Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Hệ Thống Định Vị Trong Nhà Kho Bằng Sóng BLE

• Tác giả: Phan Ngọc Anh
• Người hướng dẫn: PhD. Trương Ngọc Sơn
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hệ Thống Nhúng Và IoT
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Định Vị Trong Nhà Kho Bằng Sóng BLE
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỀ TÀI
• MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• CÁC TỪ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. GIẢI THÍCH
• 1.2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
• 1.3. GIẢI HẠN ĐỀ TÀI
• 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGUYÊN CỨU
• 1.5. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.6. BỐ CỤC BÁO CÁO
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. ĐÁNH GIÁ TRONG NHÀ BẰNG SÓNG BLE
• 2.1.1. Mặt sán công nghệ thường dùng để xác định vị trí trong nhà
• 2.1.2. Đánh giá trong nhà bằng công nghệ BLE
• 2.2. THUẬT TOÁN TÍNH VỊ TRÍ TRILATERATION
• 2.2.1. Thuật toán Trilateration
• 2.2.2. Chỉ số cường độ tín hiệu nhận được (RSSI)
• 2.2.3. Công thức thuật toán Trilateration
• 2.2.4. Ưu và nhược điểm của thuật toán
• 2.3. KỸ THUẬT TIẾT KIỆM NĂNG DEEP SLEEP ÁP DỤNG ESP32
• 2.4. TRUYỀN DỮ LIỆU TRONG BLE
• 2.4.1. Bluetooth Low Energy và Bluetooth classic
• 2.4.2. Generic Attributes trong BLE
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TRONG NHÀ KHO BẰNG BLE
• 3.1. YÊU CẦU HỆ THỐNG
• 3.1.1. Yêu cầu đối với phần cứng
• 3.1.2. Yêu cầu đối với phần mềm website
• 3.2. ĐẶC TẢ HỆ THỐNG
• 3.2.1. Chức năng của hệ thống
• 3.2.1.1. Chức năng phần cứng
• 3.2.1.2. Chức năng của phần mềm website
• 3.2.2. Mô hình tổng quát hệ thống
• 3.2.3. Sơ đồ khái quát hệ thống
• 3.3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN CỨNG
• 3.3.1. Linh kiện phần cứng
• 3.3.1.1. Linh kiện để thiết kế BLE ibeacon
• 3.3.1.2. Linh kiện để thiết kế beacon tag
• 3.3.1.3. Linh kiện để thiết kế BLE gateway
• 3.3.2. Sơ đồ nguyên lý phần cứng
• 3.3.2.1. Sơ đồ nguyên lý BLE beacon tag
• 3.3.2.2. Thiết kế mạch phần cứng
• 3.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN MỀM
• 3.4.1. Lưu đồ giải thuật cho phần cứng
• 3.4.1.1. Lưu đồ giải thuật BLE ibeacon
• 3.4.1.2. Lưu đồ giải thuật BLE beacon tag
• 3.4.1.3. Lưu đồ giải thuật BLE gateway
• 3.4.2. Lưu đồ giải thuật cho website
• 3.4.2.1. Thiết kế bản đồ nhà kho
• 3.4.2.2. Lưu đồ giải thuật cho website
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ
• 4.1. KẾT QUẢ MÔ HÌNH HỆ THỐNG
• 4.1.1. Kết quả mô hình phần cứng
• 4.1.1.1. Kết quả mô hình BLE ibeacon
• 4.1.1.2. Kết quả mô hình BLE beacon tag
• 4.1.1.3. Kết quả mô hình BLE gateway
• 4.1.2. Kết quả phần mềm website
• 4.2. ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG
• 4.2.1. Đánh giá hoạt động phần cứng
• 4.2.1.1. Đánh giá hoạt động của BLE ibeacon
• 4.2.1.2. Đánh giá hoạt động của BLE beacon tag
• 4.2.1.3. Đánh giá hoạt động của BLE gateway
• 4.2.2. Đánh giá hoạt động phần mềm website
• 4.2.3. Đánh giá hoạt động chung của cả hệ thống
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. KẾT LUẬN
• 5.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về thiết kế hệ thống định vị trong nhà kho bằng sóng BLE

Hệ thống định vị trong nhà kho bằng sóng BLE (Bluetooth Low Energy) đang trở thành một giải pháp hiệu quả cho việc quản lý và giám sát hàng hóa. Công nghệ này cho phép xác định vị trí chính xác của các vật thể trong không gian kín, nơi mà các công nghệ như GPS không thể hoạt động hiệu quả. Việc áp dụng BLE trong quản lý kho không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao hiệu quả công việc.

