Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế và thi công mô hình cửa hàng giặt sấy tự phục vụ

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 CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH CỬA HÀNG
GIẶT SẤY TỰ PHỤC VỤ

GVHD: ThS. Nguyễn Thanh Nghĩa
SVTH: Lê Trung Hậu
MSSV: 15141154
SVTH: Phạm Thanh Tuấn
MSSV: 15141322

Tp. Hồ Chí Minh - 7/2019


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 CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH CỬA HÀNG

GIẶT SẤY TỰ PHỤC VỤ

GVHD: ThS. Nguyễn Thanh Nghĩa
SVTH: Lê Trung Hậu
MSSV: 15141154
SVTH: Phạm Thanh Tuấn
MSSV: 15141322

Tp. Hồ Chí Minh - 7/2019
i


TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
----o0o---Tp. HCM, ngày 05 tháng 07 năm 2019

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:

Lê Trung Hậu

MSSV: 15141154

Phạm Thanh Tuấn

MSSV: 15141322

Chuyên ngành:

Kỹ thuật Điện tử - Truyền thông Mã ngành:

41

Hệ đào tạo:

Đại học chính quy

Mã hệ:

1

Khóa:

2015

Lớp:

151412

I. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CỬA HÀNG GIẶT SẤY TỰ PHỤC
VỤ
II. NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu:
- Nguyễn Văn Hiệp (2014), “Giáo trình công nghệ nhận dạng bằng sóng vô tuyến”, Nhà
xuất bản Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh.

- Phan Văn Ca – Trương Quang Phúc (2017), “Giáo trình Thiết kế hệ thống nhúng”,
Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh.
- Nguyễn Đình Phú – Phan Văn Hoàn – Trương Ngọc Anh (2017), “Giáo trình vi điều
khiển PIC”. Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh.
2. Nội dung thực hiện:

- Tìm hiểu cách thức hoạt động của Module RFID RC522.
- Tìm hiểu các chuẩn truyền thông như UART, I2C, SPI.
- Thiết kế và thi công mạch điều khiển, mô hình mô phỏng cửa hàng giặt
sấy.
- Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển gồm: nhận dạng thẻ khách
hàng, lựa chọn thiết bị, bật/tắt thiết bị khi thỏa điều kiện.

ii


- Viết chương trình điều khiển cho Arduino, nạp code và chạy thử nghiệm
sản phẩm, chỉnh sửa và hoàn thiện hệ thống.
- Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát sử dụng Visual Studio.
- Đánh giá kết quả thực hiện.
- Thực hiện viết luận văn báo cáo.
- Tiến hành báo cáo đề tài tốt nghiệp.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

19/02/2019

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 09/06/2019
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

ThS. Nguyễn Thanh Nghĩa

BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

iii


TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
----o0o---Tp. HCM, ngày 05 tháng 07 năm 2019

LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên 1: Lê Trung Hậu

Lớp: 15141DT1A

MSSV:15141154

Họ tên sinh viên 2: Phạm Thanh Tuấn

Lớp: 15141DT1C

MSSV:15141322

Tên đề tài.: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH CỬA HÀNG

GIẶT SẤY TỰ PHỤC VỤ
Tuần/ngày
Tuần 1
( 18/2 – 24/2 )
Tuần 2
( 25/2 – 3/3 )
Tuần 3
( 4/3 – 10/3 )

Nội dung

Xác nhận
GVHD

- Gặp GVHD để nhận đề tài

- Viết đề cương
- Tìm hiểu các đề tài đã thực hiện trước
- Xác định hướng đi của đề tài

Tuần 4
( 11/3 – 17/3 )
Tuần 5

- Tìm hiểu về công nghệ RFID, Arduino
- Tìm hiểu nguyên lí truyền và nhận dữ liệu
giữa Arduino và module RFID

( 18/3 – 24/3 )

- Tìm hiểu cách hoạt động của máy giặt, đưa ra
giải pháp điều khiển

Tuần 6

- Lập trình truyền nhận dữ liệu giữa Arduino và
module RFID

( 25/3 – 31/3 )
Tuần 7
( 1/4 – 7/4 )

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

iv


Tuần 8
( 8/4 – 14/4 )
Tuần 9
( 15/4 – 21/4 )
Tuần 10
( 22/4 – 28/4 )
Tuần 11
( 29/4 – 5/5 )
Tuần 12
( 6/5 – 12/5 )
Tuần 13-14

( 13/5 – 26/5 )
Tuần 15
( 27/5 – 2/6 )
Tuần 16
( 3/6 – 9/6 )

