Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế và triển khai hệ thống đỗ xe thông minh tự động

Khám phá đồ án hệ thống đỗ xe thông minh tự động. Giải pháp quản lý bãi xe hiệu quả, giúp người dùng tìm kiếm chỗ trống nhanh chóng và tiện lợi.

• Tác giả: Nguyễn Duy Khánh
• Người hướng dẫn: PTS. Nguyễn Minh Triết
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Mechanical Engineering Technology
• Đề tài: Nghiên Cứu, Thiết Kế Và Triển Khai Hệ Thống Đỗ Xe Thông Minh Tự Động
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• Acknowledgements
• Abstract
• 1. Chapter 2: LITERATURE REVIEW
• 1.1. Image processing technique
• 1.2. Figuring OCR with Tesseract
• 1.3. Imagine process structure WPOD
• 1.4. License plate detection
• 1.5. How does the Smart parking lot system use RFID technique?
• 1.6. Main features of PLC S7 1200
• 1.7. Specification of Simatic S7 1200
• 1.8. Data transmission method
• 1.9. Pros and Cons
• 1.10. Data transmission method
• 1.11. Pros and Cons
• 1.12. Data transmission method
• 1.13. Pros and Cons
• 1.14. Data transmission method
• 1.15. Pros and Cons
• 1.16. My SQL database
• 3. Chapter 3: DESIGN AND IMPLEMENTATION
• 3.1. Design automotive barrier
• 3.2. How WPOD works
• 3.3. Apply WPOD in model
• 3.4. Part list electrical devices
• 3.5. Module RFID RC522
• 3.6. 16x02 LCD Display Module
• 3.7. Servo motor SG90
• 3.8. Input and output signal board
• 3.9. Counting cars in and out
• 3.10. Notice of vacancies in the parking lot
• 3.11. Simulation using TIA Portal V15
• 4. Chapter 4: EXPERIMENT RESULTS
• 5. Chapter 5: CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS
• Appendix 1: Source code Arduino
• Appendix 2: Source code ESP8266
• Appendix 3: Source code PLC

Tóm tắt

I. Khám phá đồ án hệ thống đỗ xe thông minh tự động 2023

Đồ án hệ thống đỗ xe thông minh tự động là một giải pháp công nghệ toàn diện, ra đời nhằm giải quyết các vấn đề cấp bách của giao thông tĩnh tại các đô thị lớn. Trong bối cảnh số lượng phương tiện cá nhân gia tăng không ngừng, các bãi đỗ xe truyền thống đã bộc lộ nhiều hạn chế về hiệu quả vận hành, an ninh và trải nghiệm người dùng. Hệ thống này tích hợp các công nghệ tiên tiến như IoT (Internet of Things), xử lý ảnh, và tự động hóa để tạo ra một quy trình gửi và lấy xe liền mạch, an toàn và hiệu quả. Mục tiêu cốt lõi của đồ án là xây dựng một mô hình bãi xe thông minh có khả năng tự động hóa cao, từ khâu nhận diện phương tiện, hướng dẫn tìm chỗ trống, cho đến thanh toán và giám sát an ninh. Hệ thống không chỉ giúp tối ưu hóa không gian đỗ xe, giảm thiểu thời gian tìm kiếm chỗ đỗ cho người lái mà còn nâng cao hiệu quả quản lý bãi giữ xe cho các nhà vận hành. Bằng việc ứng dụng các thiết bị như cảm biến hồng ngoại, camera nhận dạng biển số xe và barrier tự động, toàn bộ quy trình được kiểm soát chặt chẽ, giảm thiểu sự can thiệp của con người và hạn chế tối đa sai sót. Dữ liệu từ hệ thống được truyền về một máy chủ trung tâm, cho phép quản lý từ xa thông qua một trang web hoặc ứng dụng di động quản lý xe, cung cấp thông tin thời gian thực về tình trạng bãi đỗ, doanh thu và các cảnh báo an ninh. Đây là một chủ đề đồ án tốt nghiệp mang tính ứng dụng cao, đáp ứng trực tiếp nhu cầu thực tiễn của xã hội hiện đại.

