vẫn yêu cầu có đường dẫn cho xe vào vị trí đỗ Tuy nhiên, thời gian lấy xe trung bình là 2.5 phút cho hệ thống trên 30 xe, do đó không thích hợp cho các hệ thống có số lượng xe lớn hơn 30, cần phải có thiết kế dự phòng.
1 cột trống để xếp hình (tức 1 vị trí trống cho mỗi tầng)
1.2.3 Đỗ xe tự động hệ thống thang nâng di chuyển
Hình 1.4 Hệ thống đỗ xe tự động thang nâng di chuyển Ƣu điểm:
- Điều khiển đơn giản với màn hình cảm ứng (Touch screen)
- Hệ thống lắp ngầm hoặc nổi
Hệ thống cơ khí tích hợp chức năng nâng hạ và di chuyển thường gặp vấn đề hỏng hóc nhanh chóng, dẫn đến việc phải đầu tư chi phí bảo dưỡng và thay thế thường xuyên Thêm vào đó, thời gian lấy xe ra cũng kéo dài do cần xử lý từng lệnh ra vào một cách tốn thời gian.
- Hệ thống đỗ xe tự động này thích hợp với bãi xe từ 100 – 500 xe
Hệ thống sàn bê tông dùng robot:
- Robot phải luôn luôn hoạt động nên rất nhanh hỏng
- Sử dụng robot để lấy xe ra vào vị trí, robot nâng 2 bánh nên không phù hợp với loại xe số tự động
- Sàn đỗ xe là sàn bê tông với yêu cầu cao về độ chính xác của mặt phẳng nên rất khó thi công
- Loại robot nâng 4 bánh xe đƣợc nghiên cứu tại Nhật Bản
Hệ thống sàn kết cấu thép dùng pallet:
- Vận hành pallet đơn giản hơn và giảm bớt 1 thao tác đƣa robot vào vị trí nên giảm thời gian nhận và trả xe
- Có thể tháo lắp di chuyển dễ dàng so với sàn bê tông
- Phải bảo dƣỡng kết cấu thép định kỳ
Các nước phát triển trên thế giới đã xây dựng các bãi đỗ xe rất hiện đại như:
Hình 1.5Trạm đỗ xe thông minh
Tại các thành phố lớn ở Việt Nam, việc xây dựng bãi đỗ xe dạng tầng hầm hoặc bãi đỗ xe bán tự động đang được các nhà quản lý xem xét, do quỹ đất dành cho giao thông ngày càng hạn chế.
Hình 1.7 Bãi đỗ xe dạng tầng hầm
Bãi đỗ xe dạng bán tự động tại các vùng ngoại thành thường không cần công nghệ cao do quỹ đất dành cho giao thông ở đây phong phú hơn.
Hình 1.9 Bãi đỗ xe tại các vùng ngoại thành
1.3 Giải pháp tiếc kiệm thời gian đƣa xe vào nơi đỗ
Hiện nay, việc ghi vé và quản lý thủ công tại bãi đỗ xe đang gây khó khăn cho nhân viên và tạo ra tình trạng ùn tắc, phiền toái cho sinh viên Phương pháp giữ xe truyền thống như xé vé tay và ghi biển số không chỉ tốn thời gian thanh toán mà còn làm mất mỹ quan và không đảm bảo tính bảo mật Điều này dẫn đến nguy cơ mất xe do các thủ đoạn tinh vi như tráo biển số và vé bấm trên xe.
Công nghệ in mã vạch đã cải thiện đáng kể quy trình quản lý vé xe thủ công, giúp tăng hiệu quả trong thời gian xử lý xe ra vào Tuy nhiên, việc sử dụng giấy in nhiệt vẫn gặp hạn chế do không thể tái sử dụng sau khi hết lượt xe.
Nếu không sử dụng, 7 vé xe sẽ trở thành rác Đặc biệt, trong mùa mưa, vé có thể bị thấm nước, làm mờ mã vạch và gây khó khăn cho việc quét bằng máy.
