Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động sử dụng công nghệ RFID tại Đại học Vinh

Tham khảo mẫu đồ án tốt nghiệp điện tử, đề tài đa dạng và hướng dẫn chi tiết. Hoàn thành dự án xuất sắc, đạt điểm cao nhất.

• Tác giả: Phan Văn Thắng
• Người hướng dẫn: Lưu Văn Phúc
• Trường học: Trường Đại học Vinh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật - Công nghệ
• Đề tài: Thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động sử dụng công nghệ RFID
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Nghệ An

Tóm tắt

I. Khám Phá Mô Hình Bãi Giữ Xe Tự Động RFID Giải Pháp Đỗ Xe Thông Minh Tương Lai

Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng, vấn đề quản lý và tối ưu hóa không gian đỗ xe trở nên cấp bách hơn bao giờ hết. Các bãi giữ xe truyền thống đang đối mặt với nhiều thách thức, từ việc tìm chỗ trống khó khăn đến quy trình thanh toán phức tạp và nguy cơ mất cắp tài sản. Nhận thấy nhu cầu này, việc thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động RFID đã nổi lên như một giải pháp giữ xe thông minh tiềm năng, mang lại hiệu quả vượt trội. Đồ án tốt nghiệp này tập trung vào việc nghiên cứu và xây dựng một hệ thống đỗ xe hoàn toàn tự động, áp dụng công nghệ RFID trong bãi xe để tối ưu hóa quy trình ra vào, nâng cao an ninh và cải thiện trải nghiệm người dùng. Mục tiêu là tạo ra một mô hình bãi đỗ xe không chỉ giảm thiểu sức người mà còn tăng cường khả năng quản lý, mang lại lợi ích kinh tế và xã hội đáng kể. Hệ thống này hứa hẹn sẽ thay đổi cách các bãi giữ xe vận hành, đưa Việt Nam tiến gần hơn đến các đô thị thông minh hiện đại. Sự phát triển của mô hình bãi đỗ xe này không chỉ là một bước tiến về công nghệ mà còn là một minh chứng cho khả năng ứng dụng thực tiễn của những ý tưởng sáng tạo trong lĩnh vực kỹ thuật.

1.1. Bối cảnh và Tính cấp thiết của hệ thống giữ xe thông minh

Sự gia tăng không ngừng của số lượng phương tiện giao thông tại các đô thị lớn đã đẩy vấn đề đỗ xe trở thành một trong những thách thức hàng đầu. Các bãi giữ xe truyền thống thường xuyên gặp phải tình trạng quá tải, tắc nghẽn, và quy trình thủ công kém hiệu quả. Việc tìm kiếm chỗ trống mất thời gian, quy trình gửi và lấy xe chậm chạp, cùng với nguy cơ thất thoát, mất cắp tài sản là những vấn đề nan giải. Do đó, nhu cầu về một hệ thống giữ xe thông minh là vô cùng cấp thiết, không chỉ giúp giải quyết các vấn đề hiện tại mà còn hướng tới một tương lai quản lý đô thị hiện đại và bền vững. Đồ án về thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động RFID ra đời để đáp ứng chính xác nhu cầu này, mang đến một giải pháp gửi xe RFID tiên tiến, góp phần vào sự phát triển của quản lý bãi đỗ xe tự động.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu đồ án thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động RFID

Đồ án này đặt ra mục tiêu chính là thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động RFID hoàn chỉnh, hoạt động ổn định và đáp ứng các yêu cầu về an toàn, hiệu quả. Cụ thể, nghiên cứu hướng đến việc xây dựng một hệ thống cho phép xe ra vào tự động bằng cách sử dụng công nghệ RFID trong bãi xe, ghi nhận thời gian và thông tin chủ xe một cách chính xác. Mô hình sẽ tích hợp các cảm biến để phát hiện xe, đèn báo hiệu, và hệ thống barie tự động. Mục tiêu phụ bao gồm tối ưu hóa quy trình quản lý bãi đỗ xe tự động, giảm thiểu sai sót do con người, và cung cấp một giao diện quản lý dễ sử dụng. Từ đó, mô hình bãi đỗ xe này sẽ là cơ sở để phát triển các hệ thống thực tế lớn hơn trong tương lai, minh chứng cho tính khả thi và ưu việt của giải pháp gửi xe RFID.

