Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đề tài "Hệ thống tính cước phí đường sắt metro sử dụng RFID" được thực hiện bởi sinh viên Trần Quốc Hưng dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Việt Hùng tại Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh, Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh (khóa bảo vệ tháng 07/2018).

Lý do chọn đề tài xuất phát từ xu hướng phát triển hệ thống giao thông công cộng tốc độ cao tại các đô thị lớn ở Việt Nam, tiêu biểu là dự án tuyến đường sắt đô thị Metro số 1 Bến Thành – Suối Tiên tại TP. Hồ Chí Minh dự kiến đi vào hoạt động nhằm giải quyết tình trạng ùn tắc giao thông và ô nhiễm môi trường. Tại các quốc gia phát triển, công nghệ nhận dạng qua sóng vô tuyến (RFID) đã được ứng dụng phổ biến để tự động hóa việc thu phí tàu điện ngầm, xe buýt và đường bộ. Trong khi đó, tại Việt Nam ở thời điểm nghiên cứu, RFID chủ yếu mới dừng lại ở quản lý nhân viên và bãi giữ xe. Việc nghiên cứu ứng dụng RFID vào hệ thống tính cước đường sắt đô thị được kỳ vọng sẽ khắc phục các nhược điểm của phương thức bán vé giấy truyền thống, giảm thiểu chi phí in ấn và nâng cao năng suất phục vụ.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm 4 nội dung cụ thể:

  1. Tìm hiểu về cách quản lý, thanh toán cước phí metro đang áp dụng ở các nước trên thế giới.
  2. Thiết kế mô hình phần cứng của hệ thống mô phỏng theo mô hình đã tìm hiểu.
  3. Thiết kế giao diện quản lý hành khách và thanh toán cước phí.
  4. Đúc kết kiến thức, kinh nghiệm để tìm hướng phát triển với kỳ vọng có thể áp dụng vào thực tế ở Việt Nam.

Nhiệm vụ nghiên cứu được phân chia thành các nội dung kỹ thuật:

  1. Nghiên cứu tổng quan về hệ thống thanh toán cước tự động bằng công nghệ RFID.
  2. Khảo sát vi điều khiển Arduino Mega 2560 và module đọc thẻ RFID RC522.
  3. Tìm hiểu ngôn ngữ lập trình C# và hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server.
  4. Thiết kế giao diện phần mềm quản lý hành khách và tính toán cước phí tự động.
  5. Xây dựng cơ sở dữ liệu cho toàn bộ hệ thống.
  6. Thiết kế và thi công mô hình phần cứng hoàn chỉnh.
  7. Lập trình vi điều khiển để thu thập dữ liệu và giao tiếp với phần mềm máy tính.
  8. Kiểm tra, vận hành thử nghiệm và hiệu chỉnh hệ thống.

Phạm vi và giới hạn của đề tài:

  • Không gian và quy mô: Hệ thống được xây dựng dưới dạng mô hình mô phỏng gồm 2 nhà ga, mỗi nhà ga bố trí 1 cổng lên và 1 cổng xuống (sử dụng tổng cộng 4 module đầu đọc thẻ).
  • Giao diện thông báo tại chỗ: Sử dụng 1 màn hình LCD 16x2 kết hợp còi/loa thông báo trạng thái.
  • Hệ thống dữ liệu: Cơ sở dữ liệu và phần mềm quản lý vận hành cục bộ trên 1 máy tính duy nhất, chưa triển khai phân tán trên mạng diện rộng.
  • Thời gian thực hiện: Từ ngày 26/03/2018 đến ngày 15/07/2018 (tổng thời gian 14 tuần).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài kết hợp giữa lý thuyết nhận dạng vô tuyến, kỹ thuật vi điều khiển và công nghệ phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu:

