Hệ thống bán hàng tự động

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
---------------------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG
ĐỀ TÀI:

HỆ THỐNG BÁN HÀNG
TỰ ĐỘNG
GVHD:

TS. Trương Ngọc Sơn

SVTH:

Hồ Đình Khải
MSSV: 14141149

Tp. Hồ Chí Minh - 7/2018


TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

VIỆT NAM

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP –

ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

Y SINH

----o0o---Tp. HCM, ngày 28 tháng 6 năm 2018

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:

Hồ Đình Khải

Chuyên ngành:

Kỹ thuật Điện tử - Truyền thông Mã ngành:

41

Hệ đào tạo:

Đại học chính quy

Mã hệ:

1

Khóa:

2014

Lớp:

14141DT2C

MSSV: 14141149

I. TÊN ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG
II. NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu:
- Nguyễn Văn Hiệp, Giáo trình công nghệ nhận dạng bằng song vô tuyến, Đại học
SPKT Tp.HCM 2014.
- Trần Thu Hà, Giáo trình Điện tử cơ bản, Đại học SPKT Tp.HCM 2013.
- Phạm Quang Huy, Lê Cảnh Trung, Lập trình điều khiển Arduino, Đại học SPKT
Tp.HCM.
- Lê Trung Hiếu, Nguyễn Thị Minh Thi, Giáo trình lập trình Windows Form với C#.Net,
Đại học Duy Tân 2012.
2. Nội dung thực hiện:
-

Thu thập dữ liệu quy trình để thiết kế một hệ thống bán hàng.

-

Các giải pháp trong việc thiết kế mô hình.

-

Lựa chọn các thiết bị trong việc thiết kế mô hình bán hàng tự động.

-

Thiết kế hệ thống điều khiển.

-

Thiết kế mô hình.

-

Đánh giá kết quả thực hiện.
ii


III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

19/3/2018

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/6/2018
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Ts Trương Ngọc Sơn
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

iii


TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

VIỆT NAM

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP –

ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

Y SINH

----o0o---Tp. HCM, ngày 28 tháng 6 năm 2018

LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên 1: Hồ Đình Khải
Lớp: 14141DT2C

MSSV: 14141149

Tên đề tài: HỆ THỐNG BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG
Tuần/ngày
Tuần 1
Từ 19/3/2018
đến 26/3/2018
Tuần 2
Từ 27/3/2018

Nội dung

-

Gặp GVHD nhận đề tài.

-

Viết đề cương chi tiết.

-

Tìm hiểu các đề tài đã nghiên cứu liên

Từ 3/4/2018

-

Gặp GVHD để báo cáo về hướng thực
hiện đề tài.

đến 9/4/2018
Tuần 4

GVHD

quan đề bán hàng tự động.

đến 2/4/2018
Tuần 3

Xác nhận

-

Từ 10/4/2018

Tìm hiểu về giao tiếp các cảm biến,
RFID với Arduino.

đến 16/4/2018

Tuần 5
Từ 17/4/2018

-

và điều khiển động cơ.

đến 23/4/2018
Tuần 6

Lập trình giao tiếp Arduino với cảm biến

-

Báo cao tiến độ cho GVHD

iv


Từ 24/4/2018

-

đến 30/4/2018

Tìm hiểu lập trình giao diện Visual
Studio và gửi nhận dữ liệu với máy tính.

Tuần 7

-

Lập trình RFID đọc thẻ và gửi qua Serial.

Từ 1/5/2018

-

Điều khiển động cơ, cảm biến theo yêu

đến 7/5/2018

cầu.

Tuần 8

-

Báo cáo tiến độ cho GVHD.

Từ 8/5/2018

-

Lập trình giao tiếp Arduino với máy tính,

đến 14/5/2018

kết nối cảm biến và gửi nhận dữ liệu.
-

Thiết kế băng chuyền.

-

Thiết kế hộp đựng sản phẩm.

-

Lập trình giao diện bán hàng hoàn chỉnh.

-

Báo cáo tiến độ cho GVHD.

-

Hoàn thành mô hình.

-

Viết báo cáo.

-

Kiểm tra hoạt động của toàn hệ thống.

Tuần 12

-

Khắc phục lỗi hệ thống nếu có.

Từ 6/6/2018

-

Hoàn thiện báo cáo, chuẩn bị gặp GVPB

Tuần 9
Từ 15/5/2018
đến 21/5/2018
Tuần 10
Từ 22/5/2018
đến 29/5/2018
Tuần 11
Từ 30/5/2018
đến 5/6/2018

và bảo vệ.

