Luận văn Hệ thống tính cước phí đường sắt metro sử dụng thẻ RFID (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Hệ thống tính cước phí đường sắt metro sử dụng thẻ RFID (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG HỆ THỐNG TÍNH CƯỚC PHÍ ĐƯỜNG SẮT METRO SỬ DỤNG THẺ RFID GVHD: ThS. TRỊNH HOÀI ÂN SVTH: LÊ NGỌC MINH MSSV: 09101069 S K L 0 0 4 3 5 3 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2016
2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG TÍNH CƯỚC PHÍ ĐƯỜNG SẮT METRO SỬ DỤNG THẺ RFID GVHD: ThS. Trịnh Hoài Ân SVTH: Lê Ngọc Minh MSSV: 09101069 Tp. Hồ Chí Minh – 07/2016
3. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG TÍNH CƯỚC PHÍ ĐƯỜNG SẮT METRO SỬ DỤNG THẺ RFID GVHD: ThS. Trịnh Hoài Ân SVTH: Lê Ngọc Minh MSSV: 09101069 Tp. Hồ Chí Minh – 07/2016
4. TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Tp. HCM, ngày 31 tháng 3 năm 2016 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lê Ngọc Minh MSSV: 09101069 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử Mã ngành: 01 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 Khóa: 2009 Lớp: 091011 I. TÊN ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG TÍNH CƯỚC PHÍ ĐƯỜNG SẮT METRO SỬ DỤNG THẺ RFID II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: Các hệ thống sử dụng RFID trong thu phí giao thông tự động không cần dừng ở các trạm thu phí đường bộ. Các mô hình ứng dụng RFID trong thu phí đường sắt của các nước như Nhật Bản, Bồ Đào Nha Các module RFID có sẳn trên thị trường (RFID ACE631, RFID RC522 ) 2. Nội dung thực hiện: Thiết kế và thi công các khối RFID: . Tính toán khối nguồn . Khối RFID . Thiết kế, thi công khối điều khiển . Thiết kế, thi công khối hiển thị . Khối báo hiệu Xây dựng giao diện quản lý. Kế nối các khối và lập trình điều khiển hệ thống. Chạy thử nghiệm, chỉnh sửa các Module. Viết báo cáo luận văn. Báo cáo đề tài tốt nghiệp. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 24/03/2016 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 07/07/2016 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Ths. Trịnh Hoài Ân CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Ths. Trịnh Hoài Ân iii
5. TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Tp. HCM, ngày 31 tháng 3 năm 2016 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lê Ngọc Minh Lớp: 091011A MSSV: 09101069 Tên đề tài: Hệ thống tính cước phí đường sắt Metro sử dụng thẻ RFID Tuần/ngày Nội dung Xác nhận GVHD 23/3 – 3/4 - Gặp giáo viên hướng dẫn. - Tìm hiểu đề tài luận văn tốt nghiệp. - Chọn đề tài luận văn. - Hoàn thành phiếu nhiệm vụ đồ án và đề cương luận văn nộp bộ môn. - Nộp phiếu cho bộ môn. 04/4 – 10/4 - Hoàn thành đề cương chi tiết. - Chỉnh sửa đề cương. 4/4 – 17/4 - Lên giàn ý chi tiết. - Tìm hiểu các phương án thực hiện đề tài 18/4 – 24/4 - Chọn thiết bị tìm hiểu phần cứng. - Lên phương án giải quyết đề tài. - Tìm hiểu Arduino Mega 2560. - Tìm hiểu Module RFID- RCC522. - Tìm hiểu Arduino IDE. 25/4 – 1/5 - Tìm hiểu phần mềm giao tiếp giữa Arduino với module RFID RC522, Arduino và LCD. - Lập trình các lệnh đơn giản và giao tiếp đơn giản giữa Aruino và các module. 2/5 – 8/5 - Bắt đầu viết code cho Arduino đọc RFID, hiển thị lên LCD. - Thực hiện nội dung lý thuyết luận văn. - Tìm hiểu C# 16/5 – 22/5 - Viết C# (Tạo Form) hiển thị dữ liệu từ Arduino lên máy tính. - Bắt đầu viết lý thuyết chương 1 và 2. iv
