Đồ án Hệ thống bãi giữ xe thông minh ứng dụng công nghệ IoT & RFID (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Hệ thống bãi giữ xe thông minh ứng dụng công nghệ IoT & RFID (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE THÔNG MINH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IoT & RFID GVHD: ThS. NGUYỄN NGÔ LÂM SVTH: NGUYỄN THANH BÌNH MSSV: 13141458 SVTH: ĐOÀN NGUYỄN NHƯ BẢO MSSV: 13141453 S K L 0 0 4 9 7 6 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2017
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE THÔNG MINH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IoT & RFID SVTH: NGUYỄN THANH BÌNH MSSV: 13141458 SVTH: ĐOÀN NGUYỄN NHƯ BẢO MSSV: 13141453 Khóa: 2013 Ngành: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN NGÔ LÂM Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2017
3. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Tp. Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 7 năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thanh Bình MSSV: 13141458 Đoàn Nguyễn Như Bảo MSSV: 13141453 Ngành: Điện tử công nghiệp Lớp: 13141CLDT1 Giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Ngô Lâm ĐT: 0908434763 Ngày nhận đề tài: 26/02/2017 Ngày nộp đề tài: 11/07/2017 1. Tên đề tài: Hệ thống bãi giữ xe thông minh ứng dụng công nghệ IoT & RFID. 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Giáo trình “Lập trình Android trong ứng dụng điều khiển – Nguyễn Văn Hiệp” – Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM tháng 8/2015. 3. Nội dung thực hiện đề tài: Thiết kế và xây dựng giải pháp hệ thống bãi giữ xe thông minh bao gồm phần mềm quản lý và giải pháp phần cứng ứng dụng 2 công nghệ lớn là IoT và RFID. 4. Sản phẩm: Hệ thống bãi giữ xe thông minh bao gồm giải pháp phần mềm quản lý và phần cứng ứng dụng 2 công nghệ lớn là IoT và RFID. TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
4. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Thanh Bình MSSV: 13141458 Đoàn Nguyễn Như Bảo MSSV: 13141453 Ngành: Điện tử công nghiệp Tên đề tài: Hệ thống bãi giữ xe thông minh ứng dụng công nghệ IoT & RFID. Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Ngô Lâm NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Giáo viên hướng dẫn ii
5. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Thanh Bình MSSV: 13141458 Đoàn Nguyễn Như Bảo MSSV: 13141453 Ngành: Điện tử công nghiệp Tên đề tài: Hệ thống bãi giữ xe thông minh ứng dụng công nghệ IoT & RFID. Họ và tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Giáo viên phản biện iii
6. Lời cảm ơn Trong thời gian thực hiện đề tài này, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Ths.Nguyễn Ngô Lâm giảng viên Bộ môn Điện tử công nghiệp - trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đề tài. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM nói chung, các thầy cô trong Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao và Bộ môn Điện tử công nghiệp nói riêng đã dạy dỗ cho chúng em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn học chuyên ngành, giúp chúng em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập. Cuối cùng, con xin chân thành cảm ơn ông, bà, cha, mẹ các anh, chị, em, gia đình đã luôn tạo điều kiện học tập luôn là tốt nhất cho chúng con. Cảm ơn bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đề tài. Tp.Hồ Chí Minh, Tháng 07 năm 2017 Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Thanh Bình – Đoàn Nguyễn Như Bảo i