GV HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ và tên)

v


LỜI CAM ĐOAN
Đề tài này là do tôi tự thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và không sao chép từ
tài liệu hay công trình đã có trước đó.
Người thực hiện đề tài
Hồ Đình Khải

vi


LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn đến TS. Trương Ngọc Sơn đã trực tiếp hướng dẫn, góp ý,
chia sẻ nhiều kinh nghiệm quý báu cũng như tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện để chúng
em hoàn thành tốt đề tài này.
Em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong khoa Điện – Điện tử đã tạo điều kiện
thuận lợi cho chúng em hoàn thành đề tài.
Em cũng gửi lời cám ơn đến các bạn lớp 14141DT2C đã chia sẻ kinh nghiệm, trao
đổi những kiến thức và những kinh nghiệm quý báu trong quá trình thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn!
Người thực hiện đề tài
Hồ Đình Khải

vii

MỤC LỤC
Trang bìa ...........................................................................................................................i
Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp ...............................................................................................ii
Lịch trình thực hiện đồ án tốt nghiệp ..............................................................................iv
Lời cam đoan ...................................................................................................................vi
Lời cảm ơn .....................................................................................................................vii
Mục lục ......................................................................................................................... viii
Liệt kê hình vẽ .................................................................................................................xi
Liệt kê bảng .................................................................................................................... xv
Tóm tắt ..........................................................................................................................xvi
Chương 1: TỒNG QUAN .............................................................................................. 1
1.1.

Đặt vấn đề ............................................................................................................. 1

1.2.

Mục tiêu ................................................................................................................ 2

1.3.

Nội dung nghiên cứu ............................................................................................. 2

1.4.

Giới hạn ................................................................................................................. 2

1.5.

Bố cục.................................................................................................................... 3

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................................. 4
2.1

Tổng quan về hệ thống bán hàng tự động ............................................................. 4

2.1.1 Hệ thống bán hàng tự động tại Việt Nam ............................................................. 4
2.1.2 Những hệ thống bán hàng tự động mới trên thế giới ............................................ 4
2.2

Quy trình hệ thống bán hàng tự động ................................................................... 5

2.2.1 Mô tả quy trình thanh toán .................................................................................... 5
2.2.2 Mô tả quy trình nạp tiền ........................................................................................ 5
2.2.3 Mô tả quy trình tạo thẻ thành viên mới ................................................................. 6
2.2.4 Mô tả quy trình cảnh báo ...................................................................................... 6
2.3

Giới thiệu phần cứng ............................................................................................. 6

2.3.1 Cảm biến hồng ngoại phát hiện vật ....................................................................... 6
2.3.2 Module RFID MFRC522 ...................................................................................... 8
viii


2.3.3 Xi lanh khí nén .................................................................................................... 11
2.3.4 Van điện từ khí nén ............................................................................................. 13
2.3.5 Động cơ một chiều .............................................................................................. 14
2.3.6 Module điều khiển động cơ L298 ....................................................................... 16

2.3.7 LCD .................................................................................................................... 18
2.3.8 Module I2C LCD ................................................................................................ 19
2.3.9 Arduino ............................................................................................................... 21
2.3.10 Chuẩn giao tiếp SPI............................................................................................. 22
2.3.11 Chuẩn giao tiếp UART ....................................................................................... 23
2.3.12 Chuẩn giao tiếp I2C ............................................................................................ 25
2.3.13 Công nghệ RFID ................................................................................................. 26
Chương 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ .................................................................. 28
3.1.

Giới thiệu............................................................................................................. 28

3.2.

Tính toán và thiết kế hệ thống ............................................................................. 28

3.2.1. Thiết kế sơ đồ khối .............................................................................................. 28
3.2.2. Tính toán và thiết kế mạch .................................................................................. 29
3.2.3. Sơ đồ nguyên lý của toàn mạch .......................................................................... 35
Chương 4: THI CÔNG HỆ THỐNG ......................................................................... 37
4.1.

Giới thiệu............................................................................................................. 37

4.2.

Thi công hệ thống ............................................................................................... 37

4.2.1. Thi công bo mạch ................................................................................................ 37
4.2.2. Lắp ráp và kiểm tra ............................................................................................. 41

4.3.

Đóng gói và thi công mô hình ............................................................................. 43

4.3.1. Đóng gói bộ điều khiển ....................................................................................... 43
4.3.2. Thi công mô hình ................................................................................................ 44
4.4.

Lập trình hệ thống ............................................................................................... 48

4.4.1. Lưu đồ giải thuật ................................................................................................. 48
4.4.2. Phần mềm lập trình cho vi điều khiển ................................................................ 51
4.4.3. Phần mềm lập trình cho máy tính Visual Studio 2013 ....................................... 53
4.5.

Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng, thao tác ........................................................... 54
ix


4.5.1. Viết tài liệu hướng dẫn ........................................................................................ 54
4.5.2. Quy trình thao tác ................................................................................................ 63
Chương 5 : KẾT QUẢ ................................................................................................. 64
5.1.

Kết quả đạt được ................................................................................................. 64

5.2.

Kết quả thực nghiệm ........................................................................................... 65

5.2.1. Mô hình sản phẩm ............................................................................................... 65
5.2.2. Khởi động hệ thống ............................................................................................. 65
5.2.3. Chọn sản phẩm thanh toán .................................................................................. 66
5.2.4. Thanh toán ........................................................................................................... 68
5.2.5. Quản lý hàng hóa bán trong ngày ....................................................................... 76
5.2.6. Nạp tiền và tạo thẻ thành viên mới ..................................................................... 77
5.2.7. Cảnh báo.............................................................................................................. 81
5.3.

