Đồ án tốt nghiệp bãi đỗ xe tự động sử dụng RFID

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU......................................................................................iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH........................................................................................iv
LỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG...................3
1.1. Tình trạng bãi đỗ xe trong thực tế.............................................................3
1.2. Bãi đỗ xe dạng xếp hình...........................................................................5
1.3. Bãi đỗ xe xoay vòng đứng........................................................................6
1.4. Bãi đỗ xe xoay vòng ngang.......................................................................7
1.5. Hệ thống đỗ xe kiểu thang máy...............................................................8
1.6. Hệ thống đỗ xe dạng tháp........................................................................9
1.7. Hệ thống đỗ xe kiểu thang nâng di chuyển..........................................11
1.8. Hệ thống đỗ xe kiểu tầng nâng di chuyển............................................12
1.9. Hệ thống đỗ xe kiểu xoay vòng trục đứng..............................................13
1.10.

Phân tích ưu, nhược điểm của hệ thống bãi đỗ xe tự động...............14

1.10.1.

Ưu điểm của các hệ thống đỗ xe tự động......................................14

1.10.2.

Nhược điểm tại các bãi đỗ xe tự động...........................................15

1.11.

Khảo sát bãi đỗ xe xoay vòng đứng.....................................................16

1.11.1. Mô hình bãi đỗ xe xoay vòng đứng.............................................16

1.11.2.

Những ưu điểm của hệ thống đỗ xe quay vòng đứng....................16

1.11.3.

Nhược điểm hệ thống bãi đỗ xe xoay vòng đứng..........................17

1.11.4.

Nguyên lý hoạt động.....................................................................17

1.11.5.

Lựa chọn phương án thiết kế cho mô hình đồ án..........................18

1.12.

Kết luận chương I................................................................................22

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG.............23
2.1. Quy trình hoạt động của bãi đỗ...............................................................23
2.2. Lựa chọn thiết bị.....................................................................................26
2.2.1. Vi điều khiển: PIC16F877A.............................................................26
a. Phương thức truyền thông UART trong PIC16F877A........................30
b. Phương thức truyền thông SPI trong PIC16F877A.............................36


2.2.2. Công nghệ RFID và module RFID RC522......................................40
2.2.3. LCD 16x2.........................................................................................45

2.2.4. Module relay 2 kênh 5V10A RL2-0510...........................................48
2.2.5. USB to COM PL2303......................................................................49
2.2.6. Cảm biến quang E18-D80NK 80CM NPN 5V................................51
2.2.7. Động cơ giảm tốc 24VDC................................................................52
2.2.8. Đèn và còi báo..................................................................................53
2.2.9. Nút nhấn...........................................................................................53
2.3. Các công cụ phần mềm được sử dụng....................................................54
2.3.1. Phần mềm MPLAB – XC8...............................................................54
2.3.2. Giới thiệu về ngôn ngữ C#...............................................................61
2.3.3. Cơ sở dữ liệu SQL Server.................................................................62
2.4. Kết luận chương II..................................................................................65
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MÔ HÌNH CHO HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE TỰ
ĐỘNG......................................................................................................................67
3.1. Thuật toán điều khiển cơ bản..................................................................67
3.2. Thiết kế và thi công mô hình..................................................................70
3.3. Thiết kế giao diện quản lý, giám sát.......................................................83
3.3.1. Giao diện đăng nhập.........................................................................83
3.3.2. Giao diện giám sát bãi đỗ.................................................................83
3.3.3. Giao diện quản lý thông tin cá nhân.................................................84
3.3.4. Giao diện quản lý nhân viên.............................................................85
3.3.5. Giao diện quản lý thẻ xe...................................................................86
3.3.6. Giao diện quản lý lịch sử vào ra.......................................................87
3.4. Kết luận chương III.................................................................................88
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.......................................89
4.1. Kết quả đạt được.....................................................................................89
4.2. Kết luận...................................................................................................89
4.3. Những hạn chế của đề tài........................................................................89
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................91
PHỤ LỤC.................................................................................................................92

CODE C CHO PHẦN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG........................................92
CODE SQL KHỞI TẠO SERVER................................................................113
CODE C# CHO GIAO DIỆN QUẢN LÝ, GIÁM SÁT................................116


