LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2016… (Ký tên và ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Sau quá trình 6 tháng nghiên cứu và thực hiện đề tài ―Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mẫu bị giám sát và cảnh báo trộm xe‖ tác giả gặp rất nhiều khó khăn. Nhưng nhờ sự giúp đỡ tận tâm của thầy TS.
Nguyễn Bá Hải và từ nhiều phía, nếu không có lẽ tác giả không thể hoàn thành được đề tài này. Vì vậy tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành: Trước tiên tác giả xin chân cảm ơn TS. Nguyễn Bá Hải, thầy đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tác giả hoàn thành xong công trình nghiên cứu này. Lời cảm ơn tiếp theo tác giả xin gửi đến Ban Giám Hiệu nhà trường, Phòng Đào Tạo Sau Đại Học, Ban Chủ nhiệm khoa Cơ Khí Động Lực trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.
Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện tốt nhất để tác giả hoàn thành luân văn. Cuối cùng, tác giả gửi lời cảm ơn cha mẹ, thành viên trong gia đình cũng như bạn bè, đồng nghiệp, nhóm Học Để Làm đã luôn động viên, giúp đỡ và sát cánh bên tác giả trong suốt thời gian làm luận văn. TP HCM Ngày … tháng … năm 2016 NGUYỄN VĂN LUYỆN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẪU THIẾT BỊ GIÁM SÁT VÀ CẢNH BÁO TRỘM XE Tóm Tắt Hiện nay tình trạng mất cắp xe, đặc biệt là những xe gắn máy ở những bãi giữ xe vỉa hè, cửa hàng, quán ăn, quán café… Đang là một vấn đề nan giải đối với ngành chức năng và người dân. Vấn đề này đang khắc phục bằng cách chủ cửa hàng hay những nhà dân thuê nhân công để giữ xe, nhưng lại mất một khoảng tiền khá lớn để trả lương cho họ hay gắn camera để quan sát hiện trạng phương tiện của khách và tài sản cá nhân.
Những giải pháp như dùng hệ thống mất cắp xe bằng điện thoại của Vietel, hệ thống này chỉ xác định được vị trí xe. Ngoài ra, hệ thống bãi giữ xe thông minh sử dụng thẻ từ, hệ thống này phải sử dụng bãi xe có cổng ra vào, không giám sát được tình trạng hiện tại của xe trong bãi giữ xe… Nhưng đó chưa là giải pháp tối ưu đối với những cửa hàng nhỏ, khách hàng chỉ để xe phía trước sau đó và mua hàng hay quán café có số lượng xe ít thì vẫn xảy ra hiện trạng mất xe khi thiếu cảnh giác. Vì vậy, ý tưởng thiết kế ra một hệ thống giám sát và cảnh báo trộm xe để khắc phục được vấn đề trên là cần thiết. Sau hơn 6 tháng nghiên cứu, tác giả đã chế tạo thành công hệ thống giám sát và cảnh báo trộm xe.
Hệ thống này hoạt động dựa trên tín hiệu từ cảm biến khoảng cách, bộ thu phát sóng RFID đặt tại vị trí của từng ô xe được mã hóa bởi thẻ từ, và hình ảnh thu từ camera giám sát để giám sát tình trạng xe trong bãi giữ xe và cảnh báo cho người dùng. Ngoài ra, thiết bị giám sát và cảnh bảo trộm xe được trang bị tính năng cảnh báo cho người dùng biết có trộm hoặc tác nhân bên ngoài, muốn phá hoại hay lấy trộm thiết bị. Thiết bị sử dụng phần mềm LabVIEW cho giao diện thân thiện, dễ sử dụng với người dùng. Abstract Currently the state of stolen vehicles, especially motorcycles in the parking lot pavement, shops, bars, cafés.
is that a problem for the industry and the people function. This problem is overcome by the shop owner or hiring people to keep the car, but it takes a considerable amount of money to pay them or attach a camera to observe the current state of the hotel facilities and assets personal. These solutions such as stolen vehicle system used by Viettel phone, this system is only determined vehicle position. In addition, parking systems using smart card, the system must use parking entrances, not monitoring the current status of the vehicle in the parking lot.