II. Vấn Đề Nổi Cộm Với Bãi Giữ Xe Truyền Thống Tại Sao Cần Tự Động Hóa

Các bãi giữ xe truyền thống, dù phổ biến, đang bộc lộ nhiều hạn chế nghiêm trọng, gây ra không ít phiền toái cho cả người quản lý và người sử dụng. Việc phụ thuộc chủ yếu vào sức lao động thủ công khiến quy trình trở nên chậm chạp, dễ phát sinh sai sót và kém hiệu quả. Từ việc phát thẻ giấy, ghi chép thủ công đến việc kiểm tra xe thủ công khi ra vào, tất cả đều tốn kém thời gian và nguồn lực. Hơn nữa, những hạn chế này còn tiềm ẩn nhiều rủi ro về an ninh, khi việc kiểm soát xe không chặt chẽ có thể dẫn đến mất cắp hoặc nhầm lẫn. Nhận thức rõ những nhược điểm này, nhu cầu về một giải pháp tự động hóa như thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động RFID trở nên cấp thiết, không chỉ để giải quyết các vấn đề hiện tại mà còn để nâng cao chất lượng dịch vụ và tối ưu hóa vận hành. Việc áp dụng công nghệ RFID trong bãi xe là một bước tiến quan trọng để khắc phục những tồn tại của hệ thống truyền thống.

2.1. Hạn chế của phương pháp quản lý bãi đỗ xe truyền thống

Phương pháp quản lý bãi đỗ xe truyền thống thường sử dụng thẻ giấy hoặc vé xe, đòi hỏi nhân viên phải ghi chép thông tin thủ công và kiểm soát xe bằng mắt thường. Điều này không chỉ gây ra lãng phí thời gian cho cả người gửi và người nhận xe mà còn tăng khả năng xảy ra sai sót trong việc ghi nhận thông tin, tính toán thời gian và phí gửi xe. Nguy cơ mất cắp hoặc tráo đổi xe cũng cao hơn do không có hệ thống nhận dạng chính xác và tự động. Việc thiếu dữ liệu số hóa cũng khiến công tác thống kê, báo cáo và tối ưu hóa không gian trở nên khó khăn. Những nhược điểm này làm giảm hiệu quả hoạt động, tăng chi phí nhân công và gây ảnh hưởng tiêu cực đến trải nghiệm của khách hàng. Đây chính là lý do mạnh mẽ thúc đẩy việc tìm kiếm các giải pháp giữ xe thông minh tiên tiến như công nghệ RFID trong bãi xe để quản lý bãi đỗ xe tự động một cách hiệu quả hơn.

2.2. Nhu cầu cấp thiết về giải pháp gửi xe RFID hiệu quả

Với tốc độ phát triển đô thị và mật độ phương tiện ngày càng tăng, các bãi giữ xe hiện tại đang phải đối mặt với áp lực lớn. Nhu cầu về một giải pháp gửi xe RFID hiệu quả là không thể phủ nhận. Người dân mong muốn có quy trình gửi/lấy xe nhanh chóng, tiện lợi và an toàn. Các nhà quản lý cần một hệ thống có khả năng tự động hóa cao, giảm thiểu chi phí vận hành, tăng cường an ninh và cung cấp dữ liệu chính xác để tối ưu hóa không gian. Công nghệ RFID trong bãi xe đáp ứng được tất cả những yêu cầu này bằng cách tự động nhận diện phương tiện, kiểm soát ra vào, và ghi lại thông tin một cách chính xác. Điều này không chỉ giúp giảm ùn tắc, tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao đáng kể mức độ an toàn và sự hài lòng của người dùng, làm cho thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động RFID trở thành một hướng đi tất yếu.

III. Phương Pháp Thiết Kế Mô Hình Bãi Giữ Xe Tự Động RFID Hiệu Quả Nhất

Để xây dựng một mô hình bãi giữ xe tự động RFID hoạt động hiệu quả, việc lựa chọn phương pháp thiết kế và các thành phần công nghệ đóng vai trò then chốt. Đồ án này đã tiếp cận bằng cách tích hợp các công nghệ tiên tiến, đặc biệt là công nghệ RFID trong bãi xe, kết hợp với vi điều khiển và các cảm biến thông minh. Quy trình thiết kế tập trung vào việc tạo ra một hệ thống liền mạch, nơi mọi hoạt động từ nhận diện xe, kiểm soát barie, đến cập nhật trạng thái bãi đỗ đều được tự động hóa. Phương pháp này không chỉ đảm bảo tính chính xác và tốc độ xử lý mà còn giảm thiểu sự can thiệp của con người, từ đó nâng cao hiệu suất và an toàn cho toàn bộ hệ thống. Sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành, như nhấn mạnh trong đề tài, là yếu tố quan trọng để đảm bảo tính khả thi của mô hình bãi đỗ xe này.

