Giải pháp thông minh giải quyết vấn đề điều khiển ra vào xe máy ứng dụng trong chung cư mini

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

---***---

VŨ HỮU CẢNH

GIẢI PHÁP THÔNG MINH GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
ĐIỀU KHIỂN RA VÀO XE MÁY ỨNG DỰNG
TRONG CHUNG CƢ MINI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CƠ ĐIỆN TỬ

Hà Nội – 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

---***---

VŨ HỮU CẢNH

GIẢI PHÁP THÔNG MINH GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
ĐIỀU KHIỂN RA VÀO XE MÁY ỨNG DỰNG
TRONG CHUNG CƢ MINI

Chuyên ngành: Cơ Điện Tử

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CƠ ĐIỆN TỬ

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN CHÍ HƢNG

Hà Nội – 2015


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất
kỳ công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã
được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Học viên thực hiện


MỤC LỤC
Trang phụ bìa ............................................................................................................
Lời cam đoan ...........................................................................................................
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt .....................................................................
Danh mục các bảng....................................................................................................
Danh mục các sơ đồ ..................................................................................................
Danh mục các hình. ..................................................................................................
Lời mở đầu...............................................................................................................1
Chương I: Tổng quan về hệ thống bãi để xe máy..................................................3
1.0.Tổng quan về hệ thống......................................................................................3
1.1. Giới thiệu bãi để xe máy tự động........................ .............................................4
1.2. Nguyên tắc hoạt động chung của hệ thống.......................................................8

Chương II: Giới thiệu hệ thống điện của bãi để xe tự động...............................12
2.0. Giới thiệu chung............................................................................................12
2.1. Bộ điều khiển.................................................................................................12
2.2. Các loại cảm biến thường dùng ....................................................................14
Chương III: Thiết kế mạch điều khiển sử dụng vi điều khiển Atmega32 .......21
3.0. Giới thiệu chung............................................................................................21
3.1. Tổng quan về vi điều khiển ATMEGA32.....................................................21
3.2. Thiêt kế mạch điều khiển sử dụng quẹt thẻ....................................................43
3.3. Tích hợp modun RFID vào mạch điều khiển................................................54
3.4. Tích hợp hệ thống chống cháy tự động..........................................................56
3.5. Xây dựng thuật toán điều khiển......................................................................57
Chương IV: Thiết kế mạch đọc thẻ RFID............................................................68
4.0. Tổng quan về RFID....................................................................................... 68


4.1. Ứng dụng công nghệ RFID vào hệ thống bãi đỗ xe tự động.........................68
4.2. Hoạt động của chip EM4095.........................................................................68
4.3. Hoạt động của thẻ thụ động EM4100................................ ...........................73
4.4. Thiết kế anten cho reader..............................................................................78
4.5. Vi điều khiển PIC 16F877A của hãng Microchip........................................ .84
4.6. Thiết kế giao diện người dùng........................................................................86
4.7. Xây dựng cơ sở dữ liệu...................................................................................88
Chương V: KẾT LUẬN......................................................................................90
5.1. Kết quả quả đạt được......................................................................................90
5.2. Kết quả chưa đạt được....................................................................................90
5.3. Định hướng phát triển đề tài...........................................................................90
5.4. Kiến nghị........................................................................................................90
Tài liệu tham khảo ..................................................................................................91
Phụ Lục1: Kết quả chế tạo sản phẩm....................................................................93

DANH MỤC KÝ HIỆU
QT1 -

Bit 1 trong mã quẹt thẻ

QT2 -

Bit 2 trong mã quẹt thẻ

QT3 -

Bit 3 trong mã quẹt thẻ

QT3-

Bit 3 trong mã quẹt thẻ

QT4-

Bit 4 trong mã quẹt thẻ

QT5-

Bit 5 trong mã quẹt thẻ

QT6-

Bit 6 trong mã quẹt thẻ

QT7-

Bit 7 trong mã quẹt thẻ

SC1-

Sensor số 01

SC2-

Sensor số 02

SC3-

Sensor số 03

SC4 -

Sensor số 04

K1 -

Sensor 1 xác định vị trí khay.

K2 -

Sensor 2 xác định vị trí khay.

K3 -

Sensor 3 xác định vị trí khay.

Pi -

Tổng khối lượng khay i


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1.

Lựa chọn Clock................................................................................ ...27

Bảng 3.2.

Lựa chọn tần số hoạt động ..................................................................27

Bảng 3.3.

Bảng ngắt của Atmega32 ................................................................. ..28

Bảng.3.4.

Công thức tính toán tốc độ baud..........................................................35

Bảng 3.5.