Để giải quyết tình trạng ùn tắc và khó khăn trong quản lý bãi đỗ xe, việc chế tạo nhà xe thông minh với công nghệ in mã vạch sẽ mang lại nhiều lợi ích đáng kể.
- Giảm ùn tắc, tai nạn giao thông do để xe dưới lòng đường
- Tạo cho khách hàng cảm giác tiện nghi, thoải mái trong việc tính tiền tự động
- Giảm nhân công trông giữ xe
- Việc phân làn giúp dễ dàng trong việc quản lý cũng nhƣ giảm quỹ thời gian khi thanh toán
Hệ thống này áp dụng thẻ RFID thay cho giấy in nhiệt, mang lại tính bảo quản cao và giảm thiểu thất thoát tài chính, đồng thời cải thiện mỹ quan cho bãi giữ xe.
Trong chương này, chúng tôi đã phân tích nguyên nhân gây ra tình trạng ùn tắc tại nhà xe của trường Đại học Vinh Đồng thời, chúng tôi cũng đã khám phá một số hệ thống bãi đỗ xe thông minh đang được áp dụng trên thế giới.
Kết luận chương
Trong chương này, chúng tôi đã phân tích nguyên nhân gây ra tình trạng ùn tắc tại bãi đỗ xe của Trường Đại học Vinh, đồng thời nghiên cứu một số hệ thống bãi đỗ xe thông minh đang được áp dụng trên toàn cầu.
GIỚI THIỆU VỀ PHẦN CỨNG
Giới thiệu về công nghệ RFID
RFID (Nhận dạng tần số vô tuyến) là công nghệ tự động nhận diện thông qua sóng vô tuyến, cho phép lưu trữ và truy xuất dữ liệu từ xa bằng cách sử dụng thẻ RFID và đầu đọc RFID.
Thẻ RFID có khả năng thay thế mã vạch trên sản phẩm tại các siêu thị bán lẻ, cho phép truyền tải thông tin qua khoảng cách ngắn mà không cần tiếp xúc vật lý.
Hệ thống RFID bị động hiện nay hoạt động theo cách đơn giản: bộ nhớ truyền tín hiệu tần số vô tuyến từ ăng-ten đến con chip Bộ nhớ này nhận thông tin từ chip và gửi đến máy tính điều khiển để xử lý Các chip không có nguồn điện riêng, mà hoạt động nhờ năng lượng nhận được từ tín hiệu do bộ nhớ phát ra.
Thẻ RFID được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như quản lý nhân sự, theo dõi hàng hóa tại siêu thị và kho bãi, giám sát động vật, quản lý phương tiện qua trạm thu phí, và làm thẻ hộ chiếu.
Khi bạn vào siêu thị mua sắm, mọi sản phẩm đều được gắn thẻ RFID, giúp bạn tiết kiệm thời gian chờ thanh toán Thay vì đứng xếp hàng, bạn chỉ cần nhấc túi hàng và ra khỏi siêu thị Đầu đọc RFID sẽ tự động ghi nhận thông tin giá cả của các sản phẩm khi bạn đi qua, và hóa đơn sẽ được in ra mà không cần quét mã vạch từng món hàng.
Thẻ RFID (transponder) là một vi mạch kết hợp với ăng-ten trong một gói nhỏ gọn, được thiết kế để gắn vào các đối tượng nhằm theo dõi chúng Ứng dụng của thẻ RFID cho phép ăng-ten nhận tín hiệu từ đầu đọc RFID hoặc máy quét, sau đó trả về tín hiệu cùng với dữ liệu bổ sung như số duy nhất hoặc thông tin tùy chỉnh khác.
Cảm biến được sử dụng để đọc thông tin từ các thẻ, có thể được lắp đặt cố định hoặc di động Ăng ten là thiết bị kết nối giữa thẻ và thiết bị đọc, giúp thiết bị đọc phát tín hiệu sóng để kích hoạt và truyền nhận dữ liệu với thẻ.
