CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ BÃI GIỮ XE THÔNG MINH 1.1 GIỚI THIỆU Nền kinh tế phát triển giúp cho nhiều người dân sở hữu ô tô và làm cho lưu lượng ô tô tăng lên liên tục. Trước thực trạng như hiện nay thì bãi đỗ xe truyền thống gặp nhiều khó khăn trong quản lý vận hành và tốn nhiều công sức và thời gian. Do đó, bãi đỗ xe thông minh có mặt trên thị trường như một cách giải quyết lý tưởng cho các bãi giữ xe. Ngày nay hệ thống quản lý bãi giữ xe thông minh rất phổ biến, chúng quản lý số lượng, thời gian xe ra - vào, nhận dạng biển số, … Tuy nhiên có nhiều trường hợp đậu xe không đúng qui định làm ảnh hưởng xấu đến lưu thông và tính thẩm mỹ của bãi.
Do đó nhóm đã thực hiện chọn đề tài “Thiết kế và thi công mô hình quản lý bãi giữ xe ô tô”. Mục đích giúp tài xế biết được vị trí còn trống để di chuyển đến chỗ đậu, ngoài ra hệ thống sẽ tự động cảnh báo tài xế khi đậu sai qui định.2 CÁC THÀNH PHẦN TẠO NÊN MỘT HỆ THỐNG THÔNG MINH Để tạo nên một hệ thống thông minh thì tất yếu cần phải có đó là phần cứng và phần mềm.1 Phần cứng 1 do an Hình 1. 1 Một số linh kiện điện tử Phần cứng (hardware), đề cập đến các bộ phận vật lý hữu hình của một hệ thống; các thành phần điện, điện tử, cơ điện và cơ khí của nó như là: màn hình, chuột, bàn phím, máy in, máy quét, bộ nguồn, bộ vi xử lý, bo mạch chủ, Các dây cáp, các thiết bị ngoại vi của tất cả các loại, và bất kỳ yếu tố vật lý nào khác có liên quan, tạo nên phần cứng hoặc hỗ trợ vật lý ví dụ như loa, ổ đĩa mềm, ổ đĩa cứng, bộ phận tản nhiệt, tụ điện, các IC, điện trở, đèn led.2 Phần mềm Phần mềm (Software) là một tập hợp những câu lệnh hoặc chỉ thị (Instruction) được viết bằng một hoặc nhiều ngôn ngữ lập trình theo một trật tự xác định, và các dữ liệu liên quan nhằm tự động thực hiện một số nhiệm vụ hay chức năng hoặc giải quyết một vấn đề cụ thể nào đó. Phần mềm thực hiện các chức năng của nó bằng cách gửi các chỉ thị trực tiếp đến phần cứng (Computer Hardware) hoặc bằng cách cung cấp dữ liệu để phục vụ các chương trình hay phần mềm khác.
Ở đây chúng tôi dùng phần mềm CCS để viết chương trình cho mô hình này.3 ĐÁNH GIÁ NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA MÔ HÌNH HỆ THỐNG QUẢN LÝ BÃI GIỮ XE THÔNG MINH 1.1 Ưu điểm Ưu điểm của mô hình quản lý hệ thống bãi giữ xe thông mình là tự động, nhanh chóng, dễ sử dụng, các linh kiện phổ biến nên dễ dàng sửa chữa và thay thế, thông báo chính xác vị trí còn trống trong bãi, cảnh báo những vị trí đậu sai, dễ quản lý (mỗi dãy sử dụng 1 IC PIC16F887 để xử lý tín hiệu). Ngoài ra nó còn có thể hoạt động liên tục 24/24.2 Thực tiễn Tiết kiệm thời gian về việc tìm vị trí đậu, nhân lực, giải quyết được vấn đề ùn tắc, giá thành các linh kiện rẻ, sử dụng được cho quy mô lớn mà tiết kiệm được điện năng. Tuy nhiên, để hệ thống bãi xe thông minh thì cần phải có nhiều cảm biến cho các vị trí đậu xe. Số lượng xe càng nhiều thì số lượng cảm biến càng cao.