Mã nhị phân vị trí khay........................................................................44

Bảng 3.6.

Mã nhị phân vị trí pallet trên khay.......................................................45

Bảng 3.7.

Dữ liệu đầu vào giá trị khay.................................................................45

Bảng 3.8.

Mã hóa thẻ khay .................................................................................46

Bảng 3.9.

Cổng Com rắc 25 chân và 9 chân........................................................47

Bảng 3.10.

Trạng thái động cơ số 01.....................................................................50

Bảng 3.11.

Trạng thái động cơ số 02.....................................................................51

Bảng 3.12

Trạng thái động cơ số 03.....................................................................52

Bảng 3.13.

Mã hóa vị trí pallet trên khay số 01.....................................................59

Bảng 3.14.

Mã hóa vị trí pallet trên khay số 02.....................................................59

Bảng 3.15.

mã hóa vị trí pallet trên khay số 03....................................................59

Bảng 4.16.

Sơ đồ các chân EM4095......................................................................70
DANNH MỤC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 1.

Thuật toán chương trình chính ............................................................9

Sơ đồ 2.

Thuật toán chương trình con gửi xe.....................................................59

Sơ đồ 3.

Thuật toán chương trình con lấy xe.....................................................60

Sơ đồ 4.

Thuật con cân bằng hệ thống...............................................................61

Sơ đồ 5.

Thuật toán chọn chiều quay động cơ số 01.........................................67


DANH MỤC HÌNH
Chương I Tổng quan về hệ thống bãi để xe máy
Hình 1.1.

Tổng đồ hệ thống bãi đỗ xe tự động......................................................4

Hình 1.2.

Sơ đồ cơ cấu lấy và gửi xe................................................................... .5

Hình 1.3.

Kết cấu Pallet.........................................................................................5

Hình 1.4.

Kết cấu giá để xe....................................................................................6

Chương II

Tổng quan về hệ thống điện của bãi để xe máy tự động

Hình 2.1.

Cấu trúc phần cứng..............................................................................11

Hình 2.2.

Kiến trúc bộ vi xử lý............................................................................12

Hình 2.3.

Thu phát cảm biến quang dạng rời......................................................13

Hình 2.4.

Thu phát cảm biến quang dạng chung ................................................13

Hình 2.5.

Chân linh kiện BL9148........................................................................15

Hinh 2.6.

Nguyên lý mạch phát hồng ngoại........................................................15

Hình 2.7.

Mạch khuếch đại phát hồng ngoại.......................................................16

Hình 2.8.

Chân linh kiện BL9149........................................................................17

Hình 2.9.

Nguyên lý mạch thu hồng ngoại..........................................................17

Hình 2.10.

Mạch khuếch đại thu hồng ngoại.........................................................17

Hình 2.11

Một số dạng cảm biến từ.....................................................................18

Hình 2.12.

Relay ..................................................................................................19

Hình 2.13.

Relay thời gian.....................................................................................19

Hình 2.14.

Nguyên lý hoạt động của rơle............................................................ 20

Chương III Thiết kế mạch điều khiển sử dụng vi điều khiển Atmega 32
Hình 3.1.

Sơ đồ Atmega 32 dạng PDIP. .........................................................22

Hình 3.2.

Sơ đồ Atmega 32 dạng chân đế..........................................................22

Hình 3.3.

Sơ đồ khối Atmega32.........................................................................23

Hinh 3.4.

Lõi CPU AVR....................................................................................24


Hình 3.5.

Sơ đồ nguyên lý tương đương cổng vào ra.........................................28.

Hình 3.6.

Sơ đồ khối giao tiếp SPI..................................................................... 29

Hình 3.7.

Kết nối giao tiếp SPI........................................................................... 29

Hình 3.8.

Thanh ghi SPCR................................................................................. 31

Hình 3.9.

Thanh ghi SPSR.................................................................................. 31

Hình 3.10.

Thanh ghi dữ liệu SPDR......................................................................32

Hình 3.11.

Sơ đồ khối bộ USART ........................................................................33

Hình 3.12.

Bộ định thời chế độ đồng bộ .............................................................. 34

Hình 3.13.

Định dạng khung dữ liệu.....................................................................35

Hình 3.14.

Thanh ghi dữ liêu I/O...........................................................................35

Hình 3.15.

Thanh ghi điều khiển và trạng thái USARTA-UCSRA.......................36

Hình 3.16.

Thanh ghi điều khiển và trạng thái USARTB-UCSRB.......................36

Hình 3.17.

Thanh ghi điều khiển và trạng thái USARTC-UCSRC......................36

Hình 3.18.

Thanh ghi baud rate ............................................................................37

Hình 3.19.