7. Lời mở đầu Theo sau sự phát triển và biến động như vũ bão của nền kinh tế thế giới, cùng đó là tốc độ phát triển chóng mặt của Khoa học – Kỹ thuật, ngày nay ở các trung tâm thành phố lớn sự phát triển mật độ dân cư và xe cộ ngày càng đông đúc. Đặc biệt là sự gia tăng về số lượng xe ô tô ngày càng nhiều và điều này phần nào cũng phản ánh sự phát triển của một quốc gia. Từ đó dẫn đến vấn đề môi trường, ùn tắc giao thông và thiếu bãi đậu, đỗ xe cần được cấp thiết giải quyết. Điện tử đang trở thành một ngành công nghiệp đa nhiệm. Điện tử đã đang đáp ứng những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực công, nông, lâm, ngư nghiệp cho đến các nhu cầu thiết bị trong đời sống hàng ngày và nhiều hơn thế nữa. Các thiết bị điện tử đã, đang và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả trong hầu hết các lĩnh vực khoa học kỹ thuật cũng như trong đời sống xã hội đi đôi với sự phát triển của khoa học và công nghệ. Với trình độ khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển. Nhiều vấn đề đã được giải quyết nhanh gọn với công nghệ điện tử và tự động hóa. Các bãi giữ xe truyền thống đã không còn phù hợp với hầu hết các tòa nhà, chung cư hay bệnh viện vì những rắc rồi mà nó mang lại. Với hệ thống máy giữ xe bằng thẻ từ (máy giữ xe quẹt thẻ) các vấn đề nan giải muôn thủa như vấn đề ùn tắc, tình trạng mất xe, mất vé gửi dường như đã được giải quyết triệt để. Xuất phát từ các vấn đề thiết thực đó đề tài “Bãi giữ xe thông minh” đã được chọn cho quá trình nghiên cứu. ii
8. Mục lục Lời cảm ơn i Lời mở đầu ii Danh mục hình ảnh vi Danh mục bảng viii Danh mục các từ viết tắt viii Chương 1. Tổng quan 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Tình hình nghiên cứu hiện nay 1 1.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước 1 1.2.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước 2 1.3. Tính cấp thiết của đề tài 2 1.4. Mục đích của đề tài 3 1.5. Phương pháp nghiên cứu 3 1.6. Bố cục đồ án 4 Chương 2. Kiến thức cơ bản 5 2.1. Cấu trúc tin nhắn SMS 5 2.2. Sơ lược về UART 8 2.3. Sợ lược về chuẩn giao tiếp One-Wire 12 2.4. Sơ lược về chuẩn giao tiếp SPI 16 2.5. Sơ lược về công nghệ RFID 18 2.6. Sơ lược về TCP/IP 19 2.7. Sơ lược về ngôn ngữ HTML 24 2.8. Sơ lược về ngôn ngữ PHP 28 2.9. Board Arduino Mega 2560 38 2.10. Module ESP-8266 V1 40 2.11. Module Sim900A 43 iii
9. Chương 3. Thiết kế & xây dựng hệ thống 48 3.1. Giới thiệu và tóm tắt 48 3.1.1. Yêu cầu của hệ thống 48 3.1.2. Phương án thiết kế 48 3.2. Thiết kế sơ đồ khối 49 3.3. Thiết kế hệ thống phần cứng 50 3.3.1. Khối xử lý trung tâm 50 3.3.2. Khối giao tiếp mạng 52 3.3.3. Khối giao tiếp SMS 53 3.3.4. Khối hiển thị 55 3.3.5. Khối cảm biến 56 3.3.6. Khối động cơ 58 3.3.7. Khối chuông báo 59 3.3.8. Khối nguồn 60 3.3.9. Sơ đồ nguyên lí toàn mạch điều khiển 62 3.3.10. Thiết kế mạch nạp cho ESP-8266 63 3.3.11. Thiết kế đầu đọc thẻ RFID-Reader 63 3.4. Thiết kế phần mềm 64 3.4.1. Thiết kế phần mềm trên PC 64 3.4.2. Thiết kế trang web điều khiển 66 3.5. Thiết kế cú pháp tin nhắn điều khiển 69 Chương 4. Kết quả thực hiện 70 4.1. Phần cứng 70 4.1.1. Các công cụ sử dụng 70 4.1.2. Vẽ mạch in mạch đã thiết kế 70 4.1.2.1. Mạch in mạch nạp ESP-8266 70 4.1.2.2. Mạch in phần Arduino giao tiếp modules 70 iv
