Xậy dựng hệ thống đỗ xe ô tô thông minh với thiết bị cảm biến

BỘ GIÁO DỤC

VIỆN HÀN LÂM

VÀ ĐÀO TẠO

KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN

ĐẶNG QUANG QUYỀN

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Đặng Quang Quyền

NGÀNH MÁY TÍNH

XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐỔ XE Ơ TƠ THƠNG MINH
VỚI THIẾT BỊ CẢM BIẾN

Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2021

Trang | i


BỘ GIÁO DỤC

VIỆN HÀN LÂM

VÀ ĐÀO TẠO

KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Đặng Quang Quyền

XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐỔ XE Ô TÔ THÔNG MINH
VỚI THIẾT BỊ CẢM BIẾN
Chuyên ngành : Ngành máy tính
Mã số: 8480104

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH
HỆ THỐNG THÔNG TIN QUẢN LÝ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
TS. Trương Nguyên Vũ
Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2021

Trang | ii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu trong luận văn này là cơng trình nghiên
cứu của tơi dựa trên những tài liệu, số liệu do chính tơi tự tìm hiểu và nghiên cứu.
Chính vì vậy, các kết quả nghiên cứu đảm bảo trung thực và khách quan nhất. Đồng
thời, kết quả này chưa từng xuất hiện trong bất cứ một nghiên cứu nào. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận văn là trung thực nếu sai tôi hồn chịu trách nhiệm.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 11 năm 2021
Học viên thực hiện

Đặng Quang Quyền

Trang | iii


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn Khoa Công nghệ thông tin và Viễn thông – Học
Viện Khoa học và Công nghệ đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài tốt
nghiệp này.
Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS. Trương Nguyên Vũ đã
trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Cảm ơn quý thầy cô Khoa trong Công nghệ thông tin và Viễn thông, cùng với
các thầy cô của Học Viện Khoa học và Cơng Nghệ tận tình giảng dạy và truyền đạt
kiến thức suốt khóa học.
Sau cùng, tơi nói lời cảm ơn đến các anh chị em, bạn bè đồng nghiệp trong
Viện Cơ học và Tin học Ứng dụng, cùng gia đình đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến để tơi
hồn thành luận văn này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng song trong phạm vi và khả năng cho phép chắc
hẳn sẽ khó tránh khỏi những thiếu sót. Mong tiếp tục nhận được sự cảm thơng, góp ý
để xây dựng đề tài hoàn thiện hơn.

Trân trọng cảm ơn!
Tác giả luận văn

Đặng Quang Quyền

Trang | iv


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN........................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ...............................................................................................................................iv
MỤC LỤC .....................................................................................................................................1
DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................................3
DANH MỤC HÌNH ẢNH ..............................................................................................................4
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................................6
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ..................................................................................................................6
MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ...........................................................................................................6
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ...........................................................................................................7
CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI...........................................................7
NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN ......................................................................................7
PHẠM VI NGHIÊN CỨU ..............................................................................................................8
CẤU TRÚC CÁC CHƯƠNG TRONG LUẬN VĂN: .....................................................................8
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..........................................................................................8
1.1

GIAO THÔNG Ở VIỆT NAM HIỆN NAY .....................................................................8

1.2

MƠ HÌNH BÃI ĐỖ XE TRONG VÀ NGỒI NƯỚC ................................................... 10

1.3

VẤN ĐỀ CỊN TỒN TẠI.............................................................................................. 11

1.4

MƠ HÌNH ĐỀ XUẤT ................................................................................................... 12

CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................. 14
2.1

2.2

NGUYÊN VẬT LIỆU .................................................................................................. 14
2.1.1

BO MẠCH CHỦ ARDUINO MEGA 2560............................................................... 14

2.1.2

CẢM BIẾN VẬT CẢN ............................................................................................ 14

2.1.3

CHIP ĐIỀU KHIỂN BỘ ĐẾM ................................................................................. 15

2.1.4

LED 7 ĐOẠN .......................................................................................................... 16

2.1.5

ĐÈN LED VÀ XE MƠ HÌNH .................................................................................. 17

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................................................................................. 17
2.2.1

MƠ HÌNH QUAN NIỆM ......................................................................................... 17

2.2.2

KỊCH BẢN THỬ NGHIỆM ..................................................................................... 20

Trang | 1


2.2.3

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................................... 23

CHƯƠNG 3: THI CÔNG HỆ THỐNG ......................................................................................... 35
3.1

3.2

LẮP RÁP MƠ HÌNH .................................................................................................... 35
3.1.1

SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN............................................................................................... 35