Kết nối TWI bus..................................................................................37

Hinh 3.20.

Trao đổi dữ liệu TWI..........................................................................39

Hình 3.21.

Điều kiện start và stop TWI...............................................................39

Hình 3.22.

Định dạng khung địa chỉ TWI.............................................................39

Hình 3.23.

Định dạng gói dữ liệu..........................................................................40

Hình 3.24.

Thanh ghi tốc độ..................................................................................40

Hình 3.25.

Thanh ghi điều khiển TWI-TWCR......................................................40

Hình 3.26.

Thanh ghi trạng thái TWI – TWSR.....................................................41

Hình 3.27.

Thanh ghi dữ liệu TWI – TWDR ........................................................41

Hình 3.28.

Thanh ghi địa chỉ TWI (Slave ) – TWAR...........................................41

Hình 3.29.

Giao diện người dùng sử dụng thẻ mã hóa........................................ 42

Hình 2.30.

Cách đặt cảm biến tiệm cận.................................................................43

Hình 3.31.

Sơ đồ rắc cắm cảm biến xác định vị trí và rắc quẹt thẻ đầu vào..........44


Hình 3.32.

Sơ đồ kết nối sensor, thẻ quẹt với atmega32.......................................45

Hình 3.33.

Kết nối nguồn dao động ngoài.............................................................46

Hình 3.34.

Các chân cắm nạp dữ liệu cho Atmega32............................................46

Hình 3.35.

Sơ đồ kết nối nguồn của mạch điều khiển..........................................46

Hình 3.36.

Sơ đồ chân chờ cổng COM..................................................................46

Hình 3.37.

Kết nối AVR với PC thông qua Max232.............................................47

Hình 3.38.

Sơ đồ nguồn đầu vào...........................................................................48

Hình 3.39.

Sơ đồ mạch nạp USBasp.....................................................................48

Hình 3.40.

Sơ đồ đảo chiều đồng cơ số 01 sử dụng relay.....................................49

Hình 3.41.

Sơ đồ đảo chiều đồng cơ số 02 sử dụng relay.....................................50

Hình 3.42.

Sơ đồ đảo chiều đồng cơ số 03 sử dụng relay.....................................50

Hình 3.43.

Màn hình hiển thị LCD 16x2..............................................................51

Hinh 3.44.

Sơ đồ mạch in lớp top layer.................................................................52

Hình 3.45.

Sơ đồ mạch in lớp bottom player........................................................53

Hình 3.46.

Tổng quan ứng dụng RFID..................................................................53

Hình 3.47.

Giao diện người dùng sử dụng RFID..................................................54

Hình 3.48.

Đầu báo khói.......................................................................................56

Hình 3.49.

lựa chọn gốc tính toán cân bằng..........................................................61

Hình 3.50.

Vị trí hiện hành....................................................................................64

Hình 3.51.

Vị trí cân bằng số 01 ..........................................................................64

Hình 3.52.

Vị trí cân bằng số 02 ..........................................................................64

Hình 3.53.

Xác định chiều quay .......................................................................... 66

Chương IV THIẾT KẾ MẠCH ĐỌC THẺ RFID
Hình 4.1.

Sơ đồ khối bên trong chip EM4095....................................................70

Hình 4.2.

Sơ đồ mạch dùng chip EM4095...................................................... ...73

Hình 4.3.

Sơ đồ chân EM4095............................................................................73

Hình 4.4.

Tổ chức bộ nhớ chip EM4100.............................................................74


Hình 4.5.

Sơ đồ khối mạch RF...........................................................................75

Hình 4.6.

Mạch dùng chip EM4095..................................................................77

Hình 4.7.

Cấu hình một ứng dụng RFID.............................................................79

Hình 4.8.

Sơ đồ chân của 16F877A.....................................................................85

Hình 4.9.

Sơ đồ nguyên lý mạch đọc thẻ RFID..................................................86

Hình 4.10.

Giao diện ứng dụng khi chưa có thiết bị kết nối vào..........................87

Hình 4.11.

Hiển thị thông tin khi có thẻ quẹt........................................................87

Hình 4.12.

Cập nhật thông tin khách hàng............................................................88

Hình 4.13.

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Mysql.........................................................89

Hình 4.14.