But that is not the best solution advantages for small stores, customers just to the vehicle in front and then purchase or café with the number of vehicles at the loss still occurs when lack of vigilance car. So, the idea of designing a monitoring system and vehicle theft alerts to fix problems is necessary. After more than 6 months of research, the author has successfully built monitoring system and vehicle theft alert. This operating system is based on signals from the sensor distance, the RFID transceiver located at the location of each cell is encoded by car from the card, and images obtained from surveillance cameras to monitor vehicle status in parking lot and alert the user.
In addition, monitoring equipment and vehicle theft warning equipped alert features let the user know there is theft or external agents, to undermine or stolen devices. Equipment using LabVIEW software for user-friendly interface, ease of use to users. MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Tóm tắt iv Mục lục v Danh sách các chữ viết tắt vi Danh sách các hình vii Danh sách các bảng viii Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1 1.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu 1 1.2 Các công trình nghiên cứu trong nước 1 1.3 Các công trình nghiên cứu ngoài nước 4 1.2 Lý do chọn đề tài 6 1.3 Mục đích của đề tài 7 1.4 Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài 7 1.5 Phạm vi nghiên cứu của đề tài 8 1.6 Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài 8 1.7 Hƣớng mới của đề tài 8 Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 9 2.1 Cấu trúc hệ thống 9 2.2 Lập trình LabVIEW 10 2.1 Card Hocdelam USB 9090 12 2.1 Vi điều khiển Atmega8 18 2.2 Vi điều khiển ATmega328 20 2.3 Thẻ từ sử dụng công nghệ RFID 22 2.1 Cảm biến hồng ngoại 26 2.2 Cảm biến rung HDX-2 29 2.1 Camera kết nối có dây (camera analog) 31 2.2 Camera kết nối không có dây (camera IP) 32 2.6 Giao tiếp giữa các Module 36 2.1 Truyền dữ liệu không dây sử dụng tần số vô tuyến (radio frequence) 36 2.2 Truyền nối tiếp SPI (Serial Peripheral Bus) 37 2.3 Giao tiếp UART 40 2.4 Giao tiếp USB 42 Chƣơng 3 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ GIÁM SÁT VÀ CẢNH BÁO TRỘM XE 45 3.1 Tổng quan hệ thống 45 3.2 Thiết bị thu tín hiệu trên bãi đậu xe 48 3.3 Hệ thống thu thập dữ liệu trung tâm 51 3.4 Bộ điều khiển trung tâm 54 3.1 Xử lý ảnh xác định người vào bãi giữ xe 58 3.2 Xử lý tín hiệu cảm biến hồng ngoại xác định người đi ra, vào bãi giữ xe 62 3.5 Cơ cấu phản hồi thông tin 66 3.6 Code lập trình và giả thích 66 3.1 Code thiết bị phát tín hiệu bãi giữ xe 66 3.2 Code bộ thu tín hiệu trung tâm 69 Chƣơng 4 THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG 81 4.1 Kịch bản thí nghiệm 81 4.2 Đánh giá kết quả thí nghiệm 91 Chƣơng 5 KẾ LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 92 5.2 Hạn chế của đề tài 92 5.3 Hƣớng phát triển 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 THUẬT NGỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench): Phần mềm máy tính được phát triển bởi hãng National Instrument, Hoa Kỳ. Camera: Thiết bị dùng để thu hình.
HDL USB 9090: Mạch giao tiếp máy tính. Wireless LAN: Mạng giao tiếp dữ liệu nội bộ không dây. Wifi: Sóng thu phát không dây. Menu: Danh sách tùy chọn các chức năng điều khiển.
USB (Univeral Serial Bus): Chuẩn kết nối thiết bị điện tử. VI (Virtual Instrument): Thiết bị ảo trong phần mềm LabVIEW. SubVI: Là một VI được sử dụng trong một VI khác. IR (Infrared remote): Hồng ngoại.
