Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

i

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc.
✩ ✩
Số: ______ /BKĐT
Khoa: Điện – Điện tử
Bộ Môn: Viễn thông


NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

1. HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN VIẾT HOÀNG MSSV: 41001120
NGUYỄN DUY HUẤN MSSV: 41001191
2. NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG LỚP : DD10DV02
3. Đề tài: “Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID”
4. Nhiệm vụ (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):






5. Ngày giao nhiệm vụ luận văn:
6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
7. Họ và tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn


Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ Môn.

Tp.HCM, ngày… tháng… năm 20…
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH





PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN:
Người duyệt (chấm sơ bộ):
Đơn vị:
Ngày bảo vệ :
Điểm tổng kết:
Nơi lưu trữ luận văn:




Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

ii

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
✩ ✩
Khoa : Điện – Điện tử
Bộ môn: Viễn thông Ngày …. tháng … năm 20

PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
(dành cho giảng viên hướng dẫn)

1. Họ và tên SV: NGUYỄN VIẾT HOÀNG MSSV: 41001120
NGUYỄN DUY HUẤN MSSV: 40001191
Chuyên ngành: VIỄN THÔNG
2. Đề tài: “Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID”
3. Họ tên người hướng dẫn: TS. VÕ QUẾ SƠN
4. Tổng quát về bản thuyết minh:
Số trang: Số chương:
Bảng số liệu: Số hình vẽ:
Số tài liệu tham khảo: Phần mềm tính toán:
Hiện vật (sản phẩm):
5. Tổng quát về các bản vẽ :
- Số bản vẽ: Bản A0 Bản A1 Khổ khác
- Số bản vẽ vẽ tay: Số bản vẽ trên máy tính:
6. Những ưu điểm chính của LVTN:




7. Những thiếu sót chính của LVTN:




8. Đề nghị : Được bảo vệ  Bổ sung thêm để bảo vệ  Không được bảo vệ 
9. 3 câu hỏi SV phải trả lời trước Hội đồng:
1)

2)

3)

10. Đánh giá chung (bằng chữ : giỏi, khá, TB) : Điểm ________/10

Ký tên
(ghi rõ họ tên)




ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

iii

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
✩ ✩
Khoa : Điện – Điện tử
Bộ môn: Viễn thông Ngày …. tháng … năm 20

PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
(dành cho giảng viên phản biện)

11. Họ và tên SV: NGUYỄN VIẾT HOÀNG MSSV: 41001120
NGUYỄN DUY HUẤN MSSV: 41001191
Chuyên ngành: VIỄN THÔNG
12. Đề tài: “Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID”.
13. Họ tên người hướng dẫn: TS. VÕ QUẾ SƠN
14. Tổng quát về bản thuyết minh:
Số trang: Số chương:

Bảng số liệu: Số hình vẽ:
Số tài liệu tham khảo: Phần mềm tính toán:
Hiện vật (sản phẩm):
15. Tổng quát về các bản vẽ :
- Số bản vẽ: Bản A0 Bản A1 Khổ khác
- Số bản vẽ vẽ tay: Số bản vẽ trên máy tính:
16. Những ưu điểm chính của LVTN:




17. Những thiếu sót chính của LVTN:




18. Đề nghị : Được bảo vệ  Bổ sung thêm để bảo vệ  Không được bảo vệ 
19. 3 câu hỏi SV phải trả lời trước Hội đồng:
1)

2)

3)

20. Đánh giá chung (bằng chữ : giỏi, khá, TB) : Điểm ________/10

Ký tên
(ghi rõ họ tên)
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

iv

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học
Bách khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm khoa Điện- điện tử và
đặc biệt là Bộ môn Viễn thông đã truyền đạt vốn kiến thức quý báu và tạo điều kiện tốt nhất
cho chúng em trong suốt quá trình chúng em học tập tại trường.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Võ Quế Sơn. Cảm ơn thầy đã tận tình hướng dẫn và
dạy bảo chúng em những bài học bổ ích trong quá trình thực hiện luận văn này. Chúng em
cũng xin cảm ơn cha mẹ và các bạn đã đồng hành cùng em trong chặng đường hơn 4 năm học
tại ngôi trường này.
Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng em không tránh khỏi có những sai sót, mong quý thầy
cô góp ý kiến để luận văn được hoàn thiện hơn.
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

v

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Luận văn nghiên cứu Hệ thống thanh toán trên xe buýt Smart Bus dùng công nghệ RFID và
các dịch vụ đi kèm như hệ thống nạp tiền, hệ thống hiển thị thông tin xe buýt tại trạm. Trước
khi đi vào tìm hiểu cụ thể về các hệ thống trên, luận văn cũng trình bày một số nét cơ bản,
khái quát về hệ thống thanh toán ở nước ta và thế giới.
Luận văn giới thiệu các công nghệ sử dụng trong hệ thống thanh toán, cách thức hoạt động
của hệ thống và hiển thị chúng một cách trực quan trên website của nhóm.
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

vi

MỤC LỤC
Chương 1 Giới thiệu 1
Chương 2 Giới thiệu tổng quan hệ thống Smart Bus 4
2.1 Hệ thống xe buýt chính: 4
2.1.1 Thành phần và chức năng 4
2.1.2 Cách thức hoạt động 4
2.2 Hệ thống nạp tiền và hiển thị ở trạm 5
2.2.1 Chức năng 5
2.2.2 Cách thức hoạt động 5
2.3 Hệ thống nạp tiền trên xe buýt 6
2.3.1 Chức năng 6
2.3.2 Cách thức hoạt động 6
Chương 3 Thiết kế hệ thống phần cứng 7
3.1 Hệ thống chính 7
3.1.1 Khối RFID 8
3.1.2 Khối Arduino Up, Down, Master 14
3.1.3 Khối xử lý trung tâm 18
3.1.4 Khối SIM908 23
3.1.5 Khối hiển thị 41
3.1.6 Khối giao tiếp RS232, RS485 45
3.1.7 Mô hình kết nối thực tế của hệ thống 51
3.2 Hệ thống nạp tiền và hiển thị tại trạm 55
3.2.1 Khối RFID 56
3.2.2 Khối Arduino Station 57
3.2.3 Khối SIM908 59
3.2.4 Khối hiển thị 60
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

vii

3.2.5 Khối keypad 65
3.2.6 Mô hình kết nối thực tế của hệ thống 67
3.3 Hệ thống nạp tiền trên xe buýt 71
3.3.1 Khối RFID 71
3.3.2 Khối Arduino Money 71
3.3.3 Khối hiển thị 72
3.3.4 Khối keypad 72
3.3.5 Mô hình kết nối thực tế của hệ thống 73
Chương 4 Phần mềm và thuật toán 76
4.1 Sơ đồ giải thuật 76
4.1.1 Sơ đồ giải thuật Arduino Up 76
4.1.2 Sơ đồ giải thuật Arduino Down 78
4.1.3 Sơ đồ giải thuật Arduino Master 79
4.1.4 Sơ đồ giải thuật Raspberry Pi 80
4.1.5 Sơ đồ giải thuật Arduino Money 83
4.1.6 Sơ đồ giải thuật Arduino Station 84
4.2 Các nghi thức kết nối 85
4.2.1 Các chuẩn dữ liệu được sử dụng 85
4.2.2 Định dạng khung dữ liệu trao đổi giữa các thiết bị 87
Chương 5 Hệ thống Server 93
5.1 Giới thiệu tổng quan Server 93
5.1.1 Webserver 93
5.1.2 Cơ sở dữ liệu 94
5.1.3 Giao diện Website 99
5.2 Giới thiệu website 103
5.3 Sơ đồ giải thuật các file trong Server 106
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