Bảng danh sách khách hàng................................................................89


Giải pháp thông minh giải quyết vấn đề ra vào xe máy ứng dụng trong chung cƣ mini

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay ở các trung tâm thành phố lớn với sự phát triển mật độ dân cư và các
phương tiện giao thông ngày càng đông đúc. Đặc biệt là sự gia tăng về số lượng các
loại xe máy ngày càng nhiều, điều này phần nào cũng phản ánh sự phát triển của
quốc gia. Song bên cạnh sự phát triển đó tồn tại một vấn đề cần giải quyết là xây
dựng những bãi giữ xe để phục vụ cho người dân để thuận tiện trong cuộc sống và
thuận tiện cho các hoạt động khác của xã hội. Để giải quyết vấn đề này, ở các nước
phát triển trên thế giới như Nhật Bản, Hàn Quốc,… Tại những thành phố lớn mặt
bằng dành cho đỗ xe trật hẹp, người ta đã xây dựng hệ thống bãi giữ xe tự động
được lắp đặt thiết bị nâng hạ để di chuyển phương tiện từ mặt đất lên điểm đỗ trên
cao (hệ thống nổi hoặc di chuyển xe xuống điểm đỗ dưới lòng đất - hệ thống ngầm),
đây là những giải pháp giúp tăng hơn gấp nhiều lần số lượng xe trên một diện tích
truyền thống, cho phép giải quyết trình trạng thiếu diện tích mặt bằng xây dựng.
Ở Việt Nam mật độ phân bố dân cư tập trung tại các thành phố lớn rất động đúc
và trung bình 1 người dân có 1 xe máy. Với số lượng xe máy tham gia giao thông
lớn nên nhu cầu chỗ để xe rất cao và đi kèm với nó là vấn đề quy hoạch mặt bằng để
đỗ xe và tận dụng hiệu quả quỹ đất ở các thành phố lớn trong cả nước. Hà Nội là
nơi có những con đường và ngõ phố rất nhỏ, nhiều con ngõ chỉ đúng vừa một chiếc
xe đi lọt và những ngôi nhà nhỏ với diện tích mặt bằng 9m2 thì việc vào ra xe và đỗ
xe cũng rất khó khăn, gây ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng cuộc sống của người
dân và chúng ta không xa lạ với rất nhiều bãi đỗ xe trên vỉa hè, thậm chí cả dưới
lòng đường gây cản trở cho quá trình lưu thông của người dân. Vì vậy ở Việt nam
đã có những nghiên cứu về hệ thống bãi để xe máy tự động ứng dụng trong các
chung cư mini, những nơi có diện tích trật hẹp và bên cạnh những nghiên cứu về
các cơ cấu truyền động cũng tồn tại vấn đề về điều khiển linh hoạt hệ thống, an toàn

-1-


Giải pháp thông minh giải quyết vấn đề ra vào xe máy ứng dụng trong chung cƣ mini

thuận tiện cho người sử dụng. Chính vì vậy tôi đã lựa chọn đề tài "giải pháp thông
minh giải quyết vấn đề điều khiển ra vào xe máy ứng dụng trong chung cƣ
mini" làm đề tài nghiên cứu luận văn thạc sĩ của mình.
Luận văn được chia làm 5 chương chính như sau:
Chương I

:

Tổng quan về hệ thống bãi để xe máy.

Chương II

:

Giới thiệu hệ thống điện của bãi để xe máy tự động.

Chương III

:

Thiết kế bộ điều khiển

Chương IV

:

Thiết kế mạch đọc thẻ RFID

Mặc dù đã giành nhiều thời gian nghiên cứu thực tế và hoàn thiện luận văn song
không tránh khỏi những sai sót, tôi rất mong muốn nhận được những ý kiến đóng

góp của các thầy cô và đồng nghiệp để tôi có thể hoàn thành tốt đề tài của mình. Tôi
xin chân trân thành cảm ơn sự hướng dẫn và giúp đỡ của TS.Nguyễn Chí Hƣng
cùng các thầy cô trong Bộ môn Cơ sở Thiết kế máy và rôbốt - Trường Đại Học
Bách Khoa Hà nội trong suốt thời gian thực hiện đề tài.

Hà nội, ngày .... tháng .... năm 2015
Học viên thực hiện

Vũ Hữu Cảnh

-2-


Giải pháp thông minh giải quyết vấn đề ra vào xe máy ứng dụng trong chung cƣ mini

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÃI ĐỂ XE MÁY TỰ ĐỘNG
1.0. Tổng quan về hệ thống.
Ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ mang lại hiệu quả và nâng cao chất
lượng cuộc sống của người dân. Việc cải tiến hệ thống bãi đỗ xe ôtô của các nước
phát triển trên thế giới, áp dụng để giải quyết bài toán thiết kế và chế tạo bãi đỗ xe
máy ứng dụng tại các thành phố lớn là hết sức cần thiết. Dưới đây là một số mô
hình bãi để xe ôtô có thể ứng dụng trong việc xây dựng và thiết kế bãi để xe máy tại
Việt nam.
a. Mô hình xếp chồng (Auto Stacker):
Mô hình này sử dụng một hệ thống thủy lực để nâng tối đa 4 ôtô xếp cạnh nhau
lên một tầng cao để dành chỗ cho 4 xe khác ở bên dưới. Tuy nhiên, giải pháp này
chỉ phù hợp với qui mô nhỏ và ứng dụng vào việc để xe ôtô, hiệu quả kinh tế không
cao khi áp dụng cơ cấu này trong việc để xe máy.
b. Mô hình bãi xe nhiều tầng (Driver in Parking):
Mô hình này với các đường dốc để chủ xe tự lái vào và ra khỏi bãi xe. Mức độ

tự động hoá không cao. Giải pháp này tuy phổ biến nhưng chưa hiệu quả về mặt
không gian, không gây nhiễm môi trường, khả năng ứng dụng để giải quyết vấn đề
bãi để xe máy là không khả thi (vì cần không gian rông).
c. Mô hình bãi giữ xe tự động hoá (Above ground Automated Parking):
Mô hình này là một bước cải tiến so với 2 mô hình trên, sức chứa có thể tăng
gấp nhiều lần so với mô hình bãi giữ xe nhiều tầng. Bố trí các xe sát nhau và thu
hẹp khoảng cách giữa các tầng, các khâu nhận bảo quản và trả xe hoàn toàn được tự
động hóa, với mô hình này có khả năng ứng dụng vào bãi để xe máy
d. Mô hình bãi xe tự động hoá dạng ngầm (Underground Automated Parking):
Có cấu trúc tương tự mô hình bãi giữ xe tự động nhưng được thiết kế ở dạng
ngầm dưới đất, mô hình này cũng có khả thi để ứng dụng vào hệ thống để xe máy.

-3-


Giải pháp thông minh giải quyết vấn đề ra vào xe máy ứng dụng trong chung cƣ mini

e. Mô hình bãi xe kết hợp giữa bãi để xe tự động và bãi để xe dạng ngầm
Mô hình bãi để xe máy nên áp dụng mô hình nhỏ lẻ và tận dụng không gian trên
không và không gian ngầm dưới lòng đất để làm hệ thống để xe. Mô hình này có
kết cấu nhỏ gọn và hiệu quả sử dụng cao, có thể ứng dụng trong các trung cư mini,
các khu đô thị để thuận tiện cho việc lấy và trả xe mà vẫn đảm bảo được an ninh
trong quá trình lưu giữ xe.
Ứng dụng các nghiên cứu thành công trong bãi để xe thông minh dành cho ô tô
ở các nước trên thế giới và ở Việt Nam, chúng ta cần có một số cải tiến cơ cấu để
thuận tiện trong quá trình để xe máy như hệ thống định vị chống lắc cho giá để xe,
cơ cấu phụ trợ để hỗ trợ quá trình đưa xe vào hệ thống và trả xe khi có yêu cầu, hệ
thống có tính linh hoạt trong quá trình vận hành, an toàn trong sử dụng và việc thiết
kế một hệ thống điều khiển đi kèm cũng cần đáp ứng được yêu cầu về độ an toàn,
thuận tiện trong quá trình sử dụng, thân thiện với người dùng. Hệ thống điều khiển

có khả năng lưu giữ thông tin của người gửi, được kết nối với hệ thống ATM để
thuận tiện trong quá trình tính chi phí sử dụng, các bãi đỗ xe thông minh này được
đặt tại những nơi công cộng thuận tiện cho người dân và mang lại hiệu quả kinh tế.
Hệ thống đỗ xe máy tự động được thiết kế gồm 2 phần chính là:
* Hệ khung và dàn luân chuyển xe: Kết cấu khung và cơ cấu truyền động để
nâng chuyển xe máy trong hệ thống. Các kết cấu đảm bảo an toàn cho xe và cơ
cấu, thuận tiện cho người sử dụng, tận dụng tối đa không gian sử dụng và linh
hoạt trong quá trình vận hành.
* Dàn cơ cấu đƣa xe máy vào và ra: Cơ cấu này có 2 chuyển động chính là
chạy dàn ngang để đưa xe đến vị trí khay lựa chọn, chạy tay nâng để đẩy vào vị trí
pallet, sau khi thực hiện xong cơ cấu này được thu lại và cả dàn cơ cấu đẩy xe vào
và ra quay về vị trí đã được lựa chọn làm gốc.

