THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN XE ĐẨY HÀNH LÝ SÂN BAY ĐIỀU KHIỂN
TỪ XA BẰNG VI ĐIỀU KHIỂN
Ngày nay, mọi người thích đi du lịch bất cứ nơi nào. Hầu hết các sân bay không
bao giờ hết đông đúc nhộn nhịp du khách. Họ đang mang theo hành lý nặng, đây là
một trong những rắc rối lớn nhất khi đi du lịch. Điều không thể thiếu là các sân bay
cung cấp xe đẩy hành lý để giảm bớt gánh nặng đó. Xe đẩy hành lý này chủ yếu
được tìm thấy ở các sân bay, bến xe buýt lớn, khách sạn hoặc nhà ga. Tuy nhiên,
cần có thêm nỗ lực để điều hướng, đặc biệt là những người khuyết tật hoặc người
lớn tuổi. Do đó, các nhà nghiên cứu đã đề xuất một xe đẩy hành lý được điều khiển
từ xa. Mục tiêu chính của nghiên cứu này là tạo ra một chiếc xe đẩy hành lý được
chủ nhân điều khiển bằng điều khiển từ xa. Cụ thể, nó nhằm mục đích sau: (1) xây
dựng một xe đẩy hành lý có thể chở hành lý có trọng lượng nhỏ hơn hoặc bằng 5,6
kg; (2) để điều khiển không dây xe đẩy hành lý bằng hai Bộ vi điều khiển Arduino,
hai mô-đun Zigbee, cảm biến hướng/độ nghiêng; và (3) để điều hướng các bánh xe
của xe chở hành lý bằng cách sử dụng rơle, động cơ dc và động cơ servo. Xe đẩy
hành lý này bị giới hạn ở các hướng dừng, tiến, trái và phải, cũng như hạn chế
rẽ. Nó có tần số riêng dành riêng để theo dõi chủ nhân của nó.
1. Bối cảnh của nghiên cứu
Sân bay là một trong những nơi đông đúc trên thế giới. Máy bay thường là phương
tiện di chuyển chính cho các chuyến cơng tác, kỳ nghỉ gia đình hoặc du học. Vì
vậy, điều cần thiết là các sân bay cung cấp xe đẩy hành lý cho hành khách để giảm
bớt gánh nặng di chuyển từ nhà ga này sang nhà ga khác hoặc xung quanh khu vực
sân bay.
Xe đẩy hành lý, xe đẩy hành lý, xe đẩy hành lý hoặc xe đẩy là những phương tiện
nhỏ do du khách điều khiển bằng tay. Có hai kích cỡ chính: Một cho hành lý lớn và
một cho hành lý nhỏ. Xe đẩy thường có hai phần để chở hành lý: phần nhỏ (giỏ) để
hành lý xách tay ở cùng mức với tay cầm, và phần lớn hạ xuống để vali và túi nhỏ
hoặc lớn1 .
Ngày nay, công nghệ cũng đã ảnh hưởng rất lớn đến các sân bay. Xe đẩy hành lý
điều khiển từ xa đang được giới thiệu giống như NUA Robotics được điều khiển
chủ yếu bằng cách kết nối với điện thoại thông minh của chủ sở hữu. Nó sử dụng

các cảm biến tiệm cận để tránh va chạm với những thứ khác.
Các nhà nghiên cứu đã đề xuất một thiết kế mà xe đẩy hành lý không cần bất kỳ nỗ
lực nào của con người. Đây là xe đẩy hành lý điều khiển từ xa do chủ nhân quản lý