1.1. Bãi đỗ xe thông minh là gì và tầm quan trọng thực tiễn

Một bãi đỗ xe thông minh là sự kết hợp giữa phần cứng (camera, cảm biến, barrier) và phần mềm (thuật toán nhận dạng, cơ sở dữ liệu) để tự động hóa việc quản lý phương tiện. Khác với bãi xe truyền thống dựa vào vé giấy và nhân viên, hệ thống thông minh sử dụng công nghệ ANPR (Automatic Number Plate Recognition) để ghi nhận thông tin xe vào/ra, kết hợp với thẻ từ RFID để tăng cường bảo mật. Tầm quan trọng của nó thể hiện rõ ở các đô thị lớn như TP.HCM, nơi tình trạng ùn tắc và thiếu chỗ đỗ xe đang là vấn đề nhức nhối. Theo tài liệu nghiên cứu, thị trường hệ thống đỗ xe thông minh tại Việt Nam được dự báo sẽ tăng trưởng mạnh mẽ, đạt 98,46 triệu USD vào năm 2029. Điều này cho thấy nhu cầu cấp thiết về một giải pháp đỗ xe hiệu quả, an toàn và tiện lợi, giúp cải thiện mỹ quan đô thị và nâng cao chất lượng cuộc sống.

1.2. Mục tiêu chính của đồ án tốt nghiệp này

Mục tiêu chính của đồ án tốt nghiệp này là nghiên cứu, thiết kế và triển khai một nguyên mẫu hệ thống đỗ xe thông minh tự động với chi phí hợp lý nhưng vẫn đảm bảo đầy đủ các chức năng cần thiết. Cụ thể, đồ án tập trung vào các mục tiêu sau: 1) Xây dựng thành công thuật toán nhận dạng biển số xe Việt Nam với độ chính xác cao (trên 90%), kể cả trong điều kiện ảnh chụp bị nghiêng. 2) Thiết kế và lắp đặt một mô hình phần cứng hoàn chỉnh bao gồm barrier tự động điều khiển bởi PLC hoặc Arduino, hệ thống cảm biến phát hiện xe, và camera giám sát. 3) Phát triển một website cho phép người quản lý giám sát tình trạng hiển thị chỗ trống trong bãi, quản lý thông tin xe ra vào và trích xuất báo cáo doanh thu. 4) Đảm bảo hệ thống vận hành ổn định, an toàn và có khả năng mở rộng trong tương lai. Sản phẩm cuối cùng là một mô hình bãi xe thông minh hoạt động thực tế, chứng minh tính khả thi của giải pháp.

II. Thách thức của hệ thống quản lý bãi giữ xe truyền thống

Các hệ thống quản lý bãi giữ xe truyền thống đang đối mặt với nhiều thách thức không thể giải quyết bằng phương pháp thủ công. Vấn đề lớn nhất là an ninh. Việc sử dụng vé giấy hoặc thẻ nhựa thông thường rất dễ bị làm giả, dẫn đến nguy cơ mất cắp phương tiện. Tài liệu nghiên cứu gốc chỉ ra rằng, tại các bệnh viện, siêu thị ở TP.HCM, tỉ lệ mất xe máy dao động từ 50-100%, nguyên nhân chính là do kẻ gian sử dụng vé giả hoặc biển số giả. Thách thức thứ hai là hiệu quả vận hành thấp. Quy trình ghi vé, soát vé thủ công gây ùn tắc tại lối vào/ra, đặc biệt vào giờ cao điểm. Người lái xe thường mất nhiều thời gian để tìm một vị trí trống, gây lãng phí nhiên liệu và thời gian. Hơn nữa, việc quản lý doanh thu hoàn toàn phụ thuộc vào sự trung thực của nhân viên, dễ gây thất thoát. Không có hệ thống hiển thị chỗ trống, người điều khiển không thể biết bãi xe còn chỗ hay không trước khi đi vào. Việc tối ưu hóa không gian đỗ xe cũng là một bài toán khó khi không có dữ liệu chính xác về tần suất sử dụng của từng khu vực. Những hạn chế này không chỉ làm giảm trải nghiệm của khách hàng mà còn ảnh hưởng đến hình ảnh và lợi nhuận của đơn vị vận hành, thúc đẩy nhu cầu chuyển đổi sang các hệ thống đỗ xe thông minh hiện đại.

2.1. Vấn đề an ninh bãi đỗ xe và rủi ro thất thoát tài sản

An ninh là yếu tố quan trọng hàng đầu nhưng lại là điểm yếu lớn nhất của bãi xe truyền thống. Việc chỉ dựa vào mắt thường của nhân viên để đối chiếu biển số xe và vé xe tạo ra nhiều lỗ hổng. Kẻ gian có thể dễ dàng tráo đổi biển số hoặc làm giả vé xe để lấy trộm phương tiện. Hệ thống này không lưu lại được hình ảnh của người gửi và xe tại thời điểm vào/ra, gây khó khăn cho quá trình điều tra khi có sự cố xảy ra. Vấn đề an ninh bãi đỗ xe càng trở nên nghiêm trọng hơn tại các bãi đỗ tự phát, không được trang bị camera giám sát. Ngược lại, hệ thống đỗ xe thông minh giải quyết triệt để vấn đề này bằng cách lưu trữ hình ảnh biển số xe, hình ảnh toàn cảnh tại cổng, liên kết với mã thẻ từ duy nhất, tạo ra một lớp bảo vệ đa tầng gần như không thể xuyên thủng.