-4-


Giải pháp thông minh giải quyết vấn đề ra vào xe máy ứng dụng trong chung cƣ mini

1.1 Giới thiệu bãi để xe máy tự động.
Bãi để xe máy tự động bao gồm các phần chính sau:
- Khung đỡ chính: Có tác dụng giữ vững hệ thống và đảm bảo độ cứng chắc,
trong quá trình hoạt động của hệ thống.
- Phần dẫn hướng trong: là đường dẫn hướng định vị chuyển động phía trong
của trục trên khay chứa xe.
- Phần dẫn hướng ngoài: Định vị chuyển động phía ngoài của trục trên khay
chứa xe.
- Xích tải:
- Rãnh dẫn hướng khay: có tác dụng định hướng chuyển động của khay chứa xe,
và đảm bảo thăng bằng của mặt phẳng đỡ xe không bị nghiêng quá giới hạn.
- Khay chứa xe:

- Pallet để xe:
- Ray trượt ngang : Thanh dẫn hướng hệ thống lấy xe.
- Động cơ số 02 : Động cơ chạy cơ cấu lấy xe theo phương ngang.
- Động cơ số 03: Động cơ chạy cơ cấu lấy xe theo phương dọc.
- Tay nâng pallet: Khi xe nâng hạ xe hoạt động, hệ thống gửi tín hiều điều khiển
tay nâng đưa pallet vào hoặc đi ra..
- Dẫn hướng tay nâng: Định vị tay nâng tiếp cận pallet đúng vị trí.
- Cơ cấu khóa bánh xe: Có tác dụng giữ vũng xe trong hệ thống.
- Đĩa xích: Truyền chuyển động trong hệ thống.
- Động cơ số 01: Quay dàn lưu chuyển các khay trong hệ thông

-5-


Giải pháp thông minh giải quyết vấn đề ra vào xe máy ứng dụng trong chung cƣ mini

Dẫn hướng trong
Trục của khay

Tai bắt giá treo

Dẫn hướng ngoài

Xích tải

Pallet để xe

Động cơ 01

Khung đỡ

Ray trượt

chính

ngang

Cơ cấu
đĩa xích

Động cơ số 02
Khung khay xe
Cơ cấu tay nâng

Động cơ số 03

Hình 1.1. Tổng đồ hệ thống bãi đỗ xe tự động

-6-


Giải pháp thông minh giải quyết vấn đề ra vào xe máy ứng dụng trong chung cƣ mini

Tay dẫn hướng dọc

Trục vit me
Pully chạy dàn ngang

Tay nâng pallet

Cơ cấu kẹp pallet

Động cơ số 02
Ray dẫn hướng dọc
Ray dẫn hướng ngang
Pully chạy dàn dọc

Động cơ số 03

Hình 1.2. Sơ đồ cơ cấu lấy và gửi xe.

Hình 1.3. Kết cấu Pallet

-7-


Giải pháp thông minh giải quyết vấn đề ra vào xe máy ứng dụng trong chung cƣ mini

Lỗ lắp bi
Trục treo
khay
Rãnh định
vị của
pallet

Hình 1.4. Kết cấu giá để xe

1.2. Nguyên tắc hoạt động chung của hệ thống.
Hệ thống quản lý bãi xe tự động được thực hiện một cách tự động nhờ vào việc
lập trình cho bộ điều khiển và các cảm biến được đặt tại các cửa vào ra. Sức chứa

của bãi xe cho phép tối đa là 32 xe bao gồm các loại xe wase S, wase RS, Jupiter,
Airbled, dreams,... Khi có xe vào, cảm biến phát hiện và bộ điều khiển sẽ điều khiển
mở cửa cho xe vào và đếm số xe, khi xe đã vào, cảm biến sẽ phát hiện và bộ điều
khiển điều khiển đóng cửa. Và tương tự, khi có xe ra, cảm biến sẽ phát hiện và điều
khiển mở cửa cho xe ra, hệ thống sẽ cập nhật số liệu xe vào ra. Khi xe đã ra, cảm
biến sẽ phát hiện, bộ điều khiển điều khiển đóng cửa. Khi bãi xe còn trống, thì một
đèn xanh sẽ sáng để báo hiệu hệ thống còn chỗ trống. Ngược lại, khi bãi xe đầy thì
đèn đỏ sẽ sáng để báo hiệu hệ thống đã hết vị trí trống và không tiếp nhận thêm xe
vào gửi.