- Lập trình giao diện người sử dụng và người
quản lí
- Hoàn thiện giao diện giao tiếp với người sử
dụng
- Tiến hành thi công mạch
- Kiểm tra mạch sau thi công
- Thiết kế và thi công mô hình hệ thống cửa
hàng giặt sấy
- Lắp đặt các phần vào mô hình
- Tinh chỉnh lại chương trình điều khiển cho
phù hợp
- Viết báo cáo đồ án tốt nghiệp
- Gặp giáo viên hướng dẫn để chỉnh sửa và
hoàn thiện báo cáo
- Làm Slide báo cáo
- Nộp quyển báo cáo và chuẩn bị gặp GVPB và
bảo vệ

GV HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ và tên)

v

LỜI CAM ĐOAN

Chúng em xin cam đoan đề tài này là do nhóm tự thực hiện dựa trên một số tài
liệu có trước đó và sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn.
Nhóm thực hiện đề tài
Lê Trung Hậu
Phạm Thanh Tuấn

vi


LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giảng viên hướng dẫn
là Ths. Nguyễn Thanh Nghĩa 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.
Nhóm em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong khoa Điện – Điện tử đã tạo
điều kiện thuận lợi và có những ý kiến đóng góp quý báu cho chúng em hoàn thành đề
tài này.
Nhóm em cũng gửi lời cảm ơn đến gia đình và tập thể các bạn lớp 15141DT1 đã
có sự giúp đỡ, động viên, 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!
Nhóm thực hiện đề tài
Lê Trung Hậu
Phạm Thanh Tuấn

vii

MỤC LỤC
Trang bìa ...................................................................................................................... i
Nhiệm vụ đồ án ...........................................................................................................ii
Lịch trình đồ án .......................................................................................................... iv
Lời cam đoan ............................................................................................................. vi
Lời cảm ơn ................................................................................................................vii
Mục lục .................................................................................................................... viii
Liệt kê hình ............................................................................................................... xi
Liệt kê bảng .............................................................................................................. xv
Tóm tắt ....................................................................................................................xvi
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .........................................................................................1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ......................................................................................................1
1.2. MỤC TIÊU ..........................................................................................................3
1.3. NỘI DUNG THỰC HIỆN ..................................................................................3
1.4. GIỚI HẠN ...........................................................................................................3
1.5. BỐ CỤC ...............................................................................................................4
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .............................................................................5
2.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GIẶT SẤY TỰ PHỤC VỤ ..........................5
2.1.1. Tìm hiểu về cửa hàng giặt sấy tự phục vụ .................................................5
2.1.2. Mô hình tổng quan ......................................................................................6
2.2. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG RFID .....................................................................6
2.2.1. Công nghệ RFID ..........................................................................................6
2.2.2. Ưu và nhược điểm của công nghệ RFID ...................................................9
2.2.3. Module RFID RC522 ................................................................................10
2.3. GIỚI THIỆU VỀ ARDUINO ..........................................................................11
2.3.1. Phần cứng của Arduino ............................................................................11
2.3.2. Lập trình trên Arduino .............................................................................17
2.4. CẢM BIẾN DÒNG ...........................................................................................18
2.4.1. Cảm biến dòng ACS712 ............................................................................18

2.4.2. Module cảm biến dòng ACS712 ............................................................... 19
2.5. MODULE GIẢM ÁP AMS1117......................................................................20
2.6. MODULE RELAY MỘT KÊNH ....................................................................22
viii


2.7. KHỐI HIỂN THỊ LCD ....................................................................................24
2.7.1. Giới thiệu về màn hình LCD 16x2 ...........................................................24
2.7.2. Module giao tiếp I2C – LCD .....................................................................25
2.8. CÁC CHUẨN GIAO TIẾP TRUYỀN DỮ LIỆU ..........................................26
2.8.1. Giao thức truyền dữ liệu bất đồng bộ USART .......................................27
2.8.2. Chuẩn truyền dữ liệu I2C .........................................................................28
2.8.3. Chuẩn giao tiếp SPI ...................................................................................30
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ .............................................................. 32
3.1. GIỚI THIỆU .....................................................................................................32
3.1.1. Yêu cầu thiết kế .........................................................................................32
3.1.2. Yêu cầu đề tài ............................................................................................. 32
3.2. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ...................................................32
3.2.1. Sơ đồ khối của hệ thống ............................................................................32
3.2.2. Tính toán và thiết kế mạch .......................................................................34
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG .....................................................................40
4.1. GIỚI THIỆU .....................................................................................................40
4.2. THI CÔNG HỆ THỐNG .................................................................................40
4.2.1. Thi công mạch điện ...................................................................................40
4.2.2. Lắp ráp và kiểm tra ...................................................................................44
4.3. THI CÔNG MÔ HÌNH ....................................................................................49
4.4. LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ...............................................................................50
4.4.1. Lưu đồ giải thuật .......................................................................................50
4.4.2. Phần mềm lập trình cho máy tính ...........................................................55
4.5. TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CỦA HỆ THỐNG ............................ 61