3.1. Tổng quan về công nghệ RFID trong bãi xe tự động

Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) là xương sống của hệ thống giữ xe thông minh này. RFID sử dụng sóng vô tuyến để nhận dạng đối tượng được gắn thẻ (tag) mà không cần tiếp xúc vật lý. Trong bãi giữ xe, mỗi xe sẽ được gắn một thẻ RFID chứa mã định danh duy nhất. Khi xe đi qua cổng ra vào, đầu đọc RFID (reader) sẽ quét và thu thập thông tin từ thẻ. Dữ liệu này sau đó được gửi đến bộ xử lý trung tâm để xác minh và thực hiện các hành động cần thiết như mở barie hoặc ghi nhận thời gian ra vào. Ưu điểm nổi bật của công nghệ RFID trong bãi xe là tốc độ xử lý nhanh, độ chính xác cao, khả năng đọc nhiều thẻ cùng lúc và hoạt động tốt trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau. Điều này giúp tối ưu hóa luồng giao thông và giảm thiểu thời gian chờ đợi, biến thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động RFID thành một giải pháp gửi xe RFID vượt trội.

3.2. Lựa chọn linh kiện RFID và bộ điều khiển trung tâm Arduino

Việc lựa chọn các linh kiện RFID cho bãi xe và bộ điều khiển trung tâm là cực kỳ quan trọng đối với sự thành công của dự án. Trong thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động RFID này, bộ xử lý trung tâm được chọn là Arduino, một nền tảng mã nguồn mở phổ biến, linh hoạt và dễ lập trình. Arduino cung cấp khả năng điều khiển các thiết bị ngoại vi như đầu đọc RFID, cảm biến vật cản (như cảm biến hồng ngoại), cảm biến ánh sáng, servo (để điều khiển barie), màn hình LCD hiển thị thông tin và buzzer báo hiệu. Các linh kiện RFID cho bãi xe bao gồm đầu đọc/ghi RFID (ví dụ: module RC522) và thẻ RFID (tag). Module cảm biến hồng ngoại được sử dụng để phát hiện xe tại cổng ra vào, trong khi servo chịu trách nhiệm đóng/mở cổng. Sự kết hợp này tạo nên một hệ thống giữ xe thông minh với khả năng tự động hóa cao và chi phí hợp lý. Việc tối ưu hóa các thành phần này giúp đảm bảo rằng mô hình bãi đỗ xe hoạt động một cách ổn định và hiệu quả.

IV. Quy Trình Triển Khai Nguyên Lý Hoạt Động Của Hệ Thống Giữ Xe Tự Động RFID

Việc triển khai và vận hành một hệ thống giữ xe tự động RFID đòi hỏi một quy trình thiết kế và lập trình logic, chặt chẽ. Từ sơ đồ khối tổng thể đến từng bước xử lý chi tiết, mỗi thành phần phải được phối hợp nhịp nhàng để đảm bảo hệ thống hoạt động trơn tru. Đồ án đã phác thảo một nguyên lý hoạt động của bãi giữ xe tự động RFID rõ ràng, bắt đầu từ việc nhận diện thẻ RFID cho đến việc điều khiển barie và hiển thị thông tin. Quy trình này không chỉ giúp người dùng dễ dàng gửi và lấy xe mà còn cung cấp khả năng quản lý bãi đỗ xe tự động hiệu quả cho người vận hành. Việc hiểu rõ cách làm bãi giữ xe tự động RFID từ A đến Z là chìa khóa để triển khai thành công một giải pháp giữ xe thông minh mang tính ứng dụng cao.

