BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN VĂN LUYỆN

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẪU
BỊ GIÁM SÁT VÀ CẢNH BÁO TRƠM XE

NGÀNH : KỸ THUẬT CƠ KHÍ ÐỘNG LỰC - 60520116

S K C0 0 4 9 4 2

Tp. Hồ Chí Minh, 2016


LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC:
Họ & tên: NGUYỄN VĂN LUYỆN.

Giới tính: Nam.

Ngày, tháng, năm sinh: 18/07/1988.

Nơi sinh: Thanh Hóa.

Quê quán: Hoằng Hải, Hoằng Hóa, Thanh Hóa. Dân tộc: Kinh.
Chỗ ở riêng: Ấp 3A, Vĩnh Lộc A, Bình Chánh, TP Hồ Chí Minh.
Điện thoại cơ quan:

Điện thoại nhà riêng: 0909098163

Fax:
E-mail:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Trung học chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo:

Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/

……
Nơi học (trường, thành phố):
Ngành học:
2. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính Quy

Thời gian đào tạo từ 09/2007 đến 03/ 2012

Nơi học (trường, thành phố): Đại Học Giao Thông Vận Tải TP Hồ Chí Minh
Ngành học: Cơ Khí Ơ Tơ
Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp:
Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp:
Người hướng dẫn:


III. Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC:
Thời gian
2012
2016


Nơi cơng tác
Cơng ty TNHH Ơ Tơ Hiệp Lợi
Cơng Ty Cổ Phần Dịch Vụ Sài Gịn
Ơ Tơ (Sài Gịn Ford)

Cơng việc đảm nhiệm
Kỹ thuật viên Điện, Điện lạnh
Cố Vấn Dịch Vụ


LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ cơng trình nào khác
Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2016…
(Ký tên và ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN
Sau quá trình 6 tháng nghiên cứu và thực hiện đề tài ―Nghiên cứu, thiết kế và chế
tạo mẫu bị giám sát và cảnh báo trộm xe‖ tác giả gặp rất nhiều khó khăn. Nhưng
nhờ sự giúp đỡ tận tâm của thầy TS. Nguyễn Bá Hải và từ nhiều phía, nếu khơng có
lẽ tác giả khơng thể hồn thành được đề tài này. Vì vậy tác giả xin gửi lời cảm ơn
chân thành:
 Trước tiên tác giả xin chân cảm ơn TS. Nguyễn Bá Hải, thầy đã nhiệt tình
hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tác giả hồn thành xong
cơng trình nghiên cứu này.
 Lời cảm ơn tiếp theo tác giả xin gửi đến Ban Giám Hiệu nhà trường, Phòng
Đào Tạo Sau Đại Học, Ban Chủ nhiệm khoa Cơ Khí Động Lực trường Đại

Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện tốt nhất để tác giả
hoàn thành luân văn.
 Cuối cùng, tác giả gửi lời cảm ơn cha mẹ, thành viên trong gia đình cũng như
bạn bè, đồng nghiệp, nhóm Học Để Làm đã ln động viên, giúp đỡ và sát
cánh bên tác giả trong suốt thời gian làm luận văn.
TP HCM Ngày … tháng … năm 2016
NGUYỄN VĂN LUYỆN


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẪU THIẾT BỊ GIÁM SÁT
VÀ CẢNH BÁO TRỘM XE
Tóm Tắt
Hiện nay tình trạng mất cắp xe, đặc biệt là những xe gắn máy ở những bãi giữ xe vỉa
hè, cửa hàng, quán ăn, quán café… Đang là một vấn đề nan giải đối với ngành chức
năng và người dân. Vấn đề này đang khắc phục bằng cách chủ cửa hàng hay những
nhà dân thuê nhân công để giữ xe, nhưng lại mất một khoảng tiền khá lớn để trả
lương cho họ hay gắn camera để quan sát hiện trạng phương tiện của khách và tài
sản cá nhân. Những giải pháp như dùng hệ thống mất cắp xe bằng điện thoại của
Vietel, hệ thống này chỉ xác định được vị trí xe. Ngồi ra, hệ thống bãi giữ xe thông
minh sử dụng thẻ từ, hệ thống này phải sử dụng bãi xe có cổng ra vào, khơng giám
sát được tình trạng hiện tại của xe trong bãi giữ xe… Nhưng đó chưa là giải pháp tối
ưu đối với những cửa hàng nhỏ, khách hàng chỉ để xe phía trước sau đó và mua hàng
hay qn café có số lượng xe ít thì vẫn xảy ra hiện trạng mất xe khi thiếu cảnh giác.
Vì vậy, ý tưởng thiết kế ra một hệ thống giám sát và cảnh báo trộm xe để khắc phục
được vấn đề trên là cần thiết.
Sau hơn 6 tháng nghiên cứu, tác giả đã chế tạo thành công hệ thống giám sát và
cảnh báo trộm xe. Hệ thống này hoạt động dựa trên tín hiệu từ cảm biến khoảng
cách, bộ thu phát sóng RFID đặt tại vị trí của từng ơ xe được mã hóa bởi thẻ từ, và
hình ảnh thu từ camera giám sát để giám sát tình trạng xe trong bãi giữ xe và cảnh
báo cho người dùng.