  • Công nghệ RFID: Sử dụng nguyên lý truyền thông không dây bằng sóng vô tuyến giữa đầu đọc (Reader) và thẻ (Tag). Thẻ RFID bao gồm một vi mạch bán dẫn lưu trữ mã nhận dạng duy nhất (UID) cùng anten tích hợp. Tác giả phân loại thẻ thành 3 nhóm: thẻ thụ động (Passive tag - không có nguồn pin bên trong, lấy năng lượng từ sóng điện từ của đầu đọc phát ra), thẻ bán chủ động (Semi-active tag - có pin hỗ trợ nuôi mạch nhưng chỉ phát sóng khi nhận tín hiệu từ đầu đọc) và thẻ chủ động (Active tag - có nguồn pin riêng để liên tục phát tín hiệu với cự ly xa). Đề tài lựa chọn thẻ thụ động chuẩn MIFARE tần số 13.56 MHz nhằm tối ưu chi phí và kích thước.
  • Nền tảng phần cứng:
    • Module RFID RC522: Tích hợp vi mạch Phillips MFRC522, hoạt động ở điện áp 3.3V, dòng tải tối đa 30mA, tần số 13.56 MHz, cự ly đọc từ 0 đến 60 mm, hỗ trợ giao thức truyền thông SPI với tốc độ truyền tối đa lên tới 10 Mbit/s.
    • Vi điều khiển Arduino Mega 2560: Sử dụng chip AVR ATmega2560 hoạt động ở điện áp 5V, tần số thạch anh 16 MHz, bộ nhớ Flash 256 KB (trong đó 8 KB dùng cho bootloader), SRAM 8 KB, EEPROM 4 KB, cung cấp 54 chân vào/ra số (digital I/O) và 16 chân tương tự (analog input).
    • Module hiển thị: Màn hình LCD 16x2 kết hợp mạch chuyển đổi giao tiếp I2C giúp tiết kiệm chân vi điều khiển (chỉ sử dụng 2 chân tín hiệu SDA và SCL).
  • Nền tảng phần mềm: Ngôn ngữ lập trình C# trên môi trường Microsoft Visual Studio Express để xây dựng giao diện ứng dụng Windows Forms; hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ Microsoft SQL Server 2008 Express sử dụng ngôn ngữ truy vấn T-SQL; môi trường Arduino IDE để biên dịch và nạp mã nguồn C/C++ cho vi điều khiển.
  • Phương pháp nghiên cứu: Tác giả áp dụng phương pháp nghiên cứu chế tạo mẫu thử nghiệm kỹ thuật (Hardware-in-the-loop Prototyping) kết hợp lập trình nhúng và phát triển phần mềm ứng dụng. Dữ liệu thực nghiệm thu nhận trực tiếp từ tín hiệu quét thẻ của hành khách qua giao tiếp SPI, sau đó gửi qua cổng nối tiếp (Serial Port / UART) lên máy tính để thực hiện các câu lệnh truy vấn dữ liệu thời gian thực.

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống được thiết kế theo cấu trúc module phân tầng, kết nối chặt chẽ giữa thiết bị ngoại vi tại nhà ga với ứng dụng quản lý trung tâm.

Kiến trúc phần cứng

Hệ thống phần cứng gồm 5 khối chức năng chính:

  • Khối nguồn: Sử dụng adapter DC 9V – 2A cung cấp nguồn cho board Arduino Mega 2560. Nguồn 3.3V và 5V trên board được dùng để cấp cho các module ngoại vi.
  • Khối đọc dữ liệu: Gồm 4 module RFID RC522 đại diện cho 2 cổng lên và 2 cổng xuống tại 2 nhà ga. Các module này kết nối chung đường bus SPI (chân SCK - chân 52, MOSI - chân 51, MISO - chân 50 trên Arduino Mega 2560), trong khi các chân chọn chip (SDA/SS) và chân Reset (RST) được kết nối độc lập tới từng chân số riêng biệt của Arduino để điều khiển đọc luân phiên.
  • Khối xử lý trung tâm: Arduino Mega 2560 tiếp nhận mã UID từ các đầu đọc, đóng gói thành chuỗi dữ liệu định dạng chuẩn rồi truyền lên máy tính qua cổng giao tiếp nối tiếp Serial (cáp USB). Đồng thời, bo mạch nhận lệnh phản hồi từ máy tính để điều khiển khối hiển thị và âm thanh.
  • Khối máy tính: Máy tính chạy hệ điều hành Windows cài đặt ứng dụng C# và SQL Server 2008, nhận chuỗi ký tự từ cổng COM (trong thực nghiệm nhận diện tại cổng COM8), bóc tách dữ liệu để kiểm tra và cập nhật tài khoản hành khách.
  • Khối hiển thị và thông báo: Gồm 1 màn hình LCD 16x2 kết nối qua bus I2C để hiển thị mã thẻ, trạng thái hợp lệ/không hợp lệ hoặc số tiền bị trừ; 1 loa nhỏ (buzzer) nối tiếp với điện trở 100Ω để phát tín hiệu âm thanh mỗi khi quẹt thẻ.
STT Khối chức năng Tên linh kiện Số lượng Ghi chú kỹ thuật
1 Khối nguồn Nguồn DC Adapter 01 Điện áp 9V - dòng tải 2A
2 Khối xử lý trung tâm Board Arduino Mega 2560 01 Chip ATmega2560, thạch anh 16 MHz
3 Khối đọc dữ liệu Module RFID RC522 04 Tần số 13.56 MHz, nối chung chân SPI
4 Khối hiển thị Màn hình LCD 16x2 + Module I2C 01 Giao tiếp 2 dây SDA và SCL
5 Khối thông báo Loa (Buzzer) + Điện trở 100Ω 01 Phát âm thanh xác nhận quét thẻ