Điều này làm cho số lượng dây dẫn cảm biến tăng lên và kéo dài. Để giảm chi phí dây dẫn kết nối tín hiệu của các cảm biến với trung tâm điều khiển, hệ thống phải sử dụng các phương pháp kết nối không dây. Các phương pháp kết nối không dây thường sử dụng hiện nay là wifi, Bluetooth. Các phương thức kết nối này đòi hỏi linh kiện phần cứng có giá thành cao và khoảng cách bị hạn chế.
Vì vậy, để kết nối không dây với chi phí rẻ và khoảng cách lớn, các tác giả đề xuất sử dụng phương pháp kết nối bằng sóng radio sử dụng chip Zigbee cho đồ án này. 3 do an CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU Đây là một hệ thống tự động nhận biết xe có đậu đúng vào vị trí quy định hay không, đồng thời tự động nhận biết vị trí nào có xe đậu và vị trí còn trống và gửi tín hiệu lên màn hình để cho tài xế biết chỗ nào còn trống để di chuyển vào vị trí đó. Mục đích tiết kiệm thời gian cho tài xế, dễ dàng quản lí bãi một cách nhanh chóng và hiệu quả nhất.2 CẢM BIẾN NHẬN BIẾT TÍN HIỆU 2.1 TỔNG QUAN 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 Thông tin được xử lý để rút ra tham số định tính hoặc định lượng của môi trường, phục vụ các nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật hay dân sinh và gọi ngắn gọn là đo đạc, phục vụ trong truyền và xử lý thông tin, hay trong điều khiển các quá trình khác. Cảm biến thường được đặt trong các vỏ bảo vệ tạo thành đầu thu hay đầu dò (Test probe), có thể có kèm các mạch điện hỗ trợ, và nhiều khi trọn bộ đó lại được gọi luôn là "cảm biến".
Tuy nhiên trong nhiều trường hợp thì thuật ngữ cảm biến ít dùng cho vật có kích thước lớn. Thuật ngữ này cũng không dùng cho một số loại chi tiết, như cái núm của công tắc bật đèn khi mở tủ lạnh, dù rằng về mặt hàn lâm núm này làm việc như một cảm biến. Có nhiều loại cảm biến khác nhau và có thể chia ra hai nhóm chính: Cảm biến vật lý: sóng điện từ, ánh sáng, tử ngoại, hồng ngoại, tia X, tia gamma, hạt bức xạ, nhiệt độ, áp suất, âm thanh, rung động, khoảng cách, chuyển động, gia tốc, từ trường, trọng trường,. 4 do an Cảm biến hóa học: độ ẩm, độ PH, các ion, hợp chất đặc hiệu, khói, .2 PHÂN LOẠI CẢM BIẾN - Chủ động và bị động: Cảm biến chủ động không sử dụng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện.
Điển hình là cảm biến áp điện làm bằng vật liệu gốm, chuyển áp suất thành điện tích trên bề mặt. Các an-ten cũng thuộc kiểu cảm biến chủ động. Cảm biến bị động có sử dụng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện. Điển hình là các photodiode khi có ánh sáng chiếu vào thì có thay đổi của điện trở tiếp giáp bán dẫn p-n được phân cực ngược.
Các cảm biến bằng biến trở cũng thuộc kiểu cảm biến bị động. - Phân loại theo nguyên lý hoạt động: Cảm biến điện trở: Hoạt động dựa theo di chuyển con chạy hoặc góc quay của biến trở, hoặc sự thay đổi điện trở do co giãn vật dẫn. Cảm biến cảm ứng Cảm biến biến áp vi phân: Cảm biến vị trí (Linear variable differential transformer, LVDT) Cảm biến cảm ứng điện từ: các antenna Cảm biến dòng xoáy: Các đầu dò của máy dò khuyết tật trong kim loại, của máy dò mìn. Cảm biến cảm ứng điện động: chuyển đổi chuyển động sang điện như microphone điện động, đầu thu sóng địa chấn trên bộ (Geophone).