6. - Tìm hiểu SQL Server 2008. 23/5 – 29/5 - Tạo cơ sở dữ liệu trên SQL. - Kết nối SQL và C#, tạo Form điều khiển bằng C# - Viết lý thuyết chương 3 và 4. 30/5 – 5/6 - Tạo nhiều Form điều khiển và truy suất, sửa đổi trực tiếp dữ liệu trên SQL. - Tạo Form Quản lý hành khách. - Viết lý thuyết chương 4 và 5. 6/6 – 12/6 - Mô phỏng phần cứng trạm lên xuống và các nhà ga trong tuyến. - Tạo Form Quản lý hành trình, kết nối hiệu chỉnh với SQL. - Tiếp tục viết và bổ sung thêm chương 4 và 5. - Sửa các lỗi phần code. 13/6 – 19/6 - Viết lý thuyết chương 6. - Chỉnh sửa luận văn. - Tạo Form Thông tin hành trình, xuất dữ liệu ra Excel. 20/6 – 26/6 - Hoàn thành phần mềm và nội dung lý thuyết. - Thực hiện mô hình mô phỏng. 27/6 – 8/7 - Chỉnh sửa phần mềm và nội dung lý thuyết luận văn. - Hoàn thành mô hình mô phỏng. - Nộp quyển luận văn. GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) v
7. LỜI CAM ĐOAN Đề tài này là do chúng tôi tự thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó. Người thực hiện đề tài Lê Ngọc Minh vi
8. LỜI CẢM ƠN Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Trịnh Hoài Ân _ Giảng viên bộ môn Điện Tử Công nghiệp, thầy đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để hoàn thành tốt đề tài. Thầy đã góp ý và chia sẻ nhiều kinh nghiệm quý báu cho em thực hiện tốt đề tài. Em xin gởi lời chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Điện-Điện Tử đã tạo những điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đề tài. Đã tạo điều kiện để chúng em có những môi trường và điều kiện tốt nhất để thực hiện đồ án này. Em cũng gửi lời đồng cảm ơn đến các bạn lớp 091011A đã chia sẻ trao đổi kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu trong thời gian thực hiện đề tài. Cảm ơn đến gia đình của mình đã tạo điều kiện để em hoàn thành đề tài này. Xin chân thành cảm ơn! Người thực hiện đề tài Lê Ngọc Minh vii
9. MỤC LỤC BÌA i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iii LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv LỜI CAM ĐOAN vi LỜI CẢM ƠN vii MỤC LỤC viii LIỆT KÊ HÌNH VẼ xi LIỆT KÊ BẢNG xiii TÓM TẮT xiv Chương 1. TỔNG QUAN 1 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1.2 MỤC TIÊU 2 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2 1.4 GIỚI HẠN 2 1.5 BỐ CỤC 3 Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4 2.1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG TÍN CƯỚC PHÍ ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ METRO 4 2.1.1 Tìm hiểu về hệ thống đường sắt đô thị Metro 4 2.1.2 Các yêu cầu hệ thống tính cước phí đường sắt đô thị Metro 4 2.1.3 Mô hình hoạt động của hệ thống 5 2.2 GIỚI THỆU HỆ THỐNG RFID 6 2.2.1 Công nghệ RFID là gì? 6 2.2.2 Thành phần hệ thống RFID 8 2.2.3 Ưu nhược điểm của hệ thống RFID 9 2.3 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 10 2.3.1 Module RFID RC522 10 2.3.2 LCD 16x2 10 2.3.4 Các linh kiện khác 16 Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 18 3.1 GIỚI THIỆU 18 3.2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 18 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 18 3.2.2 Tính toán và thiết kế mạch 19 a) Khối nguồn 19 b) Khối đọc dữ liệu 19 viii