2.2. Hạn chế trong quản lý doanh thu và tối ưu hóa không gian

Việc quản lý doanh thu thủ công rất dễ xảy ra sai sót và gian lận. Nhân viên có thể không ghi nhận chính xác số lượt xe, dẫn đến thất thoát cho chủ đầu tư. Báo cáo doanh thu hàng ngày, hàng tháng tốn nhiều thời gian và công sức tổng hợp, thiếu tính chính xác. Thêm vào đó, việc tối ưu hóa không gian đỗ xe là bất khả thi. Nhà quản lý không có dữ liệu phân tích về giờ cao điểm, khu vực nào được sử dụng nhiều nhất để có chiến lược điều phối hợp lý. Người lái xe phải tự đi vòng quanh tìm chỗ, gây ra tình trạng lộn xộn và lãng phí không gian khi nhiều xe cùng tập trung vào một khu vực trong khi các khu vực khác còn trống. Một hệ thống có chức năng hiển thị chỗ trống sẽ khắc phục hoàn toàn nhược điểm này.

III. Phương pháp nhận dạng biển số xe ANPR chính xác 90

Công nghệ nhận dạng biển số xe tự động, hay ANPR (Automatic Number Plate Recognition), là trái tim của hệ thống đỗ xe thông minh. Độ chính xác của công nghệ này quyết định trực tiếp đến hiệu quả và độ tin cậy của toàn bộ hệ thống. Trong đồ án này, một phương pháp tiếp cận tiên tiến đã được áp dụng để đạt được độ chính xác nhận dạng lên đến 90%. Thay vì các thuật toán truyền thống chỉ hoạt động tốt với ảnh chụp trực diện, nghiên cứu này tập trung vào giải quyết bài toán khó hơn: nhận dạng biển số từ các góc chụp nghiêng. Giải pháp cốt lõi là sử dụng mạng nơ-ron tích chập có tên là WPOD-NET (Warped Planar Object Detection Network). WPOD-NET không chỉ phát hiện vùng chứa biển số mà còn học cách "làm phẳng" vùng biển số bị biến dạng do góc chụp, đưa nó về dạng hình chữ nhật trực diện trước khi nhận dạng. Quá trình này được gọi là biến đổi afin (affine transformation). Sau khi đã có hình ảnh biển số được chuẩn hóa, bước tiếp theo là sử dụng công cụ xử lý ảnh để tăng cường chất lượng ảnh, chẳng hạn như chuyển đổi sang ảnh xám và áp dụng ngưỡng nhị phân hóa để làm nổi bật các ký tự. Cuối cùng, thư viện nhận dạng ký tự quang học (OCR) Tesseract được sử dụng để trích xuất chuỗi ký tự và số từ hình ảnh đã xử lý. Sự kết hợp giữa WPOD-NET và Tesseract tạo ra một quy trình nhận dạng biển số xe mạnh mẽ, có khả năng hoạt động hiệu quả trong nhiều điều kiện thực tế.

3.1. Xử lý ảnh với mạng WPOD NET cho biển số nghiêng

WPOD-NET là một kiến trúc mạng CNN (Convolutional Neural Network) được phát triển dựa trên ý tưởng từ YOLO, SSD và Spatial Transformer Networks. Điểm khác biệt lớn của WPOD-NET là khả năng hồi quy các hệ số của một phép biến đổi afin. Khi camera chụp biển số xe từ một góc nghiêng, hình ảnh biển số sẽ bị méo. Mạng WPOD-NET có khả năng xác định một vùng đa giác bốn cạnh bao quanh chính xác biển số, thay vì một hình chữ nhật đơn thuần. Sau đó, nó sử dụng ma trận biến đổi đã học được để "xoay" và "kéo dãn" vùng ảnh này trở lại thành một hình chữ nhật phẳng. Kỹ thuật xử lý ảnh này cực kỳ quan trọng vì nó cung cấp đầu vào chất lượng cao cho bước nhận dạng ký tự, giúp tăng đáng kể độ chính xác chung của hệ thống ANPR.