Toàn bộ linh kiện mạch điều khiển và các đầu đọc được lắp ráp cố định và đóng hộp bảo vệ bằng vật liệu mica trong suốt, giúp bảo vệ linh kiện và tăng tính thẩm mỹ cho mô hình mô phỏng.

Thiết kế phần mềm và cơ sở dữ liệu

Phần mềm trên máy tính được viết bằng C# chia thành 2 module chức năng chính:

  • Quản lý hành khách: Cho phép nhân viên quản trị tiếp nhận đăng ký thẻ mới, cập nhật thông tin cá nhân (họ tên, chứng minh nhân dân, số điện thoại), nạp tiền vào tài khoản thẻ hoặc xóa bỏ tài khoản khi hành khách không còn nhu cầu sử dụng. Khi quét thẻ qua đầu đọc tại quầy, mã thẻ tự động điền vào ô dữ liệu trên giao diện.
  • Quản lý hành trình: Theo dõi việc quẹt thẻ tại cổng lên và xuống ở từng ga. Khi hành khách quẹt thẻ lên ga, hệ thống kiểm tra số dư trong tài khoản xem có đủ điều kiện tối thiểu hay không; nếu hợp lệ, trạng thái lên tàu được ghi nhận. Khi hành khách quẹt thẻ tại cổng xuống của ga đến, hệ thống tính toán quãng đường di chuyển giữa hai ga, tự động trừ tiền cước tương ứng vào tài khoản và cập nhật số dư mới vào cơ sở dữ liệu.

Cơ sở dữ liệu trên Microsoft SQL Server 2008 gồm 2 bảng chính:

  • Bảng DangNhap: Lưu thông tin tài khoản của nhân viên quản trị hệ thống gồm các trường tên đăng nhập (Username) và mật khẩu (Password). Bảng này phục vụ truy vấn Select để xác thực quyền đăng nhập.
  • Bảng DataHanhKhach: Lưu trữ hồ sơ đi lại của hành khách gồm các trường mã thẻ RFID (khóa chính), họ tên hành khách, số điện thoại, số tiền trong tài khoản và thông tin ga lên/xuống. Các thao tác dữ liệu được thực thi thông qua 4 truy vấn SQL tiêu chuẩn:
    • Select: Truy vấn thông tin tài khoản và kiểm tra số dư khi thẻ được quét.
    • Insert: Thêm mới thông tin hành khách khi đăng ký thẻ mới.
    • Update: Điều chỉnh thông tin cá nhân và cập nhật số dư tài khoản sau khi nạp tiền hoặc trừ cước di chuyển.
    • Delete: Xóa bản ghi thông tin hành khách khỏi hệ thống.

Nội dung chính theo từng chương

Báo cáo khóa luận được cấu trúc thành 6 chương với các nội dung chi tiết:

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 trình bày bối cảnh thực tế về sự phát triển của công nghệ giao thông và sự cần thiết của việc áp dụng thẻ RFID trong thanh toán giao thông công cộng, đặc biệt khi tuyến metro Bến Thành – Suối Tiên chuẩn bị vận hành tại TP. Hồ Chí Minh. Chương này nêu rõ mục tiêu nghiên cứu, liệt kê 8 nội dung kỹ thuật cần triển khai, xác định phạm vi giới hạn của đề tài (mô hình 2 nhà ga, 1 LCD, CSDL trên 1 máy tính) và phác thảo cấu trúc tổng quát của toàn bộ cuốn khóa luận.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Nội dung chương tập trung làm rõ các khái niệm và nguyên lý hoạt động của đường sắt đô thị (metro) cùng các yêu cầu cơ bản đối với hệ thống thanh toán cước phí: xử lý thời gian thực, lưu trữ dữ liệu lớn, tính toán cước tự động và chính xác theo quãng đường di chuyển. Tiếp đó, chương giới thiệu chi tiết về công nghệ RFID: cấu tạo đầu đọc, cấu tạo thẻ, phân loại thẻ (thụ động, bán chủ động, chủ động) và tập lệnh điều khiển RFID. Phần cứng được phân tích sâu về thông số kỹ thuật của module RFID RC522, bo mạch vi điều khiển Arduino Mega 2560 (cấu trúc CPU ATmega2560, sơ đồ chân I/O, giao tiếp SPI, PWM, bộ chuyển đổi ADC) và màn hình hiển thị LCD 16x2 sử dụng chip giao tiếp I2C.