10. c) Khối vi điều khiển 20 d) Khối máy tính 20 e) Khối hiển thị 21 f) Khối thông báo 22 3.2.3 Sơ đồ nguyên lý của toàn mạch 22 Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 24 4.1 GIỚI THIỆU 24 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 24 4.2.1 Thi công mô hình 24 4.2.2 Lắp ráp và kiểm tra 25 a. Kết nối máy tính: 25 b. Kết nối khối đọc dữ liệu RFID: 26 c. Kết nối khối hiển thị: 26 d. Kết nối khối thông báo: 26 e. Kết nối nguồn 26 4.3 ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH 27 4.3.1 Đóng gói bộ điều khiển 27 4.3.2 Thi công mô hình 27 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 28 4.4.1 Lưu đồ giải thuật 28 a. Lưu đồ giải thuật Arduino MEGA2560: 28 4.4.2 Phần mềm lập trình cho Arduino 30 a. Giới thiệu phần mềm Arduino IDE 30 b. Viết chương trình Arduino IDE 31 4.4.3 Phần mềm lập trình C# 32 a. Giới thiệu C# 32 b. Viết chương trình C# 34 4.4.4 Phần mềm SQL Server 2008 36 a. Giới thiệu SQL Server 2008 36 b. Tạo cơ sở dữ liệu và các truy vấn 37 c. Các bảng và truy vấn trong chương trình của hệ thống: 39 4.5 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC CỦA HỆ THỐNG 43 4.5.1 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng 43 4.5.2 Quy trình thao tác: 44 Chương 5. KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 49 5.1 KHỐI ĐỌC DỮ LIỆU 49 5.2 KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN 49 ix
11. 5.3 CÁC KHỐI KHÁC 50 5.4 KẾT QUẢ THỰC HIỆN 50 5.4.1 Kết quả thi công phần cứng 50 5.4.2 Hình ảnh mô phỏng hệ thống 50 a. Phần cứng 50 b. Phần mềm quản lý 51 5.4.3 Đánh giá kết quả mô phỏng 57 Chương 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 58 6.1 KẾT LUẬN 58 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC 60 x
12. LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2. 1: Mô hình hoạt động của hệ thống 5 Hình 2. 2: Một số thẻ RFID thông dụng 7 Hình 2. 3: Giao tiếp giữ thẻ RFID và đầu đọc 7 Hình 2. 4: Hệ thống RFID 8 Hình 2. 5: Module RFID RC522 10 Hình 2. 6: Các chân của LCD 11 Hình 2. 7: Board Arduino Mega 2560 12 Hình 2. 8: Sơ đồ khối board Arduino Mega2560 14 Hình 2. 9: Tổ chức bộ nhớ Atmega2560 15 Hình 2. 10: Transistor 16 Hình 2. 11: Loa 17 Hình 2. 12: Đèn LED 17 Hình 3. 1: Sơ đồ khối của hệ thống 18 Hình 3. 2: Sơ đồ phần cứng 19 Hình 3. 3: Sơ đồ kết nối chân RC522 với vi điều khiển 20 Hình 3. 4: Sơ đồ giao tiếp máy tính và Arduino 21 Hình 3. 5: Sơ đồ kết nối LCD 21 Hình 3. 6: Khối thông báo 22 Hình 3. 7: Sơ đồ nguyên lý hoàn chỉnh 23 Hinh 4. 1: Kiểm tra kết nối Arduino 25 Hinh 4. 2: Khối đọc dữ liệu 26 Hinh 4. 3: Khối hiển thị 26 Hinh 4. 4: Toàn bộ phần cứng 27 Hinh 4. 5: Kết nối toàn hệ thống 27 Hinh 4. 6: Lưu đồ giải thuật Arduino 28 Hinh 4. 7: Lưu đồ C# 29 Hinh 4. 8: Phần mềm lập trình Arduino 30 Hình 4.9: Tạo Project trong C# 33 Hình 4.10: Giao diện thiết kế trong C# 34 Hình 4.11: Giao diện code của C# 34 Hình 4.12 : Kết nối server trong SQL Server 2008 37 Hình 4.13 : Tạo Database mới 38 Hình 4.14: Tạo bảng mới 39 Hình 4.15: Tạo truy vấn 39 Hình 4.16 : Bảng DangNhap 39 Hình 4.17 : Bảng DataHanhKhach 40 Hình 4.18 : Bảng HanhTrinh 40 Hình 4.19 : Truy vấn Select 41 Hình 4.20 : Truy vấn Insert 42 Hình 4.21 : Truy vấn Update 42 Hình 4.22 : Truy vấn Delete 42 xi