10. 4.1.3. Board mạch đã hoàn thiện 71 4.1.3.1 Board Arduino giao tiếp modules 71 4.1.3.2 Mạch nạp ESP-8266 72 4.1.3.3 Đầu đọc thẻ RFID 73 4.1.4. Thi công mô hình bãi xe 74 4.2. Chương trình vi điều khiển 74 4.2.1. Lưu đồ giải thuật cho Arduino Mega 75 4.2.2. Lưu đồ giải thuật cho RFID-Reader 77 4.2.3. Chương trình cho Arduino Mega 78 4.2.4. Chương trình cho RFID-Reader 78 4.3. Phần mềm 80 4.3.1. Phần mềm quản lý bãi xe trên PC 80 4.3.1. Website điều khiển và quản lý bãi xe 82 Chương 5. Đánh giá 86 Chương 6. Kết luận & Phạm vi ứng dụng 95 6.1. Kết luận 95 6.2. Hướng phát triển 96 6.3. Ứng dụng trong tương lai gần 96 Tài liệu tham khảo 98 Phụ lục 99 1. Code chương trình cho vi điều khiển 99 1.1. Chương trình cho Arduino Mega 99 1.2. Chương trình cho ESP-8266 99 1.3. Chương trình cho RFID-Reader 99 2. AT Mega 2560 Datasheet 99 3. AT Mega 328 Datasheet 99 4. Sim900A Datasheet 99 v
11. 5. ESP-8266 Datasheet 99 6. Video Demo 99 7. Hướng dẫn vận hành hệ thống 99 Danh mục hình ảnh Hình 2.1. Cấu trúc cơ bản của một tin nhắn. 6 Hình 2.2. Sơ đồ truyền tin nhắn SMS. 7 Hình 2.3. Tín hiệu tương đương của UART và RS232. 8 Hình 2.4. Truyền 8 bit theo phương pháp song song và nối tiếp. 9 Hình 2.5. Cấu trúc chuẩn One-Wire. 12 Hình 2.6. Mô tả các thao tác trong chuẩn One-Wire. 14 Hình 2.7. Giao diện SPI. 17 Hình 2.8. Truyền dữ liệu SPI. 17 Hình 2.9. Hệ thống RFID cơ bản. 19 Hình 2.10. Mô hình vận chuyển dữ liệu qua giao thức TCP/IP. 20 Hình 2.11. Quá trình đóng mở gói dữ liệu trong TCP/IP. 22 Hình 2.12. Cấu trúc dữ liệu trong TCP/IP. 23 Hình 2.13. Phương thức hoạt động của ngôn ngữ PHP. 29 Hình 2.14. Board Arduino Mega2560 R3. 39 Hình 2.15. Module ESP-8266 V1. 40 Hình 2.16. Sơ đồ chân ESP-8266 V1. 40 Hình 2.17. Hình dạng Module Sim900A. 44 Hình 3.1. Sơ đồ khối toàn mạch. 49 Hình 3.2. Sơ đồ nguyên lí khối xử lý trung tâm. 52 Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lí khối giao tiếp mạng kết nối với Arduino. 53 Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lí khối giao tiếp SMS kết nối với Arduino. 54 Hình 3.5. Sơ đồ nguyên lí khối hiển thị kết nối với Arduino. 56 vi
12. Hình 3.6. Sơ đồ nguyên lí khối cảm biến. 58 Hình 3.7. Sơ đồ nguyên lí khối động cơ. 59 Hình 3.8. Sơ đồ nguyên lí khối chuông báo. 60 Hình 3.9. Sơ đồ nguyên lí khối nguồn. 61 Hình 3.10. Sơ đồ mạch nạp ESP-8266. 63 Hình 3.11. Sơ đồ nguyên lí đầu đọc thẻ RFID. 64 Hình 3.12. Lưu đồ phần mềm quản lý bãi xe trên PC. 65 Hình 3.13. Lưu đồ giải thuật cho phân quyền người dùng. 67 Hình 3.14. Lưu đồ giải thuật cho phân quyền admin. 68 Hình 4.1. Mạch in mạch nạp ESP8266. 70 Hình 4.2. Mạch in Arduino giao tiếp với các module. 71 Hình 4.3. Board Arduino giao tiếp với các module. 72 Hình 4.4. Board nạp ESP-8266. 72 Hình 4.5. Bộ đầu đọc thẻ RFID sau khi nối dây. 73 Hình 4.6. Bộ đầu đọc thẻ RFID sau khi hoàn thiện. 73 Hình 4.7. Mô hình bãi xe. 74 Hình 4.8. Lưu đồ chương trình cho Arduino Mega. 75 Hình 4.9. Lưu đồ giải thuật RFID-Reader. 77 Hình 4.10. Giao diện chính phần mềm quản lý bãi xe. 82 Hình 4.11. Giao diện SET thẻ trên phần mềm quản lý bãi xe. 82 Hình 4.12. Sơ đồ hoạt động website hệ thống. 83 Hình 4.13. Giao diện trang chủ website hệ thống. 83 Hình 4.14. Giao diện người dùng website hệ thống. 84 Hình 4.15. Giao diện đăng nhập website hệ thống. 84 Hình 4.16. Giao diện trang quản trị viên website hệ thống. 85 Hình 5.1. Giao diện phần mềm khi hoàn tất kết nối. 87 Hình 5.2. Màn hình LCD khi hoàn tất kết nối. 87 vii
