TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT-CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ
------

BÁO CÁO ĐỒ ÁN
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MƠ PHỎNG ĐÈN GIAO THƠNG
Ở TRỤC NGÃ TƯ
Mơn học phần: Đo Lường & Điều Khiển Bằng Máy Tính

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN:
Th.s Nguyễn Lê Thế Duy

Nhóm Sinh Viên Thực Hiện
Họ và tên:
1.
2.
3.
4.

Lê Tuấn Anh 1800315
Đỗ Minh Đang 1800219
Nguyễn Ngọc Xuân Nhi 1800080
Nguyễn Công Hậu 1800093

Ngành: CNKT Điều Khiển và Tự Động Hóa

Cần Thơ , ngày 11 tháng 11 năm 2021

1

LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đề tài : “Thiết kế mô phỏng đèn giao thông ở trục ngã tư”
này là do chúng em tự thực hiện và được sự hướng dẫn của giảng viên và trợ giảng.
Các kết quả, và số liệu trong đề tài hoàn toàn trung thực và khách quan. Những số liệu
và biểu bảng chúng em chèn vào bài báo cáo nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu và
phân tích, nhận xét, đánh giá được thu nhập từ một số web trên mạng và một số sách
tham khảo có ghi rõ nguồn gốc ở phần “ Tài liệu tham khảo”. Nếu phát hiện có bất kỳ
gian lận nào em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình.
Sinh viên thực hiện:

Lê Tuấn Anh
Đỗ Minh Đang
Nguyễn Ngọc Xuân Nhi
Nguyễn Công Hậu

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
1


LỜI NĨI ĐẦU
Trong q trình cơng nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước. Tự động hóa là ́u tố
khơng thể thiếu trong một nền cơng nghiệp hiện đại. Nói đến tự động hóa thì máy tính
là một cơng cụ hỗ trợ đắc lực nhất và không thể thiếu được trong rất nhiều lĩnh vực,
đặc biệt trong đo lường và điều khiển. Việc ứng dụng máy tính vào kỹ thuật đo lường
và điều khiển đã đem lại nhiều kết quả đầy tính ưu việt. Các thiết bị, hệ thống đo
lường và điều khiển ghép nối với máy tính có độ chính xác cao, thời gian thu thập dữ
liệu ngắn. Nhưng điều đáng quan tâm nhất là mức độ tự động hóa trong việc thu thập
và xử lý kết quả đo, kể cả việc lập bảng thống kê, đồ họa, cũng như in ra kết quả.
Với những phát triển hiện đại của khoa học – cơng nghệ trên thế giới nói chung
và đất nước ta nói riêng. Việc đẩy mạnh sản xuất các linh kiện về điện tử, mạch điều

khiển tự động là hết sức thiết thực trong thời đại hiện nay. Những ứng dụng có vai trò
quan trọng trong việc sản xuất công nghiệp và cả đời sống con người đang rất được
quan tâm. Trong đó việc thực hiện các tuyến đường giao thông cũng gặp khá nhiều trở
ngại trong việc di chuyển, dẫn đến kẹt xe ở nhiều tuyến đường. Vì vậy, vấn đề điều
khiển giao thơng ở các ngã ba, ngã tư đang rất được quan tâm tại Việt Nam. Nhận thấy
được tầm quan trọng của vấn đề bằng cách quan sát thực tế và vận dụng các kiến thức
đã học và nghiên cứu, nhóm em đã quyết định chọn đề tài “ Thiết kế mô phỏng đèn
giao thông ở trục ngã tư”.

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
2


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên với tình cảm sâu sắc và chân thành nhất, cho phép em được bày tỏ
lòng biết ơn đến tất cả các cá nhân và tổ chức đã tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ em
trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài này.
Em xin gửi lời chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Lê Thế Duy giảng viên bộ mơn
tự động hóa đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cơ giáo trong trường ĐHKTCN Cần
Thơ nói chung, các thầy cơ trong Khoa cơ khí nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về
các môn đại cương cũng như các mơn chun ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết
vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập.
Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế, đồ án này khơng
thể tránh những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo đóng góp ý kiến của các thầy
cơ để em có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức của mình, phục vụ tốt hơn những đồ
án sau này.
Kính chúc ban giám hiệu, q thầy cơ hiện đang công tác tại Trường Đại học
Kỹ Thuật – Công Nghệ Cần Thơ và thầy Nguyễn Lê Thế Duy nhiều sức khỏe, thành
công trong cuộc sống.

Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC
GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
3


LỜI NÓI ĐẦU..............................................................................................................1
LỜI CAM ĐOAN.........................................................................................................1
LỜI CẢM ƠN...............................................................................................................3
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU............................................................................................5
1.1 Giới thiệu đề tài :.................................................................................................5
1.2

Phương pháp nghiên cứu :...............................................................................5

1.3

Mục tiêu đề tài.................................................................................................5

1.4

Nhiệm vụ đề tài :.............................................................................................6

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM.............................................................7
2. Phần mềm Labview...............................................................................................8
CHƯƠNG 3: GIAO TIẾP LABVIEW VỚI MÁY TÍNH............................................10
3.1 Các lệnh được sử dụng trong mơ phỏng............................................................10
3.1.1 Vòng lặp While............................................................................................10
3.1.2 Hàm Delay...................................................................................................11

3.1.3 Boolean Control/ Indicator..........................................................................12
3.1.4 Case Structure..............................................................................................13
3.1.5 Numeric constant, indicator.........................................................................14
3.1.6 Numeric subtract.........................................................................................15
3.1.7 Comparison Equal.......................................................................................16
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ VÀ GIÁM SÁT ĐÈN GIAO THÔNG...............................17
4.1 Xây dựng thuật tốn và thiết kế chương trình....................................................17
4.1.1 Xây dựng tḥt tốn trên cửa sổ Block Diagram.........................................17
4.1.2 Giám sát chương trình trên giao diện Front Panel.......................................21
4.2 Nguyên lí hoạt động...........................................................................................22
4.3 Thiết kế mơ hình sản phẩm bằng phần mềm......................................................23
CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG.........................................................................................24

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
4


CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU
1.1 Giới thiệu đề tài :
Hiện nay khoa học - công nghệ phát triển , việc thiết kế được một sản phẩm có
tính hữu dụng và mang tính thiết thực cao là việc làm hết sức cần thiết. Kết quả thực
hiện không chỉ ảnh hưởng trực tiếp tới doanh nghiệp mà còn tác động tới người tham
gia giao thông. Trong học tập và nghiên cứu của sinh viên cũng khơng ngoại lệ, và
một đề tài có thể đáp ứng được yêu cầu đó là “ Thiết kế đèn giao thơng ở trục ngã
tư”.
Đèn tín hiệu giao thơng là một thiết bị được dùng để điều khiển giao thơng ở
những tún đường có nhiều phương tiện giao thơng qua lại đặc biệt là các ngã ba,
ngã tư. Đây là một thiết bị quan trọng khơng những an tồn cho các phương tiện mà
còn giúp giảm ùn tắc giao thơng ở giờ cao điểm. Thường thì nó sẽ được lắp ở các
trung tâm giao lộ hoặc trên vỉa hè. Đèn tín hiệu có thể điều khiển tự động hoặc có thể

điều khiển do các cảnh sát giao thơng điều khiển.
1.2 Phương pháp nghiên cứu :
Cách thức tiến hành nghiên cứu dựa trên sự hiểu biết về labview và các kiến thức
đã học từ môn “ Đo lường và điều khiển bằng máy tính ‘’ cùng với sự hướng dẫn của
GVHD và tận dụng các nguồn tham khảo trên internet.
Đèn tín hiệu giao thơng là một thiết bị quan trọng khơng những đảm bảo an tồn
cho người và phương tiện tham giam giao thông mà còn giúp giảm thiểu ùn tắc giao
thơng tại những nơi có mật độ giao thơng cao vào những giờ cao điểm
1.3 Mục tiêu đề tài
Đứng trước thách thức lớn trong việc tiết kiệm năng lượng điện, vấn đề mang ý
nghĩa quốc gia, đồng thời nâng cao trong lĩnh vực điều khiển, một trong những yếu tố
quyết định sự phát triển đất nước, nhóm em đã quyết thực hiện đề tài “Thiết kế mô
phỏng đèn giao thơng ở trục ngã tư’’ mục đích thực hành một trong những ứng dụng
quan trọng của ngành công nghiệp điều khiển thiết bị. Để thực hiện được điều đó
nhóm em đã đưa ra những mục tiêu.
- Xây dựng thuật toán điều khiển và giám sát thiết bị trên phần mềm Labview.
GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
5


- Viết chương trình và điều khiển thiết bị điện.
- Tính tốn, thiết kế và mơ phỏng thiết bị.
1.4 Nhiệm vụ đề tài :
Thiết kế mô phỏng mạch thực hiện các chức năng
- Mô phỏng và giám sát trên phần mềm Labview : Đèn giao thông hoạt động theo chế
độ cài đặt theo đề bài Đèn Xanh 15s - Đèn Vàng 3s - Đèn Đỏ 18s.
- Có đèn xanh và đỏ để cảnh báo cho người đi bộ.
- Thiết kế mô phỏng sản phẩm bằng phần mềm labview.

