Hệ thống bãi đỗ xe thông minh

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ

BÁO CÁO ĐỒ ÁN
MƠN: ĐỒ ÁN MƠN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ
Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống bãi đỗ xe thông minh
Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đức Minh
Lớp: Cơ điện tử 03 – K14
Họ và tên sinh viên:

Dương Thị Thương

2019604429

Vũ Cơng Thức

2019604359

Lưu Quốc Tuấn

2019605587

Nhóm: 2
Khoa cơ khí

Hà Nội 2022


PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM
I. Thơng tin chung

1. Tên lớp: ME6052.1
Khóa: 14
2. Tên nhóm : Nhóm 2
Họ và tên thành viên:
1. Vũ Công Thức
MSV: 2019604359
Lớp: CĐT 3 – K14
2. Dương Thị Thương
MSV: 2019604429
Lớp: CĐT 3 – K14
3. Lưu Quốc Tuấn
MSV: 2019605587
Lớp: CĐT 3 – K14
II. Nội dung học tập
1. Tên chủ đề: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống bãi đỗ xe thông minh.
2. Hoạt động của sinh viên
- Nội dung 1: Tổng quan về hệ thống (L4.2)
- Nội dung 2: Cơ sở lý thuyết về hệ thống (L4.2)
- Nội dung 3: Tính tốn, thiết kế mơ hình hệ thống (L4.1, L4.3)
- Nội dung 4: Viết báo cáo
3. Sản phẩm nghiên cứu: Báo cáo thu hoạch và mơ hình sản phẩm (nếu có)
III. Nhiệm vụ học tập
1. Hồn thành đồ án theo đúng thời gian quy định (từ ngày 13/03/2022 đến
ngày 20/06/2022).
2. Báo cáo nội dung nghiên cứu theo chủ đề được giao trước hội đồng đánh giá.
IV. Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án
1. Tài liệu học tập:
[1] Tài liệu hướng dẫn đồ án môn học Cơ Điện tử, Bộ môn Cơ điện tử.
[2] Nguyễn Văn Khang, Nguyễn Phong Điền, Cơ điện tử, NXB KH&KT.
2. Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án (nếu

có): Máy tính, linh kiện và dụng cụ điện tử theo nhu cầu sử dụng.
KHOA CƠ KHÍ

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TS. Nguyễn Anh Tú
ThS. Nguyễn Đức Minh

MỤC LỤC



DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU


LỜI NĨI ĐẦU
Trong xu hướng phát triển khơng ngừng của nền công nghệ hiện đại tiên
tiến ngày càng phát triển trong những thập kỷ qua , công nghệ kỹ thuật càng
ngày phát triển vượt bậc theo. Các vi mạch với khả năng tích hợp ngày càng
lớn , tốc dộ xử lý ngày càng được nâng cao và chính xác, giá thành rẻ hơn. Ban
đầu, các iC được chế tạo với những chức năng chuyên dụng , dần dần một linh
kiện đa năng ra đời. Vi xử lý là một linh kiện cho phép hoạt động theo một
chương trình mà người sử dụng đặt ra , được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực.
Đời sống xã hội ngày một thay đổi, bên cạnh những tiến bộ thì các vấn đề
cũng nảy sinh càng nhiều, đặc biệt là khi quy mô hoạt động của tổ chức được
mở rộng . trong nhiều trường hợp , việc quản lý trở nên vơ cùng khó khan khi số
lượng đối tượng quản lý lớn , làm cho hoạt động bị trì trệ , mất nhiều thời gian
mà lại khơng hiệu quả. Do đó . một hệ thống tự dồng điều tiết sẽ giúp cho con

người dễ dàng hơn trong việc giám sát, đảm bảo tính cơng bằng, và đặc biệt là
sự tiến bộ trong các hoạt dộng xã hội.
Bằng một ý tưởng có tính ứng cao ngoài thực tế, chúng em lựa chọn đề
tài:” HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE THÔNG MINH” trực tiếp do thầy Nguyễn Đức
Minh hướng dẫn. Hệ thống có khả năng tự động nhận biết số trên các loại biển
số xe như ô tô, xe máy, xe máy điện …. Đây là hệ thống được ứng dụng nhiều
trong thực tế cuộc sống hang ngày như trong tòa dân cư , bãi đỗ xe , trạm thu phí
…. Nơi mà cần hệ thống quản lý tốt xe ở những nơi đông người . Dưới sự kiểm
sốt của hệ thống này, Q trình quản lý diễn ra tốt hơn , đảm bảo và hiệu quả
hơn.


CHƯƠNG I : TỔNG QUAN HỆ THỐNG
1.1Lịch sử hình thành bãi đỗ xe thông minh
Ngày nay, các đô thị đang phát triển, số lượng phương tiện ngày càng ra
tăng theo cấp số nhân. Ngồi áp lực giao thơng động, áp lực giao thông tĩnh
cũng đang đè nặng lên cơ sở hạ tầng, ảnh hưởng nhất định tới sự tăng trưởng của
kinh tế. Vì vậy những bãi đỗ xe thơng ra đời đã đáp ứng được nhịp sống vội vã
của đô thị hiện đại, đồng thời nó cũng giải quyết nhiều vấn đề nổi cộm của hình
thức giữ xe thủ cơng. Tìm hiểu lịch sử ra đời và phát triển bãi đỗ xe tự động trên
thế giới sẽ giúp chúng ta có cái nhìn tổng quan về giải pháp thơng minh này
đang đóng góp lớn vào cuộc sống hiện đại tiện nghi của mỗi người.
1.2 Nhà giữ xe thuở sơ khai
Khi xe hơi ngày một nhiều lên, sẽ cần có nhiều khơng gian hơn cho dịng
xe đồ sộ này. Một bãi đỗ xe được xây dựng cẩn thận với đầy đủ trang thiết bị trở
thành một vấn đề lớn và các nhà lãnh đạo lại bắt đầu đi tìm giải pháp.

Hình 1.1 Bãi đỗ xe thuở sơ khai
Những chiếc xe hơi đầu tiên không được làm từ các chất liệu cao cấp như
ngày nay. Vào thời đó, xe hơi rất “nhạy cảm” và không thể chống chịu với thời

tiết mưa, nắng, lạnh giá thất thường. Do đó họ phải đậu xe trong khu vực có mái
che được bảo vệ khỏi các điều kiện thời tiết. Các bãi đậu xe được rào chắn trong
các khu phố, có thể bạn sẽ thấy nó rất sơ sài.
6


1.3 Những bãi đỗ xe đang được sử dụng hiện nay
a) Hệ thống bãi đậu xe cao tầng dạng tháp
Hệ thống đỗ xe cao tầng dạng tháp được đánh giá là mơ hình đỗ xe tự động hiện đại
nhất vào thời điểm hiện tại. Điều khiển tự động hoàn toàn, người lái không phải điều
khiển xe từ lúc xe vào đến lúc ra khỏi bãi đậu xe.

Hình 1. 2 Bãi đỗ xe tự động dạng trụ
• Ưu điểm
-

Hệ thống tháp đỗ xe được cấu tạo bằng thép nên việc lắp ráp và di chuyển là rất dễ
và nhanh.

-

Hệ thống tháp xe được xây dựng trên một diện tích đất nhỏ chỉ khoảng 55 – 60m
vng là có thể triển khai được.

• Nhược điểm
-

Chi phí xây dựng cao hơn so với những hệ thống đỗ xe tự động khác

-

Thường phải xây dựng đi liền với cơng trình cao tầng, nếu khơng phải xây dựng
một bộ khung và nền móng chắc chắn.

b)

Hệ thống đỗ xe tự động xếp hình
Có thể nói hệ thống bãi đỗ xe tự động xếp hình chính là câu trả lời chính xác nhất

cho các nhà quản lý, chủ đầu tư khi muốn tìm kiếm một giải pháp đỗ xe thơng minh hiện
đại, an tồn với chi phí tiết kiệm nhất!
Đặc điểm bãi đỗ xe tự động xếp hình
•

Mỗi xe được để trên một sàn pallet;
7


•

Các sàn pallet được tích hợp cơ cấu chuyển động độc lập

•

Số tầng để xe tối ưu: Từ 2 – 5 tầng;

•

Số dãy để xe tối ưu cho mỗi block: 3 – 7 dãy.