Ngoài ra, thiết bị giám sát và cảnh bảo trộm xe được trang bị tính năng cảnh báo
cho người dùng biết có trộm hoặc tác nhân bên ngoài, muốn phá hoại hay lấy trộm
thiết bị.
Thiết bị sử dụng phần mềm LabVIEW cho giao diện thân thiện, dễ sử dụng với người
dùng.


Abstract
Currently the state of stolen vehicles, especially motorcycles in the parking lot
pavement, shops, bars, cafés ... is that a problem for the industry and the people
function. This problem is overcome by the shop owner or hiring people to keep the
car, but it takes a considerable amount of money to pay them or attach a camera to
observe the current state of the hotel facilities and assets personal. These solutions
such as stolen vehicle system used by Viettel phone, this system is only determined
vehicle position. In addition, parking systems using smart card, the system must use
parking entrances, not monitoring the current status of the vehicle in the parking lot
... But that is not the best solution advantages for small stores, customers just to the
vehicle in front and then purchase or café with the number of vehicles at the loss still
occurs when lack of vigilance car. So, the idea of designing a monitoring system and
vehicle theft alerts to fix problems is necessary.
After more than 6 months of research, the author has successfully built monitoring
system and vehicle theft alert. This operating system is based on signals from the
sensor distance, the RFID transceiver located at the location of each cell is encoded
by car from the card, and images obtained from surveillance cameras to monitor
vehicle status in parking lot and alert the user.
In addition, monitoring equipment and vehicle theft warning equipped alert features
let the user know there is theft or external agents, to undermine or stolen devices.
Equipment using LabVIEW software for user-friendly interface, ease of use to users.



MỤC LỤC
Trang tựa

TRANG

Quyết định giao đề tài
Lý lịch cá nhân

i

Lời cam đoan

ii

Lời cảm ơn

iii

Tóm tắt

iv

Mục lục

v

Danh sách các chữ viết tắt

vi


Danh sách các hình

vii

Danh sách các bảng

viii

Chƣơng 1 TỔNG QUAN

1

1.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu

1

1.1.2 Các cơng trình nghiên cứu trong nước

1

1.1.3 Các cơng trình nghiên cứu ngồi nước

4

1.2 Lý do chọn đề tài

6

1.3 Mục đích của đề tài


7

1.4 Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài

7

1.5 Phạm vi nghiên cứu của đề tài

8

1.6 Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài

8

1.7 Hƣớng mới của đề tài

8

Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

9

2.1 Cấu trúc hệ thống

9

2.2 Lập trình LabVIEW

10


2.2.1 Card Hocdelam USB 9090

12

2.2.2 Xử lý ảnh

14

2.3 Họ AVR

16

2.3.1 Vi điều khiển Atmega8

18

2.3.2 Vi điều khiển ATmega328

20


2.3 Thẻ từ sử dụng công nghệ RFID

22

2.4 Cảm biến

26

2.4.1 Cảm biến hồng ngoại


26

2.4.2 Cảm biến rung HDX-2

29

2.5 Camera

30

2.5.1 Camera kết nối có dây (camera analog)

31

2.5.2 Camera kết nối khơng có dây (camera IP)

32

2.5.3 Webcam

33

2.6 Giao tiếp giữa các Module

36

2.6.1 Truyền dữ liệu không dây sử dụng tần số vô tuyến (radio frequence)

36


2.6.2 Truyền nối tiếp SPI (Serial Peripheral Bus)

37

2.6.3 Giao tiếp UART

40

2.6.4 Giao tiếp USB

42

Chƣơng 3 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ GIÁM SÁT
VÀ CẢNH BÁO TRỘM XE

