BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
--------------------------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE THÔNG
MINH ỨNG DỤNG ARDUINO

CBHD: ThS Trịnh Đắc Phong
Sinh viên: Trần Văn Biển
Mã số sinh viên: 2018600584

Hà Nội – 2022


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................

..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
Hà Nội, ngày

tháng 05 năm 2022

Giáo viên hướng dẫn


ĐÁNH GIÁ, NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................

................................................................................................
................................................................................................
Hà Nội, ngày

tháng 05 năm 2022

Giáo viên phản biện



ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành bản đồ án này trước hết em xin gửi đến quý thầy, cô giáo
trong khoa cơng nghệ kĩ thuật Ơ tơ trường Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội.
Em xin gửi đến thầy Trịnh Đắc Phong đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ
em hồn thành khóa đồ án tốt nghiệp. Từ những kiến thức ấy em đã học được
thêm rất nhiều kiến thức bổ ích, hữu dụng cho công việc sau này.
Em xin gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo và các thầy cô trong khoa Cơng
nghệ Ơ tơ đã tạo điều kiện giúp đỡ, dạy dỗ em trong suốt quá trình học tập tại
trường.
Em trân trọng và biết ơn sâu sắc tới tất cả mọi người trong gia đình, bạn
bè đã động viên khích lệ giúp em trong quá trình học tập và làm khóa luận.
Trong q trình làm khóa luận tốt nghiệp này, mặc dù đã được sự giúp
đỡ tận tình và hết sức cố gắng nhưng khơng thể tránh những thiếu sót. Vì vậy,
em kính mong nhận được ý kiến đóng góp chỉ bảo của các quý thầy cô.

Hà Nội, tháng 05 năm 2022.
Sinh viên


Trần Văn Biển


iii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................... ii
MỤC LỤC

...................................................................................... iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH ...................................................................... v
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................. vii
LỜI NÓI ĐẦU ....................................................................................... 1
CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU HỆ

THỐNG BÃI ĐỖ XE THÔNG MINH ............................................................. 2
1.1

Giới thiệu chung....................................................................... 2

1.2

Phân loại................................................................................... 2

1.2.1 Bãi đỗ xe thơng minh xếp hình (puzzle parking) ................ 2
1.2.2 Bãi đỗ xe thông minh thang nâng đơn (stacker parking) .... 3
1.2.3 Bãi đỗ xe thông minh xoay vịng đứng (Rotary parking).... 3

1.2.4 Bãi đỗ xe thơng minh hoàn toàn tự động di chuyển ............ 4
1.2.5 Bãi đỗ xe thông minh dạng tháp (Tower Parking) .............. 4
1.2.6 Bãi đỗ xe thơng minh gia đình thiết kế ngầm hố pít ........... 5
1.3

Tổng quan về hệ thống giám sát bãi đỗ xe thông minh ........... 6

1.3.1 Giải pháp.............................................................................. 6
1.3.2 Nguyên lý hoạt động.......................................................... 10
CHƯƠNG 2:

GIỚI THIỆU CÁC THÀNH PHẦN CỦA MẠCH CỦA

HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE THÔNG MINH..................................................... 13
2.1

Giới thiệu chung về Arduino ................................................. 13

2.1.1 Giới thiệu chung ................................................................ 13
2.2

Giới thiệu phần cứng.............................................................. 14

2.2.1 Giới thiệu về bộ KIT ARDUINO UNO R3....................... 14
2.2.2 Giới thiệu về Module RFID............................................... 17


iv
2.2.3 Giới thiệu về Module thu phát hồng ngoại ........................ 19
2.2.4 Giới thiệu về động cơ Servo .............................................. 20

2.2.5 Giới thiệu về LCD I2C ...................................................... 20
2.3

Giới thiệu phần mềm.............................................................. 22

2.3.1 Arduino IDE ...................................................................... 22
2.3.2 Giới thiệu về phần mềm PLX-DAQ .................................. 25
2.4

Giới thiệu công nghệ .............................................................. 27

2.4.1 Giới thiệu chung về RFID ................................................. 27
2.4.2 Giới thiệu chung về chuẩn giao tiếp USB ......................... 28
2.4.3 Giới thiệu chung về ngôn ngữ lập trình C ......................... 29
CHƯƠNG 3:

XÂY DỰNG QUY TRÌNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG

CỦA HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE THÔNG MINH ........................................... 36
3.1

Xây dựng quy trình ................................................................ 36