Máy chủ: thu nhận, xử lý dữ liệu, phục vụ giám sát, thống kê, điều khiển,…
Cơ sở hạ tầng truyền thông là thành phần thiết yếu, bao gồm cả mạng có dây và không dây, cùng với các bộ phận kết nối tuần tự, giúp kết nối các thành phần trong hệ thống để chúng có thể giao tiếp hiệu quả với nhau.
Thẻ RFID có kích thước rất nhỏ, tương đương với hạt gạo, nhưng kích thước của chúng có thể thay đổi tùy thuộc vào ứng dụng, với các kích thước phổ biến như 50x25mm và 35x25mm cho các nhãn RFID, hoặc thậm chí lớn hơn, bằng bìa một cuốn sách.
Thẻ thụ động (passive tag) là loại thẻ không có nguồn năng lượng riêng Khi dòng điện từ tín hiệu sóng radio vào ăng-ten, nó cung cấp năng lượng cho mạch tích hợp CMOS (IC) trong thẻ, kích hoạt hoạt động của thẻ và cho phép truyền tín hiệu phản hồi Khi thẻ thụ động đi qua máy đọc, năng lượng từ sóng radio của máy đọc "đánh thức" chip để thu nhận thông tin lưu trữ ăng-ten của thẻ phải được thiết kế để thu năng lượng từ cả tín hiệu đến và tín hiệu phản hồi Do không có nguồn nuôi bên trong, thẻ thụ động và nhãn dán thụ động thường có kích thước nhỏ và không thể hoạt động hiệu quả ở khoảng cách xa.
Thẻ bán chủ động (semi-active tag) tương tự như thẻ thụ động nhưng được trang bị một pin nhỏ, cho phép IC của thẻ nhận nguồn liên tục Điều này giúp giảm thiểu sự cần thiết trong thiết kế ăng-ten thu năng lượng từ tín hiệu quay lại Thẻ bán chủ động không truyền tín hiệu vô tuyến liên tục mà chỉ kích hoạt khi nhận được tín hiệu từ đầu đọc, giúp bảo tồn năng lượng Nhờ vào khả năng phản hồi nhanh hơn, thẻ bán chủ động RFID có khả năng đọc số truyền tốt hơn và khoảng cách đọc cũng xa hơn so với thẻ thụ động.
Thẻ chủ động (active tag) là loại thẻ RFID độc lập, khác biệt với thẻ thụ động và thẻ bán chủ động Thẻ chủ động có nguồn năng lượng tự cung cấp, cho phép nó hoạt động hiệu quả hơn trong việc truyền tải dữ liệu.
Cấp nguồn cho các IC và phát ra tín hiệu, thẻ chủ động thường được gọi là đèn hiệu vì khả năng phát tín hiệu nhận được Với vùng hoạt động rộng lên tới vài chục mét, thẻ chủ động có bộ nhớ lớn cho phép nhận và truyền nhiều dữ liệu hơn, thời gian hoạt động thường kéo dài từ 3 đến 5 năm.
Sử dụng hệ thống không dây thu phát sóng radio Không sử dụng tia sáng nhƣ mã vạch
Thông tin có thể đƣợc truyền qua những khoảng cách nhỏ mà không cần tiếp xúc vật lý nào
Công nghệ hiện đại cho phép đọc thông tin qua nhiều môi trường và vật liệu khó khăn như bê tông, tuyết, sương mù, băng đá, sơn, và các điều kiện thách thức khác mà mã vạch và công nghệ truyền thống không thể xử lý hiệu quả.
Thẻ RFID có thể đọc trong khoảng thời gian < 10ms Và sẽ còn có hiệu quả trong các ứng dụng thực tiễn phát sinh trong đời sống
2.1.3Các khoảng cách đọc chuẩn của thiết bị RFID
Khoảng cách đọc của thẻ RFID phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm loại thẻ (chủ động hay thụ động) và tần số của đầu đọc Đặc biệt, các thẻ RFID thụ động thường có khoảng cách đọc khác nhau dựa trên giải tần số mà đầu đọc sử dụng.
