Đồ án tốt nghiệp CNKT Điện tử Viễn thông: Thiết kế và thi công hệ thống giám sát bãi giữ xe máy chung cư

• Tác giả: Nguyễn Đăng Bảo Long
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Ngô Lâm
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử - Viễn thông
• Đề tài: Thiết kế và thi công hệ thống giám sát bãi giữ xe máy chung cư
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.3. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
• 1.4. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.6. BỐ CỤC ĐỒ ÁN
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ CƠ CHẾ NHẬN DIỆN CỦA YOLO
• 2.1.1. Định nghĩa YOLO
• 2.1.2. Cách thức ứng dụng và training YOLO
• 2.1.3. Giới thiệu về Google Colab
• 2.1.4. Làm việc với Google Colab
• 2.1.5. Train mô hình YOLOv8 với Google Colab
• 2.1.6. Ứng dụng vào việc nhận diện biển số
• 2.2. TỔNG QUAN VỀ OPTICAL CHARACTER RECOGNITION (OCR)
• 2.2.1. Định nghĩa Optical Character Recognition (OCR)
• 2.2.2. Ứng dụng OCR vào việc nhận diện ký tự
• 2.3. TỔNG QUAN VỀ FIREBASE
• 2.4. TỔNG QUAN VỀ CHUẨN GIAO TIẾP UART
• 2.5. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHẦN MỀM HỖ TRỢ LẬP TRÌNH
• 2.5.1. Phần mềm Arduino IDE
• 2.5.2. Phần mềm Visual Studio Code
• 2.5.3. Phần mềm Kodular
• 2.6. CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHẦN CỨNG
• 2.6.1. Webcam Micro Rapoo XW180
• 2.6.2. Cảm biến cháy Module IR Flame Sensor
• 2.6.3. Cảm biến dòng ACS712 20A
• 2.6.4. Cảm biến vật cản hồng ngoại
• 2.6.5. Động cơ Servo SG90
• 2.6.6. Vi xử lý ESP32
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG
• 3.1. YÊU CẦU VÀ SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG
• 3.1.1. Yêu cầu của hệ thống
• 3.1.2. Sơ đồ khối và chức năng mỗi khối
• 3.1.3. Hoạt động của hệ thống
• 3.2. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
• 3.2.1. Thiết kế khối cảm biến cháy, quá dòng
• 3.2.1.1. Cảm biến cháy
• 3.2.1.2. Cảm biến quá dòng
• 3.2.2. Thiết kế khối cảm biến đậu xe
• 3.2.3. Thiết kế khối nút nhấn
• 3.2.4. Thiết kế khối chấp hành
• 3.2.4.1. Khối cơ cấu servo
• 3.2.4.2. Khối cơ cấu chuông
• 3.2.4.3. Khối cơ cấu hiển thị
• 3.2.5. Thiết kế khối xử lý trung tâm
• 3.2.6. Thiết kế khối nguồn
• 3.3. THIẾT KẾ PHẦN MỀM VÀ LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT
• 3.3.1. Thiết kế chương trình cho nhận diện biển số
• 3.3.2. Thiết kế chương trình để giao tiếp, vận hành hệ thống
• 3.3.3. Thiết kế giao diện người dùng
• 3.3.3.1. Thiết kế giao diện App người dùng
• 3.3.3.2. Lưu đồ giải thuật tổng quan của App người dùng
• 3.3.3.3. Lưu đồ giải thuật chương trình gửi dữ liệu từ App lên Firebase
• 3.3.3.4. Lưu đồ giải thuật chương trình con đọc dữ liệu từ Firebase về App
• 3.3.4. Thiết kế giao diện GUI giám sát
• 3.3.5. Thiết kế phần IoT (Firebase)
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN HỆ THỐNG VÀ NHẬN XÉT
• 4.1. KẾT QUẢ THỰC HIỆN PHẦN CỨNG
• 4.2. KẾT QUẢ THỰC HIỆN PHẦN MỀM
• 4.2.1. Giao diện GUI giám sát
• 4.2.2. Giao diện App người dùng
• 4.2.3. Giao diện lưu trữ dữ liệu Firebase
• 4.3. KẾT QUẢ TỔNG QUAN TOÀN HỆ THỐNG
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. KẾT LUẬN TỔNG QUAN
• 5.2. ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ
• 5.3. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Thiết kế hệ thống giám sát

Thiết kế hệ thống giám sát là trọng tâm của đồ án tốt nghiệp này. Hệ thống được xây dựng để quản lý và giám sát bãi giữ xe máy tại các chung cư một cách tự động và hiệu quả. Mục tiêu chính là tăng cường an ninh, phòng chống trộm cắp và giảm thiểu rủi ro cháy nổ. Hệ thống sử dụng công nghệ nhận diện biển số xe thông qua mô hình YOLO (You Only Look Once) và kết hợp với các cảm biến để phát hiện lửa và quá dòng điện. Điều này giúp hệ thống có khả năng phản ứng kịp thời với các tình huống khẩn cấp.

1.1. Công nghệ nhận diện biển số

Công nghệ nhận diện biển số được triển khai thông qua mô hình YOLOv8, sử dụng ngôn ngữ Python và Google Colab để huấn luyện mô hình. YOLO là một mô hình học sâu có khả năng phát hiện đối tượng trong thời gian thực với độ chính xác cao. Hệ thống này cho phép nhận diện biển số xe khi xe vào và ra khỏi bãi giữ xe, từ đó tự động ghi lại thông tin và quản lý lịch sử ra vào của xe.

1.2. Cảm biến an ninh

Hệ thống được trang bị các cảm biến như cảm biến cháy (IR Flame Sensor) và cảm biến dòng điện (ACS712 20A) để phát hiện các tình huống nguy hiểm như cháy nổ hoặc quá tải điện. Khi phát hiện sự cố, hệ thống sẽ tự động kích hoạt các biện pháp cảnh báo và xử lý kịp thời, đảm bảo an toàn cho bãi giữ xe và người sử dụng.

II. Hệ thống giám sát bãi giữ xe

Hệ thống giám sát bãi giữ xe được thiết kế để quản lý và theo dõi hoạt động của bãi xe một cách tự động. Hệ thống bao gồm các khối chức năng chính như khối cảm biến, khối xử lý trung tâm (ESP32), và khối giao diện người dùng. ESP32 đóng vai trò trung tâm, điều khiển các thiết bị ngoại vi và truyền nhận dữ liệu thông qua giao thức UART. Dữ liệu được lưu trữ và quản lý trên Firebase, cho phép người dùng theo dõi thông tin xe thông qua ứng dụng di động.

2.1. Khối cảm biến

Khối cảm biến bao gồm các cảm biến cháy, cảm biến dòng điện và cảm biến vật cản hồng ngoại. Các cảm biến này được kết nối với ESP32 để thu thập dữ liệu và gửi về hệ thống xử lý trung tâm. Khi phát hiện sự cố, hệ thống sẽ tự động kích hoạt các biện pháp cảnh báo như chuông báo động hoặc đóng/mở rào chắn.

2.2. Khối xử lý trung tâm

ESP32 là bộ xử lý trung tâm của hệ thống, đảm nhiệm việc điều khiển các thiết bị ngoại vi và truyền nhận dữ liệu. ESP32 sử dụng giao thức UART để giao tiếp với máy tính và Firebase. Dữ liệu từ các cảm biến được xử lý và lưu trữ trên Firebase, cho phép người dùng theo dõi thông tin xe thông qua ứng dụng di động.

III. Giám sát bãi giữ xe máy

Giám sát bãi giữ xe máy là một trong những ứng dụng thực tế quan trọng của hệ thống. Hệ thống này không chỉ giúp quản lý số lượng xe ra vào mà còn đảm bảo an ninh và an toàn cho bãi xe. Người dùng có thể theo dõi lịch sử ra vào xe thông qua ứng dụng di động, đồng thời hệ thống tự động ghi lại thông tin biển số xe và thời gian ra vào. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro trộm cắp và tăng cường hiệu quả quản lý bãi xe.

3.1. Ứng dụng di động

Ứng dụng di động được thiết kế để người dùng có thể dễ dàng theo dõi thông tin xe và quản lý bãi giữ xe. Ứng dụng cho phép người dùng đăng ký thông tin xe, xem lịch sử ra vào và nhận cảnh báo khi có sự cố xảy ra. Dữ liệu được đồng bộ với Firebase, đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy cao.

3.2. Giao diện giám sát

Giao diện giám sát được thiết kế để hiển thị thông tin xe và trạng thái của bãi giữ xe một cách trực quan. Giao diện này cho phép người quản lý theo dõi hoạt động của bãi xe và phản ứng kịp thời với các tình huống khẩn cấp. Hệ thống cũng tự động ghi lại các sự kiện quan trọng như xe vào/ra và các cảnh báo an ninh.

IV. Đồ án tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp này không chỉ là một dự án học thuật mà còn có giá trị ứng dụng thực tế cao. Hệ thống giám sát bãi giữ xe máy chung cư được thiết kế và thi công dựa trên các công nghệ hiện đại như YOLO, ESP32 và Firebase. Đồ án đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả trong việc quản lý và giám sát bãi xe, đồng thời mở ra hướng phát triển mới cho các hệ thống quản lý bãi giữ xe thông minh trong tương lai.

4.1. Giá trị thực tiễn

Đồ án mang lại giá trị thực tiễn cao khi giải quyết được các vấn đề an ninh và quản lý bãi giữ xe tại các chung cư. Hệ thống không chỉ giúp giảm thiểu rủi ro trộm cắp mà còn đảm bảo an toàn cháy nổ, mang lại sự yên tâm cho người sử dụng.

4.2. Hướng phát triển

Trong tương lai, hệ thống có thể được mở rộng và cải tiến với các tính năng như tích hợp AI để dự đoán các tình huống nguy hiểm, hoặc kết hợp với các công nghệ IoT để quản lý bãi xe trên quy mô lớn hơn. Đồ án cũng có thể được áp dụng trong các lĩnh vực khác như quản lý bãi đỗ xe tại các trung tâm thương mại hoặc sân bay.