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Các loại thẻ tag phân loại theo tần số...........................................43
Bảng 2.2. Bảng mô tả chân của LCD............................................................47
DANH MỤC HÌNH ẢN
Hình 1.1. Tình trạng dừng đỗ xe trên vỉa hè và lòng đường...........................3
Hình 1.2. Bãi đỗ xe trong thực tế....................................................................5
Hình 1.3. Hệ thống bãi đỗ xe dạng xếp hình..................................................6
Hình 1.4. Mô hình hệ thống đỗ xe tự động dạng xếp hình.............................6
Hình 1.5. Hệ thống bãi đỗ xe xoay vòng đứng...............................................7
Hình 1.6. Hệ thống bãi đỗ xe xoay vòng ngang..............................................8
Hình 1.7. Mô hình hệ thống đỗ xe tự động kiểu thang máy............................9
Hình 1.8. Hệ thống bãi đỗ xe dạng tháp.......................................................10
Hình 1.9. Đỗ xe tự động hệ thống thang nâng di chuyển..............................11
Hình 1.10. Đỗ xe tự động hệ thống tầng nâng di chuyển.............................12
Hình 1.11. Hệ thống đỗ xe tự động - dạng xoay vòng trục đứng..................13
Hình 1.12. Cấu trúc bãi đỗ xe thực tế...........................................................18
Hình 1.13. Toàn cảnh bãi đỗ xe ô tô 32 Nguyễn Công Trứ..........................19
Hình 1.14. Cửa ra vào dành cho loại xe 7 chỗ ngồi ( SUV).........................19
Hình 1.15. Cửa còn lại dành cho xe ô tô 4 chỗ ngồi (Sedan).......................20
Hình 1.16. Bảng điều khiển bên cạnh mỗi cửa xe ra vào.............................20
Hình 1.17. Hệ thống rèm che mưa nắng xung quanh bãi đỗ xe....................21
Hình 1.18. Bánh răng cơ khí làm nhiệm vụ cuộn, đưa ô tô lên các tầng cao.
.......................................................................................................................21
Hình 1.19. Động cơ của hệ thống.................................................................22

Hình 2.1. Lưu đồ thuật toán điều khiển chung của hệ thống........................25


Hình 2.2. Sơ đồ khối hệ thống......................................................................26
Hình 2.3. Sơ đồ chân PIC16F877A..............................................................28
Hình 2.4. Sơ đồ các khối làm việc của PIC..................................................28
Hình 2.5. Sơ đồ các thiết bị ngoại vi của PIC...............................................29
Hình 2.6. Sơ đồ khối truyền dữ liệu..............................................................30
Hình 2.7. Sơ đồ khối nhận dữ liệu................................................................33
Hình 2.8. Sơ đồ kết nối của chuẩn giao tiếp SPI..........................................38
Hình 2.9. Giản đồ xung SPI ở chế độ Master mode.....................................39
Hình 2.10. Giản đồ xung chuẩn giao tiếp SPI (Slave mode)........................40
Hình 2.11. Cấu tạo thẻ RFID........................................................................42
Hình 2.12. Nguyên lý hoạt động của RFID..................................................43
Hình 2.13. Module RFID – RC522...............................................................44
Hình 2.14. Thẻ RFID 13.56Mhz...................................................................45
Hình 2.15. Sơ đồ chân LCD..........................................................................46
Hình 2.16. Hình ảnh thực tế của LCD 16x2.................................................46
Hình 2.17. Module Relay 2 Kênh 5V10A RL2-0510...................................48
Hình 2.18. USB To COM PL2303................................................................50
Hình 2.19. Nguyên lý hoạt động của cảm biến.............................................51
Hình 2.20. Động cơ giảm tốc 24VDC..........................................................53
Hình 2.21. Đèn kết hợp còi báo....................................................................53
Hình 2.22. Nút nhấn đề.................................................................................54
Hình 2.23. Phần mềm MPLAB X IDE.........................................................54
Hình 2.24. Cửa sổ hiển thị việc bắt đầu cài đặt............................................56
Hình 2.25. Cửa sổ điều khoản và thỏa thuận................................................56
Hình 2.26. Cửa sổ chọn thư mục cài đặt.......................................................57
Hình 2.27. Cửa sổ chọn phần mềm cài đặt tích hợp.....................................57

Hình 2.28. Cửa sổ hiển thị quá trình cài đặt đã sẵn sàng..............................58
Hình 2.29. Cửa sổ hiển thị quá trình cài đặt.................................................58