3.1.1 Sơ đồ mạch ........................................................................ 36
3.1.2 Lưu đồ ................................................................................ 38
3.1.3 Cấu trúc mơ hình điều khiển ............................................. 38
3.2

Phân tích ca sử dụng .............................................................. 39


3.2.1 Biểu đồ ca ở mức tổng quát ............................................... 39
3.2.2 Biểu đồ ca chi tiết .............................................................. 39
3.2.3 Giải thích các ca sử dụng của hệ thống ............................. 40
3.2.4 Biểu đồ tuần tự................................................................... 43
CHƯƠNG 4:

KẾT QUẢ VÀ THỬ NGHIỆM .................................. 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................... 48
PHỤ LỤC

..................................................................................... 49


v

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Mơ hình bãi đỗ xe tự động xếp tại tầng hầm chung cư ......... 2
Hình 1.2: Mơ hình stacker parking ........................................................ 3
Hình 1.3: Mơ hình bãi đậu xe thơng minh xoay vịng đứng.................. 4
Hình 1.4: Hình ảnh bãi đỗ xe thơng minh di chuyển từng tầng ............ 4
Hình 1.5: Hệ thống đỗ xe thơng minh dạng tháp dạng cột đứng........... 5
Hình 1.6: Giải pháp đỗ xe cho nhà mặt phố .......................................... 5
Hình 1.7: Hệ thống đỗ xe thơng minh dành cho gia đình...................... 6
Hình 1.8: Giải pháp bãi đỗ xe thơng minh ............................................ 7
Hình 1.9: Tủ hệ thống và chốt bảo vệ.................................................... 7
Hình 1.10: Camera giám sát .................................................................. 8
Hình 1.11: Đầu đọc thẻ .......................................................................... 9
Hình 1.12: Cảm biến an tồn ................................................................. 9
Hình 1.13: Bảng Led ............................................................................ 10

Hình 1.14: Nguyên lý hoạt động khi xe vào, ra ................................... 11
Hình 2.1: Mạch Arduino Uno R3 ........................................................ 14
Hình 2.2: Một số chức năng của các chân trên Arduino Uno R3 ........ 16
Hình 2.3: Module đọc thẻ RFID .......................................................... 18
Hình 2.4: Module cảm biến hồng ngoại .............................................. 19
Hình 2.5: Module động cơ Servo......................................................... 20
Hình 2.6: Module I2C .......................................................................... 21
Hình 2.7: Module LCD sử dụng I2C ................................................... 21
Hình 2.8: Giao diện của phần mềm IDE.............................................. 23
Hình 2.9: Menu file trên IDE ............................................................... 24
Hình 2.10: Cách chọn kiểu bo đang dùng ........................................... 24
Hình 2.11: Cách chọn cổng COM trên IDE ........................................ 25
Hình 2.12: Giao diện của PLX-DAQ .................................................. 25
Hình 2.13; Nguyên lý hoạt động của RFID ......................................... 28
Hình 2.14: Ứng dụng của RFID .......................................................... 28


vi
Hình 2.15: Đầu đọc USB tiêu chuẩn ................................................... 29
Hình 2.16: Thông số cấu tạo của 1 giao tiếp USB tiêu ch̉n ............. 29
Hình 2.17: Lưu đồ thuật tốn của cấu trúc if ....................................... 31
Hình 2.18: Lưu đồ thuật tốn của cấu trúc if else................................ 33
Hình 2.19: Lưu đồ thuật tốn của cấu trúc for..................................... 35
Hình 3.1: Sơ đồ mạch của hệ thống ..................................................... 36
Hình 3.2: Lưu đồ .................................................................................. 38
Hình 3.3: Kiến trúc mơ hình điều khiển thiết bị .................................. 38
Hình 3.4: Biểu đồ ca tổng quát ............................................................ 39
Hình 3.5: Biểu đồ ca hệ thống ............................................................. 39
Hình 3.6: Biểu đồ ca quản lý hệ thống ................................................ 40
Hình 3.7: Biểu đồ ca sử dụng Arduino Uno ........................................ 40