4.5.1. Dành cho khách hàng ................................................................................61
4.5.2. Người quản lý ............................................................................................. 63
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT ................................................................ 67
5.1. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC ...................................................................................67
5.1.1. Về phần cứng ............................................................................................. 67
5.1.2. Về phần mềm ............................................................................................. 67
5.1.3. Kết quả thực hiện ......................................................................................68
5.2. NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ .................................................................................74
5.2.1. Phần cứng ...................................................................................................74
5.2.2. Phần mềm ...................................................................................................74
ix


CHƯƠNG 6 : KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN ......................75
6.1. KẾT LUẬN .......................................................................................................75
6.2. PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................................................ 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................76

x


LIỆT KÊ HÌNH

Hình 2.1. Cửa hàng giặt sấy tự động……………………………....…………………….5
Hình 2.2. Mô hình hoạt động tổng quát ……………………………….....…...……...….6
Hình 2.3. Sơ đồ khối hệ thống RFID………………….…………………..…………….8
Hình 2.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống RFID…………..…………..……………..8
Hình 2.5. Một vài dạng của Tag…………………………..……………….……………9
Hình 2.6. Module RFID RC522………...……………….……………..…………...…10
Hình 2.7. Cấu trúc phần cứng của Arduino Uno ………………..…………..…………12

Hình 2.8. ATmega328 dạng chân dán và chân cắm ………….…………..…………..13
Hình 2.9. Sơ đồ chân trong ATmega 328 …………...…………..……………………14
Hình 2.10. Arduino MEGA2560……………………………..…………………….....15
Hình 2.11 ATmega2560 dạng chip dán. ………………………..……..….………..…15
Hình 2.12. Sơ đồ khối bên trong ATmega2560………………..………...............……16
Hình 2.13. Giao diện của phần mềm Arduino IDE ………………….…………....…...17
Hình 2.14. IC 712-5A ………………………………………………....................……19
Hình 2.15. Module cảm biến dòng ACS712 ……………………………………….…19
Hình 2.16. Sơ đồ nguyên lí của module ACS712 ………………..………..………..….20
Hình 2.17. IC AMS1117 …………………………..……………………………….....20
Hình 2.18. Cấu tạo bên trong IC AMS1117 ……………………….………..…..…….21
Hình 2.19. Sơ đồ nguyên lí module giảm áp ………………………..………..………..21
Hình 2.20. Module giảm áp 3.3V ……………………………………………..………22
Hình 2.21. Relay trong thực tế ……………………………………….………..………23
Hình 2.22. Cấu tạo cơ bản của relay ……………………..…………….……..………..23
Hình 2.23. Sơ đồ nguyên lí module relay 1 kênh ……………..…….…………..……..24
Hình 2.24. Mặt trước của LCD 16x2……………………………............……..………24
Hình 2.25. Module I2C và các chân chức năng …………………………...…...………26
Hình 2.26. Truyền dữ liệu nối tiếp bất đồng bộ (USART)…………………...………...27
Hình 2.27. Hệ thống giao tiếp theo chuẩn I2C …………………….....………..………28
xi


Hình 2.28. Giao tiếp SPI ………………………………...……….……………..……..30
Hình 3.1. Sơ đồ khối của hệ thống …………………………..………….....…………..33
Hình 3.2. Tính giá trị Vrms ………………………………………………...………….34
Hình 3.3. Sơ đồ nối dây ACS712 với Arduino MEGA …………..………..…………..35
Hình 3.4. Sơ đồ kết nối MEGA2560 với các module……………………….………….36
Hình 3.5. Sơ đồ nguyên lý khối nhập thông tin…………………..…………..………...38
Hình 3.6. Adapter 5V-2A …………………………………...……………...…………38

Hình 3.7. Cấu tạo bên trong Adapter ……………………………….………..………..39
Hình 3.8. Cấu tạo của bộ nguồn xung đơn giản ………………..........…………..……..39
Hình 4.1. Sơ đồ mạch in mạch giao tiếp với Arduino MEGA ……......………..………40
Hình 4.2. Sơ đồ bố trí linh kiện mạch giao tiếp …………………...…................……...41
Hình 4.3. Sơ đồ mạch in mạch công suất ………………………..…………….....……42
Hình 4.4. Sơ đồ bố trí linh kiện mạch công suất ………………......…………..…...…..42
Hình 4.5. Sơ đồ mạch in mạch nhập thông tin …………………...……………..……...43
Hình 4.6. Sơ đồ bố trí linh kiện mạch nhập thông tin ……………...….……………….43
Hình 4.7. PCB của mạch công suất ……………………………..……………..………44
Hình 4.8. Mạch công suất sau khi hàn linh kiện ……………...…………..……………45
Hình 4.9. Mặt trên của mạch công suất ………………………..…………..…………..45
Hình 4.10. PCB của mạch điều khiển …………………………..………….....……….46
Hình 4.11. Mặt trên của mạch điều khiển………………………..………….....……... 46
Hình 4.12. PCB của mạch nhập thông tin trước và sau khi hàn linh kiện ……….....…..47
Hình 4.13. Mạch nhập thông tin khi đã hoàn thành …………..........………………..…48
Hình 4.14. Hệ thống khi hoàn thiện ……………………………..…...…………..……49
Hình 4.15. Lưu đồ giải thuật chương trình chính Arduino MEGA2560…………....….50
Hình 4.16. Lưu đồ chương trình con đọc mã thẻ ……………………...…….............…51
Hình 4.17. Lưu đồ đọc cảm biến dòng ……………………………..…………..……..52
Hình 4.18. Lưu đồ chương trình chính UNO ………………………….…..………….52
Hình 4.19. Chương trình con Xử lí chuỗi …………………………….......…………..53
Hình 4.20. Lưu đồ giải thuật chương trình quản lý ……………………………………54
Hình 4.21. Lưu đồ giải thuật chương trình vận hành ……………………….....……….55
xii