Kit vi điều khiển Arduino
Arduino là một bo mạch vi xử lý giúp lập trình và tương tác với các thiết bị phần cứng như cảm biến, động cơ, đèn và nhiều thiết bị khác.
Hình 2.6 Một số chức năng của các chân trên board mạch Arduino
Mạch Arduino bao gồm vi điều khiển AVR và các linh kiện bổ sung, giúp lập trình dễ dàng và mở rộng với các mạch khác Một điểm nổi bật của Arduino là các kết nối tiêu chuẩn, cho phép người dùng dễ dàng kết nối với CPU và các module bổ sung Thường sử dụng chip megaAVR như ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280 và ATmega2560, Arduino cũng tương thích với một số vi xử lý khác Hầu hết các mạch có bộ điều chỉnh 5V và thạch anh dao động 16 MHz, mặc dù một số thiết kế như LilyPad chạy ở 8 MHz và không có bộ điều chỉnh điện áp do kích thước hạn chế Vi điều khiển Arduino có thể được lập trình sẵn với boot loader, cho phép tải chương trình trực tiếp vào bộ nhớ flash on-chip mà không cần bộ nạp bên ngoài, giúp đơn giản hóa quá trình sử dụng.
Board Arduino cung cấp hầu hết các chân I/O của vi điều khiển cho các mạch ngoài, với Arduino Uno có 14 chân I/O kỹ thuật số, trong đó 6 chân hỗ trợ xung PWM và 6 chân input analog có thể sử dụng như chân I/O số Các chân này được thiết kế nằm phía trên mặt board và kết nối qua các header cái 0.10-inch (2.5 mm).
2.2.2 Những đặc điểm nổi bật của Arduino
Sử dụng với người mới bắt đầu
Mã nguồn mở và phần mềm mở rộng là đặc điểm nổi bật của các phần mềm Arduino, cho phép chia sẻ và mở rộng dễ dàng bởi các lập trình viên có kinh nghiệm Ngôn ngữ lập trình có thể được mở rộng thông qua thư viện C++, mang lại sự linh hoạt và khả năng tùy chỉnh cao cho người dùng.
Mã nguồn mở và khả năng mở rộng phần cứng là những đặc điểm nổi bật của nền tảng Arduino, cho phép người dùng dễ dàng tùy biến các thiết bị theo dạng module Việc lắp ráp, lập trình và sử dụng thiết bị Arduino cũng rất đơn giản và nhanh chóng, giúp người dùng tiếp cận công nghệ một cách thuận tiện.
Chia sẻ mã nguồn trở nên đơn giản, giúp mọi người kết nối mà không cần lo lắng về ngôn ngữ hay hệ điều hành Lập trình trên Arduino có thể thực hiện trên nhiều nền tảng khác nhau, bao gồm Windows, Mac OS, Linux cho máy tính để bàn và iOS, Android cho thiết bị di động.
Ngôn ngữ lập trình đơn giản, dễ hiểu: ngôn ngữ lập trình cho thiết bị Arduino rất dễ tiếp cận và dễ dàng
Mạch Arduino là một lựa chọn tiết kiệm chi phí so với các nền tảng vi điều khiển khác, và người dùng có thể tự lắp ráp các module Arduino để giảm thiểu chi phí.
2.2.3 Công cụ lập trình Arduino
Mặc dù là một bo mạch nhỏ, Arduino có khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực thú vị Để phát triển ứng dụng dựa trên Arduino, người dùng cần trang bị kiến thức và kỹ năng cần thiết.