3.1.2

HÌNH ẢNH THỰC TẾ............................................................................................. 37

LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ............................................................................................. 38
3.2.1

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ .......................................................................................... 38

3.2.2

CƠ SỞ DỮ LIỆU ..................................................................................................... 41

3.2.3

ĐỒNG BỘ DỮ LIỆU ............................................................................................... 42

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM ............................................................ 45
4.1

LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ............................................................................................. 45
4.1.1

LẬP TRÌNH GIAO DIỆN ........................................................................................ 45

4.1.2

XỬ LÝ SỰ KIỆN..................................................................................................... 48

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................................. 50
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................................................... 50
KẾT LUẬN ................................................................................................................................. 50
KIẾN NGHỊ ................................................................................................................................. 51
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 52

Trang | 2

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.2-1: Nhiệm vụ các khối chức năng. ...................................................................... 19

Trang | 3


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1-2: Tỷ lệ sở hữu xe trên 1000 dân. ........................................................................ 9
Hình 1.1-2: Tỷ lệ tăng trưởng xe cá nhân tại Việt Nam ...................................................... 9
Hình 1.1-3: Tồn cảnh giao thơng Việt Nam 2016. .......................................................... 10
Hình 1.2-1: Một số mơ hình bãi xe ơ tơ phổ biến ở Việt Nam. ......................................... 10
Hình 1.2-2: Một số mơ hình bãi xe ơ tơ một cửa tự động. ................................................ 11
Hình 2.1-1: Bo mạch chủ Arduino Mega 2560. ................................................................ 14
Hình 2.1-2: Cảm biến vật cản. ......................................................................................... 15
Hình 2.1-3:Chip 74HC595 và sơ đồ chân. ....................................................................... 16
Hình 2.1-4: Sơ đồ kỹ thuật Led 7 đoạn. ........................................................................... 16
Hình 2.1-5: Đèn led và xe mơ hình. ................................................................................. 17
Hình 2.2-1: Mơ hình quan niệm. ...................................................................................... 17
Hình 2.2-2: Sơ đồ khối phần cứng. .................................................................................. 19
Hình 2.2-3: Sơ đồ khối phần mềm. .................................................................................. 20
Hình 2.2-4: Quy trình đỗ xe tại bãi. ................................................................................. 21
Hình 2.2-5: Quy trình đặt xe từ ứng dụng. ....................................................................... 22
Hình 2.2-6: Sơ đồ triển khai hệ thống. ............................................................................. 23
Hình 2.2-7: Cài đặt mơi trường Java. ............................................................................... 24
Hình 2.2-8: Cài đặt driver giao tiếp với PC ...................................................................... 24
Hình 2.2-9: Arduino IDE. ................................................................................................ 25
Hình 2.2-10: Giao diện lập trình Arduino IDE. ................................................................ 25
Hình 2.2-11: Cấu trúc của Sketch. ................................................................................... 26
Hình 2.2-12: Những tính năng hỗ trợ của phiên bản SQL ................................................ 27
Hình 2.2-13: Mơ hình liên kết dữ liệu với ứng dụng ........................................................ 28

Hình 2.2-14: Mơ hình MVC trong phát triển ứng dụng. ................................................... 29
Hình 2.2-15: Kiến trúc ASP.NET MVC .......................................................................... 29
Hình 2.2-16: HTTP request – respond mơ hình yêu cầu và phản hồi ................................ 31
Hình 2.2-17: Lựa chọn cơng nghệ truyền tải - Signal-R ................................................... 31
Hình 2.2-18: Mơ hình truyền tính hiệu - Signal-R ............................................................ 34
Hình 3.1-1: Mạch điện mơ phỏng. ................................................................................... 35
Hình 3.1-2: Sơ đồ mạch điện ........................................................................................... 36
Hình 3.1-3: Mơ hình bãi xe hồn thiện phía trước. ........................................................... 37
Hình 3.1-4: Mơ hình đấu nối mạch điện phía sau. ............................................................ 37
Hình 3.1-5: Mơ hình khi kết nối với hệ thống điều khiển trung tâm. ................................ 38
Hình 3.2-1: Thư viện SignalR tích hợp vào project. ......................................................... 42
Hình 4.1-1: Trang chủ web app. ...................................................................................... 45
Hình 4.1-2: Bảng kê các bãi đỗ xe tìm thấy trong khu vực ............................................... 46

Trang | 4


Hình 4.1-3: Kích hoạt tool google map ............................................................................ 46
Hình 4.1-4: Gợi ý đường đi từ google map ...................................................................... 47
Hình 4.1-5: Trạng thái vị trí đỗ xếp theo tầng (phân khu)................................................. 47

Trang | 5


MỞ ĐẦU
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Đứng trước hiện trạng ô tô cá nhân ngày càng gia tăng những năm gần đây
trong khi thiếu hụt nghiêm trọng các bãi đỗ, điểm dừng, dẫn đến hành vi các chủ
phương tiện dừng đỗ tràn lan trên đường phố, vĩa hè, vừa làm mất đi vẻ mỹ quan đô
thị, vừa gây mất an ninh trật tự, lại ảnh hưởng ít nhiều đến giao thơng cơng cộng.