Hình 4.22. Tạo project trong Visual Studio ……………………………..…..………...56
Hình 4.23. Giao diện thiết kế trong Visual Studio ………………………..…………...56
Hình 4.24. Giao diện lập trình trong Visual Studio …………………….....…………..57
Hình 4.25. Kết nối Server …………………………………………………………….58

Hình 4.26. Khởi tạo Database mới ……………………………………….....…………58
Hình 4.27. Tạo bảng mới ……………...………………………………..……..………59
Hình 4.28. Tạo truy vấn mới mới……………...………………………..……..………59
Hình 4.29. Bảng quanly…………..…...………………………………..……..………60
Hình 4.30. Bảng data_KhachHang……..……………...………………..……..………60
Hình 4.31. Bảng data_DichVu……..…………..……...………………..……..………60
Hình 4.32. Bảng data_DonGia……..………..………...………………..……..………61
Hình 4.33. Giao diện thông tin khách hàng ……………………………………………62
Hình 4.34. Thiết bị Nhập thông tin ……………………………………..…..…...…….62
Hình 4.35. Giao diện đăng nhập hệ thống ………………………………....…………..63
Hình 4.36. Giao diện quản lý khách hàng ……………………………..……..………..63
Hình 4.37. Khung quản lý quét thẻ ……………………………………..…......………64
Hình 4.38. Giao diện quản lý thẻ khách hàng ………………………………...………65
Hình 4.39. Giao diện nạp tiền vào thẻ …………………………………………………66
Hình 4.40. Giao diện phần mềm quản lý hoạt động hệ thống máy giặt ………..……….66
Hình 5.1. Mô hình sản phẩm…………………………………………………………..68
Hình 5.2. Bộ thêm thông tin khách hàng………………………………………………68
Hình 5.3. Khách hàng chưa đăng kí……………………………………………………69
Hình 5.4. Giao diện Quản lí khách hàng……………………………………………….70
Hình 5.5. Giao diện Thông tin khách hàng……………………………………………71
Hình 5.6. Thông báo thẻ mới…………………………………………………………..71
Hình 5.7. Thông báo thêm thành công khách hàng…………………………………….72
Hình 5.8. Giao diện Nạp tiền vào tài khoản khách hàng………………………………72
Hình 5.9. Thông báo Nạp tiền thành công…………………………...………………...73
Hình 5.10. Giao diện Theo dõi hoạt động……………………………………………...73

xiii


LIỆT KÊ BẢNG

Bảng 2.1. So sánh Arduino UNO và MEGA2560 ………………..…….……..……….16
Bảng 2.2. Các chân LCD và chức năng ……………………………..…......…………..25
Bảng 2.3. So sánh các kiểu truyền dữ liệu ………...……………….………...….……..31
Bảng 4.1. Kết quả kiểm tra ………………………………………………………...….49

