Đồ Án Thiết Kế và Thi Công Mô Hình Trạm Xăng Tự Động Tại HCMUTE

• Tác giả: Nguyễn Tuấn Khanh
• Người hướng dẫn: Nguyễn Ngô Lâm
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Máy Tính
• Đề tài: Thiết kế và thi công mô hình trạm xăng tự động
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
• PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
• LỜI CẢM ƠN
• LỜI NÓI ĐẦU
• MỤC LỤC
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
• 1.1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.3. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
• 1.4. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
• 1.5. GIỚI HẠN VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.6. BỐ CỤC ĐỒ ÁN
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. LÝ THUYẾT TRUYỀN TÍN HIỆU QUA SÓNG WIFI
• 2.1.1. Hoạt động của công nghệ không dây WiFi
• 2.1.2. Đặc điểm của công nghệ
• 2.2. CÔNG NGHỆ RFID
• 2.2.1. Khái niệm cơ bản
• 2.2.2. Hoạt động của RFID
• 2.3. GIAO TIẾP UART
• 2.4. DỊCH VỤ LƯU TRỮ FIREBASE
• 2.4.1. Tổng quan về Firebase
• 2.4.2. Cấu trúc dữ liệu của Firebase Database
• 2.4.3. Xác thực đăng ký người dùng với Firebase Authentication
• 2.5. PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG WEB SERVER SỬ DỤNG DJANGO
• 2.5.1. Tổng quan về Django
• 2.5.2. Mô hình hoạt động của Django
• 2.5.3. Hình thành giao diện với HTML5 và CSS3
• 2.6. PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG ỨNG DỤNG ANDROID
• 2.6.1. Môi trường phát triển ứng dụng Android
• 2.6.2. Vòng đời của activity trong Android
• 2.7. GIỚI THIỆU LINH KIỆN TRONG HỆ THỐNG
• 2.7.1. Giới thiệu Raspberry Pi Model B
• 2.7.2. Cấu hình của Raspberry Pi B. Các kết nối của Raspberry Pi 3
• 2.7.3. Camera Raspberry Pi V1. Cảm biến đo lưu lượng nước
• 2.7.4. Màn hình cảm ứng điện dung
• 3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1. KIẾN TRÚC HỆ THỐNG
• 3.1.1. Yêu cầu hệ thống
• 3.1.2. Hoạt động của hệ thống
• 3.2. THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHẦN CỨNG
• 3.2.1. Khối xử lý giao dịch thẻ
• 3.2.2. Khối điều khiển và truyền nhận
• 3.2.3. Khối hiển thị
• 3.2.4. Khối relay và tải
• 3.3. THIẾT KẾ TÍNH TOÁN PHẦN MỀM
• 3.3.1. Thiết kế khối lưu trữ dữ liệu
• 3.3.1.1. Lưu trữ thông tin người dùng
• 3.3.1.2. Lưu trữ thông tin giá bán nhiên liệu
• 3.3.1.3. Lưu trữ thông tin dữ liệu trạm xăng
• 3.3.2. Lưu đồ giải thuật khối xử lý giao dịch thẻ
• 3.3.3. Lưu đồ giải thuật đăng nhập người dùng
• 3.3.4. Lưu đồ giải thuật quét bàn phím
• 3.3.5. Lưu đồ giải thuật phát hiện thẻ sử dụng trái phép
• 3.3.6. Lưu đồ giải thuật khối quản lý
• 3.3.7. Lưu đồ giải thuật xác thực trang đăng nhập
• 3.3.8. Lưu đồ thuật toán trang chủ
• 3.3.9. Lưu đồ thuật toán trang quản lý khách hàng
• 3.3.10. Lưu đồ thuật toán trang quản lý lịch sử
• 3.3.11. Lưu đồ giải thuật khối ứng dụng người dùng
• 3.3.12. Lưu đồ giải thuật lưu/nhận dữ liệu lưu trữ Firebase
• 3.3.13. Lưu đồ giải thuật đăng ký người dùng Firebase
• 3.3.14. Lưu đồ giải thuật đăng nhập người dùng Firebase
• 3.3.15. Lưu đồ giải thuật quản lý thông tin cá nhân người dùng
• 3.3.16. Lưu đồ giải thuật xác thực sử dụng vân tay
• 3.3.17. Lưu đồ giải thuật thực hiện giao dịch mua bán
• 3.3.18. Lưu đồ giải thuật thực hiện giao dịch nạp tiền
• 3.3.19. Lưu đồ giải thuật thực hiện giao dịch chuyển tiền
• 3.3.20. Lưu đồ giải thuật thay đổi mật khẩu tài khoản
• 3.3.21. Lưu đồ giải thuật thay đổi mã PIN của thẻ
• 3.3.22. Lưu đồ giải thuật xử lý mất thẻ
• 3.3.23. Lưu đồ giải thuật khối điều khiển xuất nhiên liệu
• 3.3.24. Lưu đồ giải thuật toán xử dữ liệu mua bán
• 3.3.25. Lưu đồ giải thuật hiển thị
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
• 4.1. THỰC NGHIỆM
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG

I. Mô Hình Trạm Xăng Tự Động Tổng Quan

Đề tài "Thiết kế và thi công mô hình trạm xăng tự động" tập trung vào việc xây dựng một hệ thống bán lẻ nhiên liệu tự động, giảm thiểu sự can thiệp của nhân viên. Mô hình trạm xăng tự động này hướng đến việc tối ưu hóa quy trình mua bán, nâng cao hiệu quả kinh doanh và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng trong thời đại số. Nghiên cứu tập trung vào thiết kế trạm xăng tự động, bao gồm phần cứng và phần mềm, nhằm tạo ra một hệ thống đáng tin cậy, dễ sử dụng và an toàn. Dự án trạm xăng tự động này còn nghiên cứu ứng dụng công nghệ trạm xăng tự động, đặc biệt là phần mềm quản lý trạm xăng tự động, để quản lý hiệu quả hoạt động của trạm xăng.

1.1 Tính Cấp Thiết của Đề Tài

Trong bối cảnh xu hướng trạm xăng tự động đang phát triển mạnh mẽ trên toàn cầu, việc nghiên cứu và áp dụng giải pháp trạm xăng tự động tại Việt Nam là hết sức cần thiết. Trạm xăng tự động HCMUTE được thiết kế như một minh chứng cho khả năng áp dụng công nghệ hiện đại vào thực tiễn. Lợi ích trạm xăng tự động bao gồm giảm chi phí nhân công (theo Petrolimex, khoảng 0.5% giá thành một lít xăng), khả năng hoạt động 24/7, và nâng cao tính tiện lợi cho khách hàng. An toàn trạm xăng tự động cũng là một yếu tố quan trọng được xem xét kỹ lưỡng trong thiết kế. Đề tài này trực tiếp giải quyết bài toán trạm xăng tự động, góp phần vào sự phát triển của ngành năng lượng và dịch vụ bán lẻ tại Việt Nam. Mô hình 3D trạm xăng tự động có thể được sử dụng để mô phỏng và tối ưu hóa thiết kế. Chi phí xây dựng trạm xăng tự động là một yếu tố cần được cân nhắc trong quá trình thiết kế và thi công.

1.2 Mục Tiêu và Phạm Vi Nghiên Cứu

Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế trạm xăng hiện đại và thông minh, cho phép khách hàng thanh toán qua nhiều phương thức, bao gồm ứng dụng di động và thẻ RFID. Hệ thống cần đảm bảo tính an toàn trạm xăng tự động, hoạt động ổn định và hiệu quả. Phần mềm quản lý trạm xăng tự động cần tích hợp các tính năng quản lý người dùng, lịch sử giao dịch, và cập nhật thông tin giá cả. Hệ thống trạm xăng tự động được thiết kế để đáp ứng nhu cầu sử dụng của khách hàng và tối ưu hóa hoạt động của trạm xăng. Phạm vi nghiên cứu bao gồm thiết kế phần cứng trạm xăng tự động, thiết kế phần mềm trạm xăng tự động, và thử nghiệm trạm xăng tự động. Quy trình thiết kế trạm xăng tự động và quy trình thi công trạm xăng tự động được tuân thủ nghiêm ngặt để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu trạm xăng tự động này tập trung vào việc áp dụng công nghệ hiện đại, giúp nâng cao hiệu quả kinh doanh và trải nghiệm của khách hàng. Các ứng dụng công nghệ trạm xăng tự động tiên tiến được tích hợp để đảm bảo hệ thống hoạt động trơn tru và hiệu quả.