Nhận xét – đánh giá ............................................................................................ 82

5.3.1. Nhận xét .............................................................................................................. 82
5.3.2. Đánh giá .............................................................................................................. 83
Chương 6 : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.............................................. 86
6.1

Kết luận ............................................................................................................... 86

6.2

Hướng phát triển ................................................................................................. 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... xvii

x


LIỆT KÊ HÌNH VẼ
Hình

Trang

Hình 2. 1 Cảm biến hồng ngoại phát hiện vật .................................................................. 6
Hình 2. 2 Mạch nguyên lý cảm biến hồng ngoại phát hiện vật ....................................... 8
Hình 2. 3 Đầu đọc RFID HF ............................................................................................ 9
Hình 2. 4 Đầu đọc RFID UHF ......................................................................................... 9
Hình 2. 5 Đầu đọc/ghi RFID HF ...................................................................................... 9
Hình 2. 6 Module RFID MFRC522 ............................................................................... 10
Hình 2. 7 Kết nối MFRC522 với Arduino ..................................................................... 11
Hình 2. 8 Xi lanh khí nén tác động đơn ......................................................................... 12
Hình 2. 9 Xi lanh khí nén tác động kép ......................................................................... 12
Hình 2. 10 Xi lanh khí nén quay .................................................................................... 12
Hình 2. 11 Cấu tạo bên trong của xi lanh khí nén tác động kép .................................... 13
Hình 2. 12 Van điện từ 5/2 ............................................................................................. 14
Hình 2. 13 Cấu tạo van điện từ 5/2 ................................................................................ 14
Hình 2. 14 Động cơ một chiều ....................................................................................... 15
Hình 2. 16 Module điều khiển động cơ L298 ................................................................ 16
Hình 2. 17 Sơ đồ chân của module L298 ....................................................................... 17
Hình 2. 18 Mạch nguyên lý của module L298 ............................................................... 17
Hình 2. 19 LCD 16x2 ..................................................................................................... 18
Hình 2. 20 Module I2C LCD ......................................................................................... 19
Hình 2. 21 Mạch nguyên lý của module I2C LCD ........................................................ 20
Hình 2. 22 Arduino UNO R3 ......................................................................................... 21
Hình 2. 23 Nguyên lý hoạt động của chuẩn giao tiếp SPI ............................................. 23
Hình 2. 24 Mô tả quá trình song công của chuẩn giao tiếp SPI ..................................... 23
Hình 2. 25 Nguyên lý hoạt động của chuẩn giao tiếp UART ........................................ 24
Hình 2. 26 Nguyên lý hoạt động của chuẩn giao tiếp I2C ............................................. 25
Hình 2. 27 Mô hình RFID .............................................................................................. 26
Hình 3. 1 Sơ đồ khối hệ thống ....................................................................................... 28
Hình 3. 2 Sơ đồ nguyên lý kết nối cảm biến với vi điều khiển ...................................... 30

xi


Hình 3. 3 Sơ đồ nguyên lý kết nối module RFID với vi điều khiển .............................. 31
Hình 3. 4 Sơ đồ nguyên lý kết nối ngõ ra điều khiển thiết bị ........................................ 34
Hình 3. 5 Sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống ....................................................................... 36
Hình 4. 1 Sơ đồ bố trí linh kiện của mạch điều khiển trung tâm ................................... 37
Hình 4. 2 Sơ đồ mạch in lớp dưới của mạch điều khiển trung tâm ............................... 38
Hình 4. 3 Sơ đồ bố trí linh kiện của mạch chia áp ......................................................... 38
Hình 4. 4 Sơ đồ thi công mạch in lớp dưới của mạch chia áp ....................................... 39
Hình 4. 5 Sơ đồ bố trí linh kiện của mạch cảnh báo ...................................................... 39
Hình 4. 6 Sơ đồ thi công mạch in lớp dưới của mạch cảnh báo .................................... 40
Hình 4. 7 Mặt trên của mạch điều khiển trung tâm........................................................ 41
Hình 4. 8 Mặt dưới của mạch điều khiển trung tâm ...................................................... 41
Hình 4. 9 Mặt trên của mạch cảnh báo .......................................................................... 42
Hình 4. 10 Mặt dưới của mạch cảnh báo ....................................................................... 42
Hình 4. 11 Mạch chia áp ................................................................................................ 43
Hình 4. 12 Bộ điều khiển khi gắn lên bảng điện ............................................................ 43
Hình 4. 13 Khu vực bảo vệ của mạch điều khiển .......................................................... 44
Hình 4. 14 Vị trí gắn nút nhấn và công tắc .................................................................... 44
Hình 4. 15 Thi công hộp đựng sản phẩm ....................................................................... 45
Hình 4. 16 Gắn băng tải vào các trục và cố định vòng bi .............................................. 46
Hình 4. 17 Lắp ráp cảm biến, đầu đọc RFID và khung bảo vệ ...................................... 46
Hình 4. 18 Lắp ống dẫn khí và xilanh ............................................................................ 47
Hình 4. 19 Lắp ráp hộp chứa mạch cảnh báo ................................................................. 47
Hình 4. 20 Mô hình hoàn thiện ...................................................................................... 48
Hình 4. 21 Lưu đồ chương trình chính........................................................................... 49
Hình 4. 22 Lưu đồ chương trình cho phép chạy động cơ .............................................. 50
Hình 4. 23 Lưu đồ chương trình dừng động cơ ............................................................. 50
Hình 4. 24 Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh ....................................................... 51