13. Hình 5.3. Tin nhắn phản hồi khi đặt chỗ. 88 Hình 5.4. Trang web khi chưa đặt chỗ. 89 Hình 5.5. Trang web khi đặt chỗ thành công. 89 Hình 5.6. Trang web khi đặt chỗ không thành công. 90 Hình 5.7. Giao diện phần mềm khi có xe đặt chỗ. 90 Hình 5.8. Giao diện web khi chưa điều khiển bật đèn. 91 Hình 5.9. Đèn đang ở trạng thái tắt. 92 Hình 5.10. Giao diện web khi đã điều khiển bật đèn. 92 Hình 5.11. Đèn chuyển sang trạng thái mở. 93 Danh mục bảng Bảng 1. Bảng chuyển đổi giữa các hệ mã số 6 Bảng 2. Mối tương quan giữa các tầng trong mô hình TCP/IP với OSI. 23 Bảng 3. Bảng thuộc tính của văn bản trong HTML. 26 Bảng 4. Bảng mã màu cơ bản trong HTML. 26 Bảng 5. Danh sách các quyền khi mở file PHP. 37 Bảng 6. Cách lệnh AT thường dùng với ESP8266. 43 Bảng 7. Các lệnh AT thường dùng với Module Sim900A. 47 Bảng 8. Cú pháp tin nhắn điều khiển. 69 Bảng 9. Tóm tắt kết quả thời gian đáp ứng điều khiển. 94 Danh mục các từ viết tắt CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã HTML Hyper Text Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn bản viii
14. I/O Input/Output Ngõ vào/ngõ ra I2C Inter-Integrated Circuit Vi mạch tích hợp truyền thông nối tiếp IC Integrated Circuit Mạch tích hợp IoT Internet of Thing Công nghệ mạng lưới vạn vật kết nối Internet LCD Liquid Crystal Display Màn hình tinh thể lỏng SPI Serial Peripheral Bus Chuẩn truyền thông nối tiếp tốc độ cao do hãng Motorola đề xuất MCU Microprocessor Control Unit Khối vi điều khiển MISO Master Input Slave Output Chân mang các dữ liệu từ các thiết bị SPI về vi điều khiển MOSI Master Ouput Slave Input Chân mang các dữ liệu từ vi điều khiển đến các thiết bị SPI OSI Open Systems Interconnection Mô hình tham chiếu kết nối các Reference Model hệ thống mở OW One Wire Interface Giao tiếp một dây PDU Protocol Data Unit Nhóm các thông tin được bổ sung hoặc xóa bỏ trong 1 lớp của mô hình OSI PPM Pulse Position Modulation Điều chế vị trí xung PWM Pulse Width Modulation Điều chế độ rộng xung RFID Radio Frequency Identification Công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến ix
15. RXD Received Data Chân nhận dữ liệu trong giao tiếp UART SCK Serial Clock Chân giữ xung nhịp trong giao tiếp SPI SCL Serial Clock Line Dây truyền xung clock PHP Hypertext Preprocessor Ngôn ngữ lập trình kịch bản SDA Serial Data Line Dây truyền dữ liệu SMC Stored Message Central Trung tâm lưu trữ tin nhắn SMS Short Messaging Service Dịch vụ tin nhắn ngắn GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động toàn Communications cầu SoC System On Chip Hệ thống tích hợp trên một vi mạch SS Slave Select Chân chọn thiết bị con cần giao tiếp trong giao tiếp SPI TCP/IP Internet Protocol Suite Bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống mạng không đồng nhất với nhau TDMA Time Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo thời gian TTL Transistor Transistor Logic Một lớp mạch kỹ thuật số được xây dựng từ các transistor lưỡng cực TWI Two Wire Interface Giao tiếp hai dây TXD Transmitted Data Chân truyền dữ liệu trong giao tiếp UART x