13. Hình 4.23 : Quy trình thao tác vận hành hệ thống 44 Hình 4.24 : Giao diện đăng nhập 45 Hình 4.25 : Giao diện quản lý hệ thống 45 Hình 4.26 : Giao diện quản lý hành khách 46 Hình 4.27 : Giao diện quản lý hành trình 47 Hình 4.28 : Giao diện thông tin hành trình 48 Hình 5. 1: Phần cứng của hệ thống 50 Hình 5. 2: Khi thẻ RFID được quét 51 Hình 5. 3: Kết quả thêm hành khách 52 Hình 5. 4: Kết quả thu được khi sữa thông tin hành khách 53 Hình 5. 5: Kết quả thu được sau khi xóa 53 Hình 5. 6: Khi thẻ chưa đăng ký được quét 54 Hình 5. 7: Khi hành khách Nguyễn Văn B quét thẻ ở cổng lên ga 2 55 Hình 5. 8: Khi hành khách Nguyễn Văn B quét thẻ ở cổng xuống ga 1 56 Hình 5. 9: Kết quả xuất dữ liệu trên chương trình quản lý 57 Hình 5. 10: Kết quả xuất bảng Excel 57 xii
14. LIỆT KÊ BẢNG BẢNG Trang Bảng 2. 1: Bảng chân LCD 16x2 11 Bảng 2. 2: Thông số kỹ thuật board Arduino Mega2560 12 Bảng 3. 1: Sơ đồ nối chân RC522 20 Bảng 3. 2: Sơ đồ nối chân Module I2C 21 Bảng 4. 1: Danh sách linh kiện trong mô hình 24 xiii
15. TÓM TẮT Trong những năm gần đây khi khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, việc ứng dụng công nghệ vào đời sống ngày một được quan tâm nhiều hơn. Nhưng việc kết hợp công nghệ vào cuộc sống một cách linh hoạt và có tính ứng dụng cao luôn là vấn đề khó. Đất nước cũng ở trong xu thế đó ngày càng phát triển hơn, thì công cuộc tự động hóa hiện đại hóa càng được chú trọng. Nắm bắt tình hình dựa trên nhu cầu thực tế, nước ta cũng đã bắt đầu xây dựng các hệ thống giao thông công cộng ngày hiện đại nhằm nâng cao khả năng vận tải, giảm ùn tắc và bảo vệ môi trường. Trong số đó việc phát triển đường sắt đô thị (Metro) cũng đang được xây dựng và chuẩn bị đi vào hoạt động. Từ tìm hiểu và nghiên cứu chúng em đã lựa thực hiện đề tài “Hệ thống tính cước phí đường sắt Metro sử dụng thẻ RFID”. Do kiến thức hạn hẹp, cũng như thực tế ở Việt Nam chưa có nên chúng em đã đặt ra một số yêu cầu để thực hiện đề tài như sau: Nghiên cứu công nghệ RFID, tìm hướng ứng dụng vào đề tài. Tìm hiểu đưa ra thiết kế phần cứng hợp lý. Xây dựng giao diện và phần mềm quản lý hệ thống. Chạy thử nghiệm và chỉnh sửa. Trong qúa trình thực hiện tuy còn nhiều khó khăn, nhưng chúng em đã cố gắng để hoàn thành đề tài một cách tốt nhất. xiv
16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, sự phát triển của khoa học công nghệ đang đóng vai trò quan trọng trong đời sống của con người. Nhiều công nghệ mới ra đời và được sử dụng trong nhiều lĩnh vực trong đó có ngành vận tải. Một trong những công nghệ đang được ứng dụng ngày càng rộng rãi là RFID. Công nghệ RFID vốn đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng như thanh toán siêu thị, quản lý hàng hóa xuất nhập, sử dụng cho bãi giữ xe, các hệ thống bảo mật access control, Ở các nước phát triển công nghệ RFID đã được sử dụng để thanh toán cước đường bộ, xe buýt, tàu điện ngầm, các hệ thống vận tải công cộng, Riêng ở Việt Nam, công nghệ RFID vẫn chưa được sử dụng rộng rãi trong ngành giao thông