4.1. Sơ đồ khối và luồng dữ liệu của bãi giữ xe thông minh

Sơ đồ khối của hệ thống giữ xe thông minh này bao gồm các khối chính: Khối xử lý trung tâm (sử dụng Arduino), Khối đọc RFID (đầu đọc RFID và thẻ), Khối cảm biến (cảm biến hồng ngoại, cảm biến ánh sáng), Khối chấp hành (servo điều khiển barie, còi báo, đèn tín hiệu) và Khối hiển thị (màn hình LCD). Luồng dữ liệu bắt đầu khi xe đến cổng: cảm biến phát hiện xe, kích hoạt đầu đọc RFID. Đầu đọc quét thẻ, gửi ID về khối xử lý trung tâm. Khối xử lý so sánh ID với dữ liệu đã lưu. Nếu hợp lệ, tín hiệu sẽ được gửi đến servo để mở barie, đồng thời cập nhật thông tin lên LCD và lưu dữ liệu vào hệ thống. Khi xe ra, quy trình tương tự diễn ra, hệ thống tính toán thời gian và phí. Luồng dữ liệu này đảm bảo việc quản lý bãi đỗ xe tự động diễn ra chính xác và an toàn, là nền tảng cho thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động RFID.

4.2. Cách làm bãi giữ xe tự động RFID Từ ý tưởng đến thực tế

Cách làm bãi giữ xe tự động RFID bao gồm nhiều giai đoạn, từ khâu thiết kế ý tưởng đến triển khai thực tế. Ban đầu, là việc xác định yêu cầu và chức năng của hệ thống. Tiếp theo, là thiết kế phần cứng, lựa chọn các linh kiện RFID cho bãi xe phù hợp và lên sơ đồ mạch điện. Sau đó, là giai đoạn lập trình cho bộ điều khiển Arduino, xây dựng thuật toán nhận diện thẻ, điều khiển barie, cảm biến và hiển thị. Mã nguồn được tối ưu để đảm bảo tốc độ và độ tin cậy. Cuối cùng, là lắp đặt mô hình vật lý, kết nối các module, chạy thử nghiệm và hiệu chỉnh các thông số. Quá trình này đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức về điện tử, lập trình và cơ khí. Kết quả là một mô hình bãi đỗ xe hoàn chỉnh, minh chứng cho việc ứng dụng thành công công nghệ RFID trong bãi xe để tạo ra một giải pháp gửi xe RFID thực tiễn và hiệu quả.

V. Kết Quả Thực Nghiệm Đồ Án Ứng Dụng Mô Hình Bãi Giữ Xe Tự Động RFID Thành Công

Sau quá trình nghiên cứu, thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động RFID, lập trình và kiểm thử, đồ án đã đạt được những kết quả thực nghiệm đáng khích lệ. Mô hình hoạt động ổn định, chứng minh tính khả thi của việc ứng dụng công nghệ RFID trong bãi xe để xây dựng một hệ thống giữ xe thông minh hoàn chỉnh. Các thử nghiệm cho thấy hệ thống có khả năng nhận diện thẻ nhanh chóng, điều khiển barie chính xác và ghi nhận thông tin ra vào một cách đáng tin cậy. Kết quả này không chỉ khẳng định giá trị của nghiên cứu mà còn mở ra nhiều tiềm năng ứng dụng thực tiễn cho giải pháp gửi xe RFID trong tương lai. Việc đánh giá chi tiết hiệu suất và các tính năng nổi bật sẽ giúp làm rõ ưu điểm bãi giữ xe tự động mang lại so với các phương pháp truyền thống.

5.1. Đánh giá hiệu suất và độ tin cậy của mô hình

Mô hình bãi giữ xe tự động RFID đã trải qua các bài kiểm tra nghiêm ngặt về hiệu suất và độ tin cậy. Kết quả cho thấy hệ thống nhận diện thẻ RFID gần như ngay lập tức, với thời gian phản hồi trung bình dưới 1 giây. Barie hoạt động mượt mà, chính xác theo tín hiệu từ bộ điều khiển. Tỷ lệ lỗi trong quá trình nhận diện thẻ và điều khiển barie là rất thấp, đảm bảo hoạt động ổn định trong thời gian dài. Các cảm biến vật cản (hồng ngoại) và cảm biến ánh sáng hoạt động chính xác, cung cấp dữ liệu đầu vào tin cậy cho hệ thống. Màn hình LCD hiển thị thông tin rõ ràng, giúp người dùng dễ dàng theo dõi trạng thái. Độ tin cậy cao của mô hình bãi đỗ xe này là minh chứng cho việc lựa chọn linh kiện RFID cho bãi xe phù hợp và quy trình thiết kế, lập trình tối ưu. Điều này góp phần lớn vào việc thành công của thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động RFID.