- Dây kết nối USB loại A-B
Ngôn ngữ lập trình của Arduino là C/C++, nhưng lập trình với Arduino dễ dàng hơn so với lập trình trực tiếp với vi điều khiển nhờ vào việc giao tiếp với phần cứng thông qua các thư viện Những thư viện này có thể được coi là các lớp C++ wrapper giúp đơn giản hóa quá trình lập trình Trên Internet, có nhiều thư viện đã được phát triển sẵn để điều khiển các thiết bị ngoại vi như LCD, cảm biến, và động cơ, cho phép người dùng dễ dàng kết hợp chúng để tạo ra ứng dụng riêng của mình.
Hình 2.7 KitArduino Đối với chúng ta lập trình cho Arduino thì trước tiên quan tâm những thành phần đƣợc đánh số ở trên:
Cổng USB (1) là giao diện cho phép tải code từ máy tính lên vi điều khiển, đồng thời cũng hoạt động như một cổng giao tiếp serial để truyền dữ liệu giữa vi điều khiển và máy tính.
Để cung cấp nguồn cho Arduino, bạn có thể sử dụng cổng USB, nhưng không phải lúc nào cũng có sẵn kết nối với máy tính Trong trường hợp này, bạn cần một nguồn điện từ 9V đến 12V.
The header row (3) features digital pins numbered from 0 to 12, which are used for receiving or transmitting digital signals Additionally, there is a ground pin (GND) and a reference voltage pin (AREF).
- Hàng header thứ hai (4): chủ yếu liên quan đến điện áp đất, nguồn
- Hàng header thứ ba (5): các chân để nhận vào hoặc xuất ra các tín hiệu analog
Ví dụ nhƣ đọc thông tin của các thiết bị cảm biến
Vi điều khiển AVR là bộ xử lý trung tâm của toàn bộ bo mạch, và mỗi mẫu Arduino sử dụng một loại chip khác nhau Đối với Arduino Uno, chip được sử dụng là ATMega328.
2.2.5 Các ứng dụng nổi bật của board mạch Arduino
Arduino là bộ não của nhiều thiết bị, từ đơn giản đến phức tạp, với khả năng thực hiện các nhiệm vụ phức tạp Dưới đây là một số ứng dụng nổi bật của Arduino, chứng tỏ khả năng vượt trội của nó.
Cuộc cách mạng âm thầm đang diễn ra nhờ vào Arduino chính là sự phát triển của máy in 3D nguồn mở Reprap Máy in 3D là công cụ quan trọng giúp tạo ra các vật thể một cách dễ dàng và hiệu quả.
Module USB-TLL CH340
Chip CH340 cho phép chuyển đổi USB sang UART-TTL, giúp kết nối dễ dàng với máy tính Module này thuận tiện cho việc nghiên cứu các module khác bằng cách gửi lệnh trực tiếp từ máy tính và phân tích dữ liệu nhận được trên màn hình mà không cần thông qua chương trình của vi điều khiển.
Hình 2.13Module USB-TLL CH340 Thông số kỹ thuật:
21 Điện áp 5V cấp trực tiếp từ cổng USB
Ngõ ra dạng UART gồm 2 chân TX, RX
Với 3 led trạng thái: báo nguồn, led RX, led TX.
Động cơ Servo SG90
Hình 2.14 Động cơ Servo SG90 Tính năng:
Servo là một loại động cơ điện đặc biệt, chỉ quay khi được điều khiển trong khoảng góc từ 0° đến 180° Các loại servo có kích thước và cấu tạo khác nhau, từ những loại nhẹ chỉ 9g dùng cho máy bay mô hình đến những loại mạnh mẽ với momen lực lớn Động cơ servo được thiết kế với hệ thống hồi tiếp vòng kín, cho phép tín hiệu ra được kết nối với mạch điều khiển Khi động cơ quay, vận tốc và vị trí sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển, giúp điều chỉnh sai lệch để đạt được vị trí mong muốn Động cơ servo điều khiển bằng sóng vô tuyến được gọi là động cơ servo RC, mặc dù bản thân nó không được điều khiển trực tiếp bằng vô tuyến mà nhận tín hiệu từ máy thu trên máy bay hoặc xe hơi.
