Luận Văn Thiết kế và thi công mô hình điều khiển, giám sát bãi giữ xe ô tô tự động

TR

NG
B

B GIÁO D C & ̀O T O
I H C S PH M K THU T TP. H CHÍ MINH
KHOA I N ậ I N T
MỌN I N T CÔNG NGHI P ậ Y SINH
---------------------------------

ÁN T T NGHI P
NGÀNH CÔNG NGH K THU T I N T

TRUY N THÔNG

TÀI:

THI T K V̀ THI CÔNG MÔ H NH
I U KHI N, GI M S T
BÃI GI

XE Ô TÔ T

NG

GVHD : ThS Nguy n T n
SVTH : Nguy n Thanh L c
MSSV :

13141174

Tp. H Chí Minh - 2/2019

i


TR

NG
B

B GIÁO D C & ̀O T O
I H C S PH M K THU T TP. H CHÍ MINH
KHOA I N ậ I N T
MỌN I N T CÔNG NGHI P ậ Y SINH
---------------------------------

ÁN T T NGHI P
NGÀNH CÔNG NGH K THU T I N T

TRUY N THÔNG

TÀI:

THI T K V̀ THI CÔNG MÔ H̀NH
I U KHI N, GÍM ŚT
B̃I GI

XE Ô TÔ T

NG

GVHD : ThS Nguy n T n
SVTH : Nguy n Thanh L c
MSSV : 13141174

Tp. H Chí Minh - 2/2019

i


NG H SPKT TP. H CHÍ MINH
C NG HÒA Ã H I CH NGH A VI T NAM
KHOA I N- I N T
C L P - T DO - H NH PHÚC
MỌN I N T CỌNG NGHI P ậ Y SINH
----o0o---TR

B

Tp. HCM, ngày 11 tháng 01 n m 2019

NHI M V

N T T NGHI P

H tên sinh viên 1: Nguy n Thanh L c
Chuyên ngành:
i n t công nghi p
H đ̀o t o:

i h c chính quy
Khóa:
2013

MSSV: 13141174
Mã ngành: 41
Mã h : 1
L p: 13141DT1A

H tên sinh viên 2: Mai V n Thành
Chuyên ngành:
i n t công nghi p
H đ̀o t o:
i h c chính quy
Khóa:
2013

MSSV: 13141310
Mã ngành: 41
Mã h : 1
L p: 13141DT1B

I. TÊN

TÀI: THI T K V̀ THI CÔNG MÔ H NH
BÃI GI

XE Ô TÔ T

I U KHI N, GI M S T

NG

II. NHI M V
1. Các s li u ban đ u:
− Kích th
−

c mô h̀nh: chi u dài 70cm, chi u r ng 60cm, chi u cao 75cm.

ng c có h p s 24VDC giúp v n hành h th ng có v n t c 94 vòng/phút.

− C m bi n ch U 24VDC ph́t hi n v t c n đ x́c đ nh v trí.
− Công t c hành tr̀nh 24VDC ch c n ng đóng, m đ ng c .
− Webcam colorvis ND60 đóng vai trò thu nh n nh đ u vào, k t n i ḿy tính qua
c ng USB.
− C c u truy n đ ng dây xích và b́nh r ng.
− M ch Arduino Uno R3 v̀ RFID RC522 đ

c d̀ng làm b x ĺ đ c th t , k t n i

ḿy tính thông qua c ng USB.
2. N i dung th c hi n:
− Tìm hi u ćc ph

ng th c giao ti p v i PLC.

− Tìm hi u nghiên c u cách th c qu t th , x lý nh.
− Tìm hi u PLC S7-1200, CPU-1214C.
− Các cách th c ho t đ ng c a mô h̀nh đ l a chon linh ki n phù h p.

ii


− Tìm hi u, nghiên c u thi t k m ch đi u khi n c ng nh đ o chi u đ ng c d̀ng
r le.
− Thi t k , xây d ng ph n c ng c a mô hình.
− Xây d ng ch

ng tr̀nh đi u khi n, giao ti p gi a ḿy tính và Arduino, ḿy tính và

camera, ḿy tính và PLC.
− Ch y th nghi m, cân ch nh và s a l i mô hình.
− Nh n xét, đ́nh gí chung toàn b h th ng.
− Vi t b́o ćo lu n v n.
− B́o ćo đ tài t t nghi p.
III. NGÀY GIAO NHI M V :

1/9/2018

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : 10/1/2019
V. H VÀ TÊN CÁN B H
CÁN B H

NG D N

NG D N:

ThS. Nguy n T n

BM. I N T

i

CÔNG NGHI P – Y SINH

iii


NG H SPKT TP. H CHÍ MINH
C NG HÒA Ã H I CH NGH A VI T NAM
KHOA I N- I N T
C L P - T DO - H NH PHÚC
MỌN I N T CỌNG NGHI P ậ Y SINH
----o0o---TR

B

Tp. HCM, ngày 11 tháng 01 n m 2019

L CH TR NH TH C HI N

N T T NGHI P

H tên sinh viên 1: Nguy n Thanh L c
L p: 13141DT1A

MSSV: 13141174

H tên sinh viên 2: Mai V n Th̀nh
L p: 13141DT1B

MSSV: 13141310

Tên đ t̀i:
THI T K V̀ THI CÔNG MÔ H NH
I U KHI N, GI M S T BÃI GI
Tu n/ng̀y

XE Ô TÔ T

NG.
Xác nh n

N i dung

GVHD

1
(1/10/2018-

- N pđ c

ng chi ti t đ án t t nghi p.