45

3.1 Tổng quan hệ thống

45

3.1.1 Sơ đồ thực tế

45

3.1.2 Sơ đồ khối

47


3.2 Thiết bị thu tín hiệu trên bãi đậu xe

48

3.3 Hệ thống thu thập dữ liệu trung tâm

51

3.4 Bộ điều khiển trung tâm

54

3.4.1 Xử lý ảnh xác định người vào bãi giữ xe

58

3.4.2 Xử lý tín hiệu cảm biến hồng ngoại xác định người đi ra, vào bãi giữ xe

62

3.5 Cơ cấu phản hồi thông tin

66

3.6 Code lập trình và giả thích

66

3.6.1 Code thiết bị phát tín hiệu bãi giữ xe


66

3.6.2 Code bộ thu tín hiệu trung tâm

69

Chƣơng 4 THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG

81

4.1 Kịch bản thí nghiệm

81


4.2 Đánh giá kết quả thí nghiệm

91

Chƣơng 5 KẾ LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN

92

5.1 Kết luận

92

5.2 Hạn chế của đề tài

92


5.3 Hƣớng phát triển

92

TÀI LIỆU THAM KHẢO

93


THUẬT NGỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench): Phần
mềm máy tính được phát triển bởi hãng National Instrument, Hoa Kỳ.
Camera: Thiết bị dùng để thu hình.
HDL USB 9090: Mạch giao tiếp máy tính.
Wireless LAN: Mạng giao tiếp dữ liệu nội bộ khơng dây.
Wifi: Sóng thu phát khơng dây.
Menu: Danh sách tùy chọn các chức năng điều khiển.
USB (Univeral Serial Bus): Chuẩn kết nối thiết bị điện tử.
VI (Virtual Instrument): Thiết bị ảo trong phần mềm LabVIEW.
SubVI: Là một VI được sử dụng trong một VI khác.
IR (Infrared remote): Hồng ngoại.
CPU (Central Processing Unit): Bộ xử lý trung tâm.
DVR (Digital Video Recorder): Đầu thu hình camera.
UART (Universal Asynchronous Receiver – Transmitter) là một mạch tích hợp
được sử dụng trong việc truyền dẫn dữ liệu nối tiếp giữa máy tính và các thiết bị
ngoại vi.


DANH SÁCH CÁC BẢNG

BẢNG

TRANG

Bảng 2. 1 Mô tả các chân của hàm USB HDL 9090 để lập trình như bảng sau:

14

Bảng 4. 1 Kết quả thực nghiệm

91


DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH

TRANG

Hình 1.1 Sơ đồ giữ xe thơng minh.

2

Hình 1. 2 Sơ đồ chống trộm cắp bằng điện thoại.

3

Hình 1. 3 Sơ đồ hệ thống chống trộm trên xe TOYOTA.

5


Hình 1. 4 Sơ đồ hệ thống chống trộm trên xe Mitsubishi.

6

Hình 2. 1 Cấu trúc hệ thống.

9

Hình 2. 2 Giới thiệu phần mềm LabVIEW.

10

Hình 2. 3 Card HDL 9090.

12

Hình 2. 4 Sơ đồ chân của card HDL9090.

13

Hình 2. 5 Giao diện card HDL9090 khi kết nối với LabVIEW.

13

Hình 2. 6 Xác định điểm ảnh.

15

Hình 2. 7 Sơ đồ chân ATmega8.


18

Hình 2. 8 Sơ đồ khối ATmega8.

20

Hình 2. 9 Sơ đồ chân của ATmega328.

21

Hình 2. 10 Bộ đọc RFID RDM 6300.

24

Hình 2. 11 Module HC-11 CC1101.

25

Hình 2. 12 Ra vào cổng sử dụng thẻ từ.

26

Hình 2. 13 Cảm biến hồng ngoại SHARP GP2Y0A02YK0F.

27

Hình 2. 14 Sơ đồ cấu trúc cảm biến hồng ngoại SHARP GP2Y0A02YK0F

27


Hình 2. 15 Đồ thị liên hệ khoảng các với điện áp ra SHARP GP2Y0A02YK0F

28

Hình 2. 16 Cảm biến hồng ngoại SHARP GP2Y0A710K0F.

28

Hình 2. 17 Đồ thị liên hệ khoảng các với điện áp ra SHARP GP2Y0A710K0F.

29

Hình 2. 18 Cảm biến rung HDX-2.

30

Hình 2. 19 Mơ tả ngun lý hoạt động camera.

31

Hình 2. 20 Camera analog.