Hình 4. 25 Mục cho phép tải phần mềm Arduino IDE .................................................. 52
Hình 4. 26 Quy trình chọn download Arduino IDE ....................................................... 52
Hình 4. 27 Giao diện chính của phần mềm Arduino IDE .............................................. 53
xii


Hình 4. 28 Các khu vực trên giao diện chính của phần mềm Visual Studio 2013 ........ 54
Hình 4. 29 Bật công tắc cấp nguồn cho hệ thống .......................................................... 54
Hình 4. 30 Giao diện chính khi mở chương trình thanh toán ........................................ 55
Hình 4. 31 Kiểm tra kết nối hệ thống khi đã nhấn “Kết nối” ........................................ 55
Hình 4. 32 Nhấn “Quét thẻ xác thực “ sau khi đã quét hết sản phẩm ............................ 56
Hình 4. 33 Quét thẻ thành viên để chuẩn bị thanh toán ................................................. 56
Hình 4. 34 Nhấn chọn nút “Thanh toán” để thanh toán sản phẩm................................. 56
Hình 4. 35 Hóa đơn bán hàng sau khi đã nhấn chọn thanh toán .................................... 57
Hình 4. 36 Giao diện đăng nhập vào hệ thống dành cho quản lý .................................. 57
Hình 4. 37 Giao diện chương trình quản trị hệ thống bán hàng..................................... 58
Hình 4. 38 Kiểm tra thu ngân theo ngày tháng năm ...................................................... 58
Hình 4. 39 Báo cáo thu ngân trong ngày khi nhấn xuất báo cáo ................................... 59
Hình 4. 40 Giao diện chương trình nạp tiền cho khách hàng ........................................ 59
Hình 4. 41 Quẹt thẻ thành viên khi cần nạp tiền vào tài khoản ..................................... 60
Hình 4. 42 Thông báo thành công khi đã nạp tiền ......................................................... 60
Hình 4. 43 Giao diện chương trình tạo thẻ thành viên mới ........................................... 61
Hình 4. 44 Điền thông tin cụ thể của thành viên mới .................................................... 61
Hình 4. 45 Thông báo tạo thẻ thành viên thành công .................................................... 62
Hình 4. 46 Thoát khỏi chương trình quản trị hệ thống .................................................. 62
Hình 4. 47 Lưu đồ quy trình thao tác với hệ thống ........................................................ 63
Hình 5. 1 Mô hình hệ thống bán hàng tự động .............................................................. 65
Hình 5. 2 Bật công tắc nguồn cho hệ thống ................................................................... 65
Hình 5. 3 Nhấn reset hệ thống ........................................................................................ 66
Hình 5. 4 Khởi động phần mềm và thiết lập thông số kết nối ....................................... 66

Hình 5. 5 Hộp đựng sản phẩm ....................................................................................... 67
Hình 5. 6 Hộp đựng sản phẩm đặt đúng vị trí ................................................................ 67
Hình 5. 7 Hộp đựng sản phẩm đặt đúng vị trí ................................................................ 68
Hình 5. 8 Hộp đựng sản phẩm đi qua đầu đoc RFID ..................................................... 68
Hình 5. 9 Thông tin sản phẩm được đưa tới chương trình ............................................. 69
Hình 5. 10 Hộp đựng sản phẩm dừng tại cảm biến hồng ngoại ..................................... 69
xiii


Hình 5. 11 Xi lanh khí nén đẩy sản phẩm ...................................................................... 70
Hình 5. 12 Xi lanh khí nén đẩy sản phẩm ...................................................................... 70
Hình 5. 13 Sản phẩm được đưa vào túi đựng ................................................................. 70
Hình 5. 14 Xi lanh thu hồi .............................................................................................. 71
Hình 5. 15 Hộp đựng sản phẩm đưa về khung chứa ...................................................... 71
Hình 5. 16. Hộp đựng sản phẩm đưa về khung chứa ..................................................... 71
Hình 5. 17 Hệ thống hoạt động với nhiều sản phẩm đưa lên băng chuyền ................... 72
Hình 5. 18 Hệ thống hoạt động với nhiều sản phẩm đưa lên băng chuyền ................... 72
Hình 5. 19 Hệ thống hoạt động với nhiều sản phẩm đưa lên băng chuyền ................... 72
Hình 5. 20 Thông tin sản phẩm sau khi đã được đi qua băng tải ................................... 73
Hình 5. 21 Nhấn “Quét thẻ xác thực “ sau khi đã quét hết sản phẩm ............................ 73
Hình 5. 22 Quét thẻ thành viên trên module RFID ........................................................ 74
Hình 5. 23 Xác nhận thanh toán trên phần mềm ............................................................ 74
Hình 5. 24 Hóa đơn bán hàng ........................................................................................ 75
Hình 5. 25 Lấy sản phẩm sau khi thanh toán ................................................................. 75
Hình 5. 26 Giao diện đăng nhập cho hệ thống quản lý .................................................. 76
Hình 5. 27 Giao diện chương trình quản trị hệ thống bán hàng..................................... 76
Hình 5. 28 Kiểm tra thu ngân theo ngày tháng năm ...................................................... 77
Hình 5. 29 Báo cáo thu ngân trong ngày khi nhấn xuất báo cáo ................................... 77
Hình 5. 30 Giao diện chương trình nạp tiền cho khách hàng ........................................ 78
Hình 5. 31 Quẹt thẻ thành viên khi cần nạp tiền vào tài khoản ..................................... 78