Phần lớn các bãi đỗ xe hiện hiện có cịn hoạt động theo mơ hình truyền thống,
tiêu tốn nhiều thời gian và chi phí trong việc quản lý điều hành.
Bên cạnh đó, các giải pháp về mở rộng, xây dựng thêm các bãi đỗ mới cịn gặp
nhiều khó khăn do chi phí đầu tư và nhiều vấn đề liên quan khác, thì giải pháp nâng
cấp, đưa những cơng nghệ mới và ứng dụng vào trong việc quản lý, vận hành là lựa
chọn tối ưu.
Với nhận thức nhu cầu bãi đỗ xe ô tô ngày càng tăng cao, bằng phương thức
cải tiến, nâng cấp các bãi xe hiện có, tơi chọn đề tài Xây dựng hệ thống đỗ xe ô tô
thông minh với thiết bị cảm biến nhằm đặt ra ý tưởng về một quy chuẩn kiến trúc
mơ hình, hồng mang lại sự dễ dàng trong công tác quản lý dữ liệu, kết nối, chia sẻ
thông tin của các bãi xe cùng nhau.

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Mục đích của luận văn nhằm tạo ra một hệ thống theo dõi bãi đỗ xe thông
minh bằng các cảm biến nhận và truyền dữ liệu về trung tâm thông qua các công cụ
giao tiếp. Đồng thời tại bãi đỗ, có trang bị đèn tín hiệu báo trạng thái và bảng số điện
tử để thông tin, hướng dẫn khách hàng đánh xe vào một cách thuận tiện.
Một phần mềm ứng dụng được thiết kế dành cho khách hàng (những chủ xe
đang có nhu cầu tìm bãi giữ xe ơ tơ trên địa bàn), tính tốn sau đó và thể hiện chính
xác các tầng, phân khu còn trống theo thời gian thực để ra quyết định phù hợp.
Có thể đặt chỗ online thơng qua ứng dụng.

Trang | 6


NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
 Xoay quanh việc lắp đặt một mơ hình thử nghiệm thu nhỏ với những vi
mạch và bo mạch chính kết nối với máy tính cá nhân như một trung tâm
dữ liệu.
 Với module lập trình kết nối thiết bị, dữ liệu được cập nhật về hệ thống

tức thì khi trạng thái chỗ đậu có sự thay đổi (nhận diện bằng thiết bị
cảm biến truyền tín hiệu điện thông qua chuẩn kết nối UART).
 Đồng bộ dữ liệu thời gian thực, tất cả kết nối vào hệ thống.
 Tích hợp cơng nghệ dẫn đường của google map vào ứng dụng.

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Áp dụng công nghệ thông tin vào việc quản lý luôn là việc đầu tư đúng đắn
của quốc gia và doanh nghiệp. Vừa tiết kiệm thời gian, tăng năng suất, vừa giảm chi
phí vận hành bộ máy.
Với chi phí trang bị thêm được tính tốn ở mức tối thiểu để những mơ hình
giữ xe ơ tơ truyền thống có thể dễ dàng lắp đặt và đưa vào hoạt động theo tiêu chuẩn
mới cho thấy tính khả thi của mơ hình.
Thơng tin các bãi đỗ xe được tập hợp và chia sẻ trực tiếp đến người tham gia
giao thông trở nên dễ dàng nhanh chóng, bằng vài thao tác chạm tay trên thiết bị di
động.
Một thành phố thông minh không thể thiếu những ứng dụng cung ứng dịch vụ
online, ngồi các chức năng tìm kiếm thơng thường, hệ thống cũng cho phép đặt chỗ
trước qua web app đến khách hàng tiềm năng.

NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN
Bảng chỉ dẫn trạng thái các vị trí đỗ trong mơ hình giúp việc di chuyển tìm
chỗ đậu trở nên thuận tiện hơn.
Hệ thống kết nối số liệu của nhiều bãi xe trên địa bàn, được tích hợp cơng nghệ
dẫn đường của google map sẽ giúp khách hàng dễ dàng tiếp cận và trải nghiệm thêm
nhiều vị trí bãi đỗ mới.