31

Hình 2. 21 Camera quan sát AHD WIT ST-2166SMA10.

32

Hình 2. 22 Thiết bị ghi hình /Webcam Logitech B525.


35


Hình 2. 23 Mơ hình truyền phát song RF.

36

Hình 2. 24 Giao diện SPI.

38

Hình 2. 25 Truyền dữ liệu SPI.

39

Hình 2. 26 Giao tiếp UART.

40

Hình 2. 27 Giao tiếp USB 2.0 và USB 3.0

43

Hình 2. 28 Đầu kết nối giao tiếp USB.

43

Hình 3. 1 Sơ đồ thực tế của thiết bị.

45


Hình 3. 2 Sơ đồ nguyên lý của thiết bị.

46

Hình 3. 3 Sơ đồ khối của hệ thống.

48

Hình 3. 4 Sơ đồ khối thiết bị trên xe.

49

Hình 3. 5 Lưu đồ thuật tốn thiết bị trên xe.

50

Hình 3. 6 Sơ đồ nguyên lý của thiết bị giám sát vị trí xe.

50

Hình 3. 7 Mơ hình thiết bị đặt trên xe.

51

Hình 3. 8 Sơ đồ khối của hệ thống thu thập dữ liệu trung tâm.

51

Hình 3. 9 Lưu đồ thuật tốn hệ thống thu thập dữ liệu trung tâm.


52

Hình 3. 10 Sơ đồ nguyên lý hệ thống thu thập dữ liệu trung tâm.

53

Hình 3. 11 Mơ hình thực tế của hệ thống thu thập dữ liệu trung tâm.

54

Hình 3. 12 Sơ đồ khối của bộ điều khiển trung tâm.

55

Hình 3. 13 Lưu đồ thuật tốn bộ điều khiển trung tâm.

56

Hình 3. 14 Sơ đồ nguyên lý bộ điều khiển trung tâm.

57

Hình 3. 15 Lưu đồ thuật toán xác định người vào bãi giữ xe.

58

Hình 3. 16 Code lập trình Vision Assistant.

59


Hình 3. 17 Code nhận dạng chuyển động.

59

Hình 3. 18 Code trích xuất các phần tử màu R, G, B của 16 vùng chia.

60

Hình 3. 19 Code xác định người ở vị trí gần và xa.

60

Hình 3. 20 Code phát ra âm thanh.

61

Hình 3. 21 Code xác định có vật trong vùng quét của camera.

61

Hình 3. 22 Xác định người vào qn Coffee.

62

Hình 3. 23 Lưu đồ thuật tốn xác định khoảng cách.

63



Hình 3. 24 Code chương trình nhận tín hiệu từ Card HDL USB 9090 và lọc nhiễu. 64
Hình 3. 25 Giao diện và kết quả mơ phỏng.

65

Hình 3. 26 Sơ đồ cơ cấu phản hồi thơng tin.

66

Hình 4. 1 Khách hàng vào quán Café.

81

Hình 4. 2 Hình ảnh camera giám sát và xác định người vào bãi giữ xe.

82

Hình 4. 3 Cảm biến khoảng cách giám sát người ra vào trong bãi giữ xe.

82

Hình 4. 4 Xác định người và phương tiện vào trong bãi giữ xe.

83

Hình 4. 5 Bộ giám sát xe tại từng vị trí.

83

Hình 4. 6 Xe được xếp ngay vào vị trí.


84

Hình 4. 7 Khách hàng quẹt thẻ xe.

84

Hình 4. 8 Xe vị trí số 1 được mã hóa.

85

Hình 4. 9 Cảm biến khoảng cách giám sát khách hàng ra về.

85

Hình 4. 10 Khách hàng quẹt thẻ ra về.

86

Hình 4. 11 Khách hàng vui vẻ ra về.

86

Hình 4. 12 Khách hàng vào bãi giữ xe.

87

Hình 4. 13 Khách hàng để xe khơng đúng vị trí .

87


Hình 4. 14 Khách hàng để xe khơng đúng vị trí và vào quẹt thẻ.

88

Hình 4. 15 Xe đang được thiết bị giám sát an tồn.

88

Hình 4. 16 Trộm vào lấy xe.

89

Hình 4. 17 Thiết bị thơng báo ―có trộm‖ .

89

Hình 4. 18 Thiết bị đang ở trạng thái an tồn.

90

Hình 4. 19 Thiết bị đang có tác nhân phá hoại.