1.3 Giới Thiệu về HCMUTE và Vai Trò của Sinh Viên

Đề tài được thực hiện bởi sinh viên HCMUTE, thể hiện nỗ lực của trường trong việc đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu phát triển công nghệ. Sinh viên HCMUTE thiết kế trạm xăng thể hiện sự kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn, tạo ra sản phẩm có giá trị ứng dụng thực tế. Nghiên cứu khoa học HCMUTE trong lĩnh vực này đóng góp vào sự phát triển của ngành công nghệ thông tin và tự động hóa. Trạm xăng tự động HCMUTE không chỉ là một đồ án tốt nghiệp mà còn là một sản phẩm minh chứng cho năng lực của sinh viên. Hồ sơ thiết kế trạm xăng tự động cung cấp thông tin chi tiết về quá trình nghiên cứu và phát triển của đề tài. Bản vẽ trạm xăng tự động được thiết kế cẩn thận, đảm bảo tính khả thi và hiệu quả. Giấy phép xây dựng trạm xăng tự động (nếu cần) sẽ được xem xét trong quá trình triển khai dự án. Tiêu chuẩn thiết kế trạm xăng tự động được tuân thủ nghiêm ngặt để đảm bảo an toàn và chất lượng.

II. Thiết Kế Hệ Thống Phần Cứng và Phần Mềm

Phần này tập trung vào chi tiết thiết kế trạm xăng tự động tại HCMUTE. Thiết kế trạm xăng tự động bao gồm hai phần chính: phần cứng và phần mềm. Phần cứng bao gồm các thiết bị như: máy đọc thẻ RFID, bộ điều khiển, màn hình hiển thị, hệ thống bơm xăng, và các thiết bị an toàn. Thiết kế phần cứng trạm xăng tự động phải đảm bảo độ chính xác, độ tin cậy và tính an toàn cao. Phần mềm bao gồm các chương trình điều khiển, giao diện người dùng, và hệ thống quản lý dữ liệu. Thiết kế phần mềm trạm xăng tự động cần thân thiện với người dùng, dễ sử dụng và có khả năng quản lý hiệu quả thông tin. Phần mềm mô phỏng trạm xăng tự động có thể được sử dụng để kiểm tra và tối ưu hóa thiết kế trước khi triển khai.

2.1 Thiết Kế Phần Cứng

Phần cứng của mô hình trạm xăng tự động bao gồm các thành phần chính: Hệ thống đọc thẻ RFID, đảm bảo xác thực người dùng một cách nhanh chóng và an toàn. Hệ thống trạm xăng tự động sử dụng Raspberry Pi 3 Model B như bộ điều khiển trung tâm, xử lý thông tin và điều khiển các thiết bị khác. Các cảm biến đo lưu lượng nhiên liệu chính xác, đảm bảo tính chính xác trong quá trình giao dịch. Màn hình cảm ứng điện dung, cung cấp giao diện người dùng thân thiện và trực quan. Hệ thống bơm xăng, đảm bảo quá trình cấp nhiên liệu diễn ra an toàn và hiệu quả. Thiết kế trạm xăng tự động cũng cần tính đến các yếu tố an toàn, như hệ thống báo cháy và hệ thống phòng chống tràn dầu. Việc lựa chọn linh kiện cần được cân nhắc kỹ lưỡng, đảm bảo chất lượng cao và độ bền cao. Hệ số thiết kế trạm xăng tự động được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả hoạt động.