xiv


TÓM TẮT

Các hệ thống tự động không chỉ được ứng dụng trong các ngành công nghiệp mà
còn được ứng dụng vào trong đời sống hằng ngày của con người. Việc ứng dụng các hệ
thống tự động giúp giảm thiểu các chi phí quản lí, thuê mướn nhân công, tăng chất lượng
sản phẩm và dịch vụ khách hàng. Điển hình tại nhiều nước phương Tây, việc giặt quần
áo ở các cửa hàng giặt sấy tự phục vụ trở thành một phần trong cuộc sống hằng ngày
của người dân ở đây.
Cùng với việc mở cửa hội nhập quốc tế của đất nước và sự phát triển của kinh tế
xã hội, các cửa hàng giặt ủi quần áo đã xuất hiện ngày càng phổ biến tại các đô thị lớn
tại Việt Nam và ở những nơi có số lượng khách du lịch đông. Các cửa hàng giặt ủi cũng
được phát triển để đáp ứng nhu cầu giặt quần áo của người dân và khách du lịch ở lại
dài ngày. Tuy nhiên mô hình giặt ủi kiểu cũ này tồn tại nhiều khuyết điểm: tốn nhiều
thời gian, dễ thất lạc quần áo, giặt không như ý muốn,… Ở Việt Nam, khi các cửa hàng
giặt ủi kiểu truyền thống đang dần bộc lộ nhiều khuyết điểm thì việc hiện đại hóa các
cửa hàng giặt ủi truyền thống đang là yêu cầu đáng quan tâm và phát triển hiện nay.
Công nghệ RFID đã được ứng dụng trong công nghệ tự động cách đây vài năm
tại các nước phát triển mạnh như Nhật, Mỹ. Ở Việt Nam thì công nghệ này cũng được
đầu tư nghiên cứu và ứng dụng vào nhiều lĩnh vực tuy nhiên vẫn còn khá mới mẻ và ít
được tiếp cận. Do đó hình thành một hệ thống giặt sấy ứng dụng công nghệ RFID là một
việc hết sức cần thiết và đây là lí do mà nhóm em lựa chọn đề tài này.

Nội dung chính của đề tài là thiết kế hệ thống giặt sấy tự phục vụ, trong đó:
 Sử dụng board Arduino UNO và MEGA làm vi điều khiển của khối điều khiển
trung tâm.
 Ứng dụng công nghệ nhận dạng RFID trong thanh toán tiền giặt sấy và quản lí
thông tin.
 Thực hiện thanh toán thông qua phần mềm thanh toán.
 Quản lý và lưu trữ thông tin của khách hàng thông qua cơ sở dữ liệu SQL.

xv


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

ĐẶT VẤN ĐỀ

Sự phát triển của cách ngành khoa học và công nghệ đã có tác động mạnh
mẽ tới quá trình toàn cầu hóa, là động lực quan trọng thúc đẩy quá trình này.
Những tiến bộ của khoa học – kỹ thuật và công nghệ bao gồm những phát minh,
sáng chế, các biện pháp kỹ thuật tiên tiến, các phương pháp công nghệ hiện đại,
các lý thuyết và phương thức quản lý mới trong mọi lĩnh vực được áp dụng vào
thực tiễn sản xuất, kinh doanh. Điều này làm tăng năng suất lao động, tạo ra ngày
càng nhiều sản phẩm cung cấp cho xã hội với chi phí thấp hơn, giá rẻ hơn, tạo ra
tiền đề thúc đẩy sự hình thành, phát triển, chuyên môn hóa lao động, sản xuất và
kinh doanh theo ngành nghề, vùng lãnh thổ và giữa các quốc gia.
Ngày nay, các thành phố lớn như Tp. Hồ Chí Minh và Hà Nội có lượng dân
cư ngày càng đông đúc, đồng thời cũng thu hút một lượng lớn khách du lịch từ
nhiều nơi đến. Vì vậy, các cửa hàng giặt ủi mọc lên ngày càng nhiều để phục vụ

nhu cầu của nhiều đối tượng. Khi mọi người ngày càng bận rộn với công việc thì
các nhu cầu sử dụng các dịch vụ giặt ủi ngày càng tăng. Với mức giá không quá
cao có thể chấp nhận được cùng với chất lượng dịch vụ khá ổn, chúng ta có thể
tiết kiệm được nhiều thời gian hơn dành cho công việc và gia đình. Nhưng xã hội
càng phát triển, dần dần các hệ thống máy móc thông minh thay thế cho con người
giúp cho hiệu quả công việc tăng cao, các loại hình kinh doanh đòi hỏi cần có
những giải pháp tối ưu hơn, cách hoạt động của các cửa hàng giặt ủi kiểu cũ hiện
nay sẽ dần trở nên lạc hậu. Và nó sẽ được thay thế bằng các cửa hàng giặt sấy tự
phục vụ.
Hình thức sử dụng dịch vụ tại các cửa hàng giặt sấy ở Việt Nam biến việc
giặt sấy của khách hàng trở nên bị động. Tức là họ mang quần áo bẩn đến cửa
hàng và giao cho nhân viên thực hiện việc giặt quần áo, mà không thể can thiệp
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH

1


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

vào quy trình giặt sấy. Từ đó tạo nên tâm lý lo lắng về chất lượng và kéo dài thời
gian chờ đợi. Trong khi đó, dịch vụ giặt sấy tự động tại các nước phát triển, khách
hàng chủ động sử dụng hệ thống máy giặt của cửa hàng. Họ có thể tự động phân
loại, sử dụng nhiều máy giặt khác nhau cho từng loại áo quần và đảm bảo rằng áo
quần của mình không giặt chung với quần áo của người khác.
Với xu thế áp dụng mô hình tự động hóa ngày càng nhiều tại Việt Nam,
việc áp dụng mô hình giám sát giặt sấy tự phục vụ kết hợp công nghệ RFID sẽ có
nhiều ưu điểm hơn so với mô hình phục vụ của cửa hàng giặt ủi truyền thống để
nhân viên sẽ làm hết mọi việc như:
 Tiết kiệm chi phí thuê nhân công.
 Khách hàng có thể kiểm soát được các bước trong quá trình giặt.