3.2. Ứng dụng Tesseract OCR để trích xuất ký tự biển số

Sau khi biển số được làm phẳng bởi WPOD-NET và xử lý tiền kỳ (chuyển sang ảnh đen trắng), thư viện Tesseract OCR sẽ đảm nhận nhiệm vụ cuối cùng. Tesseract là một công cụ OCR mã nguồn mở hàng đầu, được phát triển bởi Google. Nó có khả năng nhận dạng hơn 100 ngôn ngữ, bao gồm cả tiếng Việt. Trong đồ án, Tesseract được cấu hình để phân tích hình ảnh và nhận diện từng ký tự (chữ và số) trên biển số. Kết quả là một chuỗi văn bản (string) tương ứng với biển số xe. Chuỗi này sau đó được lưu vào cơ sở dữ liệu để so sánh khi xe ra khỏi bãi, hoàn thành quy trình nhận dạng tự động mà không cần sự can thiệp của con người. Việc này đảm bảo tính nhất quán và tốc độ cho toàn bộ hệ thống giám sát bãi xe.

IV. Thiết kế hệ thống điều khiển IoT cho bãi đỗ xe tự động

Để hệ thống đỗ xe thông minh vận hành một cách tự động và đồng bộ, việc thiết kế một hệ thống điều khiển dựa trên IoT (Internet of Things) là yếu tố then chốt. Hệ thống này bao gồm nhiều thành phần phần cứng được kết nối với nhau và với mạng internet, cho phép thu thập dữ liệu và điều khiển từ xa. Trung tâm điều khiển của mô hình có thể sử dụng bộ điều khiển logic khả trình PLC (cụ thể là Simatic S7-1200) hoặc các vi điều khiển giá rẻ như Arduino và ESP8266. PLC S7-1200 nổi bật với độ tin cậy và sự ổn định cao, phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp, trong khi Arduino và ESP8266 lại linh hoạt và tiết kiệm chi phí, phù hợp cho việc xây dựng nguyên mẫu. Các thiết bị ngoại vi chính bao gồm cảm biến hồng ngoại (IR sensor) được lắp đặt tại cổng vào/ra để phát hiện có xe di chuyển qua. Khi cảm biến phát hiện xe, nó sẽ gửi tín hiệu đến bộ điều khiển trung tâm. Bộ điều khiển sau đó sẽ kích hoạt camera chụp ảnh biển số và điều khiển động cơ servo để mở/đóng barrier tự động. Thẻ từ RFID cũng được tích hợp để xác thực xe, tăng cường thêm một lớp bảo mật. Toàn bộ dữ liệu về lượt xe, biển số, thời gian... được vi điều khiển ESP8266 gửi lên một máy chủ web thông qua kết nối Wi-Fi, hiện thực hóa khái niệm IoT trong quản lý bãi giữ xe.

4.1. Vai trò của PLC S7 1200 và vi điều khiển ESP8266

Trong một hệ thống công nghiệp, PLC S7-1200 đóng vai trò là bộ não xử lý các tác vụ điều khiển tuần tự một cách ổn định. Nó nhận tín hiệu từ các cảm biến hồng ngoại, xử lý logic (ví dụ: xe đã qua barrier chưa) và xuất tín hiệu điều khiển trực tiếp đến động cơ của barrier tự động. Tuy nhiên, để giảm chi phí cho mô hình thử nghiệm, đồ án đã sử dụng vi điều khiển như Arduino để thay thế. Riêng module ESP8266 có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc kết nối hệ thống với mạng Internet. Nó thu thập dữ liệu từ bộ điều khiển chính (thông qua giao tiếp UART) và đẩy dữ liệu đó lên một cơ sở dữ liệu MySQL trên máy chủ. Nhờ ESP8266, người quản lý có thể giám sát bãi xe từ bất kỳ đâu.

4.2. Tích hợp cảm biến hồng ngoại và barrier tự động

Cặp cảm biến hồng ngoại (một bộ phát và một bộ thu) được đặt đối diện nhau tại làn xe. Khi một chiếc xe đi qua, nó sẽ cắt luồng tia hồng ngoại, làm thay đổi tín hiệu tại bộ thu. Tín hiệu này được gửi đến bộ điều khiển như một sự kiện "có xe". Đây là cơ sở để kích hoạt các hành động tiếp theo. Barrier tự động trong mô hình sử dụng động cơ servo SG90, một loại động cơ nhỏ gọn, dễ điều khiển. Khi nhận được lệnh từ bộ điều khiển (sau khi biển số đã được nhận dạng thành công hoặc thẻ đã được quẹt hợp lệ), động cơ servo sẽ quay một góc 90 độ để nâng thanh chắn lên, cho phép xe đi qua. Sau một khoảng thời gian định trước hoặc khi cảm biến thứ hai xác nhận xe đã đi qua hoàn toàn, barrier sẽ tự động hạ xuống. Sự tích hợp này đảm bảo quy trình ra vào diễn ra hoàn toàn tự động.