90


Chƣơng 1

TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu

1.1.1 Giới thiệu
Tình trạng mất xe ở Việt Nam đặt biệt là xe máy diễn ra ngày càng nhiều, bạn sẽ
mất xe chỉ trong vòng 5-10 giây nếu mất cảnh giác dù cho xe có khóa chống trộm.
Theo con số thống kê của Công an Thành phố Hà Nội, cứ 10 vụ mất trộm tài sản thì
có từ 3-4 vụ có liên quan đến ô tô, xe máy. Nhiều người dùng chủ quan cho rằng xe
đắt tiền, cao cấp đã có khố ―xịn‖ rất khó mất trộm. Trên thực tế, tội phạm thường
vơ hiệu hố các loại khố từ, khố cơ một cách đơn giản. Các loại khoá cổ xe, khoá
càng chỉ tốn thêm của chúng ít phút để hồn tồn vơ hiệu hố và chiếm đoạt tài sản.
Điều đáng nói là mặc dù trộm cắp xe xảy ra nhiều, nhưng tỉ lệ điều tra để tìm ra đối
tượng lấy xe là rất thấp. Vì đối tượng hoạt động ngày càng chuyên nghiệp, tinh vi
và có tổ chức. Tội phạm thường cấu kết với nhau, tạo ra những đường dây khép kín
từ khâu trộm cắp đến tiêu thụ. Hiện trường những vụ án này hầu như không để lại
bất cứ một dấu vết nào, khiến lực lượng điều tra vô cùng vất vả.
Do tình trạng mất trộm xe máy ngày càng nhiều, khơng ít người dùng chọn trang bị
khố chống trộm như một giải pháp ít tốn thời gian để bảo vệ tài sản của mình. Tuy
nhiên, chủ xe thường gặp khó khăn khi tìm mua thiết bị phù hợp giữa hàng loạt sản
phẩm chống trộm xe máy đủ loại hình dáng, kích cỡ và giá thành. Hầu hết sản phẩm
đang lưu hành trên thị trường hiện nay tràn ngập các thiết bị không rõ nguồn gốc
hoặc mang xuất xứ Trung Quốc, không hề thể hiện bất kỳ thông tin về chất lượng,
kiểm định hay các tiêu chuẩn sản xuất trên bao bì. Kèm theo những sản phẩm này
thường là những cơng nghệ khố sóng lỗi thời dễ dàng bị kẻ gian dị tần số và vơ
hiệu hố.
1.1.2 Các cơng trình nghiên cứu trong nƣớc
Hệ thống giữ xe thông minh bằng thẻ từ:

1


Hình 1.1 Sơ đồ giữ xe thơng minh
Sau khi xác định vị trí xe vào trong tầm camera thì camera sẽ chụp hình xe (có thể

bao gồm phần sau của xe – biển số, thân xe, phần trước của xe, khn mặt chủ xe
tùy vào việc bố trí camera quan sát), sau đó sẽ thực hiện nhận dạng biển số xe (nếu
cần thiết), Nhân viên giữ xe thực hiện thao tác quét tất cả dữ liệu của xe gồm mã
thẻ (RFID hoặc Smart Card), hình ảnh, biển số xe, ngày giờ xe vào sẽ được lưu
vào máy tính và đưa thẻ cho khách hàng. Khi xe ra, camera sẽ hiển thị hình ảnh
của xe và so sánh với hình ảnh đã lưu ở đầu vào, nếu trùng khớp thì thẻ xe hợp lệ,
thẻ được thu lại và tiếp tục sử dụng thẻ đó cho xe khác vào gửi. Với thao tác quét,
thẻ chi mất từ 1-2 giây so với cách ghi vé thông thường hơn 10 giây, sẽ khắc phục
được tình trạng ùn tắc. Khơng gây phiền lịng cho người gửi xe do không dùng
phấn ghi lên xe, vé xe bằng thẻ chíp có tính an tồn cao vì được mã hóa rất nghiêm
ngặt. Vì vậy trộm nhặt được thẻ cũng không biết của xe nào. Thông tin về xe, loại