Hình 5. 32 Thông báo thành công khi đã nạp tiền ......................................................... 79
Hình 5. 33 Giao diện chương trình tạo thẻ thành viên mới ........................................... 79
Hình 5. 34 Điền thông tin cụ thể của thành viên mới .................................................... 80
Hình 5. 35 Thông báo tạo thẻ thành viên thành công .................................................... 80
Hình 5. 36 Thoát khỏi chương trình quản trị hệ thống .................................................. 81
Hình 5. 37 Màn hình LCD hiển thị cảnh báo ................................................................. 81
Hình 5. 38 Tắt cảnh báo và hiển thị sau khi tắt cảnh báo .............................................. 82

xiv


LIỆT KÊ BẢNG
Bảng

Trang

Bảng 2. 1 Bảng ký hiệu chân cảm biến hồng ngoại ......................................................... 7
Bảng 2. 2 Bảng ký hiệu chân module MFRC522 .......................................................... 10
Bảng 2. 3 Bảng ký hiệu chân của LCD 16x2 ................................................................. 19
Bảng 2. 4 Bảng ký hiệu chân và chức năng module I2C LCD ...................................... 20
Bảng 3. 1 Thông số dòng điện và điện áp của linh kiên ................................................ 35
Bảng 4. 1 Bảng thống kê linh kiện sử dụng ................................................................... 40
Bảng 5. 1 Số liệu giám sát thực tế .................................................................................. 83

xv


TÓM TẮT
Trong những năm gần đây, cùng với việc mở cửa hội nhập quốc tế của đất nước và
sự phát triển của kinh tế xã hội, các loại hình phân phối hiện đại theo mô hình tiên tiến

như siêu thị, cửa hàng tiện lợi, trung tâm thương mại… đã xuất hiện ngày càng phổ biến
tại các đô thị lớn tại Việt Nam để đáp ứng nhu cầu mua sắm ngày càng cao của người
dân. Lịch sử hình thành và phát triển hệ thống bán hàng hiện đại tại các nước có nền kinh
tế phát triển cho thấy đây là hình thức tổ chức thương mại rất có hiệu quả và ngày càng
đóng vai trò quan trọng hơn trong các hình thức phân phối hàng hóa. Tuy nhiên, ở Việt
Nam, khi các hệ thống phân phối kiểu truyền thống đang còn giữ vai trò quan trọng thì
việc hiện đại hóa hệ thống phân phối nói chung và hệ thống bán lẻ nói riêng đang là yêu
cầu cấp bách hiện nay.
Công nghệ RFID đã được ứng dụng trong bán hàng cách đây vài năm tại các nước
phát triển mạnh như Nhật, Mỹ. Tuy nhiên ở Việt Nam, công nghệ này vẫn còn khá mới
mẻ và ít được tiếp cận, nhất là trong bán hàng. Do đó hình thành một hệ thống bán hàng
ứng dụng công nghệ RFID là một việc hết sức cần thiết và đây là lí do mà nhóm thực
hiện lựa chọn đề tài này.
Nội dung chính của đề tài là thiết kế hệ thống bán hàng tự động, trong đó:
- Sử dụng board Arduino UNO làm vi điều khiển của khối điều khiển trung tâm.
- Ứng dụng công nghệ RFID trong thanh toán hàng hóa.
- Thực hiện thanh toán thông qua phần mềm thanh toán.
- Quản lý và lưu trữ thông tin bán hàng thông qua database.

xvi


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Chương 1: TỔNG QUAN
1.1.

ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những năm gần đây, cùng với việc mở cửa hội nhập quốc tế của đất nước và

sự phát triển của kinh tế xã hội, các loại hình phân phối hiện đại theo mô hình tiên tiến
như siêu thị, cửa hàng tiện lợi, trung tâm thương mại… đã xuất hiện ngày càng phổ biến
tại các đô thị lớn tại Việt Nam để đáp ứng nhu cầu mua sắm ngày càng cao của người
dân.
Lịch sử hình thành và phát triển hệ thống bán hàng hiện đại tại các nước có nền
kinh tế phát triển cho thấy đây là hình thức tổ chức thương mại rất có hiệu quả và ngày
càng đóng vai trò quan trọng hơn trong các hình thức phân phối hàng hóa. Tuy nhiên, ở
Việt Nam, khi các hệ thống phân phối kiểu truyền thống đang còn giữ vai trò quan trọng
thì việc hiện đại hóa hệ thống phân phối nói chung và hệ thống bán lẻ nói riêng đang là
yêu cầu cấp bách hiện nay.
Thị trường bán hàng Việt Nam đã phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây
song việc nghiên cứu và xác định chiến lược phát triển các hình thức bán hàng hiện đại
còn là vấn đề mới mẻ. Mặt khác, phần lớn các mô hình tổ chức hoạt động của hệ thống
bán hàng hiện đại đưa vào Việt Nam một cách thiếu chọn lọc, chưa nghiên cứu để vận
dụng để phù hợp với đặc thù văn hóa và tâm lý tiêu dùng của nước ta.
Công nghệ RFID đang được ứng dụng trên thế giới, chủ yếu là các nước phát triển.
Tuy nhiên ở Việt Nam, công nghệ RFID vẫn là công nghệ mới và vẫn chưa được áp dụng
rộng rãi do thiếu công nghệ sản xuất mà phải phụ thuộc vào linh kiện từ nước ngoài.
Với xu thế áp dụng mô hình tự động hóa ngày càng nhiều tại Việt Nam, việc áp
dụng mô hình bán hàng tự động kết hợp công nghệ RFID sẽ có nhiều ưu điểm hơn so
với mô hình bán hàng truyền thống sử dụng công nghệ mã vạch như:
- Tiết kiệm chi phí thuê nhân công.
- Kiểm soát hàng hóa tốt hơn.
- Dễ dàng quản lý tài sản.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