16. UART Universal Asynchronous Receiver Truyền dữ liệu nối tiếp bất đồng – Transmitter bộ VAMA Vietnam Automobile Hiệp hội các nhà Sản xuất Ô tô Manufactures’s Association Việt Nam xi
17. Chương 1. Tổng quan 1.1. Đặt vấn đề Dựa trên số liệu thống kê mới nhất từ VAMA (Hiệp hội các nhà sản xuất ôtô Việt Nam), tổng lượng bán ôtô mới trong tháng 3/2017 là 26.872 xe, tăng 52% so với tháng 2 trước đó và tăng 8% so với cùng kỳ năm ngoái. Gộp chung lại trong Quý 1/2017, thị trường đã tiêu thụ 41.600 xe, tăng 8% so cùng kỳ năm trước. Có thể thấy lượng xe ô tô ngày một tăng, song song với vấn đề đó, người ta đặt vấn đề là xây dựng những bãi giữ xe để phục vụ cho người dân trong công việc cũng như trong việc đi lại của họ. Yêu cầu đặt ra là cần phải áp dụng các tiến bộ về khoa học kỹ thuật cho các bãi giữ xe tiến đến tối ưu hóa tự động và thông minh. Các công nghệ mới tiên tiến đã ra đời như công nghệ RFID, các công nghệ điều khiển và giám sát từ xa, công nghệ IoT (Internet of Thing) đã và luôn được ưu tiên ứng dụng vào các hệ thống hiện đại và ứng dụng nó cho các bãi giữ xe thông minh là một thành công điển hình. Có thể thấy được ở hình thức giữ xe truyền thống đã mang lại nhiều vấn đề tồn động và cần được thay thế. Ví dụ như mỗi vé giữ xe chỉ sử dụng một lần, hết lượt xe của khách ra khỏi bãi là nó trở thành rác và không thể tái sử dụng. Ngoài ra, mỗi khi trời mưa vé xe dễ bị thấm nước, bị mờ số xe và nhân viên không thể nhận diện được, đôi khi khách hàng còn làm rách. Ở hệ thống bãi giữ xe thông minh thì tất cả những điều đó đều được giải quyết một cách triệt để, thẻ xe là thẻ điện từ, chống thấm nước khi trời mưa, tiện và gọn khách hàng và chủ đầu tư dễ dàng bảo quản và thời gian sử dụng của thẻ điện từ rất lâu khoảng 10 năm hoặc có thể hơn tùy vào mức độ bảo quản 1.2. Tình hình nghiên cứu hiện nay 1.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước Hiện nay tình trạng bãi giữ xe dần trở nên là một vấn đề nan giải ở các thành phố lớn trong nước ta vào các dịp lễ Tết cũng như ngày thường. Về vấn đề các bãi xe tự phát không đảm bảo về an ninh, chất lượng quản lý, cũng như việc tính tiền đội giá đã vấy lên nhiều vấn đề lo ngại. Vì thế ta có thể thấy nhu cầu về các bãi giữ xe thông minh, an toàn là cực kì lớn. Gần đây 4 bãi giữ xe thông minh được đề xuất xây ở Sài Gòn, các bãi đậu cao tầng, lắp ghép, được đề xuất xây tại 4 vị trí khác nhau ở trung tâm TP HCM nhằm giải 1
18. quyết cấp bách nhu cầu đỗ xe của người dân. Trình bày với lãnh đạo UBND TP HCM chiều 29/3, một doanh nghiệp đưa ra các giải pháp tổ chức bãi giữ xe thông minh ở trung tâm thành phố. Công ty này đề xuất xây bãi giữ xe thông minh cao tầng, lắp ghép, tại Công trường Lam Sơn (rộng 1.410 m2); Công viên 23/9 (4.048 m2); Công viên Lê Văn Tám (1.416 m2) và Công viên Tao Đàn (570 m2). Khi hoàn thành, các bãi có thể giữ khoảng 500 ôtô cùng lúc. Với công nghệ robot tự động xoay vòng, khi ôtô