2


xe, số xe, ngày giờ gửi xe, giá tiền gửi đều được lưu vào dữ liệu trong máy tính,
nhằm đảm bảo tính an tồn cho khách hàng và chủ giữ xe.
 Ưu điểm của hệ thống: Sử dụng trên những bãi giữ xe lớn, với số lượng xe
nhiều và kiểm soát được số lượng xe ra vào.
 Nhược điểm của hệ thống: Không sử dụng trên những bãi giữ xe vỉa hè,
những bãi giữ xe khơng có cổng ra vào thì khơng thực hiện được. Ngồi ra,
hệ thống này khơng quản lý được từng xe trong bãi giữ xe.
Hệ thống chống mất cắp xe máy bằng điện thoại
Smart Motor là giải pháp khóa chống trộm, định vị xe máy và giám sát hành trình
xe máy thơng minh thơng qua mạng di động và hệ thống định vị toàn cầu GPS. Hệ
thống cho phép điều khiển xe máy bằng điện thoại với nhiều tiện ích như theo dõi vị
trí xe, cảnh báo chống trộm, tìm kiếm cây xăng, ATM, điểm sửa xe. Hệ thống
chống trộm và giám sát thông minh SmartMotor của Viettel sẽ bảo vệ tài sản bằng 3
lớp: Báo động khi có trộm tác động đến xe, gửi tin nhắn cho chủ phương tiện và
điều khiển xe tắt máy từ xa.


Hình 1. 2 Sơ đồ chống trộm cắp bằng điện thoại
3


Smart Motor của Tập đoàn Viettel kết hợp từ: Thiết bị định vị + Sim 3G Viettel +
Hệ thống định vị GPS + Hệ thống theo dõi giám sát (qua website hoặc ứng dụng
trên điện thoại).
 Ưu điểm của hệ thống: Chi phí tương đối rẻ, chỉ cần có một chiếc điện thoại
thơng minh và thiết bị này thì biết được vị trí xe.
 Nhược điểm của hệ thống: Cần một nguồn điện trong xe để giữ nguồn điện
cho thiết bị, do đó ảnh hưởng đến accu của xe. Ngồi ra, hệ thống này chỉ
xác định xe đang ở đâu và báo lên trên điện thoại, nhưng không thể ngăn
chặn được trộm lấy xe.
1.1.3 Các cơng trình nghiên cứu ngồi nƣớc
Hiện nay công nghệ, khoa hoc - Kỹ thuật phát triển, những hệ thống an ninh đã và
đang được nghiên cứu và phát triển, Những hãng ô tô lớn đã phát triển nhiều cơng
nghệ chống trộm thơng minh cho dịng xe của họ. Dưới đây là một vài nghiên cứu
để làm cơ sở thực hiện đề tài
Hệ thống chống trộm của TOYOTA (Anti-theft system)
Để phát hiện trộm xe, hệ thống này được thiết kế để phát ra chuông báo động khi
có bất kỳ một cửa nào hoặc nắp capơ của xe bị mở khoá mạnh bất thường hoặc cực
của ắc qui bị tháo ra và sau đó được nối lại khi tất cả các cửa của xe đã được khoá.
Hệ thống báo động sẽ làm còi kêu một cách gián đoạn và nháy các đèn pha, đèn
hậu, đèn xi nhan…
Đèn chỉ báo an ninh nháy để chỉ cho những người xung quanh xe biết xe được trang
bị hệ thống chống trộm. Các thiết bị báo động khác nhau tuỳ theo từng thị trường.
Hệ thống chống trộm dùng chức năng của hệ thống khoá cửa, một số kiểu xe, hệ
thống chống trộm ngắt hoạt động của rơ le máy khởi động trong khi thiết bị báo động
làm việc. Vì vậy, máy khởi động không hoạt động.


4


Hình 1. 3 Sơ đồ hệ thống chống trộm trên xe TOYOTA
Hệ thống chống khởi động xe (Immobilizer) trên xe MITSUBISHI
Hệ thống mã hóa khóa động cơ gồm có một chíp mã chìa khóa, một cuộn dây thu
phát tín hiệu, ECU khóa động cơ và ECU động cơ. Có hai loại hệ thống mã hóa
khóa động cơ, một loại điều khiển bằng ECU độc lập (ECU khóa động cơ) và loại
kia thì điều khiển bằng ECU động cơ có ECU khóa động cơ ở bên trong. Xác lập
chế độ cho hệ thống mã hóa khóa động cơ Thời điểm rút chìa khóa điện ra khỏi ổ
khóa điện hoặc 20 giây sau khi xoay chìa khóa điện về vị trí ―ACC‖ hoặc ―LOCK‖,
hệ thống mã hóa khóa động cơ được xác lập việc đánh lửa khởi động và phun nhiên
liệu không thể thực hiện được. Đây là một hệ thống để đăng ký tự động mã chìa
khóa (mã chìa chính và mã chìa phụ) khi thay thế ECU khóa động cơ, sau khi thay
thế ECU khóa động cơ, bật khóa điện lên vị trí ON làm cho đèn chỉ báo nhấp nháy.
Trong điều kiện đó, tra chìa khóa chính và chìa khóa phụ vào ổ khóa đánh lửa để tự
động đăng ký mã chìa vào ECU, khi hệ thống mã hóa khóa động cơ được xác lập
chế độ, thì ngay cả khi rút chìa khóa ra khỏi ổ khóa điện ra và trực tiếp xoay bằng tơ
vít dẹt hoặc các dụng cụ tương đương về vị trí START để khởi động máy khởi
động, cũng khơng thể khởi động được. Vì hệ thống đánh lửa không làm việc, và
5