-8-


Giải pháp thông minh giải quyết vấn đề ra vào xe máy ứng dụng trong chung cƣ mini

Sơ đồ 1: Thuật toán chương trình chính.
Bắt đầu

kt=0
Quẹt thẻ gửi xe

Xác nhận
quẹt thẻ
gửi xe

Quẹt thẻ lấy xe
N

N

kt=kt+1

Y

Y
N

Kiểm tra
khay trống

Kiểm tra
Mã thẻ

Y

Hiển thi LCD

Y
Lưu dữ liệu

Y

N

N

Xác nhận
đã lấy xe

Y

Chạy cơ cấu phụ
về vị trí mặc định

Xác nhận
An toàn

Y
Chạy chương trình

Xử lý dữ liệu

N

Chạy chương
trình lấy xe

Chạy chương
trình gửi xe

Xác nhận
đã xe gửi

Xác nhận
quẹt thẻ
gửi xe

cân bằng trọng lg

Ktra cân
Bằng trg lg

Kết thúc

-9-

Tính tiền gửi xe


Giải pháp thông minh giải quyết vấn đề ra vào xe máy ứng dụng trong chung cƣ mini

Các khâu cơ bản của hệ thống.
a. Khâu quẹt thẻ.
Mỗi khách hàng gửi xe sẽ được cung cấp 01 thẻ từ và có mã từ tương ứng. Khi
khách hàng lấy xe hệ thống sẽ yêu cầu khách hàng quẹt thẻ để xác nhận, hệ thống sẽ
đối chiếu dữ liệu trong bộ nhớ chương trình. Khi xác nhận xong bộ điều khiển sẽ
điều khiển hệ thống đưa xe ra đúng vị trí lấy xe và loại bỏ vị trí xe này ra khỏi hệ
thống.
b. Mở cửa
Khi có tín hiệu quẹt thẻ lấy xe trên bảng điều khiển, hệ thống so sánh vị trí dữ
liệu của xe trên khay và mã thẻ quẹt của khách hàng để quay đưa xe của người gửi
đến đúng vị trí của ra và hệ thống sẽ mở cửa để đưa xe đến vị trí trả xe cho khác
hàng. Sau khi khách hàng nhận lại xe và các tín hiệu cảm biến gửi về bộ điều khiển
ở trạng thái an toàn thì cửa bảo vệ an toàn sẽ đóng lại.
c. Đóng cửa
Khi có xe vào và tác động vào các sensor, cảm biến, hệ thống tự động mở của
để người gửi xe dắt xe vào vị trí yêu cầu trên hệ thống, sau khi xe vào vị trí thì hệ
thống, người gửi ra khỏi xe, cảm biến sẽ gửi tín hiệu về hệ khối xử lý trung tâm,
khối xử lý sẽ xuất tín hiệu để điều khiển đóng cửa bảo vệ an toàn và đưa xe vào vị
trí cất giữ.
d. Khâu tự động chạy chế độ cân bằng.

Khi xe máy được gửi hoặc lấy ra trong hệ thống sẽ xảy ra trường hợp lệch trọng
tâm của hệ thống vì vậy gây ảnh hưởng đến các kết cấu của hệ thống. Trong một
khoảng thời gian nhất định khi không có tín hiệu quẹt thẻ, thì hệ thống sẽ chạy chế
độ tự động cân bằng để đưa hệ thống về vị trí có trọng tâm thấp nhất, đảm bảo độ an

- 10 -


Giải pháp thông minh giải quyết vấn đề ra vào xe máy ứng dụng trong chung cƣ mini

toàn và tăng tuổi thọ cho kết cấu cơ khí.
e. Khâu tính tiền gửi xe.
Khi xe bắt đầu được gửi vào hệ thống, trong vi điều khiển sẽ cung cấp cho vị trí
xe này 1 biến thời gian. Thời điểm quẹt thẻ gửi xe ta mặc định t1=0, khi khách hàng
quẹt lấy xe ta có giá trị t2 # 0, Delta = t2 - t1
Chi phí gửi xe được tính như sau: CP=Delta*Giá/1đvtg
f. Hoạt động của hệ thống xe nâng.
Khi xe được đưa vào pallet, các hệ thống tín hiệu gửi về bộ điều khiển báo sẵn
sàng, bộ điều khiển sẽ điều khiển động cơ quay khay để thoát pallet, sau khi thoát
pallet trên hệ thống xe nâng sẽ nâng pallet ra vị trí để khách hàng đưa xe vào pallet
trong quá trình gửi xe. Khi có tín hiệu khách hàng lấy xe, pallet di chuyển đến vị trí
khay chứa xe, động cơ quay dàn khay sẽ quay để đưa khay chứa xe đến vị trí pallet
tiếp cận, xe nâng tiến vào trong và tiếp cận pallet, khi tiếp cận pallet thành công,
động cơ quay dàn sẽ quay để thoát pallet, sau đó xe nâng đưa pallet chứa xe cần lấy
ra khỏi vị trí và sẵn sàng cho khác hàng nhận lại xe