vận tải, nó chỉ được áp dụng ở một số trạm thu phí đường bộ có lưu lượng lớn. Trong thời gian tới, khi tuyến metro Bến Thành – Suối Tiên và các tuyến đường sắt đô thị khác được đưa vào hoạt động sẽ mở ra nhiều cơ hội mới để ứng dụng công nghệ RFID này vào việc quản lý, tính cước phí vận chuyển, đi lại cho người dân. Với hàng trăm, hàng ngàn lượt tham gia đi lại mỗi ngày thì các cách quản lý thủ công về cước phí thật sự rất khó khăn, tốn kém nhiều thời gian và công sức. Nhưng với việc ứng dụng công nghệ RFID thì việc quản lý kiểm soát và thanh toán cước phí vận tải sẽ trở nên thuận tiện, dễ dàng hơn và được xem như là chìa khóa để giải quyết vấn đề khó khăn đang đặt ra. Các phương tiện giao thông công cộng ngày một phổ biến và hiện đại, thế nhưng cách thức bán vé và quản lý hành khách như hiện nay đang tồn tại nhiều vấn đề chưa tối ưu cũng như dễ thất thoát, chưa đem lại hiệu quả cao và tốn nhân lực. Hệ thống đường sắt METRO có những đặc thù riêng nên việc áp dụng các công nghệ tự động, giảm bớt sự phụ thuộc vào con người phải được tính đến và giải quyết triệt để. Với vốn kiến thức đã tích lũy được trong quá trình học tập, qua thời gian nghiên cứu tài liệu liên quan cũng như mong muốn ứng dụng các công nghệ vào việc quản lý hành khách, thanh toán tiền vé bắt kịp xu hướng phát triển của xã hội, nhóm đã chọn đề tài “HỆ THỐNG TÍNH CƯỚC PHÍ ĐƯỜNG SẮT METRO SỬ DỤNG THẺ RFID”. Ưu điểm của RFID là đơn giản, gọn nhẹ, dễ kiểm soát thuận tiện cho người Chương 1. Tổng quan 1
17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP dùng, thi công nhanh chóng, có nhiều loại để lựa chọn sử dụng trong nhà cũng như ngoài trời, và quan trọng là giảm bớt các chi phí nhân lực cho việc kiểm soát . Đề tài này bám sát với nhu cầu thực tế của xã hội, mở ra nhiều cơ hội và tiềm năng cho sự phát triển của công nghệ RFID trong lĩnh vực giao thông công cộng. 1.2 MỤC TIÊU Tìm hiểu về cách quản lý, thanh toán cước phí đang áp dụng ở các nước. Thiết kế mô hình phần cứng của hệ thống. Thiết kế giao diện và tạo cơ sở dữ liệu để quản lý hành khách cũng như phương thức thanh toán tiền vé. Xây dựng hệ thống dễ vận hành sử dụng, có tính tương tác cao và đáp ứng lưu lượng hành khách lớn. Áp dụng vào thực tế của Việt Nam. 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Tìm hiểu, nghiên cứu các hệ thống tính cước phí trong, ngoài nước và áp dụng vào quản lý, thanh toán cước phí giao thông công cộng tại Việt Nam. Nghiên cứu đặc tính kĩ thuật của Arduino MEGA 2560, Module RFID RC522 Tìm hiểu ngôn ngữ C# và SQL. Thiết kế giao diện để quản lý hành khách, thanh toán cước phí. Xây dựng cơ sở dữ liệu cho hệ thống. Thiết kế và thi công mô hình phần cứng của hệ thống bao gồm các khối nhận dữ liệu, mô phỏng các nhà ga trong tuyến. 1.4 GIỚI HẠN Do đây là đề tài nghiên cứu dựa trên các mô hình hoạt động các tuyến Metro ở nước ngoài và từ thông tin từ các dự án Metro ở Việt Nam. Đề tài còn tồn tại một số giới hạn sau: Mô hình chỉ mô phỏng được hai nhà ga, mỗi nhà ga có một cổng lên và một cổng xuống. Hệ thống thông báo cho hành khách chỉ gồm một LCD thông báo, một loa và đèn LED để thông báo cho hành khách biết trạng thái của các cổng lên xuống. Chương 1. Tổng quan 2