2.2 Thiết Kế Phần Mềm

Phần mềm là yếu tố then chốt trong việc vận hành trạm xăng tự động sử dụng năng lượng tái tạo. Hệ thống sử dụng phần mềm quản lý trạm xăng tự động để quản lý dữ liệu người dùng, lịch sử giao dịch, và thông tin về giá nhiên liệu. Giao diện người dùng thân thiện và dễ sử dụng, giúp khách hàng thực hiện giao dịch một cách dễ dàng. Phần mềm trạm xăng tự động không người lái được thiết kế để hoạt động ổn định và an toàn. Phần mềm quản lý trạm xăng tự động còn tích hợp các tính năng quản trị hệ thống, cho phép người quản lý theo dõi và điều khiển hệ thống từ xa. Phần mềm mô phỏng trạm xăng tự động được sử dụng để kiểm tra và tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống. Phần mềm ứng dụng trạm xăng tự động cho phép người dùng thực hiện các thao tác như đăng ký tài khoản, nạp tiền, thanh toán và kiểm tra lịch sử giao dịch. Phần mềm máy tính trạm xăng tự động được tối ưu hóa để hoạt động hiệu quả trên nhiều thiết bị khác nhau. Việc bảo mật thông tin người dùng là yếu tố quan trọng được ưu tiên hàng đầu trong thiết kế.

III. Kết Quả Thực Nghiệm và Phát Triển

Phần này trình bày kết quả thử nghiệm của mô hình trạm xăng tự động được thiết kế và thi công tại HCMUTE. Kết quả thử nghiệm bao gồm đánh giá hiệu suất hoạt động của hệ thống, độ chính xác của các phép đo, và tính ổn định của hệ thống. Phần này cũng đề xuất các hướng phát triển cho trạm xăng tự động không người lái, bao gồm việc tích hợp các công nghệ mới, nâng cao tính năng và tối ưu hóa hiệu suất hoạt động. Trạm xăng tự động và bảo vệ môi trường cũng là một hướng phát triển đáng chú ý.

3.1 Kết Quả Thực Nghiệm

Các thử nghiệm được tiến hành để đánh giá hiệu quả của mô hình trạm xăng tự động. Các chỉ số quan trọng như thời gian thực hiện giao dịch, độ chính xác của phép đo lưu lượng nhiên liệu, và độ tin cậy của hệ thống được ghi nhận và phân tích. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và đáp ứng được các yêu cầu đặt ra. Dữ liệu thu thập được sẽ được sử dụng để đánh giá hiệu quả và hiệu suất hoạt động của hệ thống. Trạm xăng tự động sử dụng năng lượng tái tạo có thể được nghiên cứu trong tương lai để giảm tác động môi trường. Trạm xăng tự động và an ninh cũng là một yếu tố quan trọng cần được xem xét trong quá trình thử nghiệm và phát triển. Kết quả thử nghiệm cung cấp bằng chứng thực nghiệm cho tính khả thi và hiệu quả của mô hình trạm xăng tự động được đề xuất.

3.2 Hướng Phát Triển

Tương lai của trạm xăng tự động là một lĩnh vực đầy tiềm năng. Các hướng phát triển chính bao gồm: Tích hợp các công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) để tối ưu hóa quá trình vận hành và nâng cao hiệu quả quản lý. Áp dụng công nghệ Blockchain để tăng cường tính bảo mật và minh bạch trong các giao dịch. Tích hợp thanh toán không tiếp xúc (contactless payment) để tăng tốc độ giao dịch và tiện lợi cho người dùng. Trạm xăng tự động và bảo vệ môi trường là một xu hướng quan trọng. Nghiên cứu và phát triển các giải pháp thân thiện với môi trường, như sử dụng năng lượng tái tạo và giảm thiểu khí thải. Trạm xăng tự động sử dụng năng lượng tái tạo là một hướng phát triển quan trọng trong tương lai. Việc tích hợp các công nghệ mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả hoạt động và đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng.