(TIỂU LUẬN) bài tập lớn MẠNG kết nối vạn vật đề tài ứng dụng internet of thing trong bãi đậu xe thông minh tại trường đại học kinh tế quốc dân

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN
VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ KINH TẾ SỐ
--------🙞🙞🙞--------

BÀI TẬP LỚN MẠNG KẾT NỐI VẠN VẬT

Đề tài: Ứng dụng Internet of Thing trong bãi đậu xe thông minh tại
Trường Đại học Kinh tế Quốc dân.

Họ và tên: Vũ Thị Kim Liên
Mã sinh viên: 11192733
Lớp: CNTT61B

Hà nội, 4/2022

Mục lục


M ởđầầu........................................................................................................................................................1
I.

Hiện trạng IoT của bãi gửi xe tại trường.........................................................................................2

II. Giải pháp.................................................................................................................................................3
1.

Mô tả h ệ thôống...........................................................................................................................3

2.

Sơ đồ hệ thống...........................................................................................................................5

3.

Sơ đồ chức năng.........................................................................................................................6

4.

Quy trình vận hành...................................................................................................................7

5.

Lợi ích........................................................................................................................................7

II.

Mơ phỏng hệ thống............................................................................................................................9
1.

Danh mục thiết bị cần thiết.......................................................................................................9

2.

Lập trình....................................................................................................................................9

T ổ
ng kếết.....................................................................................................................................................17
Danh mục tài liệu tham khảo.....................................................................................................................18


Mở đầu

Kinh tế Quốc dân là một trong những trường đại học hàng đầu của Việt Nam với
chỉ tiêu tuyển sinh khoảng 25000 học sinh mỗi năm. Trường ta có số sinh viên đơng
đúc trong khi đó phương tiện di chuyển đi lại chủ yếu là xe máy. Mặc dù trường mình
đã có 3 bãi gửi xe dành cho sinh viên nhưng vẫn chưa đáp ứng hoàn toàn nhu cầu.
Con người đang tiến tới thời đại 4.0 với những giải pháp công nghệ thông tin tiên
tiến hiện đại được áp dụng vào đời sống hàng ngày. Là một trường đại học lớn, trường
ta nên áp dụng nhiều hơn các công nghệ thông minh đặc biệt là các công nghệ với kết
nối vạn vật Internet of Things.
Vì vậy, em mong muốn bãi gửi xe của nhà trường có thể hoạt động thơng minh
hơn để có thể đáp ứng nhu cầu của sinh viên. Em đề xuất một mơ hình bãi gửi xe
thông minh kết hợp với công nghệ IoT. Đây được xem là giải pháp hữu hiệu, mang lại
hiệu quả cao nhất.

Mơ hình bãi giữ xe thơng minh là một thành quả của việc áp dụng công nghệ
thông tin, tự động hóa và viễn thơng vào cuộc sống. Giải pháp giúp quản lý thông tin
xe vào ra tại các bãi giữ xe trong siêu thị, bệnh viện, chung cư… bằng máy móc, thiết
bị cơng nghệ hiện đại. Sự liên kết giữa các thiết bị giúp quản lý chính xác được xe ra vào tới từng thời điểm, từng biến số xe và hình ảnh lái xe thơng qua camera nhận dạng
biển số và ID cấp cho từng thẻ. Việc soát vé tại cổng ra / vào sẽ trở lên dễ dàng, hiệu
quả, tiết kiệm thời gian, tránh ùn tắc xe và tạo nét văn minh, hiện đại cho các khu
trung tâm.
Đây là giải pháp nhằm quản lý khoa học, chính xác và an tồn cho các bãi giữ xe
với quy mơ từ nhỏ đến lớn. Ngoài ra, giải pháp bãi đỗ xe thơng minh cịn đảm bảo việc
chống mất cắp xe, quản lý thu phí chính xác, chống thất thốt, giảm nhân viên kiểm
soát. Giải pháp được đánh giá là giải pháp thân thiện với mơi trường, khơng có rác thải
từ vé giấy và đặc biệt tất cả các thiết bị sử dụng đều đạt chuẩn công nghiệp, hoạt động

liên tục, bền bỉ trong môi trường khắc nghiệt như tại Việt Nam.

1


I.

Hiện trạng IoT của bãi gửi xe tại trường

Bãi gửi xe của trường ta là một bãi gửi xe thông minh sử dụng thẻ từ khi đã tích
hợp các máy móc, cơng nghệ vào trong khâu quản lý.
+ Cửa vào của hệ thống: sinh viên vào giữ xe sẽ được cấp một thẻ cảm ứng, khi

gửi xe nhân viên sẽ quét thẻ qua đầu đọc, hệ thống sẽ tự ra lệnh cho 2 camera chụp
gương mặt và biển số của chủ xe.
+ Với cửa ra: khi lấy xe, khách hàng hoặc nhân viên giữ xe quẹt thẻ qua đầu đọc,
hệ thống sẽ tự động nhận dạng chính xác và hiện lên hình ảnh của khách hàng đã được
chụp lúc trước khi vào. Đồng thời lúc đó, bảng sẽ hiện số tiền cần phải trả. Nhân viên
giữ xe sẽ xem hình, và so sánh, thu tiền.
Tuy nhiên, mơ hình mà trường đang áp dụng vẫn còn nhiều bất cập.

Khi vào gửi xe, sinh viên sẽ được cấp thẻ từ. Thẻ dùng hiện nay đã cũ và
không thuận tiện cho người dùng. Vẫn có nhiều sinh viên làm rơi mất thẻ xe, dẫn tới
khó khăn khi làm thủ tục lấy xe ra.


Hệ thống gửi xe này vẫn thu phí gửi theo cách truyền thống. Điều này làm
cho khó quản lý doanh thu cuối ngày cho nhân viên khi phí gửi xe là một số tiền nhỏ
và rải rác. Ngoài ra khi thu phí như thế này cũng làm tốn thêm thời gian cho cả nhân
viên và sinh viên và có thể gây ra tắc nghẽn nhất là trong giờ cao điểm.

Chỗ để xe vẫn còn lộn xộn. Sinh viên khi vào gửi khơng thể biết được chỗ
nào cịn trống dẫn tới việc mất thời gian tìm chỗ đậu xe. Trong những ngày sinh viên
đi học đơng cịn có thể xảy ra trường hợp các xe để chen chúc với nhau có thể gây va
chạm, hỏng xe của sinh viên.

Hệ thống gửi xe vẫn cịn truyền thống dẫn tới việc khó kiểm sốt lượng xe
ra, vào bãi gửi. Điều này làm giảm an ninh khu gửi xe khi sinh viên hay bị mất đồ: mũ

bảo hiểm, áo mưa…

2


II. Giải pháp
1.

Mô tả hệ thống

Công nghệ đỗ xe thông minh sáng tạo kết hợp với kết nối IoT giúp giải quyết vấn
đề về an ninh, chất lượng bãi giữ xe tại trường mình. Các cảm biến IoT được cài đặt

xác định vị trí chỗ đậu xe trống. Dữ liệu IoT này được truyền qua kết nối không dây
đến máy chủ đám mây. Tất cả dữ liệu từ bãi đậu xe được thu thập và phân tích trong
thời gian thực để tạo ra một bản đồ khơng gian có sẵn được cung cấp cho những người
tìm kiếm một khơng gian.
Người lái xe tìm kiếm một chỗ đậu xe có thể tham khảo bản đồ bãi đậu xe thông
minh thời gian thực và được hướng dẫn đến không gian trống gần nhất. Các hệ thống
tiên tiến có thể dành các khơng gian này và nhận thanh toán điện tử từ các trình điều
khiển.
Trong nghiên cứu trường hợp phát triển giải pháp đỗ xe thông minh IoT, các thành
phần kỹ thuật bao gồm cảm biến siêu âm HC-SR04 đo khoảng cách vật lý bằng sóng
siêu âm và vi điều khiển ESP8266. Cả hai đều được lắp đặt tại mọi chỗ đậu xe.

Hình 1 Mơ hình

Thiết bị IoT gửi bản cập nhật định kỳ bằng tín hiệu khơng dây bằng giao thức
MQTT đến máy chủ đám mây chạy dịch vụ AWS IoT. Máy chủ đám mây tập hợp dữ
3


liệu về tất cả các vị trí đỗ xe. Điều này cho người dùng thông qua một trang web hoặc
ứng dụng di động các điểm đỗ xe có sẵn để cho phép họ chọn một.
Trong hệ thống, em dùng cảm biến IR. Cảm biến IR hay còn gọi là cảm biến hồng
ngoại là cảm biến chiếu ra tia hồng ngoại mà mắt người khơng nhìn thấy được, nhằm
trao đổi tín hiệu giữa các thiết bị với nhau hoặc dùng để quan sát, nhận diện vật thể

trong tối. Công nghệ này thường được ứng dụng để điều khiển các thiết bị từ xa.

Hình 2 C ảm biếến IR

Cảm biến IR sẽ xác định xem chỗ đậu xe đã có xe hay chưa. Khi đã có xe, đèn
báo phía trên là màu đỏ, ngược lại là màu xanh. Đèn báo sẽ giúp cho sinh viên dễ dàng
tìm được chỗ đậu xe hơn.
Từ cảm biến IR, hệ thống biết được số chỗ còn trống và cập nhật trên đèn LED
thông báo. Ở đầu mỗi dãy gửi xe, sẽ có biển thơng báo về số chỗ trống trong dãy giúp
cho sinh viên dễ dàng tìm được chỗ trống gửi xe.
Ngồi cập nhât lên biển thơng báo, hệ thống cịn cập nhật trên màn hình thơng báo
của quản lý để dễ dàng kiểm sốt.

Trong mơ hình bãi đậu xe thơng minh cịn có hệ thống nhận dạng thẻ từ. Thẻ từ
RFID được tích hợp trong thẻ sinh viên để tránh tình trạng rơi mất. Thẻ từ dùng để xác
nhận thời gian ra và vào của xe. Từ đó, hệ thống có thể tính tốn chi phí gửi xe của
sinh viên.
Trong chỗ đậu xe có hệ thống nhận diện biển số xe để thuận tiện cho lưu trữ và
đảm bảo an ninh khu vực.

4


Dữ liệu về thời gian ra/vào, phí gửi… sẽ được đồng bộ hóa lên đám mây và sử
dụng kèm theo ứng dụng trên điện thoại thông minh. Dữ liệu về lịch sử gửi xe, thông

tin sinh viên… được hiển thị trên ứng dụng giúp cho sinh viên dễ dàng quản lý. Chi
phí gửi xe sẽ được trừ vào số tiền sinh viên đã nạp trước vào trong hệ thống.

2.

Sơ đồ hệ thống

Hình 3 Mơ tả vị trí đậu xe

5

Sau khi xe vào chỗ đỗ, thuật toán tự động trừ đi số chỗ còn trống được hiển thị
trên bảng thơng báo và màn hình hiển thị của quản lý viên. Các đèn tại chỗ đã có xe đỗ
chuyển sang màu đỏ. Các dữ liệu sẽ được đồng bộ lên đám mây.

3.
Sơ đồ chức năng
Sơ đồ chức năng hệ thống

Hình 4 S ơđơồ ch ứ
c năng h ệthơếng

4.

Quy trình vận hành

Bãi đậu xe có biển thơng báo ở đầu mỗi dãy xe. Biển thơng báo số chỗ cịn trống
trong mỗi hàng. Phía trên mỗi chỗ đậu xe có đèn thơng báo, đèn xanh là chỗ cịn trống,
khi đã có xe đậu, đèn chuyển sang màu đỏ. Bên cạnh mỗi chỗ trống có một cột cảm
ứng thẻ từ dùng để đọc thời gian vào và ra.
Khi xe vào chỗ trống, đèn sẽ tự động chuyển sang đỏ. Sinh viên quét thẻ để xác
định chỗ trống đang có xe và xác nhận thời gian vào. Hệ thống sửa đổng thông tin hiển
thị trên biển thơng báo và màn hình hiển thị của quản lý.
Khi xe ra, sinh viên quét thẻ một lần nữa để xác nhận kết thúc gửi xe, hệ thống
tính tốn thời gian và phí gửi xe.

Sau khi xe ra, đèn chuyển thành màu xanh. Hệ thống tự động cập nhập trên biển
báo và màn hình của quản lý.
6


5.

Lợi ích
Khi áp dụng cách quản lý bãi giữ xe thơng minh bộ phận quản lý có thể
hồn tồn n tâm về các vấn đề như doanh thu và giảm tối đa nguồn nhân lực so với
cách quản lý bãi xe truyền thống:
- Giảm chi phí nhân lực

- Kiểm tra được doanh thu hàng ngày, tháng giảm thất thoát tối đa
- Phần mềm tự động phát hiện các xe gần hết hạn (với xe sử dụng gói nạp tiền theo
tháng) và thông báo số tiền trong tài khoản sắp hết tiền để cảnh báo cho chủ phương
tiện.
- An toàn tuyệt đối tránh tình trạng làm giả vé dẫn đến thiệt hại về tài sản và uy tín
- Thuận tiện cho sinh viên trong việc quản lý phương tiện.

7


II.
1.


không





2.

Mô phỏng hệ thống
Danh mục thiết bị cần thiết
IR sensors (3 in this model): dùng để cảm ứng vị trí đậu xe còn trống hay

Microcontroller (2 arduino boards): điều khiển hệ thống
WiFi module (ESP8266): kết nối các thiết bị với nhau
RFID tag: xác nhận thẻ
Servo motor
LCD display (optional): hiển thị thơng báo
Lập trình

a.
Hệ thống kiểm sốt chỗ trống
Các cảm biến IR sẽ được kết nối trong các chân khác nhau và sẽ cung cấp cho
trạng thái của khu vực (1: đã có xe và 0: cịn trống). Dữ liệu này sẽ được tải lên máy
chủ. Thông tin được tải lên bằng cách sử dụng mơ-đun wifi ESP8266.

Code lập trình trên Arduino:
#include <SoftwareSerial.h>
const int ProxSensor1=5;
const int ProxSensor2=6;
const int ProxSensor3=7;

//Software Serial library

int inputVal = 0;
SoftwareSerial mySerial(12, 13);
SoftwareSerial espSerial(2, 3);
#define DEBUG true

String mySSID = "ram";
// WiFi SSID
String myPWD = "ramnath123$"; // WiFi Password
String myAPI = "I3SMDXSR4EMUK7CR";
// API Key
String myHOST = "api.thingspeak.com";
String myPORT = "80";
String myFIELD1 = "field1";
String myFIELD2 = "field2";
String myFIELD3 = "field3";
int sendVal1; int sendVal2; int sendVal3;
8

int k=0;

void setup()
{
Serial.begin(9600);
mySerial.begin(115200);
espSerial.begin(115200);
pinMode(ProxSensor1,INPUT); //Pin
output of proximity sensor
pinMode(ProxSensor2,INPUT);

pinMode(ProxSensor3,INPUT);

2

is

connected

to

the

espData("AT+RST", 1000, DEBUG);//Reset the ESP8266 module
espData("AT+CWMODE=1", 1000, DEBUG); //Set the ESP mode as
station mode
espData("AT+CWJAP=\""+ mySSID +"\",\""+ myPWD +"\"", 1000,
DEBUG);
//Connect to WiFi network
/*while(!esp.find("OK"))
{
//Wait for connection
}*/
delay(1000);
}

void loop()
{
sendVal1=digitalRead(ProxSensor1);
sendVal2=digitalRead(ProxSensor2);
sendVal3=digitalRead(ProxSensor3);
String sendData1 = "GET /update?api_key="+ myAPI +"&"+
myFIELD1 +"="+String(sendVal1);
String sendData2 = "GET /update?api_key="+ myAPI +"&"+
myFIELD2 +"="+String(sendVal2);
String sendData3 = "GET /update?api_key="+ myAPI +"&"+
myFIELD3 +"="+String(sendVal3);
espData("AT+CIPMUX=1", 1000, DEBUG);

//Allow
multiple
connections
9


espData("AT+CIPSTART=0,\"TCP\",\""+ myHOST +"\","+ myPORT,
1000, DEBUG);
espData("AT+CIPSEND=0,"
+String(sendData1.length()
+4),1000,DEBUG);
espSerial.find(">");

espSerial.println(sendData1);
espData("AT+CIPMUX=1", 1000, DEBUG);
//Allow
multiple
connections
espData("AT+CIPSTART=0,\"TCP\",\""+ myHOST +"\","+ myPORT,
1000, DEBUG);
espData("AT+CIPSEND=0,"
+String(sendData2.length()
+4),1000,DEBUG);
espSerial.find(">");
espSerial.println(sendData2);

espData("AT+CIPMUX=1", 1000, DEBUG);
//Allow
multiple
connections
espData("AT+CIPSTART=0,\"TCP\",\""+ myHOST +"\","+ myPORT,
1000, DEBUG);
espData("AT+CIPSEND=0,"
+String(sendData3.length()
+4),1000,DEBUG);
espSerial.find(">");
espSerial.println(sendData3);
Serial.print("Value to be sent: ");

Serial.println(sendVal1);
Serial.print("Value to be sent: ");
Serial.println(sendVal2);
Serial.print("Value to be sent: ");
Serial.println(sendVal3);
if(k==0&&sendVal1==1&&sendVal2==1&&sendVal3==1)
{
SendMessage();
k=1;
}
if (mySerial.available()>0)
Serial.write(mySerial.read());

espData("AT+CIPCLOSE=0",1000,DEBUG);
//delay(100);
}

10


String espData(String command, const
debug)
{
Serial.print("AT Command ==> ");
Serial.print(command);

Serial.println("
");

int

timeout,

boolean

String response = "";
espSerial.println(command);
long int time = millis();

while ( (time + timeout) > millis())
{
while (espSerial.available())
{
char c = espSerial.read();
response += c;
}
}
if (debug)
{
//Serial.print(response);
}

return response;
}
}

b.
Hệ thống xác thực
Code:
#include<MFRC522.h>
#include<LiquidCrystal.h>
#include<SPI.h>
#include<Servo.h>
#define rs A0

#define en A1
#define d4 4
11


#define d5 5
#define d6 6
#define d7 7
int pos=0;

MFRC522 mfrc522(10,9);
LiquidCrystal lcd(rs,en,d4,d5,d6,d7);

Servo myservo;
Servo myservo2;
//void up(int i){
// for (pos = 0; pos <= 180; pos += i) { // goes from 0 degrees
to 180 degrees
//// in steps of 1 degree
//myservo.write(pos);
// tell
servo to
go to
position in variable 'pos'
//delay(50);

// waits 15ms for the servo to
reach the position
// }}
//
// void down(int i){ for (pos = 180; pos >= 0; pos -= i) { //
goes from 180 degrees to 0 degrees
//myservo.write(pos);
// tell
servo to
go to
position in variable 'pos'
//delay(50);

// waits 15ms for the servo to
reach the position
// }}
void setup()
{
pinMode(2,OUTPUT);
pinMode(3,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
SPI.begin();
lcd.begin(16,2);
myservo.attach(8);
myservo.write(140);

myservo2.attach(3);
myservo2.write(140);
// Serial.print("#ACCESS CONTROL#");
12


mfrc522.PCD_Init();
// Serial.println("Scan Tag");
}
void loop()
{ lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" PLEASE!

SCAN ");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" TAG TO ENTER ");
if(!mfrc522.PICC_IsNewCardPresent())
{
return;
}
if(!mfrc522.PICC_ReadCardSerial())
{
return;
}
String uid="";

Serial.println();
Serial.print("UID=");
for(int i=0;i{
Serial.print(mfrc522.uid.uidByte[i]<0x10 ? "0" : "");
Serial.print(mfrc522.uid.uidByte[i],HEX);
uid.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i]<0x10 ? "0" : ""));
uid.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i],HEX));
}
uid.toUpperCase();
if(uid=="D10DCA73")
{

//Serial.println("ravi");
lcd.clear();
delay(300);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" ACCESS GRANTED!");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" WELCOME Patel");
myservo.write(40);
myservo2.write(40);
13

//digitalWrite(2,HIGH);
}
else if(uid=="44070C05")
{
//Serial.println("ravi");
lcd.clear();
delay(300);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" ACCESS GRANTED!");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" welcome Ravi");
//digitalWrite(2,HIGH);

myservo.write(40);
myservo2.write(40);
}
else if(uid=="D5B1E261")
{
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
delay(300);
lcd.print(" ACCESS DENIED!");
//digitalWrite(3,HIGH);
myservo.write(140);
myservo2.write(140);

}
else
{lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" ACCESS DENIED!");
lcd.clear();
//lcd.print(" ACCESS DENIED!");
//digitalWrite(3,HIGH);
myservo.write(140);
myservo2.write(140);
}
delay(3000);
myservo.write(140);

myservo2.write(140);
14


// digitalWrite(2,LOW);
// digitalWrite(3,LOW);
lcd.clear();
// Serial.println("
Scan Tag");
return;
}

15


Tổng kết
Trong thời đại 4.0 hiện nay, con người đang dần tạo ra cuộc sống thơng minh dựa
vào máy móc để thuận tiện nhiều hơn trong cuộc sống. Mọi vật đều được kết nối
Internet và kết nối với nhau.
Là một trường đại học hàng đầu trong cả nước, Kinh tế Quốc dân cũng đang dần
thay đổi để thích nghi với thời đại. Trường ta đã áp dụng nhiều công nghệ hiện đại vào
việc phục vụ việc dạy và học của giảng viên và sinh viên.
Em tin rằng một hệ thống gửi xe thơng minh sẽ góp phần khơng nhỏ vào việc đổi
mới của trường.

16


Danh mục tài liệu tham khảo
Tiếng Anh
- S Ramnath( 2020), “IoT based Smart Parking System”, IOIEDU, IoT based
Smart Parking System - IoTEDU (iot4beginners.com), truy cập ngày 12-03-2022
- Shahid, Adnan( 2021), “SMART PARKING SYSTEM USING IOT”
,Techatronic, Smart parking system using IoT | IoT smart parking system | Smart
parking (techatronic.com), truy cập ngày 15-03-2022
- Viktor Gubochkin( 2020),” How To Use IoT For Smart Parking Solution

Development” , mobidev, How To Use IoT For Smart Parking Solution Development
(iotforall.com), truy cập ngày 24-03-2022
Tiếng Việt
- “Hệ thống báo chỗ trống và vị trí đỗ xe tầng hầm” (2020), Hệ thống báo chỗ
trống và vị trí đỗ xe tầng hầm (baigiuxethongminh.vn), truy cập ngày 25-03-2022
- “Thiết bị phát hiện chỗ trống cho bãi đỗ xe tự động” , Megatech, 1 tin nhắn mới
(megaparking.vn), truy cập ngày 27-03-2022

17