V. Mô hình bãi xe thông minh Sơ đồ khối và nguyên lý vận hành

Việc hiểu rõ sơ đồ khối hệ thống và nguyên lý hoạt động là điều cần thiết để nắm bắt toàn bộ cấu trúc của một mô hình bãi xe thông minh. Về cơ bản, hệ thống được chia thành ba khối chính: Khối đầu vào (Input), Khối xử lý trung tâm (Processing), và Khối đầu ra (Output). Khối đầu vào bao gồm các thiết bị thu thập thông tin như camera chụp biển số, đầu đọc thẻ RFID và các cảm biến hồng ngoại. Khi một phương tiện tiến vào làn, cảm biến sẽ phát hiện và kích hoạt camera. Dữ liệu hình ảnh và mã thẻ RFID được gửi đến Khối xử lý trung tâm. Khối xử lý trung tâm là nơi diễn ra các tác vụ tính toán quan trọng. Tại đây, máy tính chạy phần mềm xử lý ảnh để thực hiện nhận dạng biển số xe. Đồng thời, bộ điều khiển (PLC hoặc Arduino) xử lý tín hiệu từ cảm biến. Dữ liệu sau khi xử lý (biển số, thời gian, mã thẻ) được lưu vào cơ sở dữ liệu MySQL. Khối xử lý cũng chịu trách nhiệm kiểm tra tính hợp lệ của thẻ và so sánh dữ liệu biển số lúc vào và lúc ra. Khối đầu ra bao gồm các thiết bị thực thi như barrier tự động, bảng đèn LED hiển thị chỗ trống, và giao diện website/ứng dụng di động. Sau khi xử lý thành công, bộ điều khiển sẽ gửi lệnh mở barrier. Dữ liệu về số chỗ trống được cập nhật và hiển thị trên bảng LED cũng như trên website quản lý, giúp người dùng và nhà vận hành dễ dàng theo dõi.

5.1. Quy trình xe vào ra và hiển thị chỗ trống tự động

Quy trình hoạt động diễn ra tuần tự. Khi xe vào: 1) Xe tiến vào làn, cảm biến 1 phát hiện và gửi tín hiệu. 2) Camera chụp ảnh biển số, đồng thời người lái quẹt thẻ RFID. 3) Hệ thống xử lý ảnh để nhận dạng biển số, đọc mã thẻ. 4) Dữ liệu (biển số, mã thẻ, hình ảnh, thời gian vào) được lưu vào cơ sở dữ liệu. 5) Barrier tự động mở cho xe vào. 6) Hệ thống cập nhật lại số chỗ trống và hiển thị chỗ trống trên bảng điện tử và website. Khi xe ra: 1) Xe tiến ra làn, cảm biến 2 phát hiện. 2) Người lái quẹt thẻ. 3) Camera chụp lại biển số. 4) Hệ thống truy xuất dữ liệu lúc vào dựa trên mã thẻ, so sánh biển số lúc vào và lúc ra. 5) Nếu khớp, hệ thống tính phí (nếu có) và mở barrier. 6) Cập nhật lại số chỗ trống.

5.2. Quản lý dữ liệu với MySQL và giám sát qua Website

Cơ sở dữ liệu MySQL đóng vai trò là kho lưu trữ trung tâm cho toàn bộ hệ thống. Các bảng dữ liệu được thiết kế để lưu thông tin về phương tiện (biển số, mã thẻ), nhật ký ra vào (thời gian, hình ảnh), và thông tin người dùng. Giao diện quản trị web, được xây dựng bằng PHP và kết nối với MySQL qua công cụ phpMyAdmin, cung cấp cho nhà vận hành một công cụ giám sát mạnh mẽ. Từ website, người quản lý có thể xem trực tiếp hình ảnh từ camera, tra cứu lịch sử ra vào của một phương tiện cụ thể, xem thống kê doanh thu theo ngày/tháng, và quan trọng nhất là theo dõi số lượng xe hiện có và số chỗ còn trống trong bãi theo thời gian thực. Đây là một phần không thể thiếu của một hệ thống giám sát bãi xe hiện đại.