viii

5.3.1 File main.php 106
5.3.2 Hàm transfer.php và giamsat.php 108
5.3.3 Hàm capnhat.php 109
5.3.4 Hàm map_offline.php 110
5.4 Định dạng dữ liệu trao đổi 111
5.4.1 Giao thức kết nối POST Request 111
5.4.2 Khung dữ liệu trao đổi 112
Chương 6 Kết quả đạt được 114
6.1 Hệ thống chính 114
6.1.1 Mô hình thi công 114
6.1.2 Quá trình hoạt động 115
6.2 Hệ thống nạp tiền và hiển thị tại trạm 121
6.2.1 Mô hình thi công 121
6.2.2 Quá trình hoạt động 121
6.3 Hệ thống nạp tiền trên xe buýt 125
6.3.1 Mô hình thi công 125
6.3.2 Quá trình hoạt động 125
Chương 7 Đánh giá và hướng phát triển 126
7.1 Đánh giá 126
7.1.1 Ưu điểm 126
7.1.2 Khuyết điểm 126
7.2 Hướng phát triển 127
Phụ lục Các phần mềm sử dụng trong luận văn 128
Tài liệu tham khảo 139
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

ix

DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1: Triển khai hệ thống quét thẻ quản lý xe bus ở Hà Nội 1

Hình 2: Hệ thống EZ Link ở Singapore 2
Hình 3: Sơ đồ khối hệ thống chính 7
Hình 4: Khối RFID 8
Hình 5: Đầu đọc RDM880 10
Hình 6: Sơ đồ chân RDM880 10
Hình 7: Cấu trúc byte dữ liệu 11
Hình 8: Mô hình hoạt động MIFARE MFRCS70 12
Hình 9: Sơ đồ khối thẻ MIFARE MFRCS70 12
Hình 10: Tổ chức bộ nhớ thẻ MIFARE MFRCS70 13
Hình 11: Cấu trúc 1 block dữ liệu 13
Hình 12: Khối Arduino Up, Down, Master 14
Hình 13: Module Chipi Uno 16
Hình 14: Module Chipi Pro 16
Hình 15: Module Arduino Uno 17
Hình 16: Khối xử lý trung tâm 18
Hình 17: Module Raspberry Pi 19
Hình 18: Các ngoại vi của Raspberry Pi 20
Hình 19: Sơ đồ GPIO của Raspberry Pi 21
Hình 20: Hệ điều hành Raspbian 22
Hình 21: Khối SIM908 23
Hình 22: Chip SIM908 24
Hình 23: Sơ đồ khối SIM908 26
Hình 24: Kit Evolution Board for SIM908 27
Hình 25: Câu trúc hệ thống mạng GSM 34
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

x

Hình 26: Phương thức truyền dẫn CDMA 35
Hình 27: CDMA và GSM 35

Hình 28: Dịch vụ GPRS 36
Hình 29: Trạng thái hoạt động của GPRS 37
Hình 30: Hệ thống vệ tinh định vị GPS 38
Hình 31: Tính toán Haversine trên bản đồ 39
Hình 32: Ảnh hưởng địa lý lên thuật toán Vincenty 40
Hình 33: Khối hiển thị 41
Hình 34: Mô phỏng sắp xếp transitor trong màn hình TFT 42
Hình 35: Cấu trúc lớp màn hình TFT 43
Hình 36: Màn hình TFT 7” COLOR with RCA 44
Hình 37: Khối giao tiếp RS232, RS485 45
Hình 38: Đặc tính điện học RS232 46
Hình 39: Mạch nguyên lý MAX232 47
Hình 40: Mạch layout MAX232 47
Hình 41: Mạch thi công MAX232 47
Hình 42: Đặc tính điện học RS485 48
Hình 43: Phân quyền Master - Slaver trong mạng RS485 49
Hình 44: Mạch nguyên lý MAX485 50
Hình 45: Mạch layout MAX285 50
Hình 46: Mạch thi công MAX485 50
Hình 47: Mô hình tổng quát hệ thống chính 51
Hình 48: Kết nối RDM880 - Max232 52
Hình 49: Kết nối Max232 - Arduino Slave 52
Hình 50: Kết nối Master, Slave - RS485 53
Hình 51: Kết nối Arduino Master - FT232RL 53
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

xi

Hình 52: Kết nối FT232RL - Raspberry Pi 54
Hình 53: Kết nối Raspberry Pi - SIM908 54

Hình 54: Kết nối Raspberry Pi – TFT 55
Hình 55: Sơ đồ hệ thống nạp tiền và hiển thị tại trạm 56
Hình 56: Khối RFID 56
Hình 57: Khối Arduino Station 57
Hình 58: Module Arduino Mega 2560 58
Hình 59: Khối SIM908 59
Hình 60: Khối hiển thị LCD1, LCD2 60
Hình 61: Cấu tạo các lớp màn hình OLED 61
Hình 62: Cách thức phát sáng màn hình OLED 62
Hình 63: Module Oled LCD 128x64 I2C 0.96” 63
Hình 64: Sơ đồ LCD 16x2 63
Hình 65: Sơ đồ LCD 16x2 64
Hình 66: Khối keypad 65
Hình 67: Mạch nguyên lý keypad 66
Hình 68: Mạch layout keypad 66
Hình 69: Mạch thi công keypad 66
Hình 70: Mô hình tổng quát hệ thống nạp tiền và hiển thị tại trạm 67
Hình 71: Kết nối RDM880- Max232 68
Hình 72: Kết nối Max232- Arduino Station 68
Hình 73: Kết nối Arduino Station – OLED 69
Hình 74: Kết nối Arduino Station - Keypad 69
Hình 75: Kết nối RS232 - SIM908 70
Hình 76: Kết nối Arduino Station - LCD16x2 70
Hình 77: Sơ đồ hệ thống nạp tiền trên xe buýt 71
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

xii

Hình 78: Khối RFID 71
Hình 79: Khối RFID Money 71

Hình 80: Khối hiển thị 72
Hình 81: Khối keypad 72
Hình 82: Mô hình tổng quát hệ thống nạp tiền trên xe buýt 73
Hình 83: Kết nối RDM880 - Max232 73
Hình 84: Kết nối Max232 - Arduino Money 74
Hình 85: Kết nối Arduino Money – OLED 74
Hình 86: Kết nối Arduino – Keypad 75
Hình 87: Sơ đồ giải thuật Arduino Up 76
Hình 88: Sơ đồ giải thuật Arduino Down 78
Hình 89: Sơ đồ giải thuật Arduino Master 79
Hình 90: Sơ đồ giải thuật Raspberry Pi 81
Hình 91: Sơ đồ giải thuật Arduino Money 83
Hình 92: Sơ đồ giải thuật Arduino Station 84
Hình 93: Đăng ký tên miền xebus2014.tk 94
Hình 94: Logo Hostinger.vn 94
Hình 95: Truyền dữ liệu dùng FTP trên Windows 95
Hình 96: Không gian dữ liệu trên Server 96
Hình 97: Trang chủ xebus2014.tk 96
Hình 98: MySQL 97
Hình 99: phpMyAdmin 98
Hình 100: phpMyAdmin quản lý cơ sở dữ liệu 99
Hình 101: Trang chủ đăng nhập 103
Hình 102: Giao diện trang xebus2014.tk/homepage.html 103
Hình 103: Giao diện trang xebus2014.tk/page2/dich_vu.html 104
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

xiii

Hình 104: Giao diện trang xebus2014.tk/page4/gioi_thieu.html 105
Hình 105: Giao diện trang xebus2014.tk/page3/lien_he.html 105

Hình 106: File main.php 106
Hình 107: File transfer.php và giamsat.php 108
Hình 108: File capnhat.php 109
Hình 109: File map_offline.php 110
Hình 110: Mô hình thi công hệ thống chính 114
Hình 111: Hệ thống xe buýt hoàn chỉnh 114
Hình 112: Cập nhật hành trình cho tuyến xe 115
Hình 113: Tiến trình ở trạm 001 116
Hình 114: Tiến trình ở trạm 002 117
Hình 115: Tiến trình ở trạm 005 118
Hình 116: Tiến trình ở trạm 008 119
Hình 117: Tiến trình ở trạm 009 (trạm cuối) 120
Hình 118: Mô hình hệ thống nạp tiền và hiển thị tại trạm 121
Hình 119: Màn hình khởi động OLED 121
Hình 120: Quá trình kiểm tra tài khoản thẻ 122
Hình 121: Quá trình hiển thị nạp tiền 123
Hình 122: Màn hình chờ OLED 124
Hình 123: LCD hiển thị thông tin tuyến xe 124
Hình 124: Hệ thống nạp tiền trên xe buýt 125
Hình 125: Arduino Complier 128
Hình 126: Chu trình hoạt động chương trình Arduino Complier 129
Hình 127: Putty 129
Hình 128: Xming 131
Hình 129: Màn hình làm việc Raspberry Pi 131
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

xiv

Hình 130: WinSCP 132
Hình 131: Thiết lập WinSCP 132

Hình 132: Môi trường làm việc WinSCP 133
Hình 133: Advanced Serial Port Ternimal 133
Hình 134: FileZilla 134
Hình 135: Môi trường làm việc FileZilla 134
Hình 136: Adobe DreamWeaver 135
Hình 137: Môi trường làm việc DreamWeaver 136
Hình 138: USB Webserver 8 136
Hình 139: PhpMyAdmin trên USB Webserver 137
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

1

Chương 1 Giới thiệu
 Hệ thống thanh toán xe buýt ở nước ta:
Hệ thống xe buýt ở nước ta hiện nay vẫn chưa được ưa chuộng và phổ biến lắm, chỉ
thường thấy ở các thành phố lớn.
Hình thức thanh toán xe buýt thường là nhân viên bán vé cho khách hoặc tài xế trực
tiếp thu tiền. Cách thanh toán này chưa thỏa mãn sự hài lòng của khách vì việc tính phí
không hợp lý và mất nhiều thời gian, thái độ của nhân viên bán vé đối với khách, nhân
viên bán vé gian lận, không đảm bảo an toàn và gây trở ngại giao thông khi tài xế trực tiếp
bán vé cho khách,…
Hiện nay ở nước ta, thành phố Hà Nội đã áp dụng hệ thống thanh toán thẻ xe buýt
điện tử vào tháng 10/2014. Hệ thống này có ưu điểm là “cải thiện chất lượng dịch vụ xe
buýt, nâng cao tính kết nối và độ tin cậy của hệ thống mạng lưới giao thông công cộng”
(nguồn 24h.com.vn).

Hình 1: Triển khai hệ thống quét thẻ quản lý xe bus ở Hà Nội
 Hệ thống thanh toán xe buýt trên thế giới:
Hiện tại trên thế giới các nước đã cải tiến hệ thống thu phí xe buýt của mình nhằm
đem lại sự tiện lợi, tiết kiệm, tăng khả năng phục vụ nhu cầu của hành khách, góp phần

Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

2

hạn chế sự phát triển của các loại phương tiện đi lại cá nhân nhằm hạn chế ùn tắc giao
thông và ô nhiễm môi trường.
Một trong những hệ thống thanh toán xe buýt tiên tiến trên thế giới là hệ thống EZ
Link ở Singapore. Hệ thống này có phạm vi hoạt động và tính hiệu quả cao nhất thế giới.
Việc đi lại giữa các nơi trong thành phố và khu vực ngoại ô dễ dàng với mức chi phí khá
hợp lý. Ở đất nước này, xe buýt thậm chí còn được ưa chuộng hơn cả máy bay. Người dân
còn dùng cả xe buýt để đi sang quốc gia láng giềng Malaysia.

Hình 2: Hệ thống EZ Link ở Singapore
Ngoài các phương thức trả tiền bình thường, thẻ EZ Link có thể dùng thanh toán cho
việc đi lại bằng cả tàu điện ngầm. Hành khách có thể mua loại thẻ đi một lần hoặc thẻ đi
dài hạn. Nếu bạn muốn đi một lần, mua thẻ đi lại một lần (đặt lệnh đi một lần) theo độ dài
quãng đường. Máy sẽ tự động báo cho bạn biết phải bỏ bao nhiêu tiền gồm vé đoạn đường
bạn sẽ đi và tiền đặt cọc. Khi đến chặng dừng chân đã lựa chọn, bạn trở lại quầy bán vé tự
động cho thẻ vào và máy sẽ trả lại bạn tiền đặt cọc ban đầu.
 Giới thiệu đề tài:
Nhận thấy vấn đề thanh toán xe buýt ở nước ta còn nhiều hạn chế, nhóm đã thực hiện
đề tài Hệ thống thanh toán xe buýt tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID nhằm góp
phần cải thiện vấn đề này.
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

3

Luận văn bao gồm 5 chương, trong đó:
Chương 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống xe buýt ở nước ta và trên thế giới và nội
dung đề tài.

Chương 2: Giới thiệu một cách khái quát hệ thống Smart Bus và các chức năng.
Chương 3: Giới thiệu các mạch phần cứng sử dụng trong luận văn, sơ đồ tổng quát và
cách kết nối giữa các thành phần trong hệ thống.
Chương 4: Giới thiệu sơ đồ giải thuật và các thuật toán trong luận văn, giúp người đọc
hiểu cách thức hoạt động của các hệ thống trong luận văn.
Chương 5: Giới thiệu khái quát lý thuyết về Server và các chức năng của Server.
Chương 6: Trình bày kết quả đạt được sau khi hoàn thành luận văn và đưa ra kết luận
về đề tài luận văn.
Chương 7: Đánh giá các kết quả đạt được, nhận xét các ưu khuyết điểm đồng thời đưa
ra các hướng phát triển đề tài trong luận văn.
Sau 7 chương trên, nhóm còn viết thêm phần phụ lục giới thiệu các phần mềm và cách
sử dụng chúng trong quá trình nhóm thực hiện đề tài.

Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

4

Chương 2 Giới thiệu tổng quan hệ thống Smart Bus
Luận văn Smart Bus bao gồm 3 hệ thống lớn: hệ thống xe buýt chính, hệ thống nạp
tiền trên xe buýt và hệ thống nạp tiền và hiển thị ở trạm.
2.1 Hệ thống xe buýt chính:
2.1.1 Thành phần và chức năng
Server: là một Webserver có chức năng kết nối với bộ xử lý trung tâm và client, nhận
các yêu cầu và xử lý các yêu cầu này, đồng thời cập nhật cơ sở dữ liệu của khách hàng và
một số chức năng khác.
Client: là hệ thống các thiết bị trên xe buýt tương tác trực tiếp với khách hàng, đọc và
xử lý các thông tin của khách hàng thông qua thẻ như ID, số tiền trong thẻ,… và bộ xử lý
trung tâm có chức năng kết nối với màn hình hiển thị, kết nối và xử lý các thông tin yêu
cầu từ hệ thống tương tác khách hàng, xác định địa chỉ GPS và kết nối với Server thông
qua mạng GSM.

2.1.2 Cách thức hoạt động
 Cách thức quét thẻ:
Khi khách hàng lên xe: Khách hàng quét thẻ của mình vào anten được gắn ở cửa trước
xe. Tài khoản của khách hàng sẽ bị trừ đi một khoản bằng số tiền đi từ trạm lên đến cuối
tuyến đường (giả sử giá mỗi trạm là 1000 đồng). Các thông tin của khách hàng vừa lên
như tên, ID, số tiền trước, số tiền sau, số trạm, số tuyến, số xe,… sẽ được cập nhật trên
Server và được hiển thị trên trang web.
* Lưu ý: nếu số tiền trong tài khoản của khách hàng nhỏ hơn số tiền đi toàn tuyến, hệ
thống sẽ báo hiệu và khách hàng buộc phải nạp tiền vào tài khoản bằng hệ thống nạp tiền
được gắn trực tiếp trên xe. Nếu không, khách hàng sẽ bị mời xuống xe.
Khi khách hàng xuống xe: Khách hàng buộc phải quét thẻ khi xuống xe nếu không
muốn mất đi số tiền đã trừ toàn tuyến. Tài khoản khách hàng sẽ được cộng thêm một
khoản sao cho số tiền bị trừ bằng đúng số trạm đã đi của khách hàng. Các thông tin sẽ
được cập nhật lại trên Server và dòng hiển thị của khách hàng sẽ bị xóa trên website.
 Tính khoảng cách:
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

5

Xe được cho là đến trạm khi khoảng cách giữa xe buýt với trạm nhỏ hơn 20m.
Khoảng cách đó được tính bằng cách sử dụng công thức Heavisine cho tọa độ kinh vĩ của
xe buýt và trạm.
 Thiết lập tuyến đường:
Tại bến xuất phát, mỗi xe với số hiệu cụ thể sẽ được quy định chạy theo một tuyến
đường. Tọa độ các trạm của tuyến đường được thu thập từ trước.
 Giám sát hoạt động:
Hoạt động của xe buýt được giám sát dựa trên tọa độ hiện thời của xe buýt trên bản đồ
các trạm của tuyến đường.
 Ghi lại hành trình:
Tái hiện lại hành trình hoạt động của mỗi xe buýt sau khi hoàn thành tuyến đường.

 Hiển thị thông tin:
Thông tin về khách hàng như ID, tên, số tiền, trạm lên, trạm xuống,… được hiển thị
cả trên xe buýt và trên website của nhóm.
2.2 Hệ thống nạp tiền và hiển thị ở trạm
2.2.1 Chức năng
Hệ thống ngoài chức năng nạp tiền còn dùng để hiển thị thông tin hoạt động của xe
buýt cho khách hàng.
2.2.2 Cách thức hoạt động
Hệ thống bao gồm 2 phần hoạt động xen kẽ nhau:
 Hệ thống nạp tiền: Hệ thống có 2 chức năng chính được điều khiển thông qua bàn
phím:
o Xem thông tin khách hàng: khách hàng chọn chế độ xem thông tin, sau đó quét thẻ
vào anten. Màn hình sẽ hiển thị số ID và số tiền hiện có trong tài khoản của khách
hàng.
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

6

o Nạp tiền vào tài khoản: khách hàng chọn chế độ nạp tiền. Khi đó, hệ thống sẽ yêu cầu
chọn số tiền cần nạp. Ở đây có 3 chế độ tương ứng với 3 số tiền nạp là 10.000đ,
20.000đ, 50.000đ.
 Hệ thống hiển thị: Khoảng cách giữa xe buýt và trạm được tính dựa trên tọa độ kinh
vĩ của chúng. Thời gian giữa xe buýt và trạm tính bằng khoảng cách chia cho vận tốc
trung bình. Thông tin được hiển thị trên màn hình đặt tại trạm.
2.3 Hệ thống nạp tiền trên xe buýt
2.3.1 Chức năng
Dùng để nạp tiền cho những khách hàng có nhu cầu hoặc khách hàng chưa đủ tài
khoản đi xe.
2.3.2 Cách thức hoạt động
Hệ thống hoạt động giống với hệ thống nạp tiền ở trạm.

Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

7

Chương 3 Thiết kế hệ thống phần cứng
3.1 Hệ thống chính

Hình 3: Sơ đồ khối hệ thống chính
Đây là mô hình tổng quát các khối sử dụng trong hệ thống chính. Sau đây chúng em
sẽ lần lượt đi vào giới thiệu các khối cụ thể.
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

8

3.1.1 Khối RFID

Hình 4: Khối RFID
Khối RFID có chức năng đọc và xử lý thông tin khách hàng lên xuống xe buýt thông
qua quét thẻ. Hệ thống có 2 khối RFID được đặt ở cửa lên và xuống của xe buýt. Ở đây
chúng em sử dụng khối RFID là module RDM880 có thể đọc dữ liệu trong thẻ tag.
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

9

3.1.1.1 Giới thiệu chung về RFID
 RFID là gì?
RFID (viết tắt của Radio Frequency Identification) là công nghệ giao tiếp không dây
sử dụng tần số vô tuyến RF để thực hiện truyền, nhận dữ liệu. Công nghệ này cho phép
nhận dạng đối tượng, thiết bị hay bất kỳ vật thể nào được tích hợp nhằm vào việc giám sát,

quản lý và lưu trữ từng đối tượng riêng lẻ khi đối tượng đi vào vùng có trường điện từ.
 Thành phần:
Một hệ thống RFID hoàn chỉnh bao gồm:
o Thẻ RFID: được lập trình với thông tin duy nhất.
o Các reader: truy vấn các thẻ.
o Antenna: thu phát sóng vô tuyến.
o Host computer - server: nơi nhận và xử lý thông tin từ reader.
 Phương thức hoạt động:
Tùy thuộc vào reader và loại thẻ, việc truyền dữ liệu có thể theo một trong những
cách sau đây:
o Modulated backscatter:
Áp dụng cho các thẻ thụ động và bán tích cực. Reader gửi đi tín hiệu RF liên tục gồm
có nguồn AC và tín hiệu xung cho thẻ cùng tần số. Nhờ việc kết nối mà antenna của thẻ
cung cấp nguồn điện cho vi mạch. Vi mạch cần khoảng 1.2V từ tín hiệu của reader cho
việc đọc, cần 2.2V cho việc ghi. Khi reader nhận tín hiệu đã điều chế, nó giải mã mô hình
và thu được dữ liệu thẻ. Thẻ sử dụng mô hình này không thể truyền khi không có reader vì
nó hoàn toàn phụ thuộc vào năng lượng của reader để truyền dữ liệu của nó.
o Kiểu máy phát:
Kiểu này chỉ áp dụng cho thẻ tích cực. Thẻ phát tán thông điệp xung quanh môi
trường theo khoảng cách quy định bất kể có reader hay không.
3.1.1.2 Module RDM880
 Đầu đọc RDM880:
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

10


Hình 5: Đầu đọc RDM880
o Sơ đồ chân:

Hình 6: Sơ đồ chân RDM880
J1:
PIN1
LEDG
PIN2
+5V
PIN3
GND
PIN4
LEDR
PIN5
BUZ
J2:
PIN1
RESET
PIN2
RXD
PIN3
TXD
PIN4
GND
PIN5
+5V
J3:
PIN1
ANT1
PIN2
ANT2
o Các thông số kỹ thuật của thẻ Mifare S70.
Thiết kế hệ thống thanh toán tự động Smart Bus dùng công nghệ RFID

11

Tần số
13.56MHz
Tốc độ Baud
9600 ~ 115200bit/s
Nguồn cung cấp
DC 5V (±5%)
Dòng
< 70mA
Tầm hoạt động
Khoảng 30mm ~ 100mm
Nhiệt độ làm việc
-100C ~ +700C
Nhiệt độ bảo quản
-200C ~ +800C
Kích thước
38.5mm×19mm×9mm
o Đồng bộ ký tự:
Tốc độ bit: 9600bps, No Parity, 8-bit dữ liệu, 1 bit stop.

Hình 7: Cấu trúc byte dữ liệu
o Đồng bộ khung:
- Định dạng khung gửi đi từ máy chủ :
KÍ TỰ
STX
ADD
DATA LENGTH
CMD

DATA
BCC
ETX
CHIỀU
DÀI
1byte
1byte
1byte
1byte
Hơn
80byte
1byte
1byte

- Định dạng khung trả lời:
KÍ TỰ
STX
ADD
DATA LENGTH
STATUS
DATA
BCC
ETX
CHIỀU
DÀI
1byte
1byte
1byte
1byte
Hơn

80byte
1byte
1byte
 Thẻ MIFARE MFRCS70:
o Mô tả chung :
- Truyền dữ liệu không tiếp xúc và cung cấp năng lượng (không có pin cần
thiết).
- Khoảng cách hoạt động: lên đến 100mm (tùy thuộc vào hình dạng antenna).
- Tần số hoạt động: 13,56 MHz.