Hình 1.3 Hệ thống đỗ xe xếp hình xây trên mặt đất
- Ưu điểm:
-

Dễ dàng cất / lấy xe, xe có thể vào ra tại bất kỳ vị trí nào giống như bãi đỗ xe
thơng thường;

-

Thao tác đơn giản, các sàn pallet chuyển động tự động để sàn pallet chứa xe cần
lấy xuống vị trí tầng vào ra;

-

Dễ dàng lắp đặt và tháo dỡ (khi cần chuyển sang vị trí khác)

- Nhược điểm:
-

Thời gian lấy xe/gửi xe có thể lâu hơn so với để xe tại các bãi đỗ xe thông thường;

-

Hệ thống vận hành theo kiểu bán tự động nên lái xe vẫn phải tự lái xe vào đúng vị
trí pallet đỗ xe;

-

Một số chi phí bảo trì có thể phát sinh thêm sau khi hết thời gian bảo hành.

c)

Hệ thống đỗ xe tự động xoay vịng

Hiện nay có hai loại hệ thống đỗ xe tự động xoay vịng đó là hệ thống đỗ xe tự động
xoay vòng đứng và hệ thống đỗ xe tự động xoay vịng ngang. Mỗi một loại đều có thiết
kế riêng và áp dụng cho từng vị trí, địa điểm khác nhau.

8


Hình 1. 4 Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng đứng
Hệ thống đỗ xe xoay vòng đứng là bãi đỗ khơng cần diện tích sàn lớn. Với
diện tích đủ cho hai chỗ đậu xe cùng với thiết kế, công nghệ thơng minh, nó có
thể chứa 12 tới 16 xe (tùy xe sedan hay xe suv).
-

Ưu điểm:

-

Thiết kế bãi đỗ xe tự động xe quay vịng đứng có thể lắp đặt được tại
những nơi có khơng gian nhỏ có diện tích khoảng 30m, thích hợp với hầu
hết các cơng sở, bãi đỗ xe truyền thống, các công ty khai thác điểm đỗ…

-

Hệ thống điều khiển đơn giản dễ sử dụng, có thể di chuyển cả hệ thống đỗ
xe quay vịng từ nơi này qua nơi khác

-

Chi phí bảo trì bảo dưỡng cho hệ thống đỗ xe này không quá cao

-

Nhược điểm:

-

Chỗ đỗ xe còn hạn chế chỉ để được từ 8-16 xe/hệ thống , riêng đối với
những xe SUV lớn thì số lượng chỉ khoảng 6-8 xe để đảm bảo an toàn cho
cả hệ thống

-

Trong trường hợp nhu cầu xe lớn hơn 16 thì phải lắp thêm các hệ thống bãi
đỗ xe khác

 Qua thảo luận nhóm bọn em quyết định thiết kế bãi đỗ xe xoay vịng vì:
− Tiết kiệm diện tích: Hệ thống tận dụng tồn bộ thể tích khơng gian nhờ vào
khai thác chiều cao của khơng gian. Bằng việc lưu giữ xe ở độ cao nhất định
so với mặt đất, số lượng xe mà một trạm giữ xe tự động có thể chứa gấp
hàng chục lần so với một bãi giữ ô tô thông thường.
9


− Tiết kiệm thời gian: Thay vì khách hàng phải tự tìm chổ để xe trong các bãi
xe thơng thường và rất khó khăn nhất tại giờ cao điểm, với bãi giữ xe tự
động thì khách hàng chỉ cần đưa ôtô vào trạm đầu và nhập liệu là có thể an