1


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

- Chi phí hoạt động giảm, lợi nhuận cao.
Từ những ưu điểm của mô hình bán hàng ứng dụng công nghệ RFID trong hệ thống
bán hàng mang lại mà nhóm quyết định chọn đề tài “Hệ thống bán hàng tự động”.

1.2.

MỤC TIÊU

- Thiết kế được mạch giao tiếp giữa module đọc thẻ RFID với máy tính.
- Thiết kế được một cơ sở dữ liệu chứa các thông tin của hàng hóa và khách hàng.
- Thiết kế được hệ thống cảnh báo.
- Thiêt kế được phần mềm bán hàng và quản lý hệ thống.
- Thiết kế được hệ thống hiển thị thông tin.
- Thiết kế được mô hình thanh toán.

1.3.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Thu thập dữ liệu quy trình để thiết kế một hệ thống bán hàng.
- Các giải pháp trong việc thiết kế mô hình.
- Lựa chọn các thiết bị trong việc thiết kế mô hình bán hàng tự động.
- Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển.
- Thiết kế mô hình.
- Đánh giá kết quả thực hiện.

1.4.

GIỚI HẠN

- Đề tài được xây dựng cho việc thanh toán sản phẩm và cảnh báo.
- Mô hình sử dụng băng chuyền để vận chuyển và phục vụ thanh toán. Vì hạn chế
trong công nghệ đọc thẻ RFID nên nhóm thực hiện sử dụng băng chuyền để có thể
phù hợp với công nghệ đọc thẻ mà nhóm thực hiện đang sử dụng.
- Thanh toán sản phẩm và quản lý bằng phần mềm trên máy tính. Phần mềm thanh
toán được viết bằng C# và khách hàng thao tác trên máy tính.
- Mô hình chỉ sử dụng trong nhà.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.5.

BỐ CỤC

- Chương 1: Tổng quan
Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung
nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục của đề tài.
- Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương này trình bày lý thuyết về phần cứng của các thiết bị ngõ vào, ngõ ra, vi
điều khiển và các chuẩn giao tiếp trong quá trình truyền - nhận dữ liệu.
- Chương 3: Thiết kế và tính toán
Chương này trình bày về sơ đồ khối, cách tính toán giá trị cho các khối, sơ đồ
nguyên lý của mạch giao tiếp vi điều khiển với các module, sơ đồ nguyên lý của
toàn bộ hệ thống, mạch nguồn cung cấp cho hệ thống.
- Chương 4: Thi công hệ thống

Chương này trình bày về sơ đồ mạch in PCB, lưu đồ giải thuật của hệ thống, chương
trình điều khiển. Kèm với đó là hình ảnh thực tế về mô hình, các kết quả thực tế
mà mô hình có được.
- Chương 5: Kết quả, Nhận xét và Đánh giá
Chương này trình bày các kiến thức, các kỹ năng mà nhóm nghiên cứu có được khi
thực hiện đề tài: cách sử dụng cảm biến, cách sử dụng van điện từ và xi lanh, giám
sát quá trình bằng Arduino UNO và máy tính, truyền nhận thông tin từ board mạch
đến máy tính thông qua Serial.
- Chương 6: Kết luận và Hướng phát triển
Chương này trình bày những kết quả mà đề tải đạt được, đưa ra những hướng phát
triển để đề tài có thể phát triển hoàn thiện hơn và đáp ứng được với yêu cầu của
cuộc sống hiện đại ngày nay.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

3


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG

2.1.1 Hệ thống bán hàng tự động tại Việt Nam
Với dân số đông, năng lực mua sắm của người tiêu dùng tăng nhanh, tốc độ đô thị
hóa phát triển mạnh mẽ, Việt Nam được đánh giá là thị trường tiềm năng cho hình thức
bán hàng tự động. Tuy nhiên, cho đến hiện nay khái niệm về bán hàng tự động vẫn còn
xa lạ và hệ thống này chỉ thể hiện ở loại hình chính là máy bán hàng tự động với những

ưu điểm và hạn chế.
Ưu điểm:
- Đơn giản dễ sử dụng, bảo quản sản phẩm tốt.
- Hoạt động liên tục trong ngày đảm bảo khách hàng có thể mua ở mọi khung giờ.
- Giá cả và thông tin rõ ràng.
- Không chiếm nhiều diện tích và mất nhiều chi phí nhân công.
Hạn chế:
- Giới hạn về mặt hàng và số lượng.
- Giới hạn về hình thức thanh toán.
- Phát sinh lỗi lỹ thuật trong quá hoạt động như không nhận tiền, không đưa ra được
sản phẩm.

2.1.2 Những hệ thống bán hàng tự động mới trên thế giới
Hệ thống bán hàng ứng dụng công nghệ RFID: Các sản phẩm được gắn với nhãn
dán RFID, trong quá trình thanh toán đặt sản phẩm tại vị trí thanh toán và hệ thống tự
động đưa sản phẩm qua đầu đọc RFID để thanh toán và đóng gói, khách hàng thanh toán
bằng thẻ RFID thành viên hoặc thẻ ngân hàng. Hệ thống này không giới hạn về mặt hàng
và giúp cho quá trình thanh toán nhanh chóng hơn công nghệ quét mã vạch hiện nay,
không tốn chi phí thuê nhân công.
Hệ thống bán hàng ứng dụng IOT và máy học: Khách hàng quét mã QR bằng ứng
dụng trên điện thoại thông minh để vào cửa hàng sau đó chọn sản phẩm và ra về, hệ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

4


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
thống dùng camera và các cảm biến kết hợp với máy học bằng các thuật toán nhận diện
khuôn mặt, hành vi để xác định món hàng đã được chọn và thanh toán trực tuyến vào tài

khoản của khách hàng tự động mà không cần phải xếp hàng thanh toán. Hệ thống này
tối ưu về quy trình thanh toán và tạo sự tiện lợi, nhanh chóng cho khách hàng nhưng cần
sự đầu tư lớn mạnh về công nghệ.
Những hệ thống trên đều có những ưu điểm lớn về bán hàng tự động tuy nhiêu để
áp dụng rộng rãi trong thực tế cần có quá trình nghiêng cứu lâu dài và nguồn lực đầu tư
lớn.

2.2

QUY TRÌNH HỆ THỐNG BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG

2.2.1 Mô tả quy trình thanh toán
Khách hàng lựa chọn sản phẩm trước khi đến quầy thanh toán. Khi đến tại quầy,
khách hàng đặt những hộp có đựng sản phẩm bên trong lên băng chuyền. Hệ thống băng
chuyền có nhiệm vụ tách sản phẩm ra khỏi hộp đựng và đưa sản phẩm vào túi đựng. Một
màn hình bên cạnh băng chuyền cho phép khách hàng theo dõi các sản phẩm đã lựa chọn.
Sau khi đã xem xét kỹ càng, khách hàng sẽ nhấn vào nút “Quét thẻ xác thực” ngay trên
màn hình. Màn hình sẽ hiện thông báo yêu cầu khách hàng quẹt thẻ thành viên để chuẩn
bị thanh toán. Sau khi quẹt thẻ, thông tin khách hàng sẽ hiện lên trên màn hình và số dư
tài khoản trong thẻ hiện có. Khách hàng nhấn nút thanh toán, hệ thống sẽ trừ tiền dựa
vào tiền tổng thanh toán và số dư trong tài khoản. Hệ thống sẽ tiếp tục hỏi khách hàng
có in hóa đơn hay không. Nếu chọn có, hệ thống sẽ in ra hóa đơn xác nhận đã thanh toán
sản phẩm. Trong trường hợp số tiền tổng thanh toán lớn hơn số tiền trong tài khoản, quá
trình thanh toán sẽ không thành công và yêu cầu khách hàng phải nạp tiền vào thẻ để có
thể thanh toán sản phẩm.

2.2.2 Mô tả quy trình nạp tiền
Khách hàng cần kiểm tra số dư trong tài khoản thường xuyên để tránh tình trạng thiếu
tiền trong thẻ khi thanh toán. Khi khách hàng cần nạp tiền vào tài khoản, họ sẽ yêu cầu
người quản lý hệ thống nạp tiền cho mình. Người quản lý sẽ quẹt thẻ của khách hàng để

xác nhận danh tính. Sau khi có được thông tin khách hàng, người quản lý sẽ nạp vào tài
khoản khách hàng đúng với số tiền mà người khách hàng muốn nạp vào tài khoản. Sau
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

5


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
khi chọn “Nạp tiền”, hệ thống sẽ thông báo nạp tiền thành công. Khách hàng có thể kiểm
tra tài khoản trong thẻ đã nạp thành công hay chưa ngay lập tức.

2.2.3 Mô tả quy trình tạo thẻ thành viên mới
Khi có yêu cầu tạo thẻ thành viên mới, người quản lý sẽ truy cập vào mục tạo thẻ
thành viên. Người cần tạo thẻ mới sẽ cung cấp những thông tin cá nhân để người quản
lý thực hiện các bước cần thiết cho việc thiết lập dữ liệu. Sau khi nhập đầy đủ thông tin,
người quản lý sẽ quẹt thẻ RFID mới để xác thực mã khách hàng. Sau đó chọn nút tạo thẻ
thành viên để hoàn tất quy trình.