vào vị trí đậu, hệ thống tự động chuyển xe lên vị trí cao hơn theo thứ tự. Nếu chủ xe muốn lấy, hệ thống tự động đưa ôtô về vị trí ban đầu để chuyển sang trạng thái giao thông động. Cho tới thời điểm này hầu hết các trung tâm thương mại, siêu thị lớn đều đã tích hợp các bãi xe thông minh sử dụng công nghệ RFID và đạt bước thành công đột phá. Tuy nhiên vấn đề kết hợp công nghệ IoT vào bãi xe vẫn còn đang là một hướng nghiên cứu mới khi Internet vạn vật đang dần thâm nhập vào hầu hết các quy trình công nghệ. 1.2.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Ngày nay trên các nước tiên tiến trên thế giới như Nhật Bản, Hàn Quốc ở những thành phố chật hẹp, người ta xây dựng hệ thống bãi giữ xe ô tô tự động được trang bị thiết bị nâng để di chuyển ô tô từ mặt đất lên điểm đỗ trên cao (hệ thống nổi hoặc di chuyển xe xuống điểm đỗ dưới lòng đất (hệ thống ngầm). Đây là những giải pháp giúp tăng hơn 100 lần số lượng xe trên một diện tích truyền thống, cho phép giải quyết trình trạng thiếu mặt bằng xây dựng. Ở các nước phát triển các công nghệ mới như RFID và IoT đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực. Việc ứng dụng các công nghệ mới đã góp phần phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường. Nạn kẹt xe hay thiếu chỗ và vấn đề về bảo mật, an ninh, sự không hài lòng về chất lượng quản lý ở các bãi giữ xe đã không còn nữa vì các bãi giữ xe truyền thống đã dần biến mất. 1.3. Tính cấp thiết của đề tài Như vấn đề đã đặt ra thì nhu cầu sử dụng bãi giữ xe thông minh trên thị trường Việt Nam ngày càng tăng cao. Nắm bắt được tình hình đó nhiều công ty công nghệ đã không ngừng phát triển các hệ thống bãi giữ xe thông minh nhằm đáp ứng nhu cầu thực tế mang lại nhiều lợi nhuận. Ở các hình thức giữ xe truyền thống, các doanh nghiệp đã gặp phải rất nhiều bất cập và gây khó khăn cho -quá trình quản lý cũng như cho nhân viên an ninh. Đồng thời 2
19. các nhân viên cũng dễ dàng làm thất thoát tài chính, dễ lấy tiền của chủ đầu tư. Ngoài ra, ở các bãi giữ xe thông thường như: xé vé tay, ghi phấn lên xe các hình thức giữ xe truyền thống rất tốn kém, không an toàn, gây lãng phí và ô nhiễm môi trường do lượng giấy thải ra ngoài môi trường. Để khắc phục vấn đề đó đề tài sau nghiên cứu sẽ phần nào góp phần vào việc giải quyết nhu cầu về bãi xe, cũng như tích hợp thêm công nghệ mới IoT vào để cải thiện hiệu quả và tính linh hoạt, thông minh của các hệ thống hiện có. 1.4. Mục đích của đề tài Thông qua đề tài này nhóm muốn thiết kế và thi công một hệ thống bãi giữ xe thông minh gồm mô hình bãi xe tự động và phần mềm quản lý trên PC ứng dụng công nghệ RFID. Ứng dụng công nghệ điều khiển từ xa qua SMS, công nghệ IoT vào bãi xe để giải quyết các vấn đề về đặt chỗ và giám sát thông minh, mạng lại nhiều sự tiện lợi cũng như tính mới cho hệ thống. 1.5. Phương pháp nghiên cứu Trong đề tài này, nhóm đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: Phương pháp tham khảo tài liệu: bằng cách thu thập thông tin từ sách, tạp chí về điện tử, viễn thông, truy cập từ mạng internet, các đồ án của khóa trước. Phương pháp quan sát: khảo sát một số mạch điện từ mạng internet, khảo sát các bãi giữ xe thông minh hiện hành để chọn lựa phương án thiết kế sau này. Phương pháp thực nghiệm: từ những ý tưởng và kiến thức của nhóm, kết họp sự hướng dẫn của giáo viên, nhóm đã lắp ráp thử nghiệm nhiều dạng mạch khác nhau để từ đó chọn lọc những mạch điện tối ưu. Bên cạnh đó việc tham khảo ý kiến của bạn bè, thầy/cô là đặc biệt quan trọng không thể thiếu. 3