Hình 2.30. Cửa sổ hiển thị cấp phép cài đặt thiết bị USB............................59
Hình 2.31. Cửa sổ thông báo việc cài đặt hoàn thành...................................59
Hình 2.32. Ngôn ngữ C#...............................................................................61
Hình 2.33. Phần mềm SQL Server................................................................63

Hình 3.1. Thuật toán điều khiển cơ bản của chương trình............................67
Hình 3.2. Lưu đồ thuật toán chi tiết của hệ thống phần 1.............................69
Hình 3.3. Lưu đồ thuật toán chi tiết của hệ thống phần 2.............................70
Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 5V và 3.3V......................................71
Hình 3.5. Mạch khối xử lý trung tâm............................................................72
Hình 3.6. Mạch nguyên lý khối tín hiệu vào và dữ liệu vào(RFID).............73
Hình 3.7. Mạch nguyên lý phần chuyển chế độ điều khiển và phần điều
khiển bằng tay...............................................................................................73
Hình 3.8. Mạch nguyên lý điều khiển động cơ.............................................74
Hình 3.9. Mạch nguyên lý khối điều khiển đèn báo, còi báo......................74
Hình 3.10. Khối hiển thị LCD 16x2.............................................................75
Hình 3.11. Mạch xử lý trung tâm..................................................................76
Hình 3.12. Module relay điều khiển động cơ...............................................77
Hình 3.13. Mô phỏng kết cấu mô hình.........................................................77
Hình 3.14. Thiết kế tổng thể của mô hình nhìn từ trên xuống......................78
Hình 3.15. Hình ảnh mô hình nhìn từ mặt bên trái.......................................79
Hình 3.16. Hệ thống nhông xích truyền động và các ô chứa xe...................80
Hình 3.17. Mặt trước phía dưới của mô hình................................................81
Hình 3.18. Mặt trước phòng điều khiển........................................................82
Hình 3.19. Thẻ gửi xe của hệ thống..............................................................82
Hình 3.20. Màn hình đăng nhập....................................................................83

Hình 3.21. Màn hình quản lý & giám sát......................................................84
Hình 3.22. Màn hình quản lý tài khoản cá nhân...........................................85


Hình 3.23. Màn hình quản lý nhân viên........................................................86
Hình 3.24. Màn hình quản lý thẻ xe..............................................................87
Hình 3.25. Màn hình quản lý lịch sử xe ra vào bãi và quản lý phí...............88


LỜI MỞ ĐẦU
Kinh tế ngày một lớn mạnh, xã hội ngày một phát triển kèm theo đó là
nhu cầu nâng cao chất lượng đời sống ngày càng cao. Phương tiện đi lại ngày
càng nhiều, nhất là xe ô tô ở các nước phát triển, nhưng diện tích xây dựng các
bãi đỗ xe lại ít. Trước tình hình đó, hệ thống bãi đỗ xe dùng thang máy đưa xe
lên cao và người lái tự lái xe ra bãi đỗ là phương án kết hợp đỗ xe nhiều tầng với
hệ thống cơ khí đơn giản nhất xuất hiện từ Mỹ năm 1918 sau đó lan truyền
nhanh chóng sang châu Âu. Mãi đến năm 1982, hệ thống bãi đỗ xe ô tô tự động
hoàn toàn không người lái xe được phát minh đầu tiên ở Đức, sau đó được Nhật
Bản phát triển công nghệ này và ứng dụng rộng rãi từ năm 1985. Hiện nay nhiều
nước trên thế giới đã bắt đầu ứng dụng công nghệ này, trong đó có Việt Nam,
tuy nhiên Nhật Bản và Hàn Quốc là hai quốc gia có số lượng bãi đỗ xe ô tô tự
động nhiều nhất trên thế giới.[1]
Với những lợi ích mà bãi đỗ xe ô tô tự động mang lại như giải quyết được
vấn đề tiếng ồn và ô nhiễm trong bãi đỗ xe, tiết kiệm không gian, khắc phục
được tình trạng mất cắp phụ tùng hay đồ đạc trong xe, tiết kiệm thời gian gửi
xe… nhờ hệ thống hoàn toàn tự động từ khâu gửi xe đến lấy xe, bãi đỗ xe ô tô tự
động là một phương án giải quyết tối ưu nhất cho tình trạng thiếu bãi đỗ xe trên
thế giới hiện nay.
Ở Việt Nam, cũng như nhiều nước trên thế giới, cùng với sự phát triển
mạnh về kinh tế, sự đô thị hóa, đời sống nhân dân được nâng cao nên các công