Kết luận chương
Chương này đã phân tích nguyên lý hoạt động và công dụng của từng linh kiện Trong chương tiếp theo, chúng ta sẽ tập trung vào thiết kế và chế tạo mô hình nhà giữ xe thông minh nhằm giải quyết vấn đề hiện tại.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH NHÀ GIỮ XE THÔNG
Thiết kế
Nhà xe Trường Đại học Vinh hiện đang gặp khó khăn do việc quản lý và ghi vé thủ công, dẫn đến ùn tắc do lưu lượng sinh viên quá đông Hình thức ghi vé này không chỉ tốn thời gian trong việc ghi vé mà còn trong quá trình thanh toán Do đó, việc thiết kế bãi đỗ xe thông minh là rất cần thiết để phục vụ tốt hơn cho sinh viên Bãi đỗ xe thông minh sẽ giúp tiết kiệm thời gian và giảm bớt nhân công ghi vé, đồng thời việc phân làn trong bãi đỗ cũng rất quan trọng đối với sinh viên.
Bài toán thiết kế mô hình nhà giữ xe:
- Có khả năng phát triển và ứng dụng đƣợc trong thực tế
- Phân làn cho các trường hợp cụ thể
- Giảm thời gian trong việc thanh toán
- Giải quyết triệt để ùn tắc
- Nhà xe đƣợc chia làm 4 làn trong đó 2 làn vé tháng, 1 làn vé ngày và 1 làn giáo viên
- Bãi đỗ xe có cổng ra và cổng vào
Khi xe vào bãi đỗ, tài xế cần đi đúng làn và quẹt thẻ qua cửa Đối với vé tháng, giáo viên sử dụng thẻ cá nhân của mình, trong khi vé ngày sẽ được bảo vệ cấp phát thẻ sử dụng trong ngày.
Khi xe di chuyển đúng làn quy định, chỉ cần quẹt thẻ để ra vào Đối với vé tháng và giáo viên, không cần thanh toán, giúp họ nhanh chóng ra khỏi bãi xe mà không mất thời gian Trong khi đó, vé ngày sẽ có bảo vệ thu tiền và thu vé để tái sử dụng cho ngày hôm sau.
Vé tháng và giáo viên:
- 2 loại vé này sẽ đƣợc tính giá ƣu đãi hơn so với vé ngày
- Hình thức thanh toán: định kỳ hằng tháng thanh toán cho đơn vị quản lý
Vé này sẽ chiếm một phần nhỏ trong việc cấp phát thẻ, trong khi thanh toán sẽ được tách riêng để thuận tiện cho công tác quản lý và quy trình thanh toán.
3.1.1 Sơ đồ thiết kế của bãi đỗ xe
Hình 3.1 Sơ đồ thiết kế của bãi đỗ xe
Khi xe vào bãi, phương tiện cần đi đúng làn quy định; đối với vé tháng và giáo viên, chỉ cần quẹt thẻ để barier bật lên Với vé ngày, nhân viên sẽ phát thẻ qua cổng Khi ra, xe cũng phải đi theo làn quy định và quẹt thẻ; vé tháng và giáo viên không cần thanh toán, giúp họ ra nhanh chóng mà không mất thời gian Ngược lại, vé ngày sẽ có bảo vệ thu tiền và vé để tái sử dụng Trong trường hợp thẻ giả mạo, hệ thống sẽ phát hiện và barier sẽ không bật khi quẹt thẻ ra cổng.
Sơ đồ khối của bãi đỗ xe cho thấy quá trình hoạt động khi thẻ được quét bởi cảm biến RC522 Thông tin từ thẻ sẽ được gửi đến Arduino để xử lý Nếu thông tin hợp lệ, servo sẽ mở, ngược lại sẽ đóng Tương tự, tại cửa ra, thông tin cũng được truyền từ cảm biến đến Arduino để kiểm tra tính hợp lệ, và kết quả sẽ được hiển thị trên màn hình máy tính.