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy

6


CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM
2. Phần mềm Labview
- Labview (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) là một phần
mềm máy tính được phát triển bởi cơng ty National Instruments . Labview dùng trong
hầu hết các phòng thí nghiệm , lĩnh vực khoa học kỹ thuật như tự động hóa , điều
khiển , điện tử , cơ điện tử , hàng khơng , hóa sinh , điện tử y sinh ở các nước đặc biệt
là Mỹ , Hàn quốc , Nhật Bản .

Hình 1 : Phần mềm Labview
- Labview có thể đo lường được từ bất kỳ cảm biến (tín hiệu dạng điện áp , dòng
điện , xung) , Labview có thể điều khiển được bất kỳ cơ cấu chấp hành (động cơ
DC/AC , động cơ xăng , bơm thủy lực , lò nhiệt , pistion thủy khí ,vv .) , Labview
truyền qua bất kỳ chuẩn giao tiếp máy tính-máy tính , máy tính - thiết bị như chuẩn
RS232 , chẩn USB , chuẩn PCI , PXI , Wifi , Bluetooth , TCP/IP , . .
- Labview hỗ trợ đắc lực cho các kỹ sư ngành Cơ khí , Cơ điện tử , Robotics , Ơtơ ,
Viễn Thơng và Điện tử trong việc: Tính tốn và thiết kế sản phẩm , sản xuất mẫu
(prototyping) , mô phỏng và đánh giá chất lượng sản phẩm , . .
Bởi vì chương trình LabVIEW mô phỏng giao diện và hoạt động của các thiết bị thực,
chẳng hạn như dao động ký và thiết bị đo đa năng, chương trình LabVIEW được gọi
là thiết bị ảo (Virtual Instrument), thường gọi tắt là VI. VI có Front Panel và Block
Diagram. Front Panel là giao diện người dùng. Block Diagram là chương trình phía
GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
7


sau giao diện người dùng. Sau khi bạn xây dựng Front Panel, bạn thêm mã (code) để
điều khiển các đối tượng trên Front Panel bằng cách sử dụng các hình đồ họa đại diện

cho các hàm. Mã trên Block Diagram là mã dạng đồ họa, thường được biết đến là G
code (mã G) hoặc Block Diagram code.
Khác với các ngôn ngữ lập trình dạng văn bản, như C++ và Visual Basic, LabVIEW
sử dụng các biểu tượng thay vì các dòng văn bản để tạo ra các ứng dụng. Trong lập
trình dạng văn bản, thứ tự các dòng lệnh xác định trình tự thực hiện chương
trình. LabVIEW sử dụng lập trình đồ họa dạng dòng chảy dữ liệu. Trong lập trình đồ
họa dạng dòng chảy dữ liệu, dòng chảy của dữ liệu qua các nút trên Block Diagram
xác định trình tự thực hiện chương trình. Lập trình đồ họa và thực thi dạng dòng chảy
dữ liệu là hai đặc tính chính làm LabVIEW khác với hầu hết ngơn ngữ lập trình đa
dụng khác.

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
8


CHƯƠNG 3: GIAO TIẾP LABVIEW TRÊN MÁY TÍNH
3.1. Các lệnh được sử dụng trong mơ phỏng:
3.1.1. Vịng lập While

Hình 2: Vịng lập While
Các chương trình đều chỉ thực hiện 1 lần sau khi ấn nút Run, thực thi thuật toán, x́t
kết quả và dừng lại
Để chương trình có thể thực hiện và cập nhật giá trị liên tục và chỉ dừng khi ta muốn
chúng ta sử dụng vòng lặp While
Vòng lặp While thuộc dạng vòng lặp có điều kiện chỉ dùng lại khi điều kiện được thỏa
mãn
Để tạo được 1 vòng lặp While ta nhấn chuột phải vào block diagram và
chọn Programing >> structure >>While loop

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy

9


3.1.2. Hàm Delay

Hình 3 : Hàm Delay
Ta thấy thời gian thực thi vòng lặp While rất nhanh
Để có thể thiết lập thời gian thực thi cho các vòng lặp này một cách gần đúng ta sử
dụng hàm delay

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
10


3.1.3 Boolean Control/Indicator

Hình 4 : Boolean Control/Indicator
Từ Control palette ta chọn Control -> Boolean, sẽ hiện ra một bảng với nhiều icon
điều khiển và hiển thị kiểu logic. Tại đây có hai giá trí là Fasle hoặc True. Đưa chuột
vào Boolean Control, bấm đối tượng để thay đổi qua lại giữa hai giá trị này một cách
dễ dàng.