 Dễ dàng quản lý tài sản cá nhân.
 Chi phí hoạt động giảm, lợi nhuận cao cho chủ đầu tư.
 Thời gian giặt nhanh vì không phải chờ đủ số lượng đồ giặt, từ đó tiết kiệm
thời gian cho người sử dụng.
 Hạn chế việc lẫn lộn quần áo của nhiều khách hàng với nhau.
Hơn nữa, khi khách hàng tự phục vụ cho nhu cầu giặt sấy, cửa hàng chỉ
việc hướng dẫn và quản lý, nên giảm được chi phí thuê nhân viên và giảm giá
thành dịch vụ.
Bên cạnh đó, hình thức thanh toán nhanh chóng bằng xu hoặc thẻ, phòng
chờ sạch sẽ, văn minh và có sẵn Wifi miễn phí, người dùng sẽ cảm thấy việc giặt
giũ tại cửa hàng thoải mái y như đang giặt giũ tại nhà.
Qua tóm tắt trên chúng em quyết định chọn đề tài: “Thiết kế và thi công
mô hình cửa hàng giặt sấy tự phục vụ”. Hệ thống sử dụng vi điều khiển trung
tâm là module Arduino UNO R3, MEGA2560 và module RFID RC522. Nhờ sử
dụng thẻ từ làm phương thức xác thực người dùng nên khách hàng có thể sử dụng
máy giặt và thanh toán trở nên dễ dàng và nhanh chóng. Ngoài ra, hệ thống được
giám sát bằng phần mềm quản lí chạy trên máy tính cài hệ điều hành Microsoft
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Windows giúp người quản lí dễ dàng đăng kí thẻ thành viên mới, điều chỉnh thông
tin khách hàng, nạp tiền vào tài khoản khách hàng.
1.2.

MỤC TIÊU

Thiết kế và thi công mô hình điều khiển và giám sát hoạt động của hệ thống
máy giặt cho phép người dùng (khách hàng) sử dụng máy giặt để tự giặt quần áo
của mình, nhân viên (hoặc người quản lí) cửa hàng đóng vai trò là người quản lí,
hỗ trợ khách hàng và thực hiện các hoạt động liên quan đến việc thanh toán.
1.3.

NỘI DUNG THỰC HIỆN

 Tìm hiểu cách thức hoạt động của Module RFID RC522.
 Tìm hiểu các chuẩn truyền thông như UART, I2C, SPI.
 Thiết kế và thi công mạch điều khiển, mô hình mô phỏng cửa hàng giặt
sấy.
 Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển gồm: nhận dạng thẻ khách
hàng, lựa chọn thiết bị, bật/tắt thiết bị khi thỏa điều kiện.
 Viết chương trình điều khiển cho Arduino, nạp code và chạy thử nghiệm
sản phẩm, chỉnh sửa và hoàn thiện hệ thống.
 Thi công mô hình hoàn thiện và chỉnh sửa cho phù hợp.
 Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát sử dụng Visual Studio.
 Đánh giá kết quả thực hiện.
 Thực hiện viết luận văn báo cáo.
 Tiến hành báo cáo đề tài tốt nghiệp.
1.4.

GIỚI HẠN

 Thiết kế mô hình cửa hàng giặt sấy tự phục vụ.
 Mỗi máy giặt được tượng trưng bằng một bóng đèn 220VAC.
 Số lượng tải điều khiển: 4
 Tính bảo mật của hệ thống chưa cao.
 Công thức tính phí dịch vụ chỉ ở mức tương đối, không thể hoàn toàn

phù hợp với thực tiễn.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

 Phần mềm quản lí chỉ đáp ứng được các yêu cầu cơ bản.
 Đề tài được thiết kế hộp bảo vệ bằng bìa cứng.
1.5.

BỐ CỤC

 Chương 1: Tổng quan
Chương này trình bày đặt vấn đề, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, giới hạn và bố
cục đề tài.
 Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương này trình bày về cách hoạt động của các thành phần có trong hệ thống
và toàn bộ hệ thống. Giới thiệu phần cứng các thiết bị được sử dụng trong đề tài.
 Chương 3: Tính toán và thiết kế
Chương này trình bày giới thiệu hệ thống, lựa chọn các linh kiện, tính toán thiết
kế phù hợp với điều kiện thực tế, sơ đồ nguyên lý của các mạch.
 Chương 4: Thi công hệ thống
Chương này trình bày các bước thi công hệ thống, thi công mô hình, quá trình
lập trình hệ thống cho từng phần khác nhau, lưu đồ giải thuật và hướng dẫn sử dụng hệ
thống chi tiết.
 Chương 5: Kết quả thực hiện, nhận xét, đánh giá
Chương này trình bày kết quả đạt được, nhận xét các kết quả đạt được từ mô hình
và mức độ hoàn thiện đề tài.