3.1.3 Lưu đồ thuật toán hình 3.3 Lưu đồ thuật toán cổng vào hình 3.4 Lưu đồ thuật toán cổng ra
Tại cổng vào, thông tin được nhập thông qua việc đọc thẻ Sau đó, thông tin này sẽ được xử lý và so sánh trên Arduino; nếu thông tin hợp lệ, cửa sẽ được mở, ngược lại, nếu không hợp lệ, sẽ có thông báo không hợp lệ và cửa sẽ không mở.
Tại cổng ra, thông tin được nhập vào thông qua việc đọc thẻ Sau đó, Arduino sẽ xử lý và so sánh thông tin đầu vào; nếu hợp lệ, cửa sẽ được mở, ngược lại, nếu không hợp lệ, hệ thống sẽ thông báo không hợp lệ và cửa sẽ không mở Kết quả sẽ được hiển thị trên màn hình máy tính.
Chế tạo mô hình nhà giữ xe thông minh
Yêu cầu của mô hình:
- Hệ thống cơ hoạt động tốt
- Hệ thống điện tốt, hoạt động đúng theo thiết kế
- Hệ thống của đáp ứng đƣợc mọi yêu cầu đề ra
Mô hình cần phải giống thực tế về hình thức và chất lượng hoạt động, đảm bảo tính chắc chắn và gọn gàng Thiết kế kết cấu cơ khí cho mô hình phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật Bên cạnh đó, cần có các kết cấu phụ để hoàn thiện mô hình bãi đỗ xe tự động Động cơ sử dụng là loại động cơ một chiều được cấp nguồn.
Mục đích của việc chế tạo mô hình:
Tạo ra một mô hình bãi đỗ xe thông minh có thể hoạt động tốt, từ đó có thể thiết kế đƣợc bãi đỗ xe thông minh thật
Việc phát triển mô hình hoạt động hiệu quả sẽ giúp người học có cơ hội thực hành và nghiên cứu môn học một cách thực tế, từ đó giảm bỡ ngỡ khi bước vào môi trường làm việc.
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bãi đỗ xe thông minh yêu cầu sinh viên tham khảo thực tế và sử dụng nhiều tài liệu đa dạng Điều này không chỉ giúp họ có cái nhìn sâu sắc hơn về lĩnh vực điện mà còn mở rộng kiến thức sang nhiều ngành nghề khác.
Chế tạo phần điều khiển:
Các thiết bị sử dụng trong hệ thống gồm có:
- Module RFID: phân loại vé trong thẻ
- Màn hình LCD: hiển thị loại vé
- Nguồn 5V: nguồn cấp cho kit arduino
Sản phẩm
Sau khi lắp ráp linh kiện, đã đƣợc sản phẩm thực tế sau:
Hình 3.5 Sản phẩm thực tế nhà xe thông minh Kích thước mô hình:
Chạy thử nghiệm mô hình
Sau khi chạy thử đã đạt đƣợc các kết quả đề ra nhƣ:
- Phân làn xe trong bãi đỗ xe
- Barrier đóng mở khi có thẻ quẹt
Hình 3.6 cho thấy rằng khi sử dụng vé không hợp lệ, cửa barrier sẽ không mở và màn hình hiển thị thông báo không hợp lệ.
Hình 3.7 Kết quả khi dùng vé hợp lệ
Nhìn vào hình 3.7 cho thấy, khi dùng vé hợp lệ thì kết quả cửa barrier mở cũng nhƣ màn hình hiển thị hợp lệ.
kết luận chương
Chúng tôi đã áp dụng kiến thức học được và kinh nghiệm thực tiễn để thiết kế thành công nhà giữ xe thông minh, giúp giảm thiểu tình trạng ùn tắc và nâng cao tính an toàn cho các phương tiện.