18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cơ sở dử liệu chỉ hoạt động trên một máy tính chưa kết nối với nhiều máy. 1.5 BỐ CỤC Chương 1: Tổng quan Chương này trình bày đặt vấn đề, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, giới hạn và bố cục của đề tài. Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương này trình bày về quy trình hoạt động của hệ thống. Giới thiệu phần cứng các thiết bị được sử dụng trong đề tài. Chương 3: Thiết kế và tính toán Chương này trình bày giới thiệu về hệ thống, tính toán thiết kế hệ thống phù hợp. Đưa ra sơ đồ nguyên lý toàn mạch. Chương 4: Thi công hệ thống Chương này trình bày thi công hệ thống, thi công mô hình. Nêu quá trình lập trình cho hệ thống, lưu đồ giải thuật. Nêu được hướng dẫn sử dụng hệ thống. Chương 5: Kết quả, nhận xét, đánh giá Chương này trình bày kết quả đạt được, nhận xét các kết quả đạt được từ mô hình. Đánh giá mức độ hoàn thành của đề tài. Chương 6: Kết luận và hướng phát triển Chương này trình bày kết luận sau khi thực hiện đề tài. Nêu được hướng phát triển cho đề tài. Chương 1. Tổng quan 3
19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG TÍN CƯỚC PHÍ ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ METRO 2.1.1 Tìm hiểu về hệ thống đường sắt đô thị Metro Metro(Metropolitan) hay còn được hiểu hệ thống vận tải trong đô thị thường thì chạy trên đường ray, có phần lớn di chuyển dưới lòng và cả trên cao nên ở Việt Nam Metro còn được hiểu là tàu điện ngầm. Metro là hệ thống giao thông chở khách với tốc độ cao trên đường ray, nhiều lượt, nhiều chuyến trong ngày, lượng khách lớn, thuận tiện và thoải mái. Đa số các thành phố lớn trên thế giới đều có tàu điện ngầm. Thông thường các chuyến đi và về đều mang tính nhất định. Giống như xe bus nhưng tàu điện ngầm lại hữu ích trong việc đi lại hơn và đảm bảo được chất lượng an toàn trong cuộc sống nhiều hơn. Lịch sử của tuyến Metro được hình thành từ năm 1863 ở London và ngày càng phát triển, hệ thống đóng vai trò quan trọng trong vận tải hành khách công cộng do có ưu điểm, hệ thống được vận hành tự động, an toàn, có độ chính xác về thời gian cao. Ở Việt Nam thì các tuyến Metro được bắt đầu nghiên cứu xây dựng vào những năm 2000, để đáp ứng nhu cầu vận tải công cộng tại các thành phố lớn có dân số lớn như Hà Nội, TP.Hồ Chí Minh. Khi đi vào hoạt động, các tuyến đường sắt đô thi hi vọng giải quyết được một phần nhu cầu đi lại cho cư dân thành phố, hiện đại hóa ngành giao thông vận tải. Ở thành phố Hồ Chí Minh hiện nay tuyến Metro số 1 Bến Thành – Suối Tiên đang được xây dựng và dự kiến đi vào hoạt động từ năm 2020. 2.1.2 Các yêu cầu hệ thống tính cước phí đường sắt đô thị Metro Hệ thống Metro là một hệ thống vận tải công cộng có nhu cầu sử dụng của hành khách rất cao nên việc thiết kế một hệ thống quản lý hành khách và tính cước phí vận tải một cách chính xác là yêu cầu quan trọng được đặt ra. Trong nội dung của đề tài nhóm thực hiện đã nghiên cứu các điều kiện khách quan cho một hệ thống tính cước phí đường sắt Metro phải có một số yêu cầu sau đây: Đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng của hành khách cũng như nhà quản lý. Chương 2. Cơ sở lý thuyết 4