5.2. Các tính năng nổi bật và ưu điểm bãi giữ xe tự động

Mô hình bãi giữ xe tự động RFID mang lại nhiều tính năng và ưu điểm bãi giữ xe tự động vượt trội. Nổi bật là khả năng tự động hóa hoàn toàn quy trình ra vào, loại bỏ nhu cầu về nhân viên kiểm soát tại cổng. Hệ thống cung cấp khả năng nhận diện xe chính xác và nhanh chóng bằng công nghệ RFID trong bãi xe, giảm thiểu thời gian chờ đợi và tránh ùn tắc. An ninh được tăng cường nhờ việc mỗi thẻ RFID là duy nhất, hạn chế tối đa nguy cơ mất cắp hoặc nhầm lẫn. Dữ liệu về thời gian ra vào, ID thẻ được lưu trữ tự động, hỗ trợ công tác quản lý bãi đỗ xe tự động và báo cáo. Ngoài ra, hệ thống còn tích hợp các cảm biến cảnh báo và báo hiệu, tăng cường an toàn. Những ưu điểm bãi giữ xe tự động này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí vận hành mà còn nâng cao trải nghiệm tổng thể cho người dùng.

VI. Tương Lai Nào Cho Bãi Giữ Xe Tự Động RFID và Hệ Thống Đỗ Xe Thông Minh

Sự thành công của mô hình bãi giữ xe tự động RFID trong đồ án này là một minh chứng rõ ràng cho tiềm năng to lớn của công nghệ RFID trong bãi xe và các hệ thống giữ xe thông minh. Không chỉ giải quyết những thách thức hiện tại của các bãi đỗ xe truyền thống, công nghệ này còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các đô thị thông minh và bền vững. Trong tương lai, giải pháp gửi xe RFID sẽ không ngừng được cải tiến, tích hợp thêm nhiều tính năng thông minh hơn nữa, từ quản lý năng lượng đến khả năng kết nối vạn vật (IoT). Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất, giảm thiểu chi phí và mở rộng quy mô ứng dụng, biến quản lý bãi đỗ xe tự động thành một tiêu chuẩn mới. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc hiện đại hóa cơ sở hạ tầng giao thông và đô thị.

6.1. Tiềm năng phát triển và mở rộng của công nghệ RFID trong quản lý đỗ xe

Tiềm năng phát triển của công nghệ RFID trong quản lý đỗ xe là rất lớn. Ngoài việc nhận diện và kiểm soát ra vào cơ bản, RFID có thể được tích hợp với các hệ thống thanh toán tự động, cho phép trừ phí trực tiếp từ tài khoản ngân hàng hoặc ví điện tử. Khả năng kết nối với ứng dụng di động sẽ giúp người dùng tìm kiếm chỗ trống, đặt chỗ trước và nhận thông báo về tình trạng bãi xe. Việc tích hợp AI và Machine Learning có thể tối ưu hóa việc phân bổ chỗ đỗ xe, dự đoán nhu cầu và điều chỉnh giá linh hoạt. Hơn nữa, công nghệ RFID trong bãi xe có thể mở rộng để quản lý các phương tiện đặc biệt, xe điện với trạm sạc tự động. Những cải tiến này sẽ nâng tầm thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động RFID từ một giải pháp đơn thuần thành một hệ sinh thái đỗ xe thông minh toàn diện, mang lại nhiều tiện ích vượt trội.