6/10/2018)
2
(8/10/201813/10/2018)
3
(15/10/201821/10/2018)
4

- T̀m hi u v̀ thi t k khung mô h̀nh bãi xe.
- T̀m hi u module PLC S7-1200.
- Tìm hi u, mua linh ki n, thi t b , v t t

(c m

bi n, đ ng c DC,v.v.).
- Thi t k , d ng khung mô hình bãi xe.
- Xây d ng

ng d ng quét th

RFID b ng

(22/10/2018-

Arduino và C# trên ph n m m Visual Studio.

27/10/2018)

- K t n i, qu n ĺ c s d li u trên ph n m m
SQL Server Manager.
- Thi t k giao di n đi u khi n và giám sát trên
ph n m m Tia Portal.
-

iv

5

- Xây d ng

ng d ng quét th

RFID b ng

(30/10/2018-

Arduino và C# trên ph n m m Visual Studio.

3/11/2018)

- K t n i, qu n ĺ c s d li u trên ph n m m
SQL Server Manager.
- Thi t k giao di n đi u khi n và giám sát trên
ph n m m Tia Portal.

6
(5/11/201810/11/2018)

- Xây d ng ng d ng nh n di n bi n s xe b ng
C# trên ph n m m Visual Studio.
- L p tr̀nh cho h th ng nâng h xe trên ph n
m m Tia Portal.

7
(12/11/201817/11/2018)

- Xây d ng ng d ng nh n di n bi n s xe b ng
C# trên ph n m m Visual Studio.
- L p tr̀nh cho h th ng nâng h xe trên ph n
m m Tia Portal.

8
(19/11/201824/11/2018)

- L p ráp, k t n i ph n c ng vào PLC và g n thi t
b vào mô hình.
- L p tr̀nh cho h th ng nâng xe, ch y th trên
mô hình.

9
(19/11/201824/11/2018)

- L p ráp, k t n i ph n c ng vào PLC và g n thi t
b vào mô hình.
- L p tr̀nh cho h th ng nâng xe, ch y th trên
mô hình.

10
(3/12/20188/12/2018)

- L p trình h th ng nâng xe, ch y th trên mô
hình.
- K t n i PLC v i các ng d ng, ch y mô hình,
s a l i.

11

(10/12/201815/12/2018)

- K t n i PLC v i các ng d ng, ch y mô hình,
s a l i.
- Ch y th toàn b mô hình, s a l i ph n c ng và
ph n m m.

v


12
(17/12/201822/12/2018)
13
(24/12/201829/12/2018)
14
(31/12/2018-

- Ch y th toàn b mô hình, s a l i ph n c ng và
ph n m m.
- Vi t quy n lu n v n.
- Ch y th toàn b mô hình, s a l i ph n c ng và
ph n m m.
- Vi t quy n lu n v n.
- Hoàn ch nh, cân ch nh l i toàn b h th ng.
- Vi t hòn ch nh quy n lu n v n.

5/1/2019)
15
(7/1/2019-

- Hòn ch nh h th ng v̀ quy n lu n v n.

12/1/2019)
16
(14/1/2019-

- B́o ćo, b o v đ ́n t t nghi p.

19/1/2019)

GV H

NG D N

(Ḱ v̀ ghi r̃ h v̀ tên)

vi


L I CAM OAN
t̀i ǹy l̀ do nhóm t th c hi n d a v̀o ki n th c đ
m t s ćc đ t̀i v̀ ph
đã có tr

ng ́n đi tr

c h c, nghiên c u t̀m hi u

c, không sao chép t b t c t̀i li u hay công tr̀nh

c đó.

Tp. H Chí Minh, ngày 11 tháng 01 n m 2019
Sinh viên th c hi n 1

Sinh viên th c hi n 2

Nguy n Thanh L c

Mai V n Th̀nh

vii


L IC M
c s phân công c a qú th y cô, b môn
i n – i n t , tr

ng

N
i n t Công nghi p – Y sinh, khoa

i h c S ph m K thu t TP.HCM, sau g n ba th́ng nghiên c u

chúng em đã hòn th̀nh đ t̀i t t nghi p “Thi t k v̀ thi công mô h̀nh đi u khi n, giám
sát bãi gi xe ô tô t đ ng”.
hòn th̀nh đ t̀i đ

c giao, ngòi s n l c h c h i c a b n thân còn có s h

ng

d n t n t̀nh c a th y cô v̀ b n b̀. V̀ th , trong l i đ u tiên c a cu n b́o ćo đ ́n t t
nghi p ǹy, chúng em mu n d̀nh l i c m n chân th̀nh đ n Th y Th.s Nguy n T n
c ng nh ćc th y cô gío trong b môn v̀ b n b̀ đã tr c ti p h

i

ng d n v̀ t n t̀nh giúp

đ , t o đi u ki n đ chúng em hòn th̀nh t t đ t̀i.
Xin chân th̀nh c m n!