Hình 3.8: Biểu đồ tuần tự..................................................................... 43
Hình 4.1: Mặt bằng sơ bộ của bãi đỗ xe thơng minh........................... 44
Hình 4.2: Bố trí linh kiện của bãi đỗ xe thơng minh ........................... 44
Hình 4.3: Mơ hình hồn thiện của bãi đỗ xe thơng minh .................... 45
Hình 4.4: Thử nghiệm lần 1 trên PLX-DAQ ....................................... 45
Hình 4.5: Thử nghiệm lần 2 trên PLX-DAQ ....................................... 46


vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của Arduino Uno ................................... 17
Bảng 2.2:Thông số kỹ thuật của Module RFID................................... 18
Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật của module cảm biến hồng ngoại.......... 19
Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật của động cơ Servo ................................. 20
Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật LCD I2C ................................................ 22
Bảng 2.6: Giới thiệu ký hiệu ................................................................ 30
Bảng 3.1: Chân kết nối của LCDxI2C ................................................. 36
Bảng 3.2: Chân kết nối của module thu phát hồng ngoại .................... 37
Bảng 3.3: Chân kết nối của động cơ Servo ......................................... 37
Bảng 3.4: Chân kết nối của module RFID........................................... 37
Bảng 3.5: Giải thích lưu đồ.................................................................. 41
Bảng 3.6: Chi tiết các ca của hệ thống................................................. 41
Bảng 3.7: Chi tiết ca sử dụng FRID .................................................... 42
Bảng 3.8: Ca quản lý rào ..................................................................... 42


1

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật, mức sống
của nhân loại được nâng lên, nhu cầu đi lại, vận chuyển lại càng được quan tâm
hồn thiện khơng ngừng. Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của
nền kinh tế, thu nhập đời sống của người dân được nâng lên cùng với đó là sự
gia tăng chóng mặt của số lượng phương tiện đặc biệt ở các thành phố lớn.
Hàng ngày, hàng giờ chúng ta vẫn thường xuyên được nghe những thơng
tin về tình trạng tắc đường tại các tuyến phố, đặc biệt trong những giờ cao điểm.
một. Trong những nguyên nhân gây ra tình trạng đó là việc đỗ, dừng xe không
đúng nơi quy định. Các điểm đỗ, dừng xe được tận dụng ở mọi chỗ, mọi nơi:
trên vỉa hè, lịng đường, cơng viên các nơi khơng phép… điều đó ảnh hưởng
không nhỏ đến giao thông nội đô và mỹ quan đơ thị.
Chính vì vậy việc áp dụng các mơ hình bãi đỗ xe thơng minh cơng cộng
để giải quyết tình trạng khan hiếm chỗ để xe là vơ cùng cần thiết đối với các đô
thị lớn của nước ta. Vậy nên em chọn đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế hệ thống bãi
đỗ xe thông minh ứng dụng Arduino”, để được nghiên cứu, phân tích kỹ hơn
về hệ thống này.
Nội dung đồ án gồm 4 phần chính là:
Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu hệ thống bãi đỗ xe thông minh.
Chương 2: Giới thiệu thành phần của mạch hệ thống bãi đỗ xe thông minh.
Chương 3: Xây dựng quy trình thiết kế hệ thống bãi đỗ xe thông minh.
Chương 4: Kết quả và thử nghiệm.
Đề tài được thực hiện trong thời gian tương đối ngắn trình độ hiểu biết
cịn nhiều hạn chế và khơng tránh khỏi những sai sót. Rất mong thầy cơ và các
bạn đóng góp ý kiến. Em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn thầy
Trịnh Đắc Phong, các thầy cô trong khoa cùng các bạn học đã giúp đỡ và hỗ
trợ em hoàn thành đề tài của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!


2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU HỆ
THỐNG BÃI ĐỖ XE THÔNG MINH
1.1 Giới thiệu chung
Chỉ sau khi ngành công nghiệp ô tô ra đời một thời gian ngắn, từ những
năm 20 của thế kỷ trước, hệ thống đỗ xe ô tô tự động cũng đã xuất hiện nhằm
đáp ứng nhu cầu về chỗ đỗ xe ô tô, đặc biệt ở các khu vực trung tâm, siêu đô
thị.
Hệ thống đỗ xe tự động nếu trước đây chỉ hiện diện tại các nước Bắc Mỹ,
Tây Âu thì đến nay chúng đã trở thành một phần không thể thiếu trong giao
thông công cộng ở các nước đang phát triển. Về mặt cơng nghệ, ngày nay tồn
bộ q trình sắp xếp chỗ đỗ xe, quản lý thời gian lưu bãi … hồn tồn được
thực hiện bằng cơng nghệ điều khiển học.
1.2 Phân loại
1.2.1 Bãi đỗ xe thơng minh xếp hình (puzzle parking)
Bãi đỗ xe thơng minh dạng xếp hình hay cịn gọi là bãi đỗ xe cao tầng
xếp hình là một giải pháp đỗ xe bán tự động, cấu tạo của hệ thống gồm nhiều
tấm pallet độc lập được ghép lại thành một mơ hình hình vng hoặc chữ nhật.
Mỗi tấm pallet là 1 vị trí đỗ xe và có thể xếp nhiều tấm ballet chồng lên nhau
trên 1 hệ thống được kết nối bằng các khung thép chắc chắn. Cách thức pallet
di chuyển được lập trình sao cho thời gian lấy xe ra là nhanh nhất.