Trang | 7


Kiểm tra thông tin bãi đỗ và booking online là tiện ích gia tăng tính khả dụng,

giúp các bên có được sự chủ động trong nhiều tình huống.

PHẠM VI NGHIÊN CỨU
 Lắp đặt một mơ hình giữ xe ơ tơ thu nhỏ, kết nối với trung tâm điều
khiển được lập trình trên máy tính cá nhân.
 Xây dựng một ứng dụng WEB để tương tác và hỗ trợ người dùng thông
qua các chức năng dẫn đường, truy xuất thông tin và đặt chỗ qua mạng.

CẤU TRÚC CÁC CHƯƠNG TRONG LUẬN VĂN:
Ngoài các phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo và các phụ lục,
luận văn gồm 5 chương:
 Chương 1: Thực trạng các mơ hình bãi đỗ xe trong và ngoài nước
 Chương 2: Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu
 Chương 3: Thi công hệ thống
 Chương 4: Xây dựng ứng dụng thử nghiệm
 Chương 5: Kết quả và thảo luận

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1

GIAO THƠNG Ở VIỆT NAM HIỆN NAY

Tình ihình igiao ithơng iở iViệt iNam ihiện inay iđang icó inhiều ibất icập, ido isự iphát
itriển iquá inhanh icủa iphương itiện icá inhân itrong ikhi icơ isở ihạ itầng ichưa ithể iđáp iứng ivì
inhiều inguyên inhân. i
Theo kết quả nghiên cứu của Ủy ban An tồn Giao thơng Quốc gia được cơng
bố tại một hội thảo ở thành phố Hà Nội, nhu cầu sử dụng phương tiện cá nhân tại Việt

Trang | 8

Nam đang ngày càng gia tăng, nhất là các thành phố lớn, nơi tỷ lệ tăng trưởng ô tô đã
vượt qua xe máy 7,3% và 6,5%. Trong khi đó, đối với các đô thị lớn, mức tăng trưởng
của xe máy là 10%, cịn ơ tơ lên tới 15%.

Tỷ lệ sở hữu xe trên
1000 dân

T Ỷ LỆ TĂNG T RƯỞ NG X E
CÁ NH ÂN TẠI V IỆT NAM
TP. Lớn

6.5%

10%

7.3%

15%

Cả nước

600
400

516

200
33

0

1000 dân
XE MÁY

Ơ TƠ

Hình 1.1-2: Tỷ lệ tăng trưởng xe cá nhân tại
Việt Nam

Ơ tơ

Xe máy

Hình 1.1-2: Tỷ lệ sở hữu xe trên 1000 dân.

Hầu hết lượng ô tô bán ra ở Việt Nam tập trung ở các đô thị loại 1, nhiều nhất
là Hà Nội và TP.HCM là nơi tập trung đến 17% dân số cả nước và chiếm khoảng
45% tổng số xe đăng ký mới hàng năm. Hiện tại, Việt Nam đang có 49 triệu xe máy
và khoảng 3,2 triệu ô tô đang lưu hành. Xét trên quy mô dân số 95 triệu người, tỷ lệ
sở hữu xe máy là 516 xe/1.000 dân, ô tô là 33 xe/1.000 dân.[13]
Một thống kê của công ty tư vấn chiến lược hàng đầu Châu Á Solidiance, công
bố nghiên cứu về thị trường ô tô dưới 9 chỗ tại Việt Nam. Theo đó, giai đoạn 20122016, Việt Nam là quốc gia có ngành ô tô tăng trưởng nhanh nhất khu vực. Tốc độ
tăng trưởng hàng năm đạt 38%. Nếu tính riêng quãng 2015-2016, Việt Nam đạt tăng
trưởng 36%, trong khi Indonesia chỉ tăng nhẹ 5%, Thái Lan giảm 4% và Malaysia
giảm 13%. Dự đốn trong giai đoạn 2017-2020, thị trường ơ tơ con tại Việt Nam sẽ
tiếp tục tăng trưởng mức 13%. Tổng lượng ô tô bán ra dự kiến chạm mức 225.000 xe
vào năm 2020. [13]
Cuộc khảo sát của hãng Ford motor vào năm 2016 đã thêm khẳng định xu
hướng sử dụng ô tô cá nhân của người Việt. Khi mức sống ngày càng tăng (thu nhập

Trang | 9


bình qn đầu người tăng), xu thế ơ tơ hóa (motorization) sẽ diễn ra trong thời gian
tới. Dự kiến thị trường ô tô sẽ bùng nổ trong giai đoạn đến năm 2025. [14]

Hình 1.1-3: Tồn cảnh giao thơng Việt Nam 2016.