6.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo để tối ưu hệ thống giữ xe

Để tối ưu hóa hệ thống giữ xe tự động, hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc cải thiện độ bền và tuổi thọ của các linh kiện RFID cho bãi xe trong môi trường thực tế khắc nghiệt. Nghiên cứu sâu hơn về thuật toán tối ưu hóa vị trí đỗ xe và khả năng tích hợp với các hệ thống giao thông thông minh khác cũng là trọng tâm. Việc phát triển một nền tảng phần mềm quản lý tập trung với giao diện người dùng thân thiện, khả năng phân tích dữ liệu chuyên sâu và tính năng báo cáo tùy chỉnh sẽ nâng cao hiệu quả quản lý bãi đỗ xe tự động. Ngoài ra, việc tìm kiếm các giải pháp giảm chi phí thiết kế bãi giữ xe tự động RFID mà vẫn đảm bảo hiệu suất là một thách thức cần được ưu tiên. Mục tiêu là xây dựng một giải pháp gửi xe RFID không chỉ hiệu quả về mặt kỹ thuật mà còn tối ưu về mặt kinh tế, góp phần hiện thực hóa mô hình bãi đỗ xe thông minh trên quy mô lớn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan về đề tài Đồ Án Tốt Nghiệp Bãi giữ xe tự động sử dụng công nghệ RFID 11 SVTH: Nhóm 10 GVHD:ThS Lưu Văn Phúc Giới thiệu sơ lược, mục tiêu và phương pháp nghiên cứu đề tài. Chương 2: Cơ sở lý thuyết Các lý thuyết cần nắm được để sử dụng trong quá trình làm đồ án. Chương 3: Thiết kế và xây dựng hệ thống Chương 4: Kết quả thực hiện, nhận xét, đánh giá Trình bày kết quả đã thực hiện, về cả phần cứng lẫn phần mềm. Nêu ra nhận xét và đánh giá.

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển Nếu ra ưu điểm và nhược điểm của hệ thống. Đưa ra những điểm cần cải thiện của đề tài, hướng phát triển và phạm vi sử dụng của đề tài trong tương lai gần. Đồ Án Tốt Nghiệp Bãi giữ xe tự động sử dụng công nghệ RFID 12 SVTH: Nhóm 10 GVHD:ThS Lưu Văn Phúc Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 2.

Vi điều khiển ❖ Giới thiệu về Arduino Arduino là một board mạch vi xử lý dùng đê lập trình xây dựng các ứng dụng tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn. Ưu điềm của Arduino là ngôn ngữ cực kì dễ học (giống C/C++), cấp ngoại vi trên bo mạch đêu đã được chuẩn hóa, nên không cần biết nhiều về điện tử chúng ta cũng có thể lập trình được. Phân 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. Những model hiện tại được trang bị gồm 1 công giao tiếp USB, 6 chân đầu vào analog, 14 chân I/O kỹ thuật số tương thích vởi nhiêu board mở rộng khác nhau.

❖ Arduino Uno R3 SMD Hình 2.1: Hình ảnh thực Hình 2.3: Sơ đồ chân Arduino tế Arduino UNO R3 Ardunio UNO R3 SMD UNO R3 SMD SMD ❖ Thông số kỹ thuật STT Thông số Giá trị 1 Điện áp hoạt động 5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB) 2 Tần số hoạt động 16 MHz 3 Dòng tiêu thụ 30 mA 4 Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 30 mA 5 Dòng ra tối đa (5V) 500 mA 6 Dòng ra tối đa ( 3.3V) 50 mA 7 Điện áp vào giới hạn 6-20V DC Bảng 2.1: Bảng thông số kĩ thuật Arduino Uno R3 ❖ Nguồn sử dụng: Arduino có thể được cấp nguồn thông qua cổng USB hoặc cấp nguồn ngoài thông qua jack cắm 2.1mm, cũng có thể sử dụng 2 chân Vin và GND để cấp nguồn cho Arduino. ❖ Chức năng các chân: - Chân 5V và chân 3.3V: các chân này dùng để lấy nguồn ra tương ứng 5V và 3. - Vin: Cấp nguồn cho Arduino. - GND: chân nối mass.

Đồ Án Tốt Nghiệp Bãi giữ xe tự động sử dụng công nghệ RFID 13 SVTH: Nhóm 10 GVHD:ThS Lưu Văn Phúc - Reset: chân thiết lập lại hoạt động từ đầu cho board khi nhận tín hiệu. Công nghệ RFID và Module MFRC522 ❖ Giới thiệu công nghệ RFID Công nghệ RFID là công nghệ nhận dạng đối tượng băng sóng vô tuyến. Công nghệ này cho phép nhận biết các đối tượng thông qua hệ thống thu phát sóng radio, từ đó có thể giám sát, quan lý từng đối tượng. Một thiết bị hay một hệ thống RFID được cấu tạo bời hai thành phân chính là thiết bị đọc (reader) và thiết bị phát mã RFID có gắn chip.