Hình 1.1: Mơ hình bãi đỗ xe tự động xếp tại tầng hầm chung cư


3
1.2.2 Bãi đỗ xe thông minh thang nâng đơn (stacker parking)
Thêm một giải pháp đỗ xe theo kiểu bán tự động cũng đang được khá
nhiều chủ đầu tư lựa chọn bởi chi phí lắp đặt thấp, vận hành đơn giản thời gian
lắp đặt nhanh chóng.


Hình 1.2: Mơ hình stacker parking
Hệ thống này có thể đứng độc lập hoặc kết hợp nhiều hệ thống tùy nhu
cầu sử dụng của người dùng.
1.2.3 Bãi đỗ xe thơng minh xoay vịng đứng (Rotary parking)
Bãi đỗ xe thơng minh xoay vịng đứng được xây dựng theo kiểu dạng
tháp nhiều tầng để tận dụng tối đa khơng gian để xe trên 1 diện tích có sẵn. Hệ
thống đỗ xe tự động này này sử dụng nguyên lý xoay vòng để luân chuyển các
vị trí đỗ xe, chỗ đỗ được di chuyển bởi cơ cấu nhơng xích lớn.
Nó được vận hành bởi động cơ điện giảm tốc lớn hoặc động cơ thủy lực,
kết hợp cùng tủ điện điều khiển để vận hành. Hệ thống có thể quay 2 chiều để
chọn vị trí cịn trống cho xe gửi hoặc trả xe theo yêu cầu của khách hàng.
Trong bối cảnh diện tích đất ngày càng khan hiếm và đắt đỏ tại các đô
thị hệ thống này với nhiều ưu điểm nổi trội đang ngày càng phổ biến tại các đô
thị. Đặc biệt là tại các nhà hàng, khách sạn hay các điểm kinh doanh quy mô
vừa và nhỏ. Hệ thống này được vận hành bởi động cơ điện giảm tốc lớn hoặc
động cơ thủy lực, kết hợp cùng tủ điện điều khiển để vận hành. Hệ thống có thể
quay 2 chiều để chọn vị trí cịn trống cho xe gửi hoặc trả xe.


4

Hình 1.3: Mơ hình bãi đậu xe thơng minh xoay vịng đứng
1.2.4 Bãi đỗ xe thơng minh hồn tồn tự động di chuyển
Bãi đỗ xe thông minh từng tầng di chuyển là một hệ thống đỗ xe hoàn
toàn tự động dựa trên nguyên lý băng chuyền trong công nghệ vận tải hàng hóa.
Việc di chuyển các xe tại các tầng là độc lập, do các robot hoặc các tấm pallet
được thiết kế riêng tại từng tầng.

Hình 1.4: Hình ảnh bãi đỗ xe thông minh di chuyển từng tầng

1.2.5 Bãi đỗ xe thông minh dạng tháp (Tower Parking)
Bãi đỗ xe thông minh dạng tháp là mơ hình đỗ xe được coi là hiện đại
nhất ngày nay. Tháp đỗ xe tự động có 2 loại: Hệ thống dạng tháp cột đứng và
hệ thống dạng tháp hình trụ. bãi đỗ xe thơng minh dạng tháp có sức chứa lớn,
phù hợp với khu vực có mật độ dân cư đơng đúc.


5

Hình 1.5: Hệ thống đỗ xe thơng minh dạng tháp dạng cột đứng
1.2.6 Bãi đỗ xe thơng minh gia đình thiết kế ngầm hố pít
- Mơ tả:
Đối với những ngơi nhà mặt phố khơng có nhiều diện tích sân thì việc để
xe trong nhà là không thể tránh khỏi. Tuy nhiên, đỗ xe trong nhà không những
tốn diện tích mà mùi xăng xe hay mùi ô tô sẽ bay vào trong nhà sẽ gây khó chịu
và khơng tốt cho sức khỏe của mọi người. Vì vậy giải pháp tối ưu cho bạn chính
là sử dụng hệ thống đỗ xe tự động âm sàn với hố pít, Sử dụng hệ thống đỗ xe
tự động thiết kế ngầm, xe được cất giữ dưới mặt đất, trả lại cho bạn không gian
để bạn có thể sử dụng cho các mục đích khác.