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
11


3.1.4 Case structure

Hình 5: Khối Case structure
Để lấy khối Case structure ta chỉ cần click chuột phải bên mục Block Diagram > sau

đó chọn Structure > chọn Case structure.

3.1.5 Numeric constant, indicator
GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
12


Hình 6: Khối Numeric constant
Để lấy khối Numeric constant ta chỉ cần click chuột phải bên mục Block Diagram >
sau đó chọn Numeric > chọn Numeric constant. Để chuyển khối Numeric Constant
sang Numeric Indicator ta click chuột phải vào khối Numeric Constant > sau đó chọn
Change to Indicator.

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
13


3.1.6 Numeric subtract

Hình 7: Khối Subtract
Ta click chuột phải bên mục Block diagram > sau đó chọn Numeric > chọn Subtract (
Phép trừ ).

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
14


3.1.7 Comparison Equal

Hình 8: Khối Comparison

Để lấy được khối Comparison Equal? Ta click chuột phải bên Block Diagram > sau đó
chọn Comparison > chọn Equal? ( Phép so sánh ).

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
15


CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ VÀ GIÁM SÁT ĐÈN GIAO THƠNG
4.1 Xây dựng thuật tốn và thiết kế chương trình
4.1.1 Xây dựng thuật tốn trên cửa sổ Block Diagram

Hình 9: Chương trình chính thuật tốn

Hình 10: Chương trình đèn xanh trong cửa sổ Block Diagram

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
16


Hình 11: Chương trình đèn vàng trong cửa sổ Block Diagram

Hình 12: Chương trình đèn đỏ trong cửa sổ Block Diagram

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
17


Hình 13: Chương trình đèn xanh cho người đi bộ trong cửa sổ Block Diagram

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy

18


Hình 14: Chương trình đèn đỏ cho người đi bộ trong cửa sổ Block Diagram

4.1.2 Giám sát chương trình trên giao diện Front Panel

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
19


Hình 15: Giám sát trên giao diện Front panel

4.2 Nguyên lí hoạt động
Em sử dụng 2 vòng lập while, 1 vòng lặp while ở ngồi dùng để lập lại chương
trình bên trong và 1 vòng lập while ở trong dùng làm điều kiện để 2 khối Case
Structure được lặp lại. Với điều kiện khi đếm đủ 35s thì sẽ tự reset bắt đầu chạy lại từ
0s. Ở đây em dùng 2 khối hai khối Case Sstructure để điều khiển thời gian bật, tắt cuả
bóng đèn ở trên hai tuyến đường giao thơng. Trong từng khối Case Structure thì em
chia ra 3 khoảng thời gian để điều khiển bóng đèn bật, tắt theo yêu cầu của đề bài (18s
đèn đỏ, 15s đèn xanh, 3 là đèn vàng) giành cho phương tiện lưu thông trên đường và
( 21s đèn đỏ, 15s đèn xanh) để cảnh báo cho người đi bộ. Trong mỗi khoảng thời gian
thì em sử dụng khối true fale để điều khiển bóng đèn nào sáng theo yêu cầu của đề tài.

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
20


4.3 Thiết kế mơ phỏng sản phẩm bằng phần mềm:


Hình 16: Giao diện mơ phỏng ( Đèn Xanh )

Hình 17: Giao diện mô phỏng ( Đèn Đỏ )

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
21


Hình 18: Giao diện mơ phỏng ( Đèn Vàng )

Hình 19: Giao diện mô phỏng đèn xanh cho người đi bộ

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
22


Hình 20: Giao diện mơ phỏng đèn đỏ cho người đi bộ

GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
23


CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG
Đèn giao thông trục ngã tư được đưa vào thực tế để giúp an tồn giao thơng
hơn và giảm thiểu tai nạn không mong muốn xảy ra cho người tham gia giao thơng.

Hình 21: Ngã tư giao thơng

Hình 22: Đèn cảnh báo dành cho người đi bộ
*Kết luận: Mạch mô phỏng chạy ổn định, chạy đúng với thời gian mong muốn.


GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy
24