VI. Kết luận luận văn và hướng phát triển hệ thống tương lai

Bản luận văn bãi xe thông minh này đã thành công trong việc nghiên cứu và xây dựng một nguyên mẫu hệ thống đỗ xe thông minh tự động hoàn chỉnh. Đồ án đã đạt được các mục tiêu chính đề ra, bao gồm việc triển khai thành công thuật toán nhận dạng biển số xe với độ chính xác cao sử dụng WPOD-NET, thiết kế và tích hợp các thành phần phần cứng như barrier tự động và cảm biến, cũng như phát triển một hệ thống quản lý dựa trên web có khả năng giám sát thời gian thực. Kết quả thử nghiệm cho thấy mô hình hoạt động ổn định, quy trình xe vào/ra diễn ra nhanh chóng, an toàn, giải quyết được các nhược điểm cố hữu của bãi xe truyền thống. Hệ thống chứng tỏ tiềm năng ứng dụng thực tế to lớn tại các chung cư, trung tâm thương mại, bệnh viện và các khu công nghiệp. Tuy nhiên, đây vẫn là một mô hình nguyên mẫu và còn nhiều hướng để phát triển và hoàn thiện trong tương lai. Việc tối ưu hóa thuật toán để tăng tốc độ xử lý, tích hợp thêm các phương thức thanh toán tự động và phát triển một ứng dụng di động quản lý xe hoàn chỉnh cho người dùng cuối là những bước đi tiếp theo đầy hứa hẹn. Đồ án này là một nền tảng vững chắc, khẳng định tính khả thi và hiệu quả của việc áp dụng công nghệ vào quản lý bãi giữ xe.

6.1. Đánh giá kết quả đạt được của đồ án và tính ứng dụng

Kết quả nổi bật nhất của đồ án tốt nghiệp là việc xây dựng thành công một hệ thống ANPR có khả năng xử lý ảnh chụp nghiêng, đây là một cải tiến đáng kể so với các phương pháp thông thường. Mô hình vật lý hoạt động đúng theo nguyên lý hoạt động đã thiết kế, với thời gian xử lý cho mỗi lượt xe vào/ra được tối ưu hóa. Hệ thống quản lý web cung cấp đầy đủ thông tin cần thiết cho nhà vận hành. Tính ứng dụng của dự án là rất cao, có thể triển khai nhanh chóng tại các bãi đỗ xe quy mô vừa và nhỏ. Với chi phí đầu tư ban đầu hợp lý, hệ thống giúp giảm chi phí nhân công, chống thất thoát doanh thu và nâng cao an ninh bãi đỗ xe, mang lại lợi ích kinh tế rõ rệt.

6.2. Tiềm năng và các cải tiến có thể thực hiện trong tương lai

Tương lai của hệ thống đỗ xe thông minh rất rộng mở. Một hướng cải tiến quan trọng là tích hợp các phương thức thanh toán tự động qua ví điện tử, thẻ ngân hàng hoặc trừ tiền trực tiếp qua ứng dụng di động, loại bỏ hoàn toàn việc dùng tiền mặt. Hướng thứ hai là phát triển một ứng dụng di động quản lý xe cho phép người dùng tìm kiếm bãi đỗ xe gần nhất, xem trước số chỗ trống, đặt chỗ và thanh toán trực tuyến. Ngoài ra, có thể tích hợp thêm cảm biến siêu âm tại mỗi vị trí đỗ để xác định chính xác vị trí trống thay vì chỉ đếm tổng số xe. Việc sử dụng các vi điều khiển mạnh hơn như Raspberry Pi cũng sẽ cho phép xử lý ảnh trực tiếp tại cổng thay vì phải gửi về máy chủ, tăng tốc độ phản hồi của hệ thống.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING GRADUATION THESIS MECHANICAL ENGINEERING TECHONOLOGY RESEARCH, DESIGN AND IMPLEMENT AN AUTOMATIC SMART CAR PARKING SYSTEM ADVISOR: PhD. NGUYEN MINH TRIET STUDENT: NGUYEN DUY KHANH DINH CONG DANH HUYNH HUU HAI TRIEU SKL010425 Ho Chi Minh City, December, 2022 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING GRADUATION PROJECT RESEARCH, DESIGN AND IMPLEMENT AN AUTOMATIC SMART CAR PARKING SYSTEM NGUYEN DUY KHANH Student ID: 18146032 DINH CONG DANH Student ID: 18146009 HUYNH HUU HAI TRIEU Student ID: 18146065 Major: MECHATRONICS ENGINEERING Advisor: Nguyen Minh Triet, PhD. Ho Chi Minh City, December 2022 THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- ℎ Ho Chi Minh City, Dec 24 , 2022 MECHATRONICS PROJECT ASSIGNMENT Student name: Nguyen Duy Khanh Student ID: 18146032 Student name: Dinh Cong Danh Student ID: 18146009 Student name: Huynh Huu Hai Trieu Student ID: 18146065 Major: Mechatronics Engineering Class: 18146CLA Advisor: Nguyen Minh Triet Phone number: Date of assignment: Date of submission: 1. Initial materials provided by the advisor: 3.