Hình 1.6: Giải pháp đỗ xe cho nhà mặt phố


6
Ngoài ra việc lấy xe trong hệ thống đỗ xe gia đình với hố pit cũng rất dễ
dàng và linh hoạt, dù xe ở bất kỳ vị trí nào cũng có thể lấy được mà khơng phải
di chuyển xe cịn lại.

Hình 1.7: Hệ thống đỗ xe thơng minh dành cho gia đình
1.3 Tởng quan về hệ thớng giám sát bãi đỗ xe thông minh

1.3.1 Giải pháp
Bãi giữ xe thông minh là một hệ thống quản lý gồm: camera giám sát, tủ
chốt bảo vệ, hệ thống barrier tự động, cảm biến an toàn, bảng led điều khiển xe,
thẻ từ và đầu đọc thẻ từ để nhận diện và quản lý bãi xe, … Đó là những thiết bị
cần thiết cho một bãi đỗ xe thơng minh tồn diện. Là giải pháp quản lý bãi giữ
xe hiệu quả giải đáp được bài toán đặt ra của các chủ quản lý hệ thống chung
cư, toà nhà, trung tâm thương mại, hoặc chủ quản lý bãi xe thương mại.
Hệ thống quản lý bãi gửi xe thơng minh sử dụng cơng nghệ kiểm sốt ra
vào bằng thẻ từ dành cho hệ thống các phương tiện vận tải, xe ô tô, xe máy, sử
dụng các thiết bị công nghệ thay thế sức con người. Mang đến sự nhanh gọn và
chính xác trong quản lý an ninh bãi xe.
Hệ thống cho phép ghi vé xe và kiểm sốt ra vào một cách tự động, nhanh
chóng hơn. Các thông tin được ghi lại như biển số xe, số thẻ xe, vé xe, ảnh xe,
ảnh người gửi xe…Đồng thời sử dụng hệ thống phần mềm giúp người quản lý
dễ dàng điều hành bãi đỗ xe hơn. Thực hiện được các báo cáo về số lượng xe
ra vào, kiểm soát doanh thu cho bãi xe và nhiều tiện ích khác.


7

Hình 1.8: Giải pháp bãi đỗ xe thơng minh
a) Tủ hệ thống, chốt bảo vệ
Với giải pháp quản lý bãi xe thơng minh bằng thẻ từ, mã vạch thì thiết bị
đầu tiên cần quan tâm đó là tủ đựng thiết bị (hay còn gọi cabin, chốt bảo vệ).
Tủ được thiết kế có nhiều dạng khác nhau phù với từng vị trí bãi đỗ xe.
Chức năng chính: chứa máy tính và hệ thống phần mềm quản lý bãi đỗ
xe. Khơng có máy tính và hệ thống thì giải pháp khơng hoạt động được. Hệ
thống máy tính và máy chủ sẽ được bộ phận lắp đặt tư vấn và thực hiện cho
phù hợp với từng mơ hình của bãi đỗ xe.


Hình 1.9: Tủ hệ thống và chốt bảo vệ
b) Camera quan sát bãi giữ xe
Hệ thống camera bãi giữ xe thông minh bao gồm camera biển số và
camera toàn cảnh.


8
Loại camera biển số: chuyên đọc và ghi nhận các thơng số về biển số xe
nên bắt buộc phải có trong hệ thống quản lý bãi đỗ xe thông minh. Có khả năng
nhìn rõ biển số xe trong cách điều kiện ánh sáng khác nhau.
Loại camera tồn cảnh: kiểm sốt về người lái xe, tổng thể ra vào khu
vực cổng bãi đỗ xe. Tuỳ theo quy mô bãi đỗ xe khác nhau có cần sử dụng khơng.