Chương 3: Tính toán và thiết kế

Chương 3 trình bày giải pháp thiết kế hệ thống theo sơ đồ khối tổng quát (khối nguồn, khối vi điều khiển, khối đọc dữ liệu, khối máy tính, khối hiển thị và thông báo). Tác giả thuyết minh nguyên lý làm việc của từng khối mạch, phương thức truyền thông nối tiếp Serial Port thông qua bộ đệm thu/phát (input/output buffer) giữa Arduino và máy tính, cùng sơ đồ nguyên lý kết nối chi tiết giữa 4 module RC522 với bo mạch Arduino Mega 2560 và màn hình LCD 16x2.

Chương 4: Thi công hệ thống

Chương này mô tả toàn bộ quá trình thi công thực tế bao gồm lập bảng danh mục linh kiện, đấu nối mạch phần cứng, đóng gói mô hình vào hộp mica và kiểm tra tín hiệu nguồn cũng như cổng kết nối COM (xác nhận kết nối thành công tại cổng COM8 trên Arduino IDE). Về phần mềm, chương đưa ra lưu đồ thuật toán chi tiết cho chương trình trên Arduino Mega 2560 và lưu đồ thuật toán ứng dụng quản lý viết bằng C#. Tác giả hướng dẫn chi tiết quy trình thiết lập cơ sở dữ liệu trên SQL Server Management Studio 2008, cấu trúc bảng DangNhap, DataHanhKhach, các câu lệnh truy vấn T-SQL (Select, Insert, Update, Delete) và cung cấp tài liệu hướng dẫn vận hành hệ thống qua các bước thao tác trên giao diện.

Chương 5: Kết quả và nhận xét

Chương 5 tổng kết các kết quả đạt được sau 14 tuần thực hiện đề tài (từ 26/03/2018 đến 12/07/2018). Tác giả đánh giá hoạt động của khối đọc dữ liệu RFID RC522, khối vi điều khiển Arduino Mega 2560, khối hiển thị LCD 16x2 và trình bày hình ảnh chụp thực tế mô hình phần cứng hoàn chỉnh. Các ca kiểm thử thực tế trên giao diện phần mềm được ghi lại bằng hình ảnh, chứng minh hệ thống đã thực hiện thành công các thao tác: đăng ký thẻ, nạp tiền, quét thẻ lên ga, quét thẻ xuống ga và tự động trừ phí trong cơ sở dữ liệu.

Chương 6: Kết luận và phát triển

Chương cuối tóm tắt lại các mục tiêu đã hoàn thành, đồng thời chỉ rõ những điểm hạn chế về phần cứng và phần mềm của mô hình thử nghiệm. Trên cơ sở đó, tác giả đề xuất các định hướng nghiên cứu tiếp theo để nâng cấp hệ thống hướng tới khả năng ứng dụng thực tế.

Kết quả và đóng góp

Đề tài đã hoàn thành việc chế tạo mô hình thực nghiệm và kiểm thử hoạt động đồng bộ giữa phần cứng nhúng và phần mềm quản lý trên máy tính:

  • Kết quả thi công phần cứng: Mô hình được gia công hoàn chỉnh, bo mạch và các đầu đọc được bố trí gọn gàng trong hộp mica. Hệ thống kết nối ổn định với máy tính thông qua giao tiếp Serial trên cổng COM8. Khối vi điều khiển Arduino Mega 2560 xử lý đa nhiệm hiệu quả, đọc đồng thời tín hiệu từ 4 module RC522 qua giao thức SPI và xuất thông tin phản hồi ra màn hình LCD 16x2 cùng còi báo.
  • Kết quả vận hành phần mềm và kiểm thử dữ liệu: Phần mềm giao diện C# kết nối thành công với cơ sở dữ liệu SQL Server 2008, thực hiện trơn tru các chức năng phân quyền đăng nhập, quản trị hành khách và kiểm soát hành trình. Trong báo cáo, một ca thực nghiệm điển hình đã được ghi nhận: Thêm thông tin hành khách tên "Nguyễn Thị Đào", nạp số tiền "10000" vào tài khoản thẻ; khi hành khách quẹt thẻ lên tàu tại Ga số 1, hệ thống xác nhận cho phép lên tàu; khi quẹt thẻ ra tại Ga số 2, cước phí di chuyển được tự động tính toán, trừ trực tiếp vào số dư tài khoản và cập nhật số tiền mới trong bảng DataHanhKhach.
  • Đóng góp tự nêu của tác giả: Đề tài đã xây dựng thành công một mô hình mô phỏng hoàn chỉnh cho quy trình bán vé và soát vé tự động bằng thẻ thông minh không tiếp xúc RFID áp dụng cho hệ thống đường sắt đô thị. Công trình chứng minh tính khả thi của giải pháp kết hợp giữa phần cứng nhúng giá rẻ (Arduino, module RC522) với phần mềm quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ, cung cấp một phương án kỹ thuật tham khảo hữu ích cho việc hiện đại hóa hệ thống thu phí giao thông công cộng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Báo cáo khóa luận đã thẳng thắn chỉ ra các hạn chế kỹ thuật còn tồn tại trong mô hình:

  • Tốc độ đọc dữ liệu của module RC522 ở mức tương đối chính xác nhưng vẫn còn chậm, chưa đáp ứng được yêu cầu thực tế khi có lưu lượng hành khách lớn tập trung quẹt thẻ cùng một thời điểm tại các nhà ga.
  • Phần cứng mô hình đôi lúc hoạt động chưa thật sự trơn tru, dễ phát sinh lỗi tiếp xúc tín hiệu hoặc sụt áp tạm thời.
  • Giao diện phần mềm C# và cơ sở dữ liệu SQL Server được xây dựng trong thời gian ngắn bởi sinh viên chuyên ngành kỹ thuật điện tử (không chuyên sâu về công nghệ thông tin), do đó cấu trúc chương trình còn đơn giản và đôi khi phát sinh lỗi trong quá trình thực thi truy vấn.
  • Màn hình thông báo sử dụng loại LCD 16x2 có kích thước nhỏ, hiển thị được ít ký tự, thiếu tính trực quan và chưa thân thiện với người dùng.
  • Quy mô mô hình mới dừng lại ở 2 nhà ga và cơ sở dữ liệu chỉ hoạt động trên một máy tính độc lập, chưa hỗ trợ kết nối mạng diện rộng giữa nhiều trạm khác nhau.

Các hướng phát triển được tác giả đề xuất:

  • Nâng cấp đầu đọc RFID công nghiệp có khoảng cách đọc xa hơn và tốc độ xử lý nhanh hơn để đáp ứng lưu lượng hành khách lớn.
  • Mở rộng hệ thống mạng cơ sở dữ liệu hoạt động trên nhiều máy tính phân tán liên kết qua mạng nội bộ hoặc Internet giữa toàn bộ các nhà ga trong tuyến metro.
  • Nâng cấp màn hình hiển thị lớn hơn (màn hình đồ họa hoặc màn hình cảm ứng) tại các cổng soát vé để hiển thị thông tin rõ ràng, trực quan hơn cho hành khách.
  • Tối ưu hóa mã nguồn phần mềm quản lý, tăng cường các tính năng bảo mật tài khoản và xử lý lỗi tự động.

Giá trị tham khảo

Báo cáo đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo thực tế dành cho:

  • Sinh viên các ngành Kỹ thuật Điện tử Truyền thông, Điện tử Công nghiệp, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Cơ điện tử đang thực hiện đồ án môn học hoặc khóa luận tốt nghiệp về đề tài hệ thống nhúng giao tiếp máy tính.
  • Các nhà nghiên cứu và người học cần tài liệu hướng dẫn kỹ thuật ghép nối phần cứng: Cụ thể là phương pháp kết nối nhiều module RFID RC522 dùng chung đường bus SPI trên vi điều khiển Arduino Mega 2560 bằng cách phân tách các chân điều khiển lựa chọn chip (SDA/SS).
  • Người học cần tham khảo mô hình truyền thông hai chiều giữa vi điều khiển qua cổng nối tiếp (Serial Port / COM) với ứng dụng Windows Forms viết bằng ngôn ngữ C#, cũng như phương pháp kết nối và thực thi các câu lệnh truy vấn dữ liệu T-SQL (Select, Insert, Update, Delete) trên Microsoft SQL Server từ phần mềm điều khiển.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thống sử dụng dòng vi điều khiển và loại chip RFID nào để nhận diện hành khách?