Tp. H Chí Minh, ngày 11 tháng 01 n m 2019
Sinh viên th c hi n 1

Sinh viên th c hi n 2

Nguy n Thanh L c

Mai V n Th̀nh

viii


M CL C
Trang bìa .......................................................................................................................... i
Nhi m v đ ́n ............................................................................................................... ii
L ch tr̀nh ....................................................................................................................... iv

L i cam đoan ................................................................................................................ vii
L i c m n ................................................................................................................... viii
M c l c ........................................................................................................................... ix
Li t kê h̀nh v ............................................................................................................... xii
Li t kê b ng……………………………………………………………………...........xv
Tóm t t ........................................................................................................................ xvi

CH

NG 1. T NG QUAN ............................................................................... 1

1.1.

t v n đ ................................................................................................................ 1

1.2. M c tiêu ................................................................................................................... 1
1.3. N i dung nghiên c u ................................................................................................ 1
1.4. Gi i h n .................................................................................................................... 2
1.5. B c c ....................................................................................................................... 2

CH

NG 2. C

S

Ĺ THUY T................................................................... 4

2.1. Phân tich cac ph

ng an bai đô xe ô tô ................................................................ 4

2.1.1. Ćc d ng bãi đ xe ô tô ph bi n hi n nay ....................................................... 4

2.1.2. Ph

ng ́n l a ch n .......................................................................................... 6

2.2. Ćc c s ĺ thuy t liên quan ................................................................................... 7
2.2.1. Gi i thiêu v ngôn ng C và môt sô công cu liên quan .............................. 7

a. Ngôn ng C# v̀ .NET Framework .................................................................... 7

b. Th vi n S7.NET................................................................................................ 7
c. Gi i thu t x ĺ nh nh n d ng bi n s xe ......................................................... 7

2.2.2. Công ngh RFID ............................................................................................... 8
2.2.3. Các chu n giao ti p truy n d li u ................................................................. 10
a. Chu n giao ti p USB ........................................................................................ 10
b. Chu n giao ti p SPI .......................................................................................... 11
c. Chu n giao ti p Enthernet ................................................................................ 11
2.2.4. Gi i thi u m t s ph n m m l p tr̀nh ............................................................ 12
ix


2.3. Gi i thi u ph n c ng .............................................................................................. 17
2.3.1. Thi t b x ĺ trung tâm - PLC ....................................................................... 17
2.3.2. C m bi n quang .............................................................................................. 20
2.3.3. Công t c h̀nh tr̀nh ......................................................................................... 22
2.3.4. R le trung gian .............................................................................................. 24

2.3.5.
a.

ng c DC gi m t c có h p s ..................................................................... 25
ng c DC ...................................................................................................... 25

b. H p s gi m t c ................................................................................................ 27

CH

NG 3. THI T K . ................................................................................. 29

3.1. Gi i thi u................................................................................................................ 29
3.2. Thi t k h th ng .................................................................................................... 29
3.2.1. Thi t k s đ kh i h th ng .......................................................................... 29
3.2.2. Thi t k ph n c ng ......................................................................................... 31
a. Thi t k kh i x ĺ trung tâm ........................................................................... 31
b. Thi t k kh i đ c th ........................................................................................ 33
c. Thi t k kh i thu nh n h̀nh nh ....................................................................... 37
d. Thi t k kh i công t c h̀nh tr̀nh v̀ kh i c m bi n ........................................ 38
e. Thi t k kh i đ ng c v̀ kh i r le .................................................................. 40
f. Thi t k kh i ngu n .......................................................................................... 42
3.2.3. S đ nguyên ĺ c a tòn m ch ...................................................................... 44

CH

NG 4. THI CỌNG H TH NG ......................................................... 46

4.1. Gi i thi u................................................................................................................ 46
4.2. Thi công h th ng................................................................................................... 46

4.2. Thi công mô hình ................................................................................................... 47
4.2.1. Thi công ćnh tay l y xe ................................................................................. 47
4.2.2. Thi công h th ng quay cho ćnh tay ............................................................. 49
4.2.3. Thi công h th ng nâng ćnh tay lên, xu ng .................................................. 51
4.2.4. Thi công b ngu n c p cho h th ng .............................................................. 53
4.2.5. K t n i ćc chân tín hi u v i PLC .................................................................. 54
4.3. L p tr̀nh h th ng .................................................................................................. 55
4.3.1. L p tr̀nh cho PLC........................................................................................... 55
a. Gi i thi u ph n m m ....................................................................................... 55
b. L u đ gi i thu t cho PLC ............................................................................... 56
x


c. Ch
4.3.2. Ch

ng tr̀nh chính đi u khi n trên PLC ........................................................ 58
ng tr̀nh đ c th RFID cho Arduino ....................................................... 64

a. Gi i thi u ph n m m ........................................................................................ 64
b. Ch

ng tr̀nh đ c mã th RFID ........................................................................ 64

4.3.3. Thi t k giao di n C# ...................................................................................... 64
a. Gi i thi u ph n m m ........................................................................................ 64
b. L u đ gi i thu t đi u khi n t ḿy tính ......................................................... 66
c. Ch

ng tr̀nh chính trên C# .............................................................................. 68

4.3.4. H th ng c s d li u SQL ........................................................................... 62
4.3.5. Ph n m m l p tr̀nh C# ................................................................................... 64
4.3.6. L u đ gi i thu t đi u khi n t ḿy tính ....................................................... 64
4.4. L p tr̀nh mô ph ng ................................................................................................ 70
4.4.1. Mô ph ng trên trên WinCC ............................................................................ 70
a. Gi i thi u giao di n l̀m vi c WinCC .............................................................. 70
b. Giao di n gím śt h th ng trên WinCC ........................................................ 71
4.4.2. Giao di n qu n ĺ h th ng trên C# ................................................................ 73
4.5. T̀i li u h
4.5.1. H

ng d n s d ng, thao t́c .................................................................... 74

ng d n ćc b

c s d ng ......................................................................... 74

4.5.2. Quy trình thao tác ........................................................................................... 74

CH

NG 5. K T QU _NH N ÉT_

NH GI ..................................... 75

5.1. H th ng mô h̀nh. ................................................................................................. 75
5.2. H th ng đi n ......................................................................................................... 78
5.3. K t qu mô ph ng .................................................................................................. 82
5.3.1. Mô ph ng trên WinCC ................................................................................... 82