bằng cơng nghệ Arduino và Zigbee. Sẽ có một điều khiển từ xa được trao cho chủ
sở hữu để điều hướng giỏ hành lý như vậy. Xe đẩy hành lý sẽ tự động đi theo
hướng hành động của chủ nhân bằng điều khiển từ xa.
Mục tiêu chính của thiết kế này là tạo ra một chiếc xe đẩy hành lý được chủ nhân
điều khiển bằng điều khiển từ xa. Cụ thể, nó nhằm mục đích sau: (1) xây dựng một
xe đẩy hành lý có thể chở hành lý có trọng lượng nhỏ hơn hoặc bằng 5,6 kg; (2) để
điều khiển không dây xe đẩy hành lý bằng hai Bộ vi điều khiển Arduino, hai môđun Zigbee, cảm biến hướng/độ nghiêng; và (3) để điều hướng các bánh xe của xe
chở hành lý bằng cách sử dụng rơle, động cơ dc và động cơ servo.
2. Nghiên cứu liên quan
2.1. Xe-A-Long
Cart-A-Long là một giỏ hàng cải tiến tự động đi theo người dùng. Nó có thể được
sử dụng khơng chỉ trong cửa hàng tạp hóa hoặc mua sắm mà cịn để mang hành lý
trong sân bay. Nó sử dụng cảm biến hồng ngoại (IR) định vị bộ phát hồng ngoại
được người dùng mang theo như một chiếc vòng đeo tay để xác định góc và
khoảng cách của anh ta. Hai cảm biến hồng ngoại được gắn trên động cơ bước để
điều khiển nó. Khi các cảm biến hồng ngoại thiết lập kết nối với bộ phát hồng
ngoại, cảm biến hồng ngoại sẽ đưa ra phản hồi cho Arduino để điều khiển các động
cơ bước mà cuối cùng sẽ điều khiển hai bánh xe ở phía sau xe đẩy. Sau khi nhận
được phản hồi từ các cảm biến hồng ngoại tới Arduino thứ nhất, nó sẽ đưa phản
hồi tới Arduino thứ hai để điều khiển động cơ DC. Động cơ DC này sẽ điều khiển
bánh xe xoay phía trước thứ ba2 .
2.2. Người máy NUA
NUA Robotics là một chiếc vali robot mini đi theo chủ nhân. Thông qua việc kết
nối với điện thoại thông minh của người dùng, chiếc vali sẽ biết nơi cần đến và
cung cấp cho người dùng những thông tin như vị trí, trọng lượng của chiếc vali. Nó

sử dụng cảm biến tiệm cận để phát hiện chướng ngại vật để đảm bảo an tồn. Giờ
hoạt động của nó là từ 60-90 phút. Cơng nghệ này vẫn đang được hồn thiện3 .
2.3. Hãng vận chuyển hành lý có điều khiển khơng dây
Thiết bị có tên “The Stalker” này là một hệ thống đẩy mang tải rảnh tay giúp duy
trì khoảng cách an tồn phía sau người dùng. Chức năng thiết kế cơ bản của kẻ
theo dõi đòi hỏi kết nối không dây với người dùng. Việc chia sẻ kết nối không dây
được thực hiện thông qua việc sử dụng các cảm biến trên vòng đeo tay/dây đeo mà
người dùng đeo và các cảm biến trên thiết bị theo dõi4 .


2.4. hành lý tự hành
Vali tự hành là thiết bị có hệ thống đẩy có thể điều khiển từ xa, hệ thống cảm biến
giúp định hướng thùng hàng. Hành lý tự hành/có động cơ sẽ theo dõi và đi theo
chuyển động và hướng của người dùng theo hướng dẫn của điều khiển từ xa, điện
thoại thông minh và cảm biến chân. Một khoảng cách có thể nằm trong bán kính từ
1 đến vài feet4 . Bộ điều khiển có thể được đặt ở chế độ theo tơi, trong đó hệ thống
đẩy hành lý sẽ chỉ đi theo điều khiển từ xa bằng cách sử dụng các tín hiệu cảm biến
được truyền và nhận giữa điều khiển từ xa và bộ thu phát trong hệ thống đẩy hành
lý. Trong một phương án khác, bộ điều khiển có thể được đặt thành chế độ điều
khiển trong đó điều khiển từ xa có thể được sử dụng để điều khiển hệ thống đẩy
hành lý di chuyển hành lý từ điểm này sang điểm tiếp theo5 .
2.5. Nghiên cứu thực nghiệm liên quan
Kannan và Selvakumar6 thiết kế Robot điều khiển bằng giọng nói (VCR) là robot
di động mà người dùng có thể điều khiển chuyển động bằng cách đưa ra các lệnh
thoại cụ thể. Bài phát biểu được nhận bằng micrô và được xử lý bởi mơ-đun giọng
nói. Khi lệnh dành cho rơ-bốt được nhận dạng, thì mơ-đun giọng nói sẽ gửi thơng
báo lệnh đến bộ vi điều khiển của rô-bốt.
Aneida và Hormone7 đã phát triển một mô-đun robot robot dựa trên công nghệ
Arduino Uno. Giao tiếp giữa mô-đun rô-bốt và người vận hành (thiết bị của người
dùng cuối) được thực hiện thông qua mạng WiFi cho mục đích vận hành và điều