Hệ thống sử dụng bo mạch vi điều khiển Arduino Mega 2560 (dựa trên vi điều khiển 8-bit AVR ATmega2560 với bộ nhớ Flash 256 KB, xung nhịp 16 MHz) làm bộ xử lý trung tâm. Khối đọc dữ liệu sử dụng module RFID RC522 tích hợp vi mạch Phillips MFRC522, hoạt động ở tần số vô tuyến 13.56 MHz, giao tiếp qua chuẩn SPI để đọc mã UID từ các thẻ RFID thụ động (Passive tag) chuẩn MIFARE.

Mô hình thực nghiệm mô phỏng bao nhiêu nhà ga và gồm những thiết bị ngoại vi nào?

Mô hình mô phỏng quy mô 2 nhà ga. Mỗi nhà ga được bố trí 1 cổng lên và 1 cổng xuống, sử dụng tổng cộng 4 module đầu đọc thẻ RFID RC522. Thiết bị ngoại vi thông báo cho hành khách gồm 1 màn hình LCD 16x2 gắn kèm module chuyển đổi I2C và 1 còi/loa thông báo nối tiếp với điện trở 100Ω. Toàn bộ phần cứng được lắp đặt cố định trong hộp bảo vệ bằng mica.

Cơ sở dữ liệu của hệ thống được xây dựng bằng công nghệ gì và bao gồm những bảng nào?

Cơ sở dữ liệu được xây dựng trên hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ Microsoft SQL Server 2008 Express (quản lý qua SQL Server Management Studio). Cơ sở dữ liệu bao gồm 2 bảng dữ liệu chính: bảng DangNhap (lưu trữ tên đăng nhập và mật khẩu tài khoản quản trị viên) và bảng DataHanhKhach (lưu trữ mã thẻ RFID, thông tin cá nhân của hành khách, số dư tài khoản và thông tin ga lên/xuống).

Quá trình kiểm thử thực tế với hành khách diễn ra như thế nào theo số liệu trong báo cáo?

Trong báo cáo kiểm thử, hệ thống thực hiện đăng ký thông tin cho hành khách có tên "Nguyễn Thị Đào" và nạp số tiền "10000" vào tài khoản thẻ. Khi quẹt thẻ tại cổng vào của Ga số 1, hệ thống kiểm tra số dư và cho phép hành khách lên tàu. Khi quẹt thẻ tại cổng ra của Ga số 2, hệ thống tự động xác định hành trình, trừ cước phí di chuyển vào tài khoản và cập nhật số dư mới vào cơ sở dữ liệu.

Làm thế nào để vi điều khiển Arduino kết nối và phân biệt 4 module RFID RC522 cùng lúc?

Bốn module RFID RC522 được kết nối theo chuẩn giao tiếp SPI song song: các chân xung nhịp (SCK), dữ liệu vào (MOSI) và dữ liệu ra (MISO) của cả 4 module được nối chung với các chân tương ứng 52, 51, 50 trên Arduino Mega 2560. Để phân biệt và điều khiển từng module riêng lẻ, chân chọn chip (SDA/SS) và chân Reset (RST) của từng module RC522 được nối độc lập về các chân vào/ra số riêng biệt của Arduino, cho phép vi điều khiển quét luân phiên từng đầu đọc.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Hệ thống tính cước phí đường sắt metro sử dụng RFID" của sinh viên Trần Quốc Hưng đã thiết kế và thi công thành công mô hình thu phí tự động mô phỏng cho 2 nhà ga metro. Hệ thống tích hợp hiệu quả giữa phần cứng điều khiển nhúng Arduino Mega 2560, 4 đầu đọc RFID RC522 với phần mềm quản lý C# và cơ sở dữ liệu SQL Server 2008 qua giao tiếp nối tiếp Serial. Mặc dù còn những giới hạn về tốc độ đọc của cảm biến và quy mô thử nghiệm cục bộ, công trình đã thể hiện rõ tính khả thi của giải pháp tính cước tự động không tiếp xúc, đem lại tài liệu tham khảo có giá trị kỹ thuật thực tiễn cho sinh viên và người nghiên cứu trong lĩnh vực điện tử - tự động hóa.