5.3.2. Mô ph ng trên C# ........................................................................................... 82
5.3.3. K t qu th ng kê ............................................................................................. 84

CH

NG 6. K T LU N V̀ H

NG PH T TRI N. .............................. 85

6.1. K t lu n .................................................................................................................. 85
6.2. H

ng ph́t tri n .................................................................................................... 85

T̀I LI U THAM KH O ....................................................................................... 87
PH L C.................................................................................................................. xvii

xi


LI T KÊ H NH V
Hình

Trang

Hình 2.1. Ph

ng ́n bãi đ d ng x p h̀nh ................................................................... 4

Hình 2.2. Ph

ng ́n bãi đ d ng di chuy n quanh tòa nh̀.......................................... 5

Hình 2.3. Ph

ng ́n bãi đ d ng th́p .......................................................................... 5

Hình 2.4. Ph

ng ́n bãi đ d ng h̀nh tr .................................................................... 6

Hình 2.5. Ph

ng ́n bãi đ d ng th́p x p t ng c a nhóm .......................................... 6

Hình 2.6. Gi i thu t nh n d ng bi n s xe .................................................................... 8
Hình 2.7. C u trúc th RFID v̀ h th ng RFID c b n................................................ 9
Hình 2.8. Giao di n c a Microsoft Visual Studio 2017 ................................................ 12
Hình 2.9. Giao di n c a Microsoft SQL Server 2017 ................................................... 14
Hình 2.10. Giao di n c a ph n m m TIA Portal V13................................................... 15
Hình 2.11. Giao di n c a ph m m m Arduino IDE 1.8.5............................................. 16
Hình 2.12. M t s lo i PLC thông d ng ....................................................................... 18
Hình 2.13. C u trúc c b n c a PLC ............................................................................ 19
Hình 2.14. C u trúc c a c m bi n quang đi n .............................................................. 21
Hình 2.15. M t s lo i c m bi n quang th

ng d̀ng ................................................... 22

Hình 2.16. M t s lo i công t c h̀nh tr̀nh thông d ng................................................ 23
Hình 2.17. C u t o v̀ nguyên ĺ ho t đ ng c a r le trung gian ................................. 24

Hình 2.18. Ti p đi m NO v̀ NC c a r le trung gian .................................................. 24
Hình 2.19. M t s lo i R le trung gian ....................................................................... 25
Hình 2.20. Nguyên ĺ ho t đ ng c a đ ng c đi n m t chi u ...................................... 26
Hình 2.21. C u t o c a h p s gi m t c ....................................................................... 27
Hình 3.1. S đ kh i tòn h th ng............................................................................... 29
Hình 3.2. K t n i PLC v i ḿy tính. ............................................................................ 31
Hình 3.3. PLC S7 – 1200 CPU 1214C DC/DC/DC ...................................................... 31
Hình 3.4. Arduino Uno R3 chip c m ............................................................................ 33
Hình 3.5. Arduino Uno R3 chip dán. ............................................................................ 33
Hình 3.6. B trí linh ki n trên Arduino Uno R3 ........................................................... 35
Hình 3.7. M ch đ c th RFID RC522 .......................................................................... 36
Hình 3.8. S đ chân M ch đ c th RFID RC522........................................................ 37
Hình 3.9. S đ k t n i Arduino Uno R3 v̀ M ch đ c th RFID RC522. .................. 37
Hình 3.10. Webcam Colorvis ND60 ............................................................................. 38
xii


Hình 3.11. Công t c h̀nh tr̀nh Omrom V- 5F932DN ................................................. 38
Hình 3.12. C m bi n quang Panasonic Panadac 914 .................................................... 39
H̀nh 3.13. S đ k t n i c m bi n, công t c h̀nh tr̀nh v i PLC. ............................... 40
H̀nh 3.14. R le trung gian Omron MY2N .................................................................. 40
Hình 3.15. S đ k t n i ng̃ ra PLC v i 2 r -le 13_1 v̀ 13_2. .................................. 41
Hình 3.16.

ng c gi m t c Tsukasa TG-85E-CH-77-D919 ............................... 41

Hình 3.17. C u t o đ ng c gi m t c Tsukasa TG-85E-CH-77-D919 ......................... 42
Hình 3.18. S đ m ch đi u khi n v̀ đ o chi u đ ng c DC. ..................................... 42
Hình 3.19. Ngu n t ong 24VDC – 3A. ....................................................................... 43
Hình 3.20. S đ k t n i tòn m ch .............................................................................. 45

H̀nh 4.1. L p ŕp đ ng c cho ćnh tay ....................................................................... 47
H̀nh 4.2. L p ŕp công t c h̀nh tr̀nh cho ćnh tay v̀o............................................... 48
H̀nh 4.3. L p ŕp công t c h̀nh tr̀nh cho ćnh tay ra ................................................. 48
H̀nh 4.4. L p ŕp đ ng c cho h th ng quay .............................................................. 49
Hình 4.5. L p ŕp công t c h̀nh tr̀nh cho h th ng quay đ n v trí ch n. ................... 50
Hình 4.6. L p ŕp c m bi n cho h th ng quay đ n v trí l ......................................... 50
Hình 4.7. L p ŕp đ ng c nâng ćnh tây lên ho c xu ng ............................................ 51
Hình 4.8. L p ŕp c m bi n đ m gi i h n trên v̀ gi i h n d