20. 1.6. Bố cục đồ án Chương 1: Tổng quan Giới thiệu sơ lược về tình hình nghiên cứu hiện nay cũng như tính cấp thiết của đề tài. Chương 2: Kiến thức cơ bản Nêu các lý thuyết cần thiết để sử dụng trong đề tài. Chương 3: Thiết kế và xây dựng hệ thống Trình bày sơ đồ hệ thống và giải thích hoạt động của hệ thống. Đưa ra các phương pháp lựa chọn phần cứng và xác định lựa chọn phù hợp với yêu cầu của đề tài. Chương 4: Kết quả thực hiện Tính toán đưa ra giải thuật, thuật toán phần mềm. Trình bày kết quả đã thực hiện về phần cứng và phần mềm. Chương 5: Đánh giá Đưa ra các kết quả thực nghiệm và đánh giá, nhận xét hệ thống. Chương 6: Kết luận và phạm vi ứng dụng Nêu các ưu điểm và các điểm cần cải thiện của đề tài, hướng khắc phục và phạm vi sử dụng trong tương lai gần. 4
21. Chương 2. Kiến thức cơ bản 2.1. Cấu trúc tin nhắn SMS SMS là một trong những phương thức giao tiếp và được sử dụng nhiều nhất trong truyền thông di động, SMS là tên viết tắt của dịch vụ tin nhắn ngắn (Short Messaging Service), một giao thức để gửi tin nhắn qua mạng không dây. Không giống như nhiều dịch vụ hiện nay, chẳng hạn như MMS và các dịch vụ gọi thoại khác, tin nhắn SMS vẫn hoạt động trên các mạng cơ bản và dựa trên 3 công nghệ mạng lớn đó là GSM, CDMA và TDMA, khiến nó trở thành một dịch vụ phổ cập cho mọi người. Tin nhắn SMS cho phép bạn gửi một đoạn văn bản có chiều dài 160 ký tự (cả chữ cái, số và các ký tự khác). Tùy vào từng ngôn ngữ, ví dụ như tiếng Trung Quốc hoặc Ả Rập thì kích thước tối đa 1 tin nhắn SMS là 70 ký tự. Tại sao vậy? Cũng như chữ Việt Nam, nếu bạn viết có dấu thì tối đa chỉ được 70 ký tự, không dấu (như tiếng Anh) thì sẽ tối đa là 160 ký tự. Giới hạn 160 ký tự đã được quyết định bởi Friedhelm Hillebrand, một người đã quan sát và thử nghiệm rất nhiều tin nhắn, kết hợp với một số thỏa hiệp về băng thông mạng có sẵn ở thời điểm đó. Đối với ông, tin nhắn 160 ký tự là vừa đủ để chuyển tải thông tin, không quá dài cũng không quá ngắn và thường một tin nhắn có độ dài ở trong khoảng 160 ký tự này. Ngày nay, băng thông đã không còn là vấn đề cần phải quan tâm nhưng với số lượng ký tự vừa phải, việc truyền gửi tin nhắn, đặc biệt là từ quốc gia này qua quốc gia khác sẽ có độ trễ rất thấp, gần như là ngay lập tức. Sau đây chúng ta sẽ nói về các tiêu chuẩn của SMS. Các tiêu chuẩn của tin nhắn SMS xác định những thông tin nào được gửi trong một tin nhắn, các bit của mã nhị phân tạo nên một lá thư và làm thế nào dữ liệu này được tổ chức, gửi và nhận qua lại giữa các thiết bị với nhau? Định dạng dữ liệu của một tin nhắn không chỉ có nội dung tin nhắn mà còn có thêm thời gian, số điện thoại gửi đến. Chi tiết tin nhắn được mô tả từ các đơn vị giao thức PDU (Protocol Description Unit), trong các hình thức của một chuỗi hệ thập lục phân và bán số thập phân. Hệ thập lục phân là một hệ đếm có 16 ký tự, từ 0 đến 9 và từ A đến F để đại diện cho các giá trị từ 10 đến tương tự như bảng 1 mô tả bên dưới. 5