CPU (Central Processing Unit): Bộ xử lý trung tâm. DVR (Digital Video Recorder): Đầu thu hình camera. UART (Universal Asynchronous Receiver – Transmitter) là một mạch tích hợp được sử dụng trong việc truyền dẫn dữ liệu nối tiếp giữa máy tính và các thiết bị ngoại vi. DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.
1 Mô tả các chân của hàm USB HDL 9090 để lập trình như bảng sau: 14 Bảng 4. 1 Kết quả thực nghiệm 91 DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1 Sơ đồ giữ xe thông minh. 2 Sơ đồ chống trộm cắp bằng điện thoại. 3 Sơ đồ hệ thống chống trộm trên xe TOYOTA.
4 Sơ đồ hệ thống chống trộm trên xe Mitsubishi. 1 Cấu trúc hệ thống. 2 Giới thiệu phần mềm LabVIEW. 4 Sơ đồ chân của card HDL9090.
5 Giao diện card HDL9090 khi kết nối với LabVIEW. 6 Xác định điểm ảnh. 9 Sơ đồ chân của ATmega328. 10 Bộ đọc RFID RDM 6300.
11 Module HC-11 CC1101. 12 Ra vào cổng sử dụng thẻ từ. 13 Cảm biến hồng ngoại SHARP GP2Y0A02YK0F. 14 Sơ đồ cấu trúc cảm biến hồng ngoại SHARP GP2Y0A02YK0F 27 Hình 2.
15 Đồ thị liên hệ khoảng các với điện áp ra SHARP GP2Y0A02YK0F 28 Hình 2. 16 Cảm biến hồng ngoại SHARP GP2Y0A710K0F. 17 Đồ thị liên hệ khoảng các với điện áp ra SHARP GP2Y0A710K0F. 18 Cảm biến rung HDX-2.
19 Mô tả nguyên lý hoạt động camera. 21 Camera quan sát AHD WIT ST-2166SMA10. 22 Thiết bị ghi hình /Webcam Logitech B525. 23 Mô hình truyền phát song RF.
24 Giao diện SPI. 25 Truyền dữ liệu SPI. 26 Giao tiếp UART. 27 Giao tiếp USB 2.
28 Đầu kết nối giao tiếp USB. 1 Sơ đồ thực tế của thiết bị. 2 Sơ đồ nguyên lý của thiết bị. 3 Sơ đồ khối của hệ thống.
4 Sơ đồ khối thiết bị trên xe. 5 Lưu đồ thuật toán thiết bị trên xe. 6 Sơ đồ nguyên lý của thiết bị giám sát vị trí xe. 7 Mô hình thiết bị đặt trên xe.
8 Sơ đồ khối của hệ thống thu thập dữ liệu trung tâm. 9 Lưu đồ thuật toán hệ thống thu thập dữ liệu trung tâm. 10 Sơ đồ nguyên lý hệ thống thu thập dữ liệu trung tâm. 11 Mô hình thực tế của hệ thống thu thập dữ liệu trung tâm.
12 Sơ đồ khối của bộ điều khiển trung tâm. 13 Lưu đồ thuật toán bộ điều khiển trung tâm. 14 Sơ đồ nguyên lý bộ điều khiển trung tâm. 15 Lưu đồ thuật toán xác định người vào bãi giữ xe.
16 Code lập trình Vision Assistant. 17 Code nhận dạng chuyển động. 18 Code trích xuất các phần tử màu R, G, B của 16 vùng chia. 19 Code xác định người ở vị trí gần và xa.
20 Code phát ra âm thanh. 21 Code xác định có vật trong vùng quét của camera. 22 Xác định người vào quán Coffee. 23 Lưu đồ thuật toán xác định khoảng cách.
24 Code chương trình nhận tín hiệu từ Card HDL USB 9090 và lọc nhiễu.