 Chương 6: Kết luận, phương hướng phát triển của đề tài
Chương này trình bày kết luận rút ra được sau quá trình tìm hiểu và thực hiện đề
tài. Kết luận về hoạt động của hệ thống trong thực tế qua đó rút ra được hướng phát triển
cho đề tài sau này.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH

4


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GIẶT SẤY TỰ PHỤC VỤ
2.1.1. Tìm hiểu về cửa hàng giặt sấy tự phục vụ
Tại các nước phát triển, hầu hết mọi người đã quen với việc giặt sấy quần áo tại
các cửa hàng giặt sấy tự bên ngoài, nhờ dịch vụ chu đáo, nhanh chóng, tiện lợi và giá cả
rất phải chăng. Đặc biệt, máy giặt tại các cửa hàng giặt sấy tự động thường hiện đại , có
nhiều tính năng và đắt tiền hơn rất nhiều so với máy giặt trong gia đình.
Tuy nhiên, tại Việt Nam mặc dù xuất hiện cách đây nhiều năm, các cửa hàng giặt
sấy chỉ là giải pháp dành cho những tình huống cấp bách như mưa gió, giặt chăn mền
hoặc quần áo bẩn quá tải sau một chuyến du lịch dài ngày. Các dịch vụ này đang dần trở
nên xuống cấp và lạc hậu so với nhu cầu ngày càng cao và khó tính của khách hàng.

Hình 2.1. Cửa hàng giặt sấy tự động
Để nắm bắt nhu cầu mở rộng các dịch vụ giặt sấy tự động, các hãng sản xuất máy
giặt lớn đã phát triển nhiều dòng máy giặt dành cho mô hình giặt sấy tự động. Tuy nhiên,
giá cả của các dòng máy giặt này rất cao nên đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu cho một cửa
hàng giặt sấy tự động thường rất lớn. Điều này là cản trở không nhỏ cho các nhà đầu tư
có nguồn vốn hạn chế.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH

5


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Để giải quyết vấn đề này thì đã có giải pháp kết hợp công nghệ RFID cùng với
vi điều khiển để biến các máy giặt loại cũ thành một hệ thống giặt sấy tự phục vụ. Cách
này vừa giải quyết vấn đề chi phí đầu tư lớn đồng thời tận dụng lại các máy giặt đời cũ
để áp dụng vào một cửa hàng giặt sấy tự phục vụ loại nhỏ.
2.1.2. Mô hình tổng quan
Sau khi nghiên cứu tổng quan các hệ thống giặt sấy tự phục vụ được sử dụng đã
có trước đó, nhóm đã đưa ra mô hình cơ bản của hệ thống như sau:

Quản lý

Máy tính

Cơ sở dữ liệu

Người dùng

Vi điều khiển

Máy giặt/sấy

Hình 2.2. Mô hình hoạt động tổng quát
Mô tả hoạt động:
 Để sử dụng dịch vụ giặt sấy, trước tiên khách hàng cần lấy thẻ RFID và đăng kí
thông tin cơ bản như: tên, số điện thoại, giới tính,…

 Sau đó khách hàng thực hiện việc nạp tiền vào tài khoản để sử dụng dịch vụ.
 Khi sử dụng, khách hàng thực hiện việc quét thẻ, hệ thống sẽ truy xuất cơ sở dữ
liệu, nếu thông tin đúng và có tiền trong tài khoản thì tiến hành mở máy.
 Khách hàng tiến hành chọn các chế độ giặt trên máy và chờ hoàn tất quá trình
giặt.
 Khi giặt xong hệ thống sẽ tự động ngắt nguồn máy giặt.
2.2. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG RFID
2.2.1. Công nghệ RFID
Sự ra đời của công nghệ RFID là một phát minh quan trọng trong kĩ thuật điện
tử. Trên thế giới, công nghệ RFID đã được áp dụng và phát triển ở nhiều lĩnh vực: quân
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH

6


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
sự, y học, giao thông, thương mại, nông nghiệp, bưu chính viễn thông,… đem lại nhiều
lợi ích và tiện lợi.
Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) là công nghệ nhận dạng đối
tượng bằng sóng vô tuyến, cho phép một thiết bị đọc có thể đọc thông tin chứa trong
một thiết bị khác ở một khoảng cách gần mà không cần phải có một sự tiếp xúc vật lý
nào. Một hệ thống RFID thường bao gồm 2 phần chính là thẻ tag (chip RFID chứa thông
tin) và bộ đọc (reader) đọc các thông tin trên chip[1].
Kỹ thuật RFID sử dụng truyền thông không dây trong dải tần số của sóng vô
tuyến để truyền dữ liệu từ các thẻ tag đến bộ đọc. Bộ đọc đọc dữ liệu của tag và gửi
thông tin để hệ thống để xử lý trên cơ sở dữ liệu.
Một hệ thống RFID bao gồm nhiều thành phần phối hợp với nhau tạo nên một hệ
thống hoàn chỉnh và thống nhất[1]:
 Tag (thẻ gắn vào đối tượng cần nhận dạng): Là thành phần bắt buộc mà bất kì
hệ thống RFID nào cũng cần phải có. Có thể lưu trữ và truyền dữ liệu về Reader

bằng sóng vô tuyến. Trong đó các thẻ thường lưu trữ thông tin về các sản phẩm
nào đó.
 Reader (đầu đọc): Là thành phần bắt buộc phải có, làm nhiệm vụ xử lí tín hiệu
nhận được từ anten và giao tiếp với mạch điều khiển.
 Reader Anten: Là thành phần bắt buộc đi cùng với Reader để giao tiếp với
Tag.
 Mạch điều khiển (Controller): Là thành phần bắt buộc có nhiệm vụ xử lí tín
hiệu nhận được từ Reader và giao tiếp với máy chủ dữ liệu.
 Cảm biến, cơ cấu chấp hành.
 Máy chủ dữ liệu và phần mềm hệ thống: Có chức năng lưu trữ các dữ liệu và
giao tiếp với người sử dụng.
 Hạ tầng truyền thông (các chuẩn truyền dữ liệu): có nhiệm vụ là cầu nối truyền
dữ liệu giữa mạch điều khiển và máy chủ dữ liệu.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH

7


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Hình 2.3. Sơ đồ khối hệ thống RFID
Nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống RFID: Thiết bị Reader phát ra sóng điện
từ ở một tần số nhất định, khi thiết bị Tag trong vùng hoạt động sẽ cảm nhận được sóng
điện từ này và thu nhận năng lượng từ đó phát lại cho thiết bị Reader biết ID (mã số)
của mình. Từ đó thiết bị RFID reader nhận biết được tag nào đang trong vùng hoạt động.

Hình 2.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống RFID
Thẻ RFID là thiết bị có thể lưu trữ và truyền dữ liệu về bộ đọc bằng sóng vô tuyến.
Trong đó các thẻ thường lưu trữ thông tin về các sản phẩm nào đó hoặc các ID (mã nhận

diện. Thẻ RFID gồm chip bán dẫn nhỏ (bộ nhớ của chip có thể chứa từ 96 đến 512 bit
dữ liệu, nhiều gấp 64 lần so với mã vạch) và anten được thu nhỏ trong một số hình thức
đóng gói. Vài thẻ RFID giống như những nhãn giấy và được ứng dụng để bỏ vào hộp
và đóng gói. Một số khác được sản xuất thành các miếng da bao cổ tay. Mỗi thẻ được
lập trình với một nhận dạng duy nhất cho phép theo dõi không dây đối tượng hoặc con
người đang gắn thẻ đó.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH

8


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Hình 2.5. Một vài dạng của Tag
2.2.2. Ưu và nhược điểm của công nghệ RFID
a. Ưu điểm của công nghệ RFID
 Một tag RFID có thể được đọc mà không cần phải có sự tiếp xúc với
reader.
 Có thể lưu dữ liệu lên tag RFID nhiều lần, từ đó giúp tiết kiệm chi phí.
 Một tag RFID có thể lưu trữ vài Bytes dữ liệu hay lớn hơn (tùy từng loại
tag).
 Cho phép sử dụng một reader để đọc nhiều tag trong vùng đọc của nó
trong một khoảng thời gian, từ đó giúp tiết kiệm thời gian vận hành.
 Tag RFID có thể hoạt động trong những điều kiện bất lợi.
 Tag RFID ngoài việc có thể mang và truyền dữ liệu còn dùng được vào
nhiều nhiệm vụ khác.
 Có thể đọc chính xác đến 100%.
b. Nhược điểm của công nghệ RFID


Hoạt động kém hiệu quả với các vật chắn sóng RF và những vật hấp thụ
sóng RF: Kim loại, nước,….



Các yếu tố môi trường xung quanh có tác động mạnh đến việc giao tiếp
giữa Reader và Tag (môi trường có nhiều kim loại và chất lỏng).



Số lượng Tag có thể đọc được bị giới hạn.



Có thể bị nhiễu nếu phần cứng không được bố trí phù hợp (anten đặt sai
vị trí).

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH

9