i cho t ng v trí. ......... 52

Hình 4.9. L p ŕp công t c h̀nh tr̀nh gi i h n ćnh tay xu ng ................................... 52
Hình 4.10. Ngu n t ông 24VDC – 3A ........................................................................ 53
Hình 4.11. K t n i tín hi u ng̃ v̀o PLC ...................................................................... 54
Hình 4.12. K t n i tín hi u ng̃ ra c a PLC .................................................................. 54
Hình 4.13. Giao di n v̀ng vi t ch

ng tr̀nh PLC. ...................................................... 55

Hình 4.14. L u đ gi i thu t cho PLC .......................................................................... 56
Hình 4.15. S đ ćc v trí đ xe trong mô hình ........................................................... 57
Hình 4.16. Giao di n thi t k form trên C#. ................................................................. 65
Hình 4.17. Giao di n vi t ch

ng tr̀nh trên C# ........................................................... 65

Hình 4.18. Thu t tón đi u khi n PLC t ḿy tính ...................................................... 66
Hình 4.19. Giao di n l̀m vi c c a WinCC ................................................................... 70
Hình 4.20. Giao di n m̀n h̀nh chính trên WinCC ....................................................... 71
Hình 4.21. Giao di n gím śt bãi xe trên WinCC ....................................................... 72

Hình 4.22. Giao di n chính trên C# .............................................................................. 73
Hình 4.23. Quy tr̀nh thao t́c v n h̀nh ........................................................................ 74
Hình 5.1. M t tr

c c a mô h̀nh sau khi l p thi t b ................................................... 75
xiii


Hình 5.2. M t d

i c a mô h̀nh sau khi l p thi t b . ................................................... 76

Hình 5.3. Ćnh tay ra v̀o đ l y xe .............................................................................. 76
Hình 5.4. ông c quay đ n v trí ch n l ho t đ ng ................................................... 77
Hình 5.5.

ng c nâng h xe đ n v trí ho t đ ng. ..................................................... 77

Hình 5.6. Domino phân b đi n ́p cho ćc thi t b trong mô h̀nh .............................. 78
Hình 5.7. i n ́p c a Domino phân b đi n cho ćc thi t b ...................................... 78
Hình 5.8. i n ́p c p cho đ ng c thông qua r le. ..................................................... 79
Hình 5.9. PLC ho t đ ng khi c p ngu n ....................................................................... 80
Hình 5.10. i n ́p c p v̀o PLC................................................................................... 81
Hình 5.11. i n ́p c p ng̃ ra c a PLC ........................................................................ 81
Hình 5.12. Giao di n gím śt bãi xe trên WinCC khi ho t đ ng ................................ 82
Hình 5.13. Giao di n qu n ĺ th xe trên C# khi xe v̀o. .............................................. 83
Hình 5.14. Giao di n qu n ĺ th xe trên C# khi xe ra.................................................. 83

xiv

LI T KÊ B NG
B ng

Trang

B ng 3.1. Thông s c b n c a PLC S7 – 1200 CPU 1214C DC/DC/DC ..................... 32
B ng 3.2. Thông s k thu t c a Arduino Uno R3……………………………………..34
B ng 4.1. Danh śch ćc linh ki n …………………………………………………… . 46
B ng 5.1. K t qu ch y th c nghi m h th ng………………………………………… 84

xv


TÓM T T
V i h th ng giao thông d̀y đ c, xã h i ph́t tri n v̀ nhu c u s d ng ph
cá nhân, đ c bi t là xe ô tô ngày c̀ng t ng. i u ǹy kéo theo vi c ćc bãi gi xe đ
d ng ng̀y c̀ng nhi u, đ c bi t
h p. T đó, m t s ch ph

ng ti n
c xây

ćc th̀nh ph l n trong khi di n tích đ t ng̀y c̀ng h n

ng ti n đ xe trên ćc v a h̀ c ng nh lòng l đ

ng gây m t

m quan đô th v̀ m t an tòn giao thông. Chính v̀ ĺ do đó m̀ nhóm quy t đ nh nghiên

c u đ t̀i “Thi t k v̀ thi công mô h̀nh đi u khi n, giám sát bãi gi xe ô tô t đ ng”
nh m góp m t ph n ǹo đó đ gi i quy t th c tr ng hi n t i c ng nh ́p d ng nh ng ki n
th c đã h c vào th c ti n.
Trong đ t̀i ǹy, nhóm s d̀ng PLC l̀m thi t b x ĺ trung tâm, đi u khi n tòn b
h th ng, giám sát b ng WinCC. Ngòi ra, nhóm còn ng d ng công ngh RFID, x ĺ nh
nh n di n bi n s trên C# đ t ng đ chính x́c v̀ tính b o m t c a h th ng. V i ph
pháp này th̀ h th ng hòn tòn đ

ng

c ch y m t ćch t đ ng trong vi c c t xe v̀ tr xe

cho kh́ch. Bên c nh đó, h th ng c ng đ

c ch y b ng tay đ phòng khi có ćc tr

ng

h p ph n m m b tr c tr c hay m t th .
Mô h̀nh đ

c thi công thông qua qú tr̀nh t̀m hi u, ch n l a linh ki n m t ćch ph̀

h p nh t, k t h p giao ti p v i ćc kh i c m bi n, công t c h̀nh tr̀nh, đ ng c , r le, x
ĺ tín hi u h̀nh nh, RFID, ́p d ng gi i thu t đi u khi n, c ng nh cân ch nh ćc thông s
v i k t qu mong mu n cu i c̀ng l̀ đ t đ

c m t mô h̀nh bãi đ xe hòn thi n v̀ t i u

nh t.

xvi


CH

NG 1. T NG QUAN

Ch

ng 1. T NG QUAN

1.1.