20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hệ thống phải cập nhật liên tục phục vụ cho lưu lượng hành khách lớn. Lưu được thông tin hành khách, với số lượng lớn. Khi giám sát hành trình thì người quản lý phải thấy rõ thông tin hành khách, cũng như hành khách phải biết được một số thông tin cơ bản của mình. 2.1.3 Mô hình hoạt động của hệ thống Sau quá trình nghiên cứu, nhóm thực hiện đưa ra mô hình của hệ thống để thực hiện trong luận văn như sau: Hình 2. 1: Mô hình hoạt động của hệ thống[6] Mô tả hoạt động: Để sử dụng được hệ thống tính cước phí, hành khách phải đăng ký với nhà quản lý, sau đó sẽ được cấp một thẻ RFID để đăng ký sử dụng và nộp tiền vào tài khoản đó để thực hiện hành trình. Khi bắt đầu hành trình tại một ga, hành khách sử dụng thẻ đó quét vào đầu đọc RFID, sau đó hệ thống sẽ kiểm tra xem đã có thông tin hành khách, hay số tiền trong tài khoản có đủ để thực hiện hành trình không. Nếu đúng hệ thống sẽ gửi thông báo và hành khách bắt đầu hành trình. Khi hoàn thành chuyến đi tại ga đến cũng sẽ có một Chương 2. Cơ sở lý thuyết 5
21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP đầu đọc hành khách quét thẻ vào đó để kết thúc hành trình. Khi hành khách kết thúc hành trình hệ thống sẽ lập tức trừ tiền vào tài khoản của hành khách. Trong quá trình sử dụng, dữ liệu hành khách sẽ được cập nhật liên tục lên cơ sở dự liệu của hệ thống. 2.2 GIỚI THỆU HỆ THỐNG RFID 2.2.1 Công nghệ RFID là gì? Công nghệ RFID cho phép một thiết bị đọc thông tin chứa trong chip không tiếp xúc trực tiếp ở khoảng cách xa, không thực hiện bất kỳ giao tiếp vật lý nào hoặc giữa hai vật không nhìn thấy. Công nghệ này cho ta phương pháp truyền nhận dữ liệu từ một điểm đến điểm khác. Kỹ thuật RFID sử dụng truyền thông không dây trong dải tần sóng vô tuyến để truyền dữ liệu từ các tag (thẻ) đến reader (bộ đọc). Tag có thể đựơc đính kèm hoặc gắn vào đối tượng được nhận dạng chẳng hạn sản phẩm, hộp hoặc giá kệ. Reader đọc dữ liệu của tag và gửi thông tin đến cơ sở dữ liệu có lưu trữ dữ liệu của tag. Ví dụ các thẻ tag có thể được đặt trên kính chắn gió xe hơi để hệ thống thu phí đường bộ có thể nhanh chóng nhận dạng và thu tiền trên các tuyến đường. Dạng đơn giản nhất được sử dụng hiện nay là hệ thống RFID bị động làm việc như sau: reader truyền một tín hiệu tần số vô tuyến điện từ qua anten của nó đến một con chip. Reader nhận thông tin trở lại từ chip và gửi nó đến máy tính điều khiển đầu đọc và xử lý thông tin lấy được từ chip. Các chip không tiếp xúc không tích điện, chúng hoạt động bằng cách sử dụng năng lượng nhận từ tín hiệu được gửi bởi reader.[1] Thẻ RFID là một thiết bị có thể lưu trữ và truyền dữ liệu đến một đầu đọc trong một môi trường không tiếp xúc bằng sóng vô tuyến. Thẻ RFID mang dữ liệu về một vật, một sản phẩm (item) nào đó và gắn lên sản phẩm đó. Mỗi thẻ có các bộ phận lưu trữ dữ liệu bên trong và cách giao tiếp với dữ liệu đó. Dữ liệu có thể là một số nhận dạng đơn giản được lưu giữ trong một thẻ chỉ đọc hoặc dữ liệu một dòng phức tạp bao gồm dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ bổ sung của thẻ. Các thẻ này phức tạp hơn có thể chứa dữ liệu như các mục như ngày sản xuất, Chương 2. Cơ sở lý thuyết 6
22. S K L 0 0 2 1 5 4