Do icơ isở ihạ itầng ichưa ithể iđáp iứng icùng ivới isự iphát itriển ingày icàng inhanh icủa
ilượng iphương itiện icá inhân icộng ivới inhiều ihạn ichế icủa igiao ithông icông icộng idẫn iđến
imột ihệ ilụy ikéo itheo iliên iquan iđến iviệc iđỗ, iđậu ixe ikhông ichỉ ilàm iđau iđầu icho icác inhà
iquản ilý imà icòn iảnh ihưởng itrực itiếp iđến ichủ iphương itiện ivà inhững ingười itham igia
i

giao ithông.

Nhiều imơ ihình igiữ ixe itân itiến itrong ivà ingồi inước iđược inghiên icứu, itriển ikhai
ithí iđiểm. iBên icạnh iviệc imang ilại inhiều ihiệu iquả, icác imơ ihình ivẫn icịn itồn iđọng
inhiều ivấn iđề ibất icập ikhi iáp idụng ivào ithực itế.

1.2

MƠ HÌNH BÃI ĐỖ XE TRONG VÀ NGỒI NƯỚC

Hiện trạng trong nước, các bãi giữ xe ô tô đa phần cịn theo khn mẫu truyền
thống. Chưa đưa cơng nghệ thơng tin hoặc chỉ đưa một phần vào việc quản lý điều
hành.

Hình 1.2-1: Một số mơ hình bãi xe ơ tơ phổ biến ở Việt Nam.

Trang | 10


Ở một số nước công nghiệp phát triển đã áp dụng thành cơng mơ hình giữ xe
tự động (một cửa). Với mơ hình này, khách chỉ cần đánh xe đến phòng chờ, hệ thống
sẽ liên kết với thang nâng hoặc con lăn để đưa xe về vị trí trống hồn toàn tự động.
Tương tự khi lấy xe, khách hàng đến bàn điều khiển nhập số gọi trả xe, hệ
thống thang nâng sẽ tự động làm việc mà không cần sự can thiệp của con người.
Một số kiểu mơ hình tương tự cũng đã đưa về Việt Nam và triển khai thí điểm,
nhưng nhìn chung bên cạnh những tiện lợi, hệ thống cịn vẫn nhiều khó khăn, bất cập.

Hình 1.2-2: Một số mơ hình bãi xe ơ tơ một cửa tự động.

1.3

VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI
Với những bãi đỗ xe truyền thống
 Lái xe phải tự tìm chỗ đỗ bằng cách chạy loanh hoanh tìm theo kinh
nghiệm, gây phiền lịng khách hàng, không chuyên nghiệp.
 Chủ bãi xe phải thuê thêm người để quan sát, hướng dẫn đỗ xe, thống
kê, báo cáo.
 Mất nhiều thời gian trong việc tính tiền, quản lý thông tin khách hàng.

Trang | 11


Hạn chế của bãi giữ xe theo công nghệ mới (tự động một cửa)
 Phải xây dựng cơ bản lại từ đầu, không thể nâng cấp lên từ kiến trúc
hiện có.

 Chủ xe khơng được tiếp cận xe trong bất kỳ tình huống nào trong thời
gian gởi xe ở bãi. Nhiều sự cố bỏ quên đồ trên xe hay muốn cất đồ vào
xe trở nên phiền phức hơn bao giờ hết.
 Phải trãi qua nhiều tình huống an ninh, chứng thực làm mất đi sự tự
nhiên và thoải mái vốn có. Ví dụ:
o Nều chỉ chứng thực bằng số phiếu, hoặc số xe, khách hàng có
thể nhập nhầm và hệ thống sẽ trả xe không đúng cho thân chủ.
o Nếu chứng thực bằng vân tay, hoặc hình chụp chủ xe từ camera,
như vậy chỉ có người đăng ký gởi mới lấy được xe, trong khi sự
ủy quyền cho người thân bị vô hiệu lực.
 Vốn iđầu itư, ixây idựng iban iđầu irất iđắt iđỏ.
 Chi iphí ibảo itrì ivà ivận ihành ihệ ithống icao.
 Không iphù ihợp ivới iđiều ikiện ikinh itế ivà ivị itrí iđịa ilí iở icác ithành iphố ilớn
iở iViệt iNam inhư iTP. iHồ iChí iMinh, iHà iNội… inơi imà iviệc itái icơ icấu,
iquy ihoạch isẽ iphải itốn ikém irất inhiều ichi iphí, ithời igian.
 Thơng itin icác ibãi igiữ ixe itổ ichức irời irạc, iphân itán ikhó icó ithể ikhai ithác
hiệu isuất itối iđa.