Hình 1.10: Camera giám sát
c) Thẻ và Đầu đọc thẻ (máy giữ xe bằng thẻ từ)
Chức năng: giống như vé xe thông thường, thẻ từ giúp kiểm soát ra vào
bãi đỗ xe.
Đầu đọc thẻ được chia làm 2 loại gồm đầu đọc thẻ cố định (thường dùng
cho các phương tiện xe máy, xe mô tô) và đầu đọc thẻ từ xa (dùng cho xe ô tô).
Cách hoạt động: Tuỳ theo từng mô hình bãi đỗ xe thông minh mà sẽ sử
dụng số lượng đầu đọc thẻ thích hợp mang lại hiệu quả cho hệ thống quản lý
bãi đỗ xe.
Mơ hình 1 máy 1 làn xe thì sử dụng 1 đầu đọc thẻ.
Mơ hình 1 máy tính quản lý 2 làn xe độc lập thì sử dụng 2 đầu đọc thẻ.
Mơ hình 1 máy tính quảng lý 2 làn xe ô tô và xe máy thì sử dụng 1 đầu
đọc thẻ cho tất cả các loại xe hoặc sử dụng riêng các đầu đọc thẻ cho mỗi loại
xe.
Mơ hình 1 máy tính quản lý 3 hoặc 4 làn xe thì sử dụng 2 đầu đọc thẻ
hoặc sử dụng riêng các đầu đọc thẻ cho mỗi loại xe.



9

Hình 1.11: Đầu đọc thẻ
d) Cổng Barrier (thanh chắn barrier)
Chức năng: Barrier có vai trị làm cổng chắn hiệu quả cho hệ thống đỗ
xe thông minh. Thiết bị này giúp giảm tốc độ các phương tiện ra vào bãi đỗ xe
nhằm kiểm soát an ninh, trật tự của bãi đỗ xe.
e) Cảm biến an toàn
Chức năng của thiết bị: Thường được kết nối với các thiết bị barrier để
mang lại hiệu quả quản lý cho bãi đỗ xe thông minh. Cũng giống như thiết bị
barrier thì cảm biến an tồn cũng có thể khơng cần sử dụng cho những bãi đỗ
xe có quy mơ nhỏ hoặc theo u cầu của chủ đầu tư. Nhưng về cơ bản hệ thống
bãi đỗ xe nên sử dụng thiết bị này để đảm bảo giải pháp quản lý hiệu quả.

Hình 1.12: Cảm biến an toàn
d) Bảng Led


10
Chức năng: Bảng led giúp hiển thị các thông tin về biển số hoặc số tiền
thanh toán khi xe ra vào hoặc có thể hiện thị các chỉ dẫn trong trạng thái chờ.
Cách hoạt động: Kết nối máy tính thơng qua cổng COM hoặc TCP/IP.

Hình 1.13: Bảng Led
1.3.2 Nguyên lý hoạt động
Các phương tiện giao thông khi vào bãi giữ xe sẽ được cấp phát 1 thẻ từ
(hay còn gọi RFID) đã được đăng ký trong hệ thống. Khi quẹt thẻ Barie sẽ mở,
camera chụp biển số xe và phân tích thành số. Số thẻ và biển số xe sẽ được lưu
trữ đồng thời với hình ảnh của lái xe do camera thứ 2 chụp để truy vấn khi cần

thiết. Thời gian xe vào bắt đầu được tính khi quẹt thẻ và là cơ sở tính tốn thời
gian đỗ xe
Lối vào: Bảo vệ sẽ lấy 1 thẻ xe quẹt đầu đọc thẻ và giao lại cho khách.
Khi đó hệ thống sẽ chụp ảnh biển số xe và ngoại cảnh. Biển số được nhận
dạng dưới dạng text kết hợp cùng các thông số về thẻ, ngày giờ ra vào, người
điều khiển phương tiện để tạo thành cơ sở dữ liệu lưu trữ trên hệ thống quản
lý ra vào.
Lối ra: nhân viên sẽ thu lại tấm thẻ xe của khách hoặc khách tự dùng thẻ
của mình để quẹt lên đầu đọc thẻ. Hệ thống sẽ chụp ảnh biển số và toàn cảnh
để nhận dạng biển số xe. Phần mềm tự động đối chiếu với biển số xe lúc ra vào
để kiểm tra thơng số có hợp lệ hay khơng. Nếu sai số thì hệ thống tự phát tín
hiệu cảnh báo cho nhân viên. Nếu đúng thì phần mềm hiển thị số tiền thanh
toán.