Content of the project: 4. Final product: CHAIR OF THE PROGRAM ADVISOR (Sign with full name) (Sign with full name) THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- ℎ Ho Chi Minh City, Dec 24 , 2022 ADVISOR’S EVALUATION SHEET Student name: Nguyen Duy Khanh Student ID: 18146032 Student name: Dinh Cong Danh Student ID: 18146009 Student name: Huynh Huu Hai Trieu Student ID: 18146065 Major: Project title: Advisor: Nguyen Minh Triet EVALUATION 1. Content and workload of the project. Approval for oral defense? (Approved or denied) .) 24 ℎ, 2022 Ho Chi Minh City, Dec ADVISOR (Sign with full name) THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- ℎ Ho Chi Minh City, Dec 24 , 2022 Student name: Nguyen Duy Khanh Student ID: 18146032 Student name: Dinh Cong Danh Student ID: 18146009 Student name: Huynh Huu Hai Trieu Student ID: 18146065 Major: Mechatronics Engineering Project title: PRE-DEFENSE EVALUATION SHEET Name of Reviewer:.

Content and workload of the project. Approval for oral defense? (Approved or denied) .) 24 ℎ, 2022 Ho Chi Minh City, Dec REVIEWER (Sign with full name) THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- ℎ Ho Chi Minh City, Dec 24 , 2022 EVALUATION SHEET OF DEFENSE COMMITTEE MEMBER Student name: Nguyen Duy Khanh Student ID: 18146032 Student name: Dinh Cong Danh Student ID: 18146009 Student name: Huynh Huu Hai Trieu Student ID: 18146065 Major: Mechatronics Engineering Project title: Name of Defense Committee Member:. Content and workload of the project. Mark: ……………… (in words: .) Ho Chi Minh City, Dec 24 ℎ, 2022 COMMITTEE MEMBER (Sign with full name) Disclaimer The contents of this report are based on other research, with clear references, and have been completed by our team as original intellectual content.

These contents reflect the authors' opinions, and they alone are responsible for the facts and accuracy of the materials and information presented here. We accept full responsibility for any errors or plagiarism discovered. Acknowledgements We want to express our heartfelt gratitude to our parents and loved ones, who are always ready to provide us with additional motivation and strong faith so that we can devote all our positive energy to completing the project successfully. We would like to express our gratitude to our friends who have accompanied us on our four-year university journey and have helped us create special memories in the midst of a difficult student's life.

We were in pain, we fell, but the most important thing is that we discovered the strength of friendship, which is the motivation to help us stand up and overcome obstacles while studying and working on projects. Our team would especially like to thank Advisor Mr. Triet for his instructions, which have kept us on track until the report and implementation are completed. Finally, we'd like to express our appreciation to Ho Chi Minh University of Technology and Education, which provided us with the necessary background knowledge and a supportive environment in which to work on our graduation project.

Table of Contents Abstract. Overview of traffic situation in Vietnam. Demand for parking lot in Vietnam. Vietnam Smart Parking Systems Market – Industry Trends & Forecast Report, 2029.

Suitable solutions for current parking lot status in our country. Fully automatic Tower Parking System. Rotary Parking System. Silo Parking System.

Misidentification of Smart Parking Lot. 10 Chapter 2: LITERATURE REVIEW. Image processing technique. Figuring OCR with Tesseract.

Imagine process structure WPOD. License plate detection. How does the Smart parking lot system use RFID technique?. Main features of PLC S7 1200.

Specification of Simatic S7 1200. Data transmission method. Pros and Cons. Data transmission method.

Pros and Cons. Data transmission method. Pros and Cons. Data transmission method.

Pros and Cons. My SQL database. 24 Chapter 3: DESIGN AND IMPLEMENTATION. Design automotive barrier.

How WPOD works. Apply WPOD in model. Part list electrical devices. Module RFID RC522.

16x02 LCD Display Module. Servo motor SG90. Input and output signal board. Counting cars in and out.

Notice of vacancies in the parking lot. Simulation using TIA Portal V15. 48 Chapter 4: EXPERIMENT RESULTS. 56 Chapter 5: CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS.

59 Appendix 1: Source code Arduino. 60 Appendix 2: Source code ESP8266. 67 Appendix 3: Source code PLC. 71 Table of Figures Fig 1.

Traffic congestion in metropolises on peak hours. The vacant lands become temporary parking, significantly affecting urbanbeauty 3 Fig 1. Cars parked on a street affect other traffic. Vietnam parking system market size predicted.

Tower parking system. Rotary parking system. Silo parking system. Tesseract OCR text localization and detection.

Detect remaining space by using image processing. Basic working of RFID implemented in parking lot system. Data transmission method of UART. Data transmission of I2C.

Block diagram connection. Detecting results of using YOLO on photos with front view and tilt direction when capturing license plates. Result when using WPOD for the case of a tilted license plate. Step of WPOD network.