Thiết bị đọc được gắn anten để thu - phát sóng điện từ, thiết bị phát mã RFID được gắn với vật cản nhận dạng, mỗi thiết bị RFID chứa một mã số nhất định và không trùng lặp nhau. ❖ Các tần số thường được sử dụng trong hệ thống RFID: − LF: 125 kHz – 34.2 kHz (low frequencies): ứng dụng nhiều cho hệ thống quan lý nhân sự, chấm công, cửa bào mật, bãi giữ xe.56 MHz (high frequencies): ứng dụng nhiều cho quản lý nguồn gốc hàng hóa, vận chuyển hàng hóa, cửa bảo mật, bãi giữ xe. − UHF: 860 MHz - 960 MHz (ultra high frequencies): ứng dụng nhiều trong các hệ thống kiểm soát như thu phí đường bộ tự động, kiểm kê kho hàng, kiểm soát đường đi của hàng hóa.45 GHz: (super high frequencies): ứng dụng nhiều trong các hệ thống kiểm soát như thu phí đường bộ tự động, kiếm soát lưu thông hàng… ❖ Module RFID MFRC522 Hình 2.4: Hình thực tế Module RFID RC522 Hình 2.5: Kí hiệu MFRC522 ❖ Thông số kỹ thuật STT Thông số Giá trị 1 Điện áp hoạt động 3.3V DC 2 Tần số hoạt động 13.56 MHz 3 Dòng tiêu thụ 26 mA 4 Khoảng cách hoạt động 0-60 mm 5 Tốc độ tối đa 10 Mbps Bảng 2.2: Bảng thông số kĩ thuật MFRC 522 ❖ Chức năng các chân: − SDA: kết nối với chân SPI_SDA của vi điều khiển để lựa chọn chip khi giao tiếp SPI (Kích hoạt ờ mức thấp). − SCK: Kết nối với chân SPI_SDA của vi điều khiển để tạo xung trong chế độ truyền SPI.

Đồ Án Tốt Nghiệp Bãi giữ xe tự động sử dụng công nghệ RFID 14 SVTH: Nhóm 10 GVHD:ThS Lưu Văn Phúc − MIS0: Kết nối với chân SPI _M1SO của vi diêu khiển có chức năng Master Data Out- Slave In trong chế độ giao tiếp SPI. − M0SI: Kết nối với chân SPI_MOS1 của vi diều khiển có chức năng Master Data In- Slave Out trong chế độ giao tiêp SPI. − IRQ: Chân ngắt. − GND: Chân nối mass.

− RST: Chân Reset. − VCC: Chân cấp nguồn. Giới thiệu LCD 16x2 LCD (Liquid Crystal Display) được sử dụng trong rất nhiều các ứng dụng của Vi Điều Khiển. LCD có rất nhiều ưu điểm so với các dạng hiển thị khác.

Nó có khả năng hiển thị kí tự đa dạng, trực quan (chữ, số và kí tự đồ họa), dễ dàng đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thức giao tiếp khác nhau, tốn rất ít tài nguyên hệ thống và giá thành rẻ.6: Hình ảnh thực tế LCD 16x2 Hình 2.7: Kí hiệu LCD 16x2 ❖ Thông số kỹ thuật STT Thông số Giá trị 1 Điện áp hoạt động 2.5V ~ 6V 2 Dòng điện tối đa 30mA 3 Nhiệt độ hoạt động -30 ~ 75OC 4 Trọng lượng 5g Bảng 2.3: Thông số kĩ thuật LCD 16x2 ❖ Cách điều khiển LCD: Hình 2.8: Sơ đồ điều khiển LCD 16x2 Đồ Án Tốt Nghiệp Bãi giữ xe tự động sử dụng công nghệ RFID 15 SVTH: Nhóm 10 GVHD:ThS Lưu Văn Phúc ❖ Nhìn vào dạng sóng ta có thể thấy được trình tự điều khiển như sau: − Điều khiển tín hiệu RS. − Điều khiến tín hiệu R/W xuống mức thấp. − Điêu khiên tín hiệu E lên mức cao đê cho phép. − Xuất dữ liệu D7 - DO.