11

Hình 1.14: Nguyên lý hoạt động khi xe vào, ra
a) Ưu điểm:
Giải pháp bãi giữ xe thông minh bằng thẻ từ có nhiều ưu điểm hơn bãi
đỗ xe truyền thống:
+ Mỗi bãi đỗ xe sẽ có những đặc điểm địa hình, vị trí khác nhau do vậy
cách thiết kế cũng sẽ tương ứng cho mỗi khu vực khác nhau. Thông thường
mỗi máy tính sẽ quản lý 1 làn xe, tuy nhiên có những trường hợp 1 máy tính có
thể quản lý 2, 3, 4 làn xe khác nhau. Nhưng nhìn chung có 4 mơ hình bãi đỗ xe
thơng minh cơ bản sau và hầu như các mơ hình đều có biến thể riêng.
+ Với mơ hình này ứng dụng cho nhiều bãi đỗ xe khác nhau. Các bãi đỗ
xe máy tại tòa nhà, chung cư, trung tâm thương mại.
+ Về khả năng hoạt động: Sử dụng nhiều thiết bị hiện đại giúp kiểm sốt
chặt chẽ và nhanh chóng hơn.

+ Khả năng tự động hố: Sử dụng thẻ từ có mã số riêng khó có thể làm
giả, hình ảnh biển số xe và chủ phương tiện điều khiển được hệ thống lưu trữ
ngay khi người lái xe quẹt thẻ vào. Do vậy tính bảo mật cao hơn so với các
phương pháp truyền thống, khả năng lấy xe cũng nhanh chóng hơn.
+ Hệ thống quản lý xe bằng thẻ từ được lắp đặt tại các bãi giữ xe có quy
mơ lớn như toà nhà, chung cư, trung tâm thương mại…Giúp chủ quản lý bãi đỗ
xe tiết kiệm được nhân lực vì cơ chế hoạt động trên hệ thống là chủ yếu và hệ
thống triển khai cũng khá đơn giản cho nhân viên điều khiển.


12
+ Giải pháp giữ xe thơng minh, ngồi việc kiểm sốt an ninh cịn giúp
chủ đầu tư quản lý doanh thu và hiệu quả kinh doanh của bãi đỗ xe trong những
thời gian nhất định.
+ Chi phí bảo trì bảo dưỡng, chế độ bảo hành: khả năng lắp đặt và sử
dụng các thiết bị chuyên dụng cho hệ thống giữ xe thơng minh có thời gian sử
dụng khá lâu.
b) Nhược điểm
Bên cạnh những tính năng nổi bật, thì giải pháp bãi đỗ xe thơng minh
bằng thẻ từ cũng cịn một số hạn chế nhất định chưa giải quyết được.
+ Khả năng tìm chỗ trống trong bãi xe: với những bãi đỗ xe có tầm khuất
thì người lái xe khó tìm chỗ đỗ xe hơn do đó làm mất thời gian.
+ Với các bãi xe dành cho oto dạng tầng hầm thì cần kết hợp các thiết bị
thơng minh hơn. Sử dụng thẻ từ vẫn có thể làm giả nếu bị hack trên phần mềm
hệ thống.


13

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CÁC THÀNH PHẦN CỦA

MẠCH CỦA HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE THÔNG MINH
2.1 Giới thiệu chung về Arduino
2.1.1 Giới thiệu chung
Arduino là một bo mạch vi điều khiển do một nhóm giáo sư và sinh viên
Ý thiết kế và đưa ra đầu tiên vào năm 2005. Mạch Arduino được sử dụng để
cảm nhận và điều khiển nhiều đối tượng khác nhau. Nó có thể thực hiện nhiều
nhiệm vụ từ lấy tín hiệu từ cảm biến đến điều khiển đèn, động cơ, và nhiều đối
tượng khác. Ngoài ra mạch cịn có khả năng liên kết với nhiều module khác
nhau như module đọc thẻ từ, ethernet shield, sim900A, …. để tăng khả ứng
dụng của mạch. Phần cứng bao gồm một board mạch nguồn mở được thiết kế
trên nền tảng vi xử lý AVR Atmel 8bit, hoặc ARM, Atmel 32-bit, …. Hiện
phần cứng của Arduino có tất cả 6 phiên bản, Tuy nhiên phiên bản thường được
sử dụng nhiều nhất là Arduino Uno và Arduino Mega. Arduino Uno được sử
dụng rất rộng rãi trên thế giới, rất nhiều ví dụ trên youtube hoặc các trang hướng
dẫn về Arduino sử dụng mạch này. Vì vậy đối với các bạn mới học Arduino,
việc chọn Arduino Uno sẽ giúp các bạn có thể tự học dễ dàng. Phần mềm để
lập trình cho mạch Arduino là phần mềm IDE. Đây là phần mềm mã nguồn mở,
và có thể được download từ trang web của Arduino: arduino.cc. [1]
- Lý do chọn Arduino:
Hiện tại ở Việt Nam và trên thế giới cũng có nhiều bo mạch vi điều khiển
khác nhau. Tuy nhiên Arduino có một số ưu điểm mà khiến nó trở nên nổi tiếng
và hiện đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Những ưu điểm đó là: rẻ,
tương thích được với nhiều hệ điều hành, chương trình lập trình đơn giản, rõ
ràng, dễ sử dụng, sử dụng mã nguồn mở và có thể kết hợp với nhiều module
khác nhau. [1] Nhờ trải nghiệm người dùng đơn giản và dễ tiếp cận, Arduino
đã được sử dụng trong hàng ngàn dự án và ứng dụng khác nhau. Phần mềm
Arduino rất dễ sử dụng cho người mới bắt đầu, nhưng đủ linh hoạt cho người
dùng cao cấp.