nhiên liệu cũng không được phun vào động cơ, khi cắm chìa khóa điện ổ khóa thì
ECU khóa động cơ và chíp mã chìa khóa nằm trong chìa khóa bắt đầu giao tiếp với
nhau. Sau khi được giao tiếp bắt đầu, nếu mã khởi động đăng ký trong ECU khóa
động cơ và trong chíp mã chìa của nó trùng hợp nhau hai lần liên tục, thì chế độ của
hệ thống mã hóa khóa động cơ được hủy bỏ làm cho hệ thống đánh lửa bắt đầu làm
việc và nhiên liệu được phun vào động cơ. Kết quả là động cơ có thể khởi động

được. Trên đây là chức năng thực hiện việc đăng ký bổ sung mã chìa mới (mã chìa
chính và mã chìa phụ) có mã chìa đã được đăng ký trong ECU. Phương pháp đăng
ký mã được thực hiện nhờ vận hành khóa điện và thao tác đóng/mở cửa xe phía
người lái, hai hoặc ba chìa chính và một chìa phụ được xác lập cho chìa khóa điện
đối với hệ thống mã hóa khóa động cơ, việc đăng ký và xóa bỏ mã chìa chỉ có thể
thực hiện bằng chìa khóa chính. Do đó việc đăng ký chìa chính và chìa phụ là cần
thiết. Việc thiết lập chìa chính và chìa phụ cũng được phân loại theo phương pháp
đăng ký. Nếu bị mất tất cả các chìa để đăng ký chìa mới thì cần phải thay thế ECU
khóa động cơ hoặc ECU động cơ và tiến hành đăng ký.

Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống chống trộm trên xe Mitsubishi
1.2 Lý do chọn đề tài
Hiện nay tình trạng an ninh trật tự và tình hình tội phạm đang ngày càng gia
tăng, đặc biệt là tại các thành phố lớn. Số lượng các vụ trộm cắp tài sản gia đình
tăng cao với mức độ tinh vi và nguy hiểm. Do đó việc mỗi chủ phương tiện, hộ gia
6


đình, cơ sở kinh doanh, cơng ty.... nên lắp đặt cho mình một hệ thống chống trộm xe
gắn máy, xe ô tô là điều hết sức cần thiết.
Vấn đề nhức nhối đối với những chủ phương tiện giao thông, chủ những cửa
hàng, hộ gia đình là thường xuyên bị mất trộm xe trong lúc mất cảnh giác.
Trong quá trình gửi phương tiện hay cho phương tiện vào trong bãi đậu xe gắn
máy và ơ tơ, thì ít nhất phải tốn một nhân công lao động tham gia giữ xe cho khách.
Nắm bắt được nhu cầu bảo vệ tài sản, cũng như sự an tồn cho ơ tơ và xe gắn
máy, đề tài ―NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẪU THIẾT BỊ
GIÁM SÁT VÀ CẢNH BÁO TRỘM XE” nhằm nghiên cứu lựa chọn, giám sát
và cảnh báo cho chủ phương tiện khi có trộm đột nhập.
1.3 Mục đích của đề tài
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và đề xuất giải pháp hệ thống giám sát và cảnh

báo chống trộm trên bãi đậu xe.
Mơ tả và đánh giá tồn diện các nghiên cứu hiện hành về các vấn đề liên quan
đến an toàn cho phương tiện khi đậu trong bãi xe.
Xác định nhu cầu nghiên cứu trong tương lai và các khuyến nghị trong lĩnh vực
chống trộm xe.
1.4 Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài
-

Phần mềm LabVIEW.

-

Xử lý ảnh trong LabVIEW.

-

Cảm biến khoảng cách hồng ngoại.

-

Card giao tiếp máy tính HDL USB 9090.