khiển. Giao tiếp này xảy ra qua Thuật tốn mã hóa/giải mã tùy chỉnh được bảo mật
để ngăn người khác kiểm soát mô-đun. Khoảng cách giữa mô-đun và người vận
hành phụ thuộc vào chính bộ điều hợp. Một camera “mắt của rơ-bốt” chụp và
truyền hình ảnh/video cho người vận hành, người sau đó có thể nhận biết mơi
trường xung quanh và điều khiển mô-đun từ xa.
Cuasito8 đã phát triển Robot di động cho giáo dục và giải trí sử dụng bộ vi điều
khiển Arduino. Trong thiết kế này, các tiêu chí cơ bản đặt ra nguyên mẫu là trọng
lượng nhẹ, dựa trên bộ vi điều khiển “Arduino”, có thể lập trình bằng Ngôn ngữ C,
được cấp nguồn bằng pin bên trong và lựa chọn động cơ chính động cơ DC hoặc
động cơ servo. Các thiết kế điều khiển được hướng dẫn bởi bảng chân lý rời rạc
nơi các thiết bị đầu vào và đầu ra tương tác thơng qua lập trình thơng qua giao diện
điện tử thích hợp.
Tương tự, Balasubramanian et al.9 nghiên cứu cơ chế hiệu quả sử dụng Arduino để
điều khiển robot. Trong nghiên cứu này, rô bốt điều khiển bằng cần điều khiển, rô


bốt điều khiển bằng di động và rô bốt điều khiển bằng máy tính xách tay là rơ bốt
được điều khiển bằng tay trong khi rô bốt vượt chướng ngại vật và rô bốt theo hàng
được điều khiển tự động bằng cảm biến tiệm cận. Tất cả các robot được thảo luận ở
trên đều có cùng bảng Arduino, L293D và bộ điều khiển động cơ nhưng chỉ có các
loại điều khiển robot khác nhau.
Tóm tắt các tài liệu, rõ ràng là chưa có nỗ lực hoặc nghiên cứu ít ỏi nào trong việc
ứng dụng vi điều khiển trong tự động hóa robot xe đẩy hành lý sân bay
3. Vật liệu và phương pháp
3.1. Tài liệu được sử dụng trong nghiên cứu
Xe đẩy hành lý sân bay được điều khiển từ xa được đề xuất sử dụng bộ vi điều
khiển Arduino Mega với các tấm chắn, cảm biến và mô-đun đi kèm như
trong Bảng 1 .
•


Bảng 1. Danh sách Vật liệu

ArduinoMega2560
Mega 2560 là một bo mạch vi điều khiển dựa trên ATmega 2560. Nó có 54 chân
đầu vào/đầu ra kỹ thuật số (trong đó 15 chân có thể được sử dụng làm đầu ra
PWM), 16 đầu vào tương tự, 4 UART (cổng nối tiếp phần cứng), bộ tạo dao động
tinh thể 16 MHz , kết nối USB, giắc cắm nguồn, tiêu đề ICSP và nút đặt lại. Nó
chứa mọi thứ để hỗ trợ vi điều khiển; chỉ cần kết nối nó với máy tính bằng cáp
USB hoặc cấp nguồn cho nó bằng bộ chuyển đổi AC-to-DC hoặc pin để bắt
đầu. Bảng Mega 2560 tương thích với hầu hết các tấm chắn được thiết kế cho Uno
và các bảng cũ Duemilanove hoặc Diecimila10 .


•
•

Hình 1 . Bộ điều khiển Arduino Mega 2560

lá chắn Zigbee
Khiên Zigbee cho phép bo mạch Arduino giao tiếp không dây. Nó dựa trên mơ-đun
Xbee từ MaxStream. Mơ-đun có thể giao tiếp lên đến 100 feet trong nhà hoặc 300
feet ngồi trời (với tầm nhìn thẳng). Nó có thể được sử dụng như một sự thay thế
nối tiếp/USB hoặc đặt nó vào chế độ lệnh và định cấu hình nó cho nhiều tùy chọn
kết nối mạng lưới và quảng bá. Các tấm chắn tách từng chân của Xbee thành một
miếng hàn xuyên lỗ. Nó cũng cung cấp các tiêu đề chân cái để sử dụng các chân kỹ
thuật số từ 2 đến 7 và các đầu vào tương tự, được bao phủ bởi tấm chắn11 .