tâm ra khỏi xe và đi làm việc khác
1.4 Phương pháp nghiên cứu
Bãi đỗ xe thông minh là một dự án xây dựng cơng trình thực tế phức tạp địi hỏi sự
kết hợp và vận dụng các kiến thức liên ngành một cách linh hoạt nhằm đạt được tính thơng
minh cho tồn hệ thống. Trong q trình làm đồ án, nhóm đã áp dụng phương pháp nghiên
cứu sau:
+ Nghiên cứu bãi đỗ xe thông minh trên lý thuyết: tham khảo các tài liệu liên quan, tổng
hợp, phân tích số liệu thống kê.
+ Nghiên cứu mơ hình bãi đỗ xe thơng đã có sẵn trên thực tế.
Áp dụng các phương pháp đã được học trong thiết kế cơ điện tử vào xây dựng mơ hình:
+ Tìm hiểu ngun lý làm việc, quy trình cơng nghệ của hệ thống, hệ thống cơ khí, hệ
thống điều khiển, hệ thống cảm biến, cơ cấu chấp hành …
+ Thiết kế hệ thống
1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài
− Tiết kiệm thời gian và nhiên liệu, hao mòn xe; tránh xung đột khi có va chạm khi tiến
lùi xe vào chỗ đỗ, nhất là giờ cao điểm.
− Giảm thiểu khách hàng khiếu nại do nhân viên điều tiết nhầm lẫn; hay nhân viên quan
sát tổng không cập nhật thông tin tức thời; hoặc tốn nhiều thời gian chạy vịng vịng
trong bãi để tìm chỗ đậu,…
− Thiết bị chất lượng cao; hệ thống hoạt động bền bỉ, liên tục, lâu dài.
− Thu hút khách hàng khơng chỉ đến từ tịa nhà của bãi giữ xe, mà cịn khách hàng đến
các địa điểm gần đó, nhờ vậy tăng doanh thu, nhanh lấy lại vốn đầu tư
− Hạn chế việc đền bù vì nguy cơ thiệt hại cho xe.
− Xuất báo cáo khi cần thiết, hiểu được thói quen của chủ phương tiện về “sở thích” vị
trí và thời gian đậu xe, nhờ đó đặt vị trí quảng cáo phù hợp, giúp tăng thu nhập
10


CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Nguyên lý hoạt động

Kiểm soát xe vào
+ Sau khi xe đi vào, cảm biến hồng ngoại nhận biết có xe đi vào.
+ Người giữ xe quét thẻ, hệ thống camera sẽ nhận dạng và lưu trữ lại biển số xe.
+ Khi thẻ từ được kích hoạt từ vị trí người đỗ, PLC có thơng tin cụ thể Pallet cần
đi xuống, động cơ sẽ quay.
Kiểm soát xe ra
+ Thẻ từ người quản lý bãi xe nhận được khi chủ xe muốn lấy xe ra ngoài.
+ Người quản lý bãi xe quét thẻ từ, camera đối chiếu với dữ liệu đầu vào so sánh
với dữ liệu biển số hiện tại.
+ Khi nhận thông tin người lấy xe động cơ quay Pallet đi xuống
+ Màn hình hiển thị chỗ trống xe chuyển thành màu xanh khi xe ra khỏi bãi.
2.2. Các thiết bị cơ khí cơ bản
2.2.1 Các thiết bi hệ thống điều khiển
PLC
Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Control) viết tắt là
PLC, là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật tốn điều khiển số thơng
qua một ngơn ngữ lập trình thay cho việc phải thể hiện thuật tốn đó.
Để thực hiện được một chương trình điều khiển, PLC phải có tính năng như
một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ điều hành, bộ nhớ để
lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và các cổng vào/ra để giao tiếp được với đối
tượng điều khiển và để trao đổi thông tin với môi trường xung quanh. Bên cạnh đó
nhằm phục vụ bài tốn điều khiển số PLC cịn phải có thêm các khối chức năng đặc
biệt như: Bộ đếm (Counter) bộ thời gian (Timer) và những khối hàng chuyên dụng.

11


Hình 2.5 Cấu trúc của bộ điều khiển PLC
Ưu điểm của PLC:
2

Logic của quá trình điều khiển được thực hiện bằng chương trình chứ khơng
phải bằng dây nối.

3

Độ bền dẻo cao.