14
2.2 Giới thiệu phần cứng
2.2.1 Giới thiệu về bộ KIT ARDUINO UNO R3
a) Giới thiệu chung
Arduino Uno là một bảng mạch vi điều khiển nguồn mở dựa trên vi điều
khiển Microchip ATmega328 được phát triển bởi Arduino.cc. Đây là nơi thực
hiện các code đã được lập trình ra thế giới thực qua các thiết bị như (LED, cảm
biến, loa, động cơ và màn hình). [5]. Bảng mạch được trang bị các bộ chân đầu
vào/ đầu ra Digital và Analog có thể giao tiếp với các bảng mạch mở rộng khác
nhau. Mạch Arduino Uno thích hợp cho những bạn mới tiếp cận và đam mê về
điện tử, lập trình…Dựa trên nền tảng mở do Arduino.cc cung cấp các bạn dễ
dàng xây dựng cho mình một dự án nhanh nhất (lập trình Robot, xe tự hành,
điều khiển bật tắt led…).
b) Đặc điểm chính của Arduino Uno R3

Hình 2.1: Mạch Arduino Uno R3
- Cáp USB:
Đây là dây cáp thường được bán kèm theo bo, dây cáp dùng để cắm vào
máy tính để nạp chương trình cho bo và dây đồng thời cũng lấy nguồn từ nguồn
usb của máy tính để cho bo hoạt động. Ngồi ra cáp USB cịn được dùng để
truyền dữ liệu từ bo Arduino lên máy tính. Dây cáp có đầu, đầu 1a được dùng


15
để cắm vào cổng USB trên bo Arduino, đầu 1b dùng để cắm vào cổng USB
trên máy tính.
-

IC Atmega 16U2:


IC này được lập trình như một bộ chuyển đổi USB –to-Serial dùng để
giao tiếp với máy tính thơng qua giao thức Serial (dùng cổng COM).
- Cổng nguồn ngoài
Cổng nguồn ngoài nhằm sử dụng nguồn điện bên ngồi như pin, bình
acquy hay các adapter cho bo Arduino hoạt động. Nguồn điện cấp vào cổng
này là nguồn DC có hiệu điện thế từ 6V đến 20V, tuy nhiên hiệu điện thế tốt
nhất mà nhà sản xuất khuyên dùng là từ 7 đến 12V.
- Cổng USB
Cổng USB trên bo Arduino dùng để kết nối với cáp USB
- Nút reset
Nút reset được sử dụng để reset lại chương trình đang chạy. Đơi khi
chương trình chạy gặp lỗi, người dùng có thể reset lại chương trình …
- ICSP của ATmega 16U2
ICSP là chữ viết tắt của In-Circuit Serial Programming. Đây là các chân
giao tiếp SPI của chip Atmega 16U2. Các chân này thường ít được sử trong các
dự án về Arduino.
- Chân xuất tín hiệu ra
Có tất cả 14 chân xuất tín hiệu ra trong Arduino Uno, những chân có dấu
~ là những chân có thể băm xung (PWM), tức có thể điều khiển tốc độ động cơ
hoặc độ sáng của đèn. Hình 2 thể hiện rất rõ những chân để băm xung này.
- IC ATmega 328
IC Atmega 328 là linh hồn của bo mạch Arduino Uno, IC này được sử
dụng trong việc thu thập dữ liệu từ cảm biến, xử lý dữ liệu, xuất tín hiệu ra, …
- Chân ICSP của ATmega 328
Các chân ICSP của ATmega 328 được sử dụng cho các giao tiếp SPI
(Serial Peripheral Interface), một số ứng dụng của Arduino có sử dụng chân