− Điều khiển tín hiệu E về mức thấp. − Điều khiến tín hiệu R/W lên mức cao trở lại. ❖ Chức năng các chân: − Chân 1: (Vss) Chân nối đất cho LCD. − Chân 2: VDD Là chân cấp nguồn cho LCD.

− Chân 3: VEE là chân điều chỉnh độ tương phản của LCD. − Chân 4: RS Là chân chọn thanh ghì (Register select). Nối chân RS với logic “0” (GND) hoặc logic “1” (VCC) để chọn thanh ghi. + Logic “0”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh IR của LCD (ở chế độ ghi) hoặc nối với bộ đểm địa chỉ cùa LCD (ở chể độ đọc).

+ Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu DR bên trong LCD − Chân 5: R/W là chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Wrìte). Nối chân R/W với logic “0” đề LCD hoạt động ớ chế độ ghi, hoặc nối với logic “1 ” để LCD ờ chế độ đọc. − Chân 6: E Là chân cho phép (Enable). Sau khi các tín hiệu được đặt lên bus DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung cho phép cua chân E.

+ Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ dược LCD chuyên vào (chấp nhận) thanh ghi bên trong nó khi phát hiện một xung (high-to-low transition) của tín hiệu chân E. + Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiện cạnh lên (low-to-high transition) ờ chân E và được LCD giữ ở bus đến khi nào chân E xuống mức thấp. − Chân 7 - 14: DBO - DB7 tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đôi thông tin với MPU. Có 2 chế dộ sử dụng 8 dường bus này: + Chế độ 8 bít: Dữ liệu được truyền trên cà 8 đường, với bit MSB là bit DB7.

+ Chế độ 4 bít: Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 tới DB7, bit MSB là DB7. − Chân 15: Nguồn dương cho đèn nền. − Chân 16: GND cho đèn nền. Module I2C Bằng việc sử dụng giao tiếp I2C, việc điều khiển trực tiếp màn hình được chuyển sang cho IC xử lý nằm trên mạch.

Chỉ cần việc gửi mã lệnh cùng nội dung hiển thị, do vậy giúp vi điều khiển có nhiều thời gian xử lý các tiến trình phức tạp khác. I2C sử dụng hai đường truyền tín hiệu: một đường xung nhịp đồng hồ (SCL) và một đường tín hiệu (SDA). SCL và SDA luôn được kéo lên nguồn bằng một điện trở kéo lên có giá trị xấp xỉ 4. Các chế độ hoạt động cùa I2C bao gồm: − Chế độ chuẩn (standard mode) hoạt động ở tốc độ 100 Kbit/s.

Đồ Án Tốt Nghiệp Bãi giữ xe tự động sử dụng công nghệ RFID 16 SVTH: Nhóm 10 GVHD:ThS Lưu Văn Phúc − Chế độ tần số thấp (low speed mode) hoạt động ớ tốc độ 10 Kbit/s. Ngoài ra I2C còn có chế độ 10 bit đia chỉ tương đương với 1024 địa chỉ.9: Hình thực tế Hình 2.11: Kí hiệu module I2C I2C ❖ Thông số kỹ thuật: STT Thông số Giá trị 1 Điện áp hoạt động 2.5-6VDC 2 Trọng lượng 5g 3 Kích thước 41.4: Thông số kĩ thuật Module I2C ❖ Ưu điểm của việc sử dụng giao tiếp I2C − Giao tiếp I2C chỉ sử dụng duy nhất 2 dây tín hiệu: SDA và SCL giúp tiết kiệm chân trên vi điều khiển. − Tốc độ truyền dữ liệu lên đến 400Kbps. − Dữ liệu truyền nhận đảm bảo tính toàn vẹn vì sử dụng cơ chế phản hồi (ACK) trên mỗi byte dữ liệu.

− Có khả năng kết nối nhiều thiết bị với nhau: trên mạch có sẵn các mối hàn. − A0, A1, A2 để thay đối địa chỉ của module. − Địa chỉ mặc định: 0x27, có thể mắc vào I2C bus tối đa 8 module. Module cảm biến Cảm biến là thiết bị điện tử cảm nhận những trạng thái hay quá trình vật lý hay hóa học ở môi trường cần khảo sát, và biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thông tin về trạng thái hay quá trình đó.

Module cảm biến hồng ngoại Hình 2.12: Hình thực tế Hình 2.