•
•


Hình 2 . Mơ-đun Zibbee

Cảm biến độ nghiêng
Cảm biến hướng/độ nghiêng là một loại cảm biến có khả năng phát hiện độ
nghiêng bốn hướng. Nó được lập trình bằng vi điều khiển và chỉ có trục x và y


dương và âm. Điều này thường được sử dụng trong điện thoại thơng minh để thay
đổi hiển thị màn hình sau khi thiết bị được xoay12 .

•
•

Hình 3 . Cảm biến độ nghiêng hướng

động cơ servo
Động cơ servo là một bộ truyền động quay hoặc tuyến tính điều khiển chính xác vị
trí góc hoặc tuyến tính, vận tốc và gia tốc. Nó có một động cơ được kết nối với một
cảm biến để phản hồi vị trí. Nó nhận các tín hiệu điều khiển xác định vị trí của trục
servo và cấp nguồn cho động cơ DC của nó để xoay trục đến vị trí đó13 .


•
•

Hình 4 . Động cơ Servo TowerPro MG-995

tiếp sức
Rơle là một thiết bị điện tử hoạt động như một công tắc. Nó mở hoặc đóng mạch
điện cơ hoặc điện tử. Nó điều khiển một mạch điện bằng cách mở và đóng trong

một mạch khác. Khi một tiếp điểm rơle thường mở (NO), có một tiếp điểm mở khi
rơle khơng được cấp điện. Tương tự với tiếp điểm rơle thường đóng (NC). Nhưng
khi có dịng điện chạy vào các tiếp điểm sẽ làm thay đổi trạng thái của chúng14 .

•
•

Hình 5 . Rơ le gắn hai cực ném đôi (DPDT)

3.2. Phương pháp và Thiết kế
Hình 6 cho thấy sơ đồ hệ thống của thiết kế. Cảm biến hướng/độ nghiêng đi cùng
với chủ sở hữu và một khi chủ sở hữu di chuyển, nó sẽ phát hiện chuyển động của


chủ sở hữu. Dữ liệu được thu thập từ cảm biến độ nghiêng sẽ được xử lý bằng
Arduino Mega. Dữ liệu được xử lý sẽ được truyền bằng mô-đun zigbee và sẽ được
xe đẩy hành lý nhận bằng mô-đun zigbee khác. Dữ liệu nhận được sẽ lại được xử
lý bằng Arduino Mega khác. Khi dữ liệu của trục x lớn hơn ngưỡng do người dùng
chỉ định, động cơ DC sẽ di chuyển về phía trước, nếu khơng, nó sẽ dừng lại. Khi
dữ liệu của trục y lớn hơn ngưỡng do người dùng chỉ định, mô tơ servo sẽ di
chuyển sang phải, nếu khơng, sẽ di chuyển sang trái.

•
•

Hình 6 . Lưu đồ hệ thống của thiết kế

Hình 7 cho thấy sơ đồ mạch của thiết bị người dùng điều khiển từ xa. Điều này
kiểm soát hướng của giỏ hành lý. Tương tự như vậy, Hình 8 phản ánh sơ đồ mạch
của xe đẩy hành lý với bộ vi điều khiển Arduino Mega, mô-đun Zigbee, động cơ

DC và rơ le.


•
•

Hình 7 . Sơ đồ mạch của thiết bị người dùng

•
•

Hình 8 . Sơ đồ mạch của xe đẩy hành lý

3.3. Các thủ tục chuẩn
Mục tiêu 1 : Chế tạo xe đẩy hành lý có thể chở được khối lượng hành lý nhỏ hơn
hoặc bằng 5,6 kg.


1. Cắt ván ép có kích thước 28x18,5x12 inch.
2. Gắn hai bánh xe ở mặt sau của tấm ván ép được kết nối với động cơ DC.
3. Gắn hai bánh xe khác vào một trục phía trước tấm ván ép nơi trục được kết nối
với mô tơ servo.
Mục tiêu 2 : Điều khiển không dây xe đẩy hành lý bằng cách sử dụng hai (2) môđun Arduino Mega, hai (2) Zigbee và cảm biến hướng/độ nghiêng.
Lập trình Arduino Mega của thiết bị người dùng:
hằng số A = A6;
hằng số B = A7;
int aval = 0;
intBval = 0;
thiết lập vô hiệu ()
{