Detailed WPOD-NET architecture. Image processing license plate flow chart. Examples of the annotated LPs in the training dataset. Different augmentations for the same sample.

The red quadrilateral represents the transformed LP annotation. Image processing license plate flow chart. Number plate is gotten by using WPOD. Number plate after convert into gray image.

Number plate after using threshold function. Final number plate after image processing. Module RFID RC522 pinout. Servo motor SG90.

System operation diagram. Input and output signal in PLC. The parking lot when all positions are empty.24 Simulate the car goes into the parking lot. The parking lot is full of all locations.

Simulate the car goes out of the parking lot. 47 Abstract In recent years, large cities of Vietnam have implemented many measures to develop static traffic in urban areas. However, plans to overcome the lack of parking lots have not yet promoted efficiency. Therefore, application of Smart for parking lots is completely necessary, when traditional parking lots cannot meet the increasing demand for vehicles today.

In addition, it is also impossible not to mention the remarkable role of Smart parking lots. This is a network connecting devices together, in which devices can transmit information and data with each other without human intervention. Moreover, we apply machine vision in identifying vehicle license plates and available places, then transfer data to our website to be able to easily control and help customers to capture the status of the parking lot. Besides, we also encountered many difficulties in the idea and deploying a smart parking lot.

First, it can be mentioned as the process of collecting data on license plates so that the system can learn and identify Vietnam's license plates. Second, it is a challenge for us to design a website and send data to it, as we take a lot of time to be able to build a website and transmit data as well as information up completely. Finally, the system is almost complete when it is possible to identify and analyze the number of license plates, count the remaining space up to 90% and transfer data to the website correctly. Overview of traffic situation in Vietnam In metropolises, the large population entails that the moving needs of the people increases and directly increases individual vehicles.

City managers should solve some issues about flow traffic so that it minimizes traffic jams in peak hours, building additional infrastructure such as highways, undergrounds, expanding additional routes to meet the density of vehicles, and developing a lot of parking lots to serve the demand for residents. For instance, in some large cities of our country today, like Ho Chi Minh City, finding a parking lot in the city center is very difficult, because the car traffic daily in the city is always a lot bigger compared to the number of built-in parking lots. So, it is difficult for users to find a parking lot to send their vehicles. Traffic congestion in metropolises on peak hours (Source: https://www.com/transport/traffic-jams.html) Not only that, the lack of measures to develop static traffic in the city has contributed to slowing the progress of building new parking lots.

Besides, plans to overcome the lack of parking lots have not yet been effective because investors have not seen their potential. Currently, the condition of parking lots is gradually becoming a problem in big cities in our country on Tet holidays and as usual. Meanwhile, there are also a lot of spontaneous parking lots with the aim of profit from people's car deposits but does not guarantee security, quality management and especially making ticket prices very 2 expensive, making many parts of people dissatisfied. So, the demand for smart and safe parking now is currently extremely large.

The vacant lands become temporary parking, significantly affecting urban beauty. (Source: https://vietnamnet.vn/en/hcmc-faces-tremendous-pressure-on-parking-spaces-2077838.html) Spontaneous parking lots have lost the aesthetics of the urban area without meeting safety and convenience. So, we believe that the development of smart parking lot is an urgent need for our current situation. Demand for parking lot in Vietnam Realizing the reality of many shortcomings in car parking in Ho Chi Minh City.

Our team has launched a smart parking lot system. Thus, the product is highly appreciated for safety for users while saving time and employee costs. According to the statistics of Ho Chi Minh City Police, the average in the city occurred 50-100% of motorbike losses in which the hospitals, supermarkets, commercial centers, markets, etc. The main reason is because the crook used a fake ticket, the number plate or the car holder lost the ticket.

The idea of the parking system was born from there. With high security, our team decided to apply this model as the topic for our project. We will provide the actual data to persuade investors, potential partners or readers as your business will attract many customers in a growing business and can guarantee sales out defy competition. This is one of the most important parts of the business plan, including considering the size of the current market and market development trends.

Many the next part of the business plan as the production part, marketing, and the total capital you 3 need, will be based on the forecast about sales mentioned in this section. Here are the parts that we want to mention in product market analysis. Cars parked on a street affect other traffic (Source: https://e.net/news/news/vietnamese-cities-suffer-from-lack-of-parking-spaces-4552003.html) As we have seen, the needs of the customer are endless but the ability to respond is finite, so it is necessary to focus on the current urgent needs of our customers. Therefore, our team has focused on finding out and saving the needs of customers about products that we want to introduce to customers, a project that feasibility is quite high, meeting the need for the current urgent level.