- 11 -


Giải pháp thông minh giải quyết vấn đề ra vào xe máy ứng dụng trong chung cƣ mini

PHẦN II : GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA BÃI
ĐỂ XE MÁY TỰ ĐỘNG
2.0. Giới thiệu chung.
- Hệ thống điện điều khiển của bãi để xe tự động bao gồm:
+ Các cảm biến tiệm cận, cảm biến quang, cảm biến từ ...
+ Các sensor, cảm biến nhiệt độ, cảm biến tốc độ...
+ Bảng mã hóa tín hiệu.
+ Relay và các thiết bị hiển thị
+ Hệ thống điều khiển trung tâm.
- Hệ thống điện động lực:
+ Động cơ để truyền chuyển động chính cho các kết cấu của hệ thống.
+ Relay, khởi động từ, ...
2.1. Bộ điều khiển.
Bộ điều khiển có thể sử dụng vi điều khiển, hoặc lập trình trên PLC để điều
khiển hệ thống đạt được mục tiêu điều khiển của người thiết kế.
Thiết bị lập trình
Giao diện

Bộ nhớ

Giao diện xuất

Bộ vi xử lý
Nguồn

Hình 2.1. Cấu trúc phần cứng
Bộ vi xử lý: đọc các tín hiệu vào thực hiện các hoạt động điều khiển theo
chương trình đã được lưu trong bộ nhớ và truyền các tín hiệu ra các thiết bị xuất.

- 12 -


Giải pháp thông minh giải quyết vấn đề ra vào xe máy ứng dụng trong chung cƣ mini

Bus dữ liệu

Bộ nhớ

Vi xử lý

Bộ nhớ

Bus điều khiển

Thiết bị nhập
Hình 2.2. Kiến trúc bộ vi xử lý

Bộ nhớ: Là nơi để lưu dữ liệu và chương trình cho các hoạt động điều khiển
dưới sự kiểm tra của bộ vi xử lý.
Thiết bị lập trình: Lập trình trên máy tính hoặc lập trình trực tiếp trên giao diện
kết nối LCD với vi điều khiển.
Các thiết bị nhập và xuất: Cung cấp giao diện giữa hệ thống và người sử dụng
bên ngoài cho phép kết nối giữa các cảm biến, động cơ và bộ điều khiển.
Ưu điểm của bộ điều khiển:
Có kích thước nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển, thuận tiện
cho việc phát triển và tích hợp hệ thống và không cần phải thay đổi phần cứng, có
thể đưa ra các dự báo tại các vị trí của hệ thống, để thuận tiện cho công tác bảo trì
bảo dưỡng hệ thống. Có thể mở rộng các cổng vào ra và chỉ cần lập trình một lần có
thể sử dụng cho nhiều hệ thống và ít tốn kém. Có thể kết nối mạng để giám sát hệ

thống và liên kết hệ thống với các dịch vụ của ngân hàng để thuận tiện trong việc
thanh toán chi phí dịch vụ.

- 13 -


Giải pháp thông minh giải quyết vấn đề ra vào xe máy ứng dụng trong chung cƣ mini

2.2. Các loại cảm biến thƣờng dùng
A- Cảm biến quang dạng thu và phát rời:
Là cảm biến gồm hai bộ phát và thu được tách rời ra riêng biệt. Các thiết bị
chuyển mạch quang điện vận hành theo kiểu truyền phát, vật thể cần phát hiện sẽ
chắn chùm ánh sáng (thường là bức xạ hồng ngoại) không cho chúng chiếu tới thiết
bị dò.

Hình 2.3. Thu phát cảm biến quang dạng rời
B- Cảm biến quang dạng thu và phát chung:
Là cảm biến gồm hai phần phát và thu được gộp chung thành một khối. Các
thiết bị chuyển mạch quang điện vận hành theo kiểu phản xạ, vật thể cần phát hiện
sẽ phản chiếu chùm ánh sáng lên thiết bị dò.

Diode phát quang

Vật thể
Thiết bị dò quang
học

Hình 2.4. Thu phát cảm biến quang dạng chung
Trong cả hai loại trên, cực phát xạ thông thường là Diode phát quang (LED).
Thiết bị dò bức xạ có thể là Transistor quang, thường là hai Transistor được gọi là

cặp Darlington. Cặp Darlington làm tăng độ nhạy của thiết bị. Tuỳ theo mạch được
sử dụng đầu ra có thể được chế tạo để chuyển mạch đến mức thấp khi ánh sáng đến
Transistor. Các cảm biến được cung cấp dưới dạng các hộp cảm nhận sự có mặt của

- 14 -