Nối tiếp.bắt đầu (9600);
Nối tiếp1.bắt đầu (9600);
pinMode(A, ĐẦU VÀO);
pinMode(B, ĐẦU VÀO);
vịng lặp vơ hiệu ()
Aval = analogRead(A);
Bval = analogRead(B);
// Serial.print(Aval);
// Serial.print(" ");
// Serial.println(Bval);
nếu(Aval < 500 &&Bval < 500)
Serial1.print('A');
khác nếu(Aval > 500 &&Bval > 500)


Serial1.print('B');
khác nếu(Aval > 500 &&Bval< 500)
Serial1.print('C');
khác nếu(Aval < 500 &&Bval> 500)
Serial1.print('D');
Lập trình Arduino Mega của xe đẩy hành lý:
1. Thực hiện đấu dây như trong Hình 7 và Hình 8 cho thiết bị người dùng và xe
đẩy hành lý.
2. Hiệu chỉnh cảm biến độ nghiêng và mô-đun Zigbee.
Mục tiêu 3 : Điều hướng các bánh xe của xe chở hành lý bằng cách sử dụng rơle,
động cơ dc và động cơ servo.
1. Thực hiện đấu dây cho rơle và động cơ DC như trong Hình 8 .
2. Tạo chương trình điều khiển động cơ servo như nêu dưới đây.
// Hành lý theo sau Robot Receivera
#include<Servo.h>

hằng sốMotorPin = 7;
trạng thái int = 0;
intpose = 90;
Servo dirServo;
charinData;
thiết lập vô hiệu ()
pinMode(7, ĐẦU RA);
kỹ thuật sốWrite (7, THẤP);
Nối tiếp.bắt đầu (9600);
dirServo.attach(10);
dirServo.write(90);


vịng lặp vơ hiệu ()
if(Nối tiếp.có sẵn())
inData = Serial.read();
nếu (inData == 'A')
kỹ thuật sốWrite(7,CAO);
dirServo.write(90);
khác nếu (inData == 'B')
kỹ thuật sốWrite(7,THẤP);
dirServo.write(90);
khác nếu (inData == 'C')
kỹ thuật sốWrite(7,CAO);
dirServo.write(50);
khác nếu (inData == 'D')
kỹ thuật sốWrite(7,CAO);
dirServo.write(120);
3.4. Thực hiện thiết kế
Giỏ hành lý chỉ giới hạn ở chuyển động ngang. Các bánh xe chỉ có góc 90 độ để rẽ

trái và phải. Có ít nhất 3 mét diện tích đủ rộng để đặt thiết bị quay. Nó khơng thể
leo cầu thang hay thực hiện bất kỳ chuyển động thẳng đứng nào. Hướng của nó chỉ
giới hạn ở phía trước, dừng lại, trái và phải. Nó không thấm nước và cũng không
thể xử lý sốc cực độ. Nó chỉ có thể chở được khối lượng nhỏ hơn hoặc bằng 5,6 kg
hành lý. Xe đẩy hành lý có tần số quy định riêng là 2,454 MHz để nó chỉ đi theo
chủ nhân trong phạm vi 50 mét. Điều này được phản ánh như trong Hình 9 .


•
•

Hình 9. Nguyên mẫu thực tế của hệ thống

4. Kết luận và Khuyến nghị
4.1. Phần kết luận
Các nhà nghiên cứu kết luận rằng nguyên mẫu thiết kế điện tử đang hoạt động. Tất
cả các mục tiêu đã được đáp ứng. Họ đã có thể tạo ra một chiếc xe đẩy hành lý với
hai bánh phía sau được điều khiển bởi động cơ DC và hai bánh phía trước được
điều khiển bởi động cơ servo. Hai mô-đun Zigbee và hai bộ vi điều khiển Arduino
Mega đã được lập trình đúng cách và có thể cung cấp dữ liệu.
4.2. Khuyến nghị
Nếu dành thời gian và công sức, các nhà nghiên cứu sẽ tìm ra cách để làm cho dự
án thiết kế điện tử có thể di chuyển được và khơng cồng kềnh đối với khách hàng
mục tiêu. Một hệ thống an ninh cũng có thể được thêm vào để đảm bảo an toàn và
bảo vệ hành lý. Phát hiện va chạm cũng có thể được cài đặt. Thiết kế của hành lý
cũng có thể được cải thiện để cho phép chuyển động thẳng đứng.