4

Nhờ có những Module đã được thiết kế chuẩn hóa mà người dùng có khả
năng giải quyết gần hết các q trình có trong điều khiển tự động một cách
đơn giản và thuận tiện.

5

Tốc độ xử lý của PLC khá cao.

6

Tiêu tốn ít năng lượng.

7

Dễ dàng sử dụng và dễ dàng ghép nối.

8

Việc lập trình tương đối đơn giản nhờ sự trợ giúp của hệ lập trình PG
(Programer) và các khối chức năng cứng như trên máy PG.

9

Dễ dàng thiết lập trao đổi thông tin với PLC khác và máy tính PC thơng qua
mạng LAN.

10

Dễ dàng khởi động.

11

Sử dụng PLC trong các hệ thống điều khiển phức tạp sẽ cho ta hiệu quả kinh
tế cao hơn, giá thành hạ hẳn so với phương pháp dùng dây nối cứng hoặc
dùng các mạch điện tử rời rạc.

a)

Bộ chuyển đổi nguồn

12


- Bộ đổi nguồn xoay chiều thành điện một chiều 24V được sử dụng để
chuyển đổi điện áp
đầu vào cho các thiết bị sử dụng điện 12V DC. Bảo vệ quá tải, quá áp.
Bộ đổi nguồn
24VDC để cung cấp cho động cơ, cảm biến, PLC.
- Thông số kĩ thuật:
+ Điện áp đầu vào: 220-240 VAC

+ Điện áp đầu ra: 24V
+ Tần số: 50-60Hz
+ Dịng ra tối đa: 5A
+ Cơng suất: 60

Hình 2. 6 Bộ guồn
2.3 Xử lý ảnh bằng OpenCV_Python
2.3.1Tổng quan về Python

13


Con người thu nhận thông tin qua các giác quan, trong đó thị giác đóng
vai trị quan trọng nhất. Những năm trở lại đây với sự phát triển của phần cứng
máy tính, xử lý ảnh và đồ hoạ đó phát triển một cách mạnh mẽ và có nhiều ứng
dụng trong cuộc sống. Xử lý ảnh và đồ hoạ đóng một vai trò quan trọng trong
tương tác người máy.
Xử lý ảnh là việc chọn lọc những thông tin mong muốn từ những bức ảnh
chụp từ máy ảnh hoặc máy scan
Để chọn lọc những thông tin mong muốn được chứa trong bức ảnh,
phương pháp cơ bản được dùng trong xử lý hình ảnh là loại bỏ những phần
thông tin ảnh không mong muốn.
Quá trình xử lý ảnh được xem như là quá trình thao tác ảnh đầu vào nhằm
cho ra kết quả mong muốn. Kết quả đầu ra của một quá trình xử lý ảnh có thể là
một ảnh “tốt hơn” hoặc một kết luận.
Xử lý hình ảnh kĩ thuật số bắt đầu từ việc phân chia hình ảnh ra thành các
phần tử ảnh đơn vị (gọi là Pixel = Picture Element).
Quá trình xử lý ảnh được xem như là quá trình thao tác ảnh đầu vào nhằm
cho ra kết quả mong muốn. Kết quả đầu ra của một quá trình xử lý ảnh có thể là
một ảnh “tốt hơn” hoặc một kết luận.

Hình 2.7 Quá trình xử lý ảnh
Ứng dụng xử lý ảnh của OpenCV để giải quyết bài toán nhận dạng biển
Ảnh có thể xem là tập hợp các điểm ảnh và mỗi điểm ảnh được xem như
là đặc trưng cường độ sáng hay một dấu hiệu nào đó tại một vị trí nào đó của đối
14


tượng trong khơng gian và nó có thể xem như một hàm n biến P(c1, c2,..., cn).
Do đó, ảnh trong xử lý ảnh có thể xem như ảnh n chiều.
Sơ đồ tổng quát của một hệ thống xử lý ảnh:

Hình 2. 8 Các bước cơ bản trong hệ thống xử lý ảnh

15


2.3.1 Nhận dạng biển số xe
Sơ đồ thuật toán phát hiện vùng chứa biển số xe

Giai đoạn 1: Biến đổi sang ảnh xám Gray và làm mịn ảnh
Ảnh đầu vào là một ảnh bất kì, được chuyển về ảnh có 26 mức xám và tiến
hành lọc và giảm nhiễu.
Để tiến hành giảm nhiễu, nhóm em sử dụng bộ lọc bilateralFilter để làm
giảm khả năng bị mờ biên.

Hình 2.0.9 Xử lý ảnh sang ảnh xám
Giai đoạn 2: Tiến hành phân ngưỡng và phát hiện biên

Có hai q trình phân ngưỡng đó là phân ngưỡng tự động và phân
ngưỡng không tự động.
Với phần vùng biển số là khá nhỉ so với toàn bộ ảnh nên q trình
phân ngưỡng tự động sẽ dễ gây lỗi, khơng làm sáng tỏ vùng có biển số.
Qua thực nghiệm ta thấy phân vùng biến số thường có ngưỡng từ 100220 vì vậy trong phần này của nhóm em sẽ tiến hành tìm vùng biển số với từng
ngưỡng bằng vịng lặp for. Vòng lặp này sẽ xuất phát từ ngưỡng 100 đến 200 vì
thơng thường phát hiện vùng biển số sẽ rõ thì ngưỡng 100-120 là có thể dừng
vịng lặp để tiết kệm thời gian tính tốn.
Kết thúc giai đoạn này ta thu được ảnh 8 bit kênh đơn để làm nguồn
cho giai đoạn thứ 3.
Giai đoạn 3: Tìm đường bao đối tượng
Khi ta tiến hảnh phần ngưỡng sẽ làm hiện rư vùng biên số. trong giai
đoạn nảy ta có thẻ sử dụng các phương pháp phát hiện biển.
Khi có ảnh 8-bịt kênh đơn thu được ở giải đoạn 2 chúng ta tiến hành
tìm các vùng biến là đơi tượng riêng băng hàm findContourns (trong thư viện
openCV) để trích các vùng và lây thông số của các vùng như tọa độ điểm của
các cạnh, diện tích của vùng.

Hình 2.10 Tìm đường bao các đối tượn


Giai đoạn 4: Tách vùng biển số
Sau khi có được những thơng số của giai đoạn 3 tìm thấy. Dựa vào các
đặc điểm của biên số mà em tiên hành như sau:
Tìm đường bao đối tượng với với tiêu chỉ tỉ lệ 3.50.8Để hạn chế số lượng vùng tím thây em tiền tục lọc ảnh theo tiêu chí
điện tích đề hạn chế những vùng quá nhỏ và quá lớn so với vùng biển số. Với
ảnh đầu vào được thay đồi kích cỡ vẻ ảnh có cỡ 640X480 thì vùng biển số sẽ
nằm trong khoảng diện tích từ 1500 - 25000.

Tiến hành cắt các vùng có thẻ là biên số nhất trên ảnh xám đã lọc ở
giai đoạn 1 để làm nguồn cho giai đoạn cắt ký tự để làm mẫu cho các quá trình
nhận đạng ký tự (tự xây dựng). Ở giai đoạn này có thê kết hợp dùng các bài toán
nhận dạng ký tự để phát hiện biển số xe.

Hình 2.11 Khoanh vùng và cắt ảnh biển số
− Ảnh biển số xe được lưu tự động vào thiết bị ghi nhớ của bộ điều khiển
2.4 Công nghệ RFID
2.4.1 RFID là gì?
RFID là chữ viết tắt của từ Radio Frequency Identification. Dịch ra tiếng
Việt có nghĩa là cơng nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vơ tuyến. Hiểu một
cách đơn giản thì hai thiết bị phát ra sóng điện từ, có cùng một tần số khi gặp
nhau có thể nhận dạng được nhau. Tần số 125Khz và 900Khz là hai tần số
thường được sử dụng trong RFID mà chúng ta có thể gặp.


Thiết bị RFID được cấu tạo từ 2 thành phần chính là: thiết bị phát mã đã
được gắn chip và thiết bị để đọc. Thiết bị phát mã sẽ được gắn vào vật cần được
nhận dạng còn thiết bị đọc sẽ được gắn anten giúp thu phát sóng điện tử. Thiết bị
RFID khác nhau sẽ có mã số khác nhau và không bị trùng lặp. Khi hai thiết bị
gặp nhau, tần số trùng khớp thì sẽ nhận dạng được nhau.
2.4.2 Nguyên lý hoạt động của RFID
Công nghệ RFID hoạt động theo nguyên lý khá đơn giản, đó là: Thiết bị
RFID đọc được đặt cố định ở một vị trí. Chúng sẽ phát ra sóng vơ tuyến điện ở
một tần số nhất định để phát hiện thiết bị phát xung quanh đó.
Khi RFID phát đi vào vùng sóng vơ tuyến điện mà RFID đọc phát ra, hai
bên sẽ cảm nhận được nhau. RFID phát sẽ nhận sóng điện tử, thu nhận và phát
lại cho RFID đọc về mã số của mình. Nhờ vậy mà RFID đọc biết được thiết bị
RFID phát nào đang nằm trong vùng hoạt động.
Bên trong thẻ chip của công nghệ RFID chứa các mã nhận dạng. Đối với

thẻ 32bit có thể chứa tới 4 tỷ mã số. Khi sản xuất, mỗi một thẻ chip RFID sẽ
được gắn 1 mã số hoàn toàn khác nhau. Điều này sẽ giúp cho RFID đọc nhận
dạng chính xác mà khơng bị nhầm lẫn. Chính nhờ điều này giúp cho các thiết bị
đã được gắn RFID mang lại độ an tồn, tính bảo mật cao.

Hình 2.12 Nguyên lý hoạt động của thẻ RFID


2.5 Cảm biến từ tính
2.5.1 Cảm biến từ tính là gì?
Cảm biến từ là một cảm biến được sử dụng để nhận thấy các nhiễu loạn
cũng như thay đổi trong từ trường như cường độ, hướng và từ thơng. Có nhiều
loại cảm biến phát hiện khác nhau có thể hoạt động trên một số đặc điểm như
ánh sáng, áp suất, nhiệt độ. Những cảm biến này được tách thành hai nhóm. Cái
thứ nhất được sử dụng để tính tổng từ trường, trong khi cái thứ hai được sử dụng
để tính các thành phần vectơ của trường.
Cấu tạo của cảm biến từ tính: Cảm biến từ sẽ chia thành cuộn cảm, bộ
cảm ứng và xử lý tín hiệu; ngõ ra điều khiển.

Hình 2.13 Cấu tạo của cảm biến từ tính
2.5.2 Ngun lý hoạt động
Khi được cấp nguồn, dòng điện sẽ chạy qua một mạch chứa cuộn cảm khi
từ trường xuyên qua nó thay đổi. Hiệu ứng này sử dụng để phát hiện các vật thể
kim loại tương tác với từ trường. Các chất phi kim loại như chất lỏng hoặc bụi
bẩn sẽ khơng tương tác với từ trường. Do đó, cảm biến từ có thể hoạt động t ốt
trong mơi trường có bụi hoặc trong điều kiện ẩm ướt.


Cảm biến từ có kích thước và thiết diện càng lớn thì từ trường phát ra
càng mạnh; điều này đồng nghĩa với khoảng diện tích mà nó có thể phát hiện vật

thể càng lớn; hiệu quả sự dụng mà nó mang lại sẽ càng cao.

Hình 2.14 Nguyên lý hoạt động của cảm biến từ tính
2.6 Cảm biến tiệm cận điện dung
2.6.1 Khái niệm
Cảm biến tiệm cận điện dung là cảm biến tiệm cận phát hiện vật thể gần;
trong phạm vi tính bằng đơn vị milimet. Cảm biến tiệm cận điện dung được
dùng khá nhiều trong môi trường công nghiệp. Điểm đặc biệt là cảm biến tiệm
cận điện dung có thể phát hiện cả vật bằng kim loại, phi kim loại và cả nước.
Cấu tạo: Bộ phận cảm biến, mạch dao động, mạch phát tín hiệu 28, mạch
đầu ra

Hình 2.15 Cảm biến tiệm cận điện dung
2.6.2 Nguyên lý hoạt động


Tụ điện gồm hai bản cực và chất điện môi ở giữa. Khoảng cách giữa hai điện
cực ảnh hưởng đến khả năng tích trữ điện tích của một tụ điện (điện dung là đại
lượng đặc trưng cho khả năng tích trữ điện tích của một tụ điện).
Nguyên tắc hoạt động của cảm biến tiệm cận loại điện dung dựa trên sự thay đổi
điện dung khi vật thể xuất hiện trong vùng điện trường. Từ sự thay đổi này trạng
thái “On” hay “Off” của tín hiệu ngõ ra được xác định.
Một bản cực là thành phần của cảm biến, đối tượng cần phát hiện là bản cực còn
lại.
Tùy thuộc vào cấu tạo của sản phẩm, dãi đo của cảm biến tiệm cận với khoảng
cách phát hiện nhỏ từ 0 đến 50mm.

Hình 2. 16 Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận điện dung

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
3.1 Thiết kế hệ thống cơ khí
3.1.1 Mơ hình hóa hệ thống trên solid

Hình 3.17 Mơ hình hóa trên solidword
Các kí hiệu có trên mơ hình:
1: Khung mơ hình
2: Pallet đỗ xe
3: Hệ thống treo
4: Giá treo
5: Động cơ
6: Bộ truyền đai
7 Trục vít, bánh vít
3.1.2 Phân tích hệ thống


- Một cơ cấu khung thép chắc chắn đặt thẳng đứng đủ để chịu được sức nặng khi đầy
tải là trọng lượng của 4 xe và các chi tiết như pallet, động cơ, trục vít, bánh vít,
xích,…
- Các tấm đỡ pallet sẽ được móc treo cố định vào hệ thống xích sắp xếp theo một vịng
trịn với khoảng cách cỗ định di chuyển theo phương thẳng đứng.
- Một cặp thanh ray dẫn hướng cố định vào khung tạo ra một rãnh theo chiều dọc, trên
thanh ray sẽ được thiết kế thêm các chân liên kết với giá treo pallet chứa xe.
- Một động cơ truyền động để lưu thông chuỗi xe, động cơ sẽ được lắp đặt trên khung,
trục động cơ được đưa vào hệ thống trục vít bánh vít giúp làm tăng khả năng hãm,
làm việc êm, có tỉ số truyền khá lớn, từ trục quay sẽ đưa vào hệ thống.
3.1.3Tính chọn động cơ
Bảng 2.1 Bảng thơng số kích thước của một số hãng xe hơi
Thông số kĩ thuật

Xe 4 chỗ

Xe 5 cửa

Xe thể thao đa
dụng

Dài

4900 mm

3850 mm

5300 mm

Rộng

1800 mm

1695 mm

2100 mm

Cao

1450 mm

1530 mm

1500 mm

1800 kg

1100 kg

3000

Cân nặng

Tính tốn
Hệ thống chịu tải trọng lớn nhất trong trường hợp 1 bên đầy tải, 1 bên khơng
có tải với khối lượng mỗi xe là 3000kg
Tính tốn động cơ:
Xem xét chiều rộng chiều cao của pallet, đường kính của bánh xích theo
chiều ngang là D=2400 mm.
Vận tốc chuỗi (v):
v=


Trong đó: D là đường kính bánh xích
N: tốc độ của bánh răng dẫn động
Giả định vận tốc chuỗi là v = 6m/phút = 0.1m/s (đây là tốc độ cần thiết của
pallet. Như vậy mỗi pallet thay đổi vị trí khoảng 15s)
Vì thế tốc độ của bánh răng dẫn động là N = 0.796 vòng/phút
Lực kéo � ��� = � ���. � = 3000.4.9.81 = 117720 �
Momen xoắn � =
Công suất � = 2 ΠNT/60=11,775Kw

Hệ số K= K1.K2.K3
Trong đó K1 = 1,252 hệ số tải

K2 = 1,5 hệ số bôi trơn
K3 = 1,25 hệ số làm việc ( khoảng 16h mỗi n