TV N
Theo s li u th ng kê s b c a T ng c c H i quan, trong th́ng 7/2018, c n

c

nh p g n 5.700 ô tô nguyên chi c ćc lo i, xu t x t Th́i Lan (chi m 51%), xu t x
t Indonesia (chi m 31%), xu t x t H̀n Qu c (chi m 8%)[1*],… i u ǹy ch ng
t t̀nh h̀nh s l

ng xe ô tô

n

c ta t ng kh́ nhanh. T nh ng s li u trên đòi h i

nh ng y u t c s h t ng ph i đ́p ng cho s t ng tr

bãi đ u xe. M t trong nh ng ph

ng đó, đ c bi t l̀ v n đ v

ng ph́p nh m gi i quy t nh ng khó kh n ǹy l̀

vi c ng d ng s ph́t tri n c a khoa h c k thu t, công ngh cao v̀o trong xây d ng
c s h t ng. C th h n, c n xây d ng nh ng bãi đ u xe mang tính hi n đ i, t đ ng
cao v̀ tính an tòn đ

c đ t lên h̀ng đ u.

ng th i, nh ng bãi đ u xe nh v y c n

ph i đ́p ng v a mang tính kinh t , v a ph̀ h p v i th c ti n nh ti t ki m qu đ t
xây d ng, tính c nh quan,...
Th a h

ng nh ng th̀nh qu đi tr

c v̀ mong mu n ́p d ng nh ng ki n th c

đã h c v̀o th c t đ gi i quy t nh ng v n đ nêu trên, chúng em quy t đ nh nghiên
c u v̀ thi công đ t̀i: “Thi t k v̀ thi công mô h̀nh đi u khi n, giám sát bãi gi
xe ô tô t đ ng”.

1.2. M C TIÊU
ng d ng nh ng tính n ng v

t tr i c a PLC, ćc thi t b t đ ng nh c m

bi n, công t c hành trình, r le trung gian, đ ng c ,… đ th c hi n m t mô h̀nh bãi
gi xe ô tô mang tính t đ ng cao, có kh n ng t đ ng c t xe v̀ tr xe. Ngòi ra, v i
đ t̀i ǹy nhóm còn ng d ng công ngh RFID v̀ x ĺ nh nh n di n bi n s xe đ
t ng c

ng tính b o m t cho h th ng.

1.3. N I DUNG NGHIÊN C U
Trong đ t̀i ǹy, nhóm s ti n h̀nh nghiên c u ćc n i dung nh sau:
• N I DUNG 1: Thu th p d li u v nhu c u s d ng xe ô tô ć nhân v̀ ćc bãi
gi xe hi n nay.
B

MỌN I N T

CỌNG NGHI P ậ Y SINH

1


CH

NG 1. T NG QUAN

• N I DUNG 2: T̀m hi u u v̀ nh

c đi m c a m t s bãi gi xe ô tô đang đ

c

́p d ng hi n nay.
• N I DUNG 3: Nghiên c u, xây d ng thu t tón đi u khi n h th ng bãi gi xe
ô tô t đ ng.
• N I DUNG 4: Thi t k v̀ thi công mô h̀nh.
• N I DUNG 5: ́nh gí k t qu th c hi n.
• N I DUNG 6: Nh n xét u nh

c đi m c a tòn b h th ng v̀ h

ng ph́t

tri n đ t̀i.

1.4. GI I H N
V̀ m t s đi u ki n kh́ch quan c ng nh ch quan nên đ t̀i ǹy s có m t s
gi i h n nh sau:
− Nhóm ch xây d ng ́ t

ng v̀ ćch th c ho t đ ng, sau đó nh m t x

ng c

khí đ gia công mô h̀nh.
− Kích th

c mô h̀nh nh g n: chi u cao 70cm, chi u r ng 60cm v̀ chi u d̀i

75cm.
− Ch có 6 v trí đ c t xe.

− S d ng lo i đ ng c DC gi m t c 24V có h p s đi k̀m đ v n h̀nh h th ng.
− Nhóm không thi công t đi n v̀ có m t s linh ki n, thi t b m

n phòng th c

h̀nh c a khoa, không th th́o r i kh i b thí nghi m.
− S d ng ćc h̀m c a th vi n x ĺ nh Emgu CV đ x ĺ nh n d ng bi n s
xe.
− H th ng có th tính chi phí gi xe, còn vi c thu phí ph i c n nhân viên th c
hi n.

1.5. B

C C
t̀i đ

B

c tr̀nh b̀y trong 6 ch

ng

• Ch

ng 1: T ng quan

• Ch

ng 2: C s ĺ thuy t

• Ch

ng 3: Thi t k h th ng

• Ch

ng 4: Thi công h th ng

• Ch

ng 5: K t qu , nh n xét v̀ đ́nh giá

• Ch

ng 6: K t hu n v̀ h

MỌN I N T

ng ph́t tri n

CỌNG NGHI P ậ Y SINH

2


CH

NG 1. T NG QUAN
C th nh sau:

− Ch

ng 1: T ng quan

t v n đ d n nh p ĺ do ch n đ t̀i, tr̀nh b̀y m c tiêu, nôi dung nghiên c u,
x́c đ nh m t s gi i h n v̀ tr̀nh b̀y b c c c a đ t̀i.
− Ch

ng 2: C s ĺ thuy t

Tr̀nh b̀y, phân tích u nh
trên th tr

c đi m c a ćc ph

ng, t đó ch n ra ph

ng ́n bãi đ xe ô tô hi n có

ng ́n ph̀ h p cho đ t̀i. Gi i thi u m t s ĺ

thuy t liên quan v̀ nh ng ph n c ng c n s d ng cho đ t̀i.
− Ch

ng 3: Thi t

h th ng

Xây d ng s đ kh i, tr̀nh b̀y nguyên ĺ ho t đ ng c a h th ng. Thi t k v̀
l a ch n linh ki n ph̀ h p cho t ng kh i. Xây d ng s đ nguyên ĺ cho t ng kh i

v̀ tòn b h th ng.
− Ch

ng 4: Thi công h th ng

Tr̀nh b̀y ćc b

c thi công mô h̀nh hòn ch nh t ph n c ng đ n ph n m m.