i

1.4

MƠ HÌNH ĐỀ XUẤT
Với những khó khăn được đề cập ở trên, giải pháp về mở rộng và xây dựng

thêm nhiều bãi giữ xe hoặc cải tiến theo mơ hình hiện đại có vẻ khơng khả thi vì lý
do chi phí và hiệu quả đầu tư.
Vì vậy, một igiải ipháp ikhác iđược itính iđến inhằm itận idụng itối iđa icơ isở ihạ itầng,
icải ithiện, inâng icấp, itích ihợp ixây idựng ihệ ithống ithơng itin itrong icơng itác iquản ilý, iđiều
hành, iđể icó ithể ikhai ithác itối iđa icơng isuất idịch ivụ.

i

Mơ hình bãi giữ xe ô tô đề xuất sẽ sử dụng lại cơ sở hạ tầng hiện có, cần lắp
đặt thêm các cảm biến vật cản để nhận diện trạng thái vị trí đỗ. Bố trí các bảng điện
tử thể hiện thơng số trạng thái ở các tầng, phân khu để khách hàng dễ dàng nhận diện
vị trí cịn trống và đánh xe vào một cách thuận tiện nhất.

Trang | 12


Hơn ithế inữa, imột ihệ ithống ithơng itin iđược itích ihợp ivà iđưa ilên iCloud inhằm
icung icấp idữ iliệu ibãi iđỗ icho ikhách ihàng itừ ixa ithông iqua icác ithiết ibị idi iđộng icá inhân.
Cùng ivới iứng idụng iphát ihành ichạy itrên iđa inền itảng, ikhách ihàng idễ idàng ikiểm itra ivà
iđặt ichỗ itrước, igiúp icác ibên ichủ iđộng ihơn itrong inhiều itình ihuống.
i

Hệ thống phần cứng mơ hình sử dụng bao gồm :
 Bo mạch chủ Arduino để nhận và xử lý tính hiệu.
 Các cảm biến vật cản để hỗ trợ đánh dấu trạng thái.
 Đèn led, biến trở và dây dẫn truyền tín hiệu.
 Xe ơ tơ mơ hình.

Hệ ithống iphần imềm iđược ixây idựng ibằng icác icông inghệ itân itiến inhất, ibao
igồm icác iphân ihệ.
 Lập itrình ikết inối ithiết ibị.
 Lập itrình iứng idụng iweb iASP.NET iMVC ivới iC#.
 Sử idụng iSignal-R iđể iđồng ibộ idữ iliệu ithiết ibị.
 Tích ihợp icơng inghệ igoogle imap iAPI.

Trang | 13


CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1

NGUYÊN VẬT LIỆU

2.1.1 BO MẠCH CHỦ ARDUINO MEGA 2560
Arduino iMega i2560 ilà imột iphiên ibản inâng icấp icủa iArduino iUno ivới iviệc igia
tăng isố ichân igiao itiếp, ingoại ivi ivà ibộ inhớ. iMạch iđược ithiết ikế iđể igiải iquyết inhiều ibài

i

tốn ihóc ibúa, icần iđiều ikhiển inhiều iloại iđộng icơ ivà ixử ilý isong isong inhiều iluồng idữ
iliệu icùng inhau.
i

Hình 2.1-1: Bo mạch chủ Arduino Mega 2560.

2.1.2 CẢM BIẾN VẬT CẢN
Cảm ibiến ivật icản iđược isử idụng iđể inhận ibiết ivật icản ibằng iánh isáng ihồng ingoại,
icảm ibiến icó icách isử idụng iđơn igiản ivới ibiến itrở icó ithể ichỉnh ikhoảng icách inhận ibiết
ivật icản, ingõ ira idạng iDigital idễ idàng igiao itiếp ivà ilập itrình ivới ivi iđiều ikhiển, ithích ihợp
để ilàm icác iứng idụng iRobot itránh ivật icản, ibáo itrộm, imơ ihình icửa itự iđộng,...