Cảm biến điện dung: Sự thay đổi điện dung của cảm biến khi khoảng cách hay góc đến vật thể kim loại thay đổi. Cảm biến điện trường Cảm biến từ giảo (magnetoelastic): ít dùng. Cảm biến từ trường: Cảm biến hiệu ứng Hall, cảm biến từ trường dùng vật liệu sắt từ,. dùng trong từ kế.
Cảm biến áp điện: Chuyển đổi áp suất sang điện dùng gốm áp điện như titanat bari, trong các microphone thu âm, hay ở đầu thu sóng địa chấn trong nước (Hydrophone) như trong các máy Sonar. Cảm biến quang: Các cảm biến ảnh loại CMOS hay cảm biến CCD trong camera, các photodiode ở các vùng phổ khác nhau dùng trong 5 do an nhiều lĩnh vực. Ví dụ đơn giản nhất là đầu dò giấy trong khay của máy in làm bằng photodiode. Chúng đang là nhóm đầu bảng được dùng phổ biến, nhỏ gọn và tin cậy cao.
Cảm biến huỳnh quang, nhấp nháy: Sử dụng các chất phát quang thứ cấp để phát hiện các bức xạ năng lượng cao hơn, như các tấm kẽm sulfua. Cảm biến điện hóa: Các đầu dò ion, độ pH,. Cảm biến nhiệt độ: Cặp lưỡng kim, hoặc dạng linh kiện bán dẫn như Precision Temperatur Sensor LM335 có hệ số 10 mV/°K.3 KẾT LUẬN Để dễ dàng thi công và lắp đặt hệ thống, chúng tôi sử dụng cảm biến vật cản hồng ngoại gương phản xạ R2N1. Mặt khác, lý do chúng tôi chọn cảm biến này là vì tính phổ biến của nó, dễ sử dụng, dễ thay thế và phù hợp với kiến thức chúng tôi đã được học.
Cảm biến vật cản hồng ngoại gương phản xạ R2N1 Hình 2. 1 cảm biến vật cản hồng ngoại gương phản xạ R2N1 Cảm biến vật cản bằng tia hồng ngoại bước sóng 660nm. 6 do an Sử dụng kết hợp với gương phản xạ cho khoảng cách tối đa 2m. Điện áp cấp: 5 - 36VDC.
Dòng tiêu thụ tối đa: 300mA. Tín hiệu đầu ra mức cao (VCC) khi cảm biến nhìn thấy gương. Mức thấp khi có vật che gương hoặc không thấy gương! Độ trễ: 1. Sơ đồ chân: Nâu: VCC 5 - 36VDC.
Đen: Tín hiệu ra. Xanh dương: GND -0VDC.1 TỔNG QUAN Trong ngành điện tử nói chung và trong lập trình vi điểu khiển nói riêng, ta luôn thấy có sự có mặt của hai loại tín hiệu: Analog (tín hiệu tương tự) và Digital (tín hiệu số). Từ những tín hiệu đó vi điều khiển sẽ nhận biết và xử lý và xuất tín hiệu ra theo ý muốn của người lập trình. TÍN HIỆU LÀ GÌ? Tín hiệu ở đây là tín hiệu điện (tránh nhầm với tín hiệu giao thông), là sự thay đổi theo thời gian của điện thế (Volt) hoặc cường độ (Ampe) của dòng diện.
Cũng là dòng diện nhưng dòng điện một chiều qua bóng đèn không phải là tín hiệu vì nó không thay đổi theo thời gian. Một số ví dụ về tín hiệu điện: Tín hiệu âm thanh đi qua dây loa, tín hiệu clock trong mạch RC,. 7 do an XUNG ĐIỆN Trong xử lý tín hiệu số, xung là sự thay đổi đột ngột về biên độ, pha hoặc tần số,. (thường là biên độ) từ giá trị gốc lên giá trị cao, hoặc xuống giá trị thấp hơn, sau đó dần (thậm chí ngay lập tức) về giá trị gốc ban đầu.