2.2.4 Mô tả quy trình cảnh báo
Khi có một món hàng chưa qua thanh toán được đem ra khỏi cửa hàng. Hệ thống sẽ
phát hiện thông qua thẻ RFID được dán vào hộp. Còi cảnh báo sẽ vang lên cho biết cửa
cảnh báo nào đã phát hiện. Sẽ có bảo vệ để kiểm soát khu vực ra vào này. Còi cảnh báo
chỉ tắt khi có sự xác nhận của thẻ bảo vệ.

2.3

GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG

2.3.1 Cảm biến hồng ngoại phát hiện vật
a. Giới thiệu cảm biến hồng ngoại phát hiện vật

Hình 2. 1 Cảm biến hồng ngoại phát hiện vật

Cảm biến hồng ngoại phát hiện vật là cảm biến sử dụng 1 led hồng ngoại thu và 1
led hồng ngoại phát. Cả hai led này được kết nối song song với nhau. Led phát sẽ phát
ra tia hồng ngoại có một tần số nhất định. Khi gặp vật cản, tia hồng ngoại được phản
chiếu về lại led thu. Led thu nhận được tia hồng ngoại và kết hợp với mạch điện để tạo
điện áp ngõ ra. Điện áp ở ngõ ra tùy thuộc vào khoảng cách cũng như cường độ tia hồng
ngoại mà led thu nhận được.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

6


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT

b. Thông số kỹ thuật
- Sử dụng ic so sánh: LM393.
- Điện áp hoạt động từ 3.3V – 6V.
- Dòng điện tiêu thụ: 43mA.
- Góc hoạt động: 35 độ.
- Khoảng cách phát hiện từ 2 – 30 cm.
- Sử dụng 1 led báo nguồn và 1 led báo tín hiệu ngõ ra.
- Mức logic ở ngõ ra của cảm biến: 0V khi phát hiện vật cản, 5V khi không có vật
cản.
- Kích thước của cảm biến 3.2 x 1.4 cm.
- Các chân của cảm biến hồng ngoại:
Bảng 2. 1 Bảng ký hiệu chân cảm biến hồng ngoại

Chức năng

Ký hiệu chân
OUT

Ngõ ra số của cảm biến.

GND

Chân nối đất.

VCC

Chân cấp nguồn cho cảm biến.

c. Nguyên lý hoạt động
Mạch nguyên lý của cảm biến:

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

7


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Hình 2. 2 Mạch nguyên lý cảm biến hồng ngoại phát hiện vật

Led phát sẽ phát ra chùm tia hồng ngoại về phía trước. Khi có vật cản xuất hiện
chắn trước chùm tia, tia hồng ngoại sẽ bị phản xạ về lại và gặp led thu. Led thu có nhiệm
vụ nhận các tia hồng ngoại này. Khi led thu có tín hiệu, nó thay đổi điện áp đặt vào cực
(-) của opamp. Mạch cảm biến có sử dụng một biến trở, nó cho phép tùy chỉnh điện áp

ngưỡng so sánh và điện áp tạo bởi biến trở được đặt vào cực (+) của opamp. Khi điện áp
tại ngõ (-) lớn hơn điện áp tại ngõ (+) thì ngõ ra của opamp ở mức thấp. Led ngõ ra sẽ
sáng báo hiệu có phát hiện vật. Khi ngõ (-) nhỏ hơn ngõ (+) thì ngõ ra của opamp ở mức
cao. Lúc này led báo hiệu tắt. Ta có thể tùy chỉnh khoảng cách phát hiện của cảm biến
thông qua biến trở. Khi chỉnh biến trở có giá trị càng lớn thì điện áp đặt vào ngõ (+) càng
lớn, khoảng cách phát hiện càng nhỏ. Khi giá trị biến trở càng nhỏ thì giá trị điện áp đặt
vào ngõ (+) càng nhò, khoảng cách phát hiện từ đó càng lớn, có thể phát hiện vật ở
khoảng cách xa hơn.

2.3.2 Module RFID MFRC522
a. Giới thiệu các loại đầu đọc RFID
Trên thị trường có rất nhiều loại đẩu đọc RFID. Nó đa dạng về kiểu, màu sắc, loại
kết nối... Sau đây là một số đầu đọc có trên thị trường:

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

8


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Hình 2. 3 Đầu đọc RFID HF

Hình 2.3 trình bày loại đầu đọc ở dãy tần HF 13.56MHz. Là loại đầu đọc có dây và
có thêm bộ driver đính kèm cho việc giao tiếp máy tính. Thiết bị này chỉ có chức năng
đọc dữ liệu từ thẻ mà không thể ghi dữ liệu.

Hình 2. 4 Đầu đọc RFID UHF

Hình 2.4 trình bày loại đầu đọc hoạt động ở dãy tần số UHF. Là loại đầu đọc di

động và chỉ cho chức năng đọc dữ liệu từ thẻ mà không thể ghi dữ liệu. Đây cũng là loại
có giá cao nhất trong các loại đầu đọc RFID trên thị trường.

Hình 2. 5 Đầu đọc/ghi RFID HF

Hình 2.5 trình bày loại đầu đọc/ghi dữ liệu rẻ nhất trên thị trường. Thiết bị hoạt
động ở tần số 13.56MHz. Cho phép ghi/ đọc dữ liệu lên thẻ cũng như tương thích kết

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

9