Xây d ng l u đ gi i thu t, ph

ng tr̀nh tính tón ćc thông s c th , x ĺ tín hi u

v̀ l p tr̀nh cho PLC, vi đi u khi n.
− Ch

ng 5: K t qu , nh n ét v̀ đ́nh gí

Tr̀nh b̀y nh ng k t qu đ t đ

c (c u trúc mô h̀nh, giao di n ph n m m). Sau

đó đ a ra nh n xét t ng th v đ t̀i c ng nh nh ng đ́nh gí d a trên ćc m c tiêu
đã đ t ra ban đ u.
− Ch

ng 6: K t lu n v̀ h

Tr̀nh b̀y nh ng u nh
h

ng ph́t tri n cho đ t̀i.

B

MỌN I N T

ng ph́t tri n

c đi m c a tòn b h th ng. T đó đ a ra k t lu n v̀

CỌNG NGHI P ậ Y SINH

3


NG 2. C

CH

Ch

S

Ĺ THUY T

ng 2. C

S

2.1. Phân t́ch ćc ph

LÝ THUY T
ng ́n b i đ xe ô tô

Do nhu c u xã h i ph́t tri n nên ph
đây l̀ ph n tr̀nh b̀y đ c đi m, u, nh
bi n nh m l a ch n ra ph

ng ́n bãi đ ô tô ng̀y c̀ng đa d ng. Sau
c c a m t s ph

ng ́n đ

c ́p d ng ph

ng ́n ph̀ h p cho đ t̀i.

2.1.1. Ćc d ng b i đ xe ô tô ph bi n hi n nay
▪

B i đ d ng x p hình
ây l̀ ph

ng ́n đ xe phù h p v i các thành ph l n có l

ng xe quá t i. H

th ng s d ng c u trúc thi t k m t tháp và cao 2 ho c 3 t ng, m i t ng gi đ

ct

4 đ n 5 xe.

Hình 2.1. Ph
-

ng ́n bãi đ d ng x p hình

u đi m: chi phí th p, phù h p nhi u lo i đ a hình, ti t ki m di n tích, b o

trì, b o d

ng, di chuy n đ n gi n.

- Nh

c đi m: ch phù h p v i quy mô nh (5 đ n 15 ô tô), c c u đi u khi n

ch a t đ ng.
▪

B iđ

ng i chuy n quanh tòa nh̀

Ph

ng ́n ǹy kh́ c đi n, v i c u trúc thi t k l̀ m t tòn nh̀ h̀nh tr nhi u

t ng l̀ đ

ng cho xe di chuy n. Kh́ch h̀ng s t ĺi xe v̀o ra v trí đ , có nhân viên

bán vé và ghi l i bi n s xe.
B

MỌN I N T

CỌNG NGHI P ậ Y SINH

4


NG 2. C

CH

S

Ĺ THUY T

Hình 2.2. Ph
u đi m: gi đ

-

- Nh
▪

ng ́n bãi đ d ng di chuy n quanh tòa nhà

c nhi u xe, chi phí v n hành th p, ti t ki m di n tích.

c đi m: ô nhi m môi tr

ng, tính an toàn, t đ ng không cao.

B i đ d ng th́p
ây l̀ ph

có th đ đ

ng ́n đ xe t đ ng r t ph bi n, v i di n tích đ t không l n v n

c r t nhi u xe. C u trúc thi t k g m nhi u tháp, m i tháp có nhi u t ng

và m i t ng gi đ

c m t xe. Ćc xe v̀o ra đ

Hình 2.3. Ph
-

u đi m: s l

ng xe đ đ

c c c u nâng h d ch chuy n.

ng ́n bãi đ d ng tháp

c nhi u, b o trì, b o d

ng đ n gi n, ti t ki m

di n tích, chi phí v n hành th p.
- Nh
B

c đi m: v n đ u t cao, th i gian tr xe dài.

MỌN I N T

CỌNG NGHI P ậ Y SINH

5


NG 2. C

CH
▪

S

Ĺ THUY T

B i đ d ng h̀nh tr
Ph

ng ́n ǹy đang l̀ xu h

ng ng̀y nay, v i c u trúc thi t k h̀nh th́p tr ,

chia ra nhi u t ng v̀ m i t ng đ đ

c r t nhi u xe. Xe v̀o ra đ

c di chuy n t

đ ng b i m t c c u nâng h .

Hình 2.4. Ph
-

u đi m: tính th m m cao, đ đ

- Nh

2.1.2. Ph

c nhi u xe, ti t ki m di n tích.

c đi m: chi phí đ u t cao, b o tr̀, b o d

ng ph c t p.

ng ́n l a ch n

Hình 2.5. Ph
B

ng ́n bãi đ d ng h̀nh tr

MỌN I N T

ng ́n bãi đ d ng th́p x p t ng c a nhóm

CỌNG NGHI P ậ Y SINH

6


CH

NG 2. C

S

Ĺ THUY T

Sau khi phân tích, ph

ng ́n ́p d ng v̀o đ t̀i đ

c l a ch n theo các tiêu

chí: ti t ki m di n tích, hi u qu kinh t theo th i gian, tính t đ ng cao. Do đó
ph

ng ́n bãi đ d ng th́p đ

c s d ng v̀o đ tài c a nhóm.