1.1. Công nghệ BLE và ứng dụng trong định vị

Công nghệ BLE là một phần của Bluetooth, được thiết kế để tiêu thụ năng lượng thấp. Nó cho phép truyền tải dữ liệu qua khoảng cách ngắn với độ chính xác cao, rất phù hợp cho việc định vị trong nhà kho.

1.2. Lợi ích của hệ thống định vị trong nhà kho

Hệ thống định vị giúp cải thiện quy trình quản lý kho, giảm thiểu thời gian tìm kiếm hàng hóa và tăng cường khả năng giám sát tài sản. Điều này đặc biệt quan trọng trong môi trường làm việc có nhiều vật thể di chuyển.

II. Vấn đề và thách thức trong việc định vị trong nhà kho

Mặc dù công nghệ BLE mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức trong việc triển khai hệ thống định vị trong nhà kho. Các vấn đề như nhiễu sóng, khoảng cách truyền tín hiệu và độ chính xác của dữ liệu cần được giải quyết để đảm bảo hiệu quả của hệ thống.

2.1. Nhiễu sóng và ảnh hưởng đến độ chính xác

Nhiễu sóng từ các thiết bị điện tử khác có thể làm giảm độ chính xác của tín hiệu BLE. Việc thiết kế hệ thống cần phải tính đến các yếu tố này để tối ưu hóa hiệu suất.

2.2. Khoảng cách truyền tín hiệu và giải pháp

Khoảng cách truyền tín hiệu của BLE thường bị giới hạn. Cần có các giải pháp như lắp đặt nhiều điểm phát sóng để đảm bảo tín hiệu luôn mạnh và ổn định.

III. Phương pháp thiết kế hệ thống định vị bằng sóng BLE

Thiết kế hệ thống định vị trong nhà kho bằng sóng BLE bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc lựa chọn thiết bị đến việc phát triển phần mềm. Các phương pháp này cần được thực hiện một cách đồng bộ để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả.

3.1. Lựa chọn thiết bị BLE phù hợp

Việc lựa chọn thiết bị BLE như beacon và gateway là rất quan trọng. Các thiết bị này cần phải có khả năng hoạt động ổn định trong môi trường kho.

3.2. Phát triển thuật toán định vị

Thuật toán định vị như trilateration cần được phát triển để tính toán vị trí chính xác của các vật thể dựa trên tín hiệu nhận được từ các beacon.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống định vị trong nhà kho

Hệ thống định vị trong nhà kho bằng sóng BLE đã được áp dụng thành công trong nhiều doanh nghiệp. Các ứng dụng này không chỉ giúp cải thiện quy trình làm việc mà còn tăng cường khả năng quản lý tài sản.

4.1. Quản lý hàng hóa hiệu quả

Hệ thống cho phép theo dõi vị trí của hàng hóa trong kho, giúp giảm thiểu thời gian tìm kiếm và nâng cao hiệu quả quản lý.

4.2. Giám sát nhân công và quy trình làm việc

Hệ thống cũng có thể được sử dụng để giám sát hoạt động của nhân công, đảm bảo rằng các quy trình làm việc được thực hiện đúng cách.

V. Kết luận và tương lai của hệ thống định vị trong nhà kho

Hệ thống định vị trong nhà kho bằng sóng BLE đang mở ra nhiều cơ hội mới cho các doanh nghiệp. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, hệ thống này hứa hẹn sẽ ngày càng hoàn thiện và hiệu quả hơn.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ BLE

Công nghệ BLE đang ngày càng được cải tiến, với nhiều tính năng mới giúp nâng cao hiệu suất và độ chính xác của hệ thống định vị.

5.2. Tương lai của quản lý kho thông minh

Hệ thống định vị sẽ là một phần quan trọng trong việc phát triển các giải pháp quản lý kho thông minh, giúp tối ưu hóa quy trình và tiết kiệm chi phí.