i

Trang | 14

Ngồi cảm biến hồng ngoại, cịn có nhiều loại cảm biến khác như cảm biến
tiệm cận, cảm biến sóng âm có thể là một giải pháp lựa chọn thay thế. Khi tổng hợp,
so sánh các đặc tính các loại cảm biến với nhau, thì cảm biến hồng ngoại vẫn cịn
nhiều hạn chế:
 Không thể đi xuyên vật cản dẫn đến khi lắp ráp mơ hình dơi dư vị trí cảm
biến khơng dấu đi được làm mất vẻ thẩm mỹ.
 Góc quét và khoảng cách nhận diện trong phạm vi hẹp.
 Có điểm chết.
 Phụ thuộc vào nhiệt độ mơi trường.
Dù biết còn nhiều hạn chế, nhưng tác giả vẫn sử dụng các cảm biến hồng ngoại
cho đề tài của mình bởi một vài lý do:






Nhỏ gọn dễ lắp đặt.
It tốn năng lượng.
Thời gian đáp ứng nhanh với độ chính xác cao.
Có thể lập trình tích hợp với bo mạch chính.
Đặc biệt là giá thành rẻ, thích hợp và đáp ứng được các u cầu đề ra theo
mơ hình báo cáo của luận văn.

Hình 2.1-2: Cảm biến vật cản.

2.1.3 CHIP ĐIỀU KHIỂN BỘ ĐẾM
74HC595 ilà iIC ighi idịch i(shift iregister) i8 ibit ikết ihợp ichốt idữ iliệu, iđầu ivào inối

itiếp, iđầu ira isong isong.

Trang | 15


IC inày ithường idùng itrong icác imạch iquét iled i7, iled ima itrận… iđể itiết ikiệm isố
ichân icho ivi iđiều ikhiển. iCó ithể imở irộng isố ichân ivi iđiều ikhiển ibằng icách imắc inối itiếp
ngõ ivào idữ iliệu icác iIC ivới inhau.

i

Hình 2.1-3:Chip 74HC595 và sơ đồ chân.

2.1.4 LED 7 ĐOẠN
Led i7 iđoạn ilà imột imodule igồm i7 iđoạn iLED iđược isắp ixếp ivới inhau, ivà iđược
iđánh idấu itheo iký itự ia icho iđến ig, ichân icòn ilại iđược inối ichung ivới inhau. iNgồi ira icịn
icó iđoạn ithứ i8, iđược iđánh inhãn ilà iDP itượng itrưng icho idấu ichấm.
Trong mô hình, Led 7 đoạn được sử dụng thể hiện bộ đếm số chỗ trống còn
lại tại bãi xe theo thời gian thực.

Hình 2.1-4: Sơ đồ kỹ thuật Led 7 đoạn.

Trang | 16


2.1.5 ĐÈN LED VÀ XE MƠ HÌNH
Có 3 đèn led tại mỗi vị trí đỗ :
 Đèn đỏ : báo hiệu vị trí đã có xe.
 Đèn xanh : báo hiệu vị trí trống.
 Đèn vàng : báo hiệu vị trí đã được giữ chỗ thơng qua web app.

Hình 2.1-5: Đèn led và xe mơ hình.

2.2

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 MƠ HÌNH QUAN NIỆM

Hình 2.2-1: Mơ hình quan niệm.

Trang | 17


STT

KHỐI

NHIỆM VỤ

CHÍNH
1

Parking
Slot

 Nhiệm vụ 1: Kiểm tra xe vào hoặc ra khỏi vị trí trong bãi xe,
khối này sẽ bắt và gửi tín hiệu đến khối Worker Application để
xử lý.
 Nhiệm vụ 2: Lắng nghe tín hiệu được gửi đến từ khối Worker,

khi có thơng tin đặt chỗ của khách hàng thơng qua Web app,
để đánh dấu vị trí đã được khách hàng đặt trong bãi xe.
 Lưu ý: Tín hiệu được gửi đi là tín hiệu điện thơng qua chuẩn
kết nối UART.

2

Worker
 Là khối trung gian giap tiếp giữa phần cứng và phần mềm.
Application  Nhiệm vu 1: Khi nhận được tín hiệu từ khối Parking Slot, khối
này sẽ cập nhật trạng thái bãi xe vào cơ sở dữ liệu (nằm tại khối
Database). Sau khi cập nhật thành công, sẽ gửi thông tin dữ liệu
đến khối Notification Hub để khối này xử lý tiếp.
 Nhiệm vụ 2: Lắng nghe thông tin dữ liệu được gửi đến từ khối
Notification Hub, khi khách hàng giữ chỗ đậu xe thông qua
Web Application. Sau đó, khối này tiếp tục xử lý thơng tin,
chuyển thành tín hiệu điện và gửi vào khối Parking Slot để tiếp
tục xử lý.