2.2. Ćc c s ĺ thuy t liên quan
2.2.1. Gi i thi u v ngôn ng C# và m t s công c liên quan
a. Ngôn ng C# v̀ .NET Framework [2*]
C# là m t ngôn ng h

ng đ i t

ng trong sáng và an toàn cho phép các nhà

phát tri n d xây d ng m t lo t các ng d ng an toàn và m nh m ch y trên .NET
Framework. Có th s d ng C# đ t o ra các ng d ng truy n th ng Windows, d ch
v Web XML, thành ph n phân ph i ng d ng d ng clientserver, ng d ng c s d
li u, và nhi u h n th n a..NET Framework là m t n n t ng phát tri n ph bi n đ
xây d ng các ng d ng cho Windows, Windows Store, Windows Phone, Windows
Server, và Windows Azure. N n t ng .NET Framework bao g m ngôn ng l p trình
C# và Visual Basic, Common Language Runtime và m t l p th vi n r ng l n.
b. Th vi n S7.NET [3*]
S7.Net l̀ tr̀nh đi u khi n PLC ch ho t đ ng v i PLC v̀ ch v i k t n i
Ethernet. i u ǹy có ngh a l̀ plc c a b n ph i có CPU Profinet ho c th bên ngòi
profinet (th CPxxx). S7.Net đ

c vi t hòn tòn b ng C#, v̀ v y b n có th g l i

d d̀ng m̀ không c n ph i thông qua ćc b n g c.
S7.Net t

ng thích v i S7-200, S7-300, S7-400, S7-1200, S7-1500.

S7.Net hi n th m t l p có tên Plc ch a t t c ćc ph

ng th c m̀ chúng ta có

th s d ng đ giao ti p v i PLC.
k t n i v̀ ng t k t n i, b n có th s d ng ćc h̀m Open() v̀ Close(), đ
giao ti p, b n có th s d ng b t k ph

ng th c ǹo đ đ c v̀ ghi ćc bi n t b

nh PLC.
Có th đ c v̀ ghi byte t m t v̀ng b nh duy nh t, đ

c cung c p đ a ch b t

đ u v̀ s byte. Có th ́nh x tr c ti p DB t i ćc l p v̀ c u trúc.
c. Gi i thu t x ĺ nh nh n di n bi n s xe [4*]
▪ Th vi n x ĺ nh Emgu CV
Emgu CV là m t th vi n x lý hình nh, th giác máy tính dành riêng cho ngôn
ng C#. Cho phép g i ćc h̀m ch c n ng c a th vi n x ĺ nh OpenCV.
B

MỌN I N T

CỌNG NGHI P ậ Y SINH

7

NG 2. C

CH

Có th đ

S

Ĺ THUY T

c Visual Studio, Xamarin Studio và Unity biên d ch, nó có th ch y trên

Windows, Linux, Mac OS X, iOS, i n tho i Android và Windows.
▪ Gi i thu t x ĺ nh nh n di n bi n s xe
1. Camera nh n l nh ch p nh t C# và ti n hành ch p
hình. Hình nh s đ
đ

c l u tr trong ch

2. Sau khi có đ

c thi t b truy n v máy tính và
ng tr̀nh C#.

c hình nh t camera, ch

ng tr̀nh

ti n hành quá trình tách bi n s xe ra kh i hình. B ng
vi c s d ng t p tin l u tr d li u hu n luy n nh n
d ng bi n s xe t l 33x25, ch

ng tr̀nh s ti n hành

x lý và tr v bi n s xe v i kích th

c nh 500x500

pixel.
3. T bi n s xe ta ti n hành l y đ

ng vi n nh. Vì

bi n s xe có màu n n tr ng còn ký t m̀u đen, nên
khi l y đ

ng vi n ta s d d̀ng có ćc đ

bao quanh nh ng ký t đ ph c v cho b

ng vi n

c ti p theo

H̀nh 2.6. Gi i thu t
nh n d ng bi n s xe

là c t ký t .
4. Nh b

c

trên ta đã có ćc đ

ng vi n xung quanh các ký t , t ćc đ

này ta c t riêng l t ng ký t c a bi n s xe. Th

ng vi n

ng các bi n s xe hi n t i th

ng

có 7 ho c 8 ký t .
5. V i nh ng m u ký t đ

c c t ra, ta đ a chúng v̀o th vi n nh n d ng ký t có

s n trong Emgu CV. T đó ta s có đ

c các ký t đ

c chuy n t d ng t

ng t

(hình nh) sang d ng s (mã ASCII).
6. M c d̀ đã nh n d ng đ
x n. Do đó b
b

t

c các ký t , nh ng lúc ǹy th t c a chúng v n r t l n

c cu i cùng là s p x p chúng theo th t d a vào v trí c t c a các ký

c 4. Và cu i c̀ng ta có đ

c k t qu là các ch s và ch ći chính x́c, c ng

nh s p x p h p ĺ nh bi n s đã ch p.
2.2.2. Công ngh RFID [1]
▪ Gi i thi u
RFID l̀ công ngh nh n d ng đ i t ng b ng sóng vô tuy n. Công ngh ǹy
cho phép nh n bi t ćc đ i t ng thông qua h th ng thu ph́t sóng radio, t đó có
th gím śt, qu n ĺ ho c l u v t t ng đ i t ng.
B

MỌN I N T

CỌNG NGHI P ậ Y SINH

8