-

Camera.

-

Vi điều khiển AVR.


-

Những bãi đậu xe đang được sử dụng.

-

Giao tiếp giữa các module.

7


1.5 Phạm vi nghiên cứu của đề tài
Thu thập các tín hiệu từ những cảm biến khoảng cách, thẻ từ và hình ảnh do
camera chụp lại từ đó sẽ tổng hợp, phân tích, đánh giá các thơng tin để nhận biết
và đưa ra cảnh báo cho người dùng biết phương tiện đang an tồn hay khơng.
Hệ thống giám sát và cảnh báo trộm xe được thực hiện trên những bãi xe nhỏ,
bãi xe vỉa hè, những bãi xe khơng có cổng và chủ phương tiện để xe ngay ngắn
vào những ô quy định.
1.6 Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài
-

Phân tích dữ liệu từ cảm biến khoảng cách, camera, tín hiệu từ RFID và Card
HDL USB 9090.

-

Phân loại vấn đề liên quan đến hệ thống chống trộm trên những bãi giữ xe
hiên nay.

-


Phân tích để nhận biết và cảnh báo an tồn cho chủ cửa hàng, chủ phương
tiện thơng qua phần mềm LabVIEW dựa trên sự so sánh các tín hiệu của các
nguồn khác nhau.

-

Thực nghiệm trên những bãi giữ xe nhỏ, cửa hàng, quán café…

1.7 Hƣớng mới của đề tài
Đề tài ― NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẪU THIẾT BỊ GIÁM
SÁT VÀ CẢNH BÁO TRỘM XE ” dựa trên cơ sở xử lý ảnh và thẻ từ thông minh.

8


Chƣơng2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Cấu trúc hệ thống
Hệ thống bao gồm các cảm biến khoảng cách và camera phát hiện chuyển động
trong phạm vi giám sát để gửi tín hiệu về máy tính. Tín hiệu được xử lý và xác định
được phương tiện có an tồn hay khơng, và gửi thông báo qua loa, đèn cảnh báo và
hiển thị trên màn hình máy tính. Vì vậy đây là hệ thống chống trộm thơng minh
giúp tăng tính an tồn và giá thành phải chăng.
Để giải quyết bài tốn này thì có những công cụ như vi điều khiển AVR, Matlab,
LabVIEW, Card HDL USB 9090, xử lý ảnh trong LabVIEW, xử lý ảnh trong
Matlab,... Do đó trong đề tài này, cơng cụ được lựa chọn là LabVIEW, vi điều khiển
AVR, Card HOCDELAM9090 kết hợp với Xử lý ảnh trong LabVIEW.
Cấu trúc hệ thống


CẢM BIẾN
CAMERA
THẺ TỪ

BỘ ĐIỀU KHIỂN
TRUNG TÂM

ĐÈN
LOA
MÀN HÌNH

Hình 2. 1 Cấu trúc hệ thống
Hệ thống giám sát và cảnh báo trôm xe cấu trúc gồm ba bộ phận chính:

9


- Ngõ vào gồm các cảm biến, thẻ từ RFID và camera để gửi thơng tin và hình ảnh
đến bộ điều khiển, biết được rằng trạng thái xe đang an tồn hay khơng.
- Bộ điểu khiển gồm bộ lọc tín hiệu, bộ xử lý tín hiệu, bộ xử lý thơng tin, mạch so
sánh... Nhiệm vụ là nhận tín hiệu từ những cảm biến, thẻ từ và camera để điều
khiển cơ cấu chấp hành.
- Cơ cấu chấp hành gồm loa, đèn báo, màn hình để tương tác với người dùng biết
rằng tình trạng của xe đang an tồn hay khơng an tồn.
2.2 Lập trình LabVIEW

Hình 2. 2 Giới thiệu phần mềm LabVIEW
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) là một
phần mềm máy tính được phát triển bởi cơng ty National Instruments, LabVIEW là

một ngơn ngữ lập trình bằng đồ hoạ sử dụng các biểu tượng (icons) thay cho các
dòng lệnh, để tạo ra các ứng dụng. Không giống các ngôn ngữ lập trình bằng các
dịng lệnh, LabVIEW sử dụng lập trình dịng dữ liệu - dữ liệu, xác định sự thực hiện
của chương trình.
LabVIEW là một ngơn ngữ lập trình đa năng, giống như các ngơn ngữ hiện đại
khác. LabVIEW gồm có các chức năng thu thập dữ liệu, một loạt các thiết bị điều

10