3

Web
 Nhiệm vụ 1: Lắng nghe thông tin dữ liệu từ khối Notification
Application
Hub, khi có xe ra vào vị trí trong bãi xe. Sau đó, cập nhật lại
giao diện người dùng theo thời gian thực về trạng thái hiện tại
bãi xe.
 Nhiệm vụ 2: Khi người dùng đặt vị trí gửi xe bằng tính năng
giữ chỗ, khối này sẽ cập nhật thông tin xuống cơ sở dữ liệu (tại
khối Database). Sau đó, gửi thơng tin dữ liệu đến khối

Notification Hub để khối này xử lý tiếp.

Trang | 18


4

Notification  Đóng ivai itrị itrung igian itrao iđổi ithơng itin idữ iliệu igiữa ihai ikhối i
Hub
iWorker iApplication ivà i iWeb iApplication, iđể iđảm ibảo ithông itin
về ibãi ixe iluôn iđược icập inhật itheo ithời igian ithực.

i

5

Database

 Lưu trữ thông tin trạng thái về bãi xe khi có xe ra hoặc vào.
 Lưu trữ thông tin đặt chỗ giữ xe trong bãi của khách hàng.
Bảng 2.2-1: Nhiệm vụ các khối chức năng.

Hình 2.2-2: Sơ đồ khối phần cứng.

Khối phần cứng được xây dựng bởi bo mạch chính Arduino Mega 2560, các
cảm biến vật cản trang bị cho 4 vị trí đỗ, cùng với đó có bố trí các đèn tín hiệu chỉ
dẫn trạng thái từng vị trí đỗ và bộ đếm thể hiện thống số vị trí cịn trống trên mơ hình.

Trang | 19

Hình 2.2-3: Sơ đồ khối phần mềm.

Ở khối phần mềm, xây dựng và tích hợp các ứng dụng dựa trên nền tảng công
nghệ tân tiến nhất:
 Khối Notification Hub: sử dụng công nghệ SignalR để đồng bộ dữ liệu
theo thời gian thực.
 Khối Worker Application: viết đơn giản Console App trên nền tảng .NET
 Khối Database: theo công nghệ dịch vụ data cloud của Microsoft
 Khối Web App: viết theo nền tảng ASP.NET MVC.

2.2.2 KỊCH BẢN THỬ NGHIỆM
Kịch bản thứ nhất: ĐỖ XE TẠI BÃI
 XE VÀO :
 Khách đánh xe vào khu vực bãi đỗ, căn cứ vào bảng chỉ dẫn bên
trong tịa nhà, chủ xe có thể dễ dàng tìm chỗ đậu cho mình
(những vị trí màu xanh).
 Khi xếp xe hoàn thành, cảm biến nhận dạng vật cản và báo tín
hiệu (bật đèn đỏ). Cập nhật bảng điều khiển và số chỗ trống còn
lại bên trong tòa nhà.

Trang | 20


 Tín ihiệu iphần icứng iđược itruyền iđến ibộ ixử ilý itrung itâm, ighi
itrạng ithái ixuống idatabase i(lưu itrữ itrên icloud).
 Sau ikhi icập inhật idữ iliệu ithành icông, ithông itin iđược ichuyển iđến
ikhối iNotification iHub, inhằm imục iđích iđồng ibộ idữ iliệu ivới itất icả
các ithiết ibị iđang ikết inối ihệ ithống itheo ithời igian ithực. i
 Bằng icông inghệ iSignalR, imáy ichủ iServer iquét itất icả icác ikết inối

i

và iđẩy iphản ihồi imột icách ihợp ilý ivề iclient ikhi icó idữ iliệu imới iđể i
icập inhật ilại igiao idiện ingười idùng.
i

 XE RA :
 Khách đánh xe ra khỏi bãi đỗ, cảm biến nhận dạng, báo tín hiệu
(bật đèn xanh). Cập nhật bảng điều khiển và số chỗ trống cịn lại
bên trong tịa nhà.
 Tín hiệu phần cứng được truyền đến bộ xử lý trung tâm, ghi
trạng thái xuống database (cloud).
 Sau ikhi icập inhật idữ iliệu ithành icông, ithông itin iđược ichuyển iđến
khối iNotification iHub, inhằm imục iđích iđồng ibộ idữ iliệu ivới itất icả
icác ithiết ibị iđang ikết inối ihệ ithống itheo ithời igian ithực, igiải iphóng
ithêm i1 ivị itrí itrống imới.
i

Hình 2.2-4: Quy trình đỗ xe tại bãi.

Trang | 21