trình, tòa nhà văn phòng, trung tâm mua sắm, khu vui chơi giải trí, siêu thị…
ngày càng nhiều nên nhu cầu gửi xe ô tô là không nhỏ. Tuy nhiên, hiện tại quỹ
đất của các thành phố ở Việt Nam dành cho việc xây dựng các bãi đỗ xe là có
hạn. Nhiều chủ phương tiện không có nơi đỗ xe đành đỗ xe trên các con đường
gây tình trạng tắc nghẽn giao thông.Vì vậy, cần có những công trình vừa đáp
ứng nhu cầu sinh hoạt của con người vừa giải quyết được nơi đỗ xe cho họ.
Trước tình hình đó các nhà lãnh đạo đang cố gắng tìm ra nhiều phương án giải
quyết. Và bãi đỗ xe ô tô tự động là phương án khả thi nhất giải quyết vấn đề đó.
Hiện nay, trên địa bàn Thành Phố Hồ Chí Minh và Thành phố Hà Nội đã
có một vài công ty nghiên cứu và chuyển giao công nghệ về bãi đỗ xe tự động.
Trong đó có Công ty TNHH SX Cơ Khí & Cầu Trục NMC đang đảm nhiệm vai
trò nghiên cứu và chuyển giao công nghệ bãi đỗ xe ô tô tự động của Hàn Quốc.
Tại Hà Nội cũng vừa diễn ra sự kiện Công ty IUK (Nhật Bản) và Công ty CFTD
(một công ty chuyên về khoa học, kỹ thuật công nghệ cao tại Việt Nam) ký kết
1


hợp đồng chuyển giao công nghệ "Hệ thống đỗ xe tự động". Đó là dấu hiệu
chứng tỏ rằng sự phát triển của hệ thống này tại Việt Nam sẽ phát triển mạnh mẽ
trong những năm tới đây.[2]
Với bài toán này, có rất nhiều phương án được đưa ra, tùy theo diện tích
đất, lối ra vào, mục đích sử dụng mà nhà cung cấp sẽ tư vấn hệ thống thích hợp.
Mỗi nhà cung cấp sẽ đặt tên khác nhau cho từng hệ thống, tuy nhiên có thể xếp
loại các bãi đỗ xe theo nguyên lý vận hành như sau:
-

Loại hệ thống vừa lắp được trên mặt đất, vừa lắp được dưới mặt đất,
hoặc một phần trên mặt đất, một phần dưới mặt đất: hệ thống tháp
nâng dùng thang máy, hệ thống thang nâng di chuyển, hệ thống xếp
hình. Trong đó, hệ thống tầng di chuyển được lắp đặt phổ biến nhất tại

Nhật Bản và Hàn Quốc.

-

Loại hệ thống chỉ lắp ngầm: hệ thống xoay vòng ngang, hệ thống xoay
vòng tầng.

-

Loại hệ thống chỉ lắp nổi: hệ thống xoay vòng đứng.

Trong đồ án này, tác giả sẽ nghiên cứu về hệ thống bãi đỗ xe tự động, và
chọn để tài “Nghiên cứu và thiết kế hệ thống bãi đỗ xe tự động, quản lý xe
trên cơ sở công nghệ RFID”. Hy vọng đồ án sẽ đưa ra được hướng giải quyết
mới và phù hợp, giải quyết được tình trạng bãi đỗ xe hiện nay.
Để xây dựng và thiết kế được mô hình bãi đỗ xe tự động, quản lý xe dựa
trên cơ sở công nghệ RFID, trong đồ án sẽ trình bày quá trình thực hiện qua các
chương sau:


Chương I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG.



Chương II: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG.



Chương III: THIẾT KẾ MÔ HÌNH CHO HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE
TỰ ĐỘNG.



Chương IV: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.

2


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG
1.1.

Tình trạng bãi đỗ xe trong thực tế

Trong những năm gần đây với sự phát triển kinh tế xã hội của Việt Nam,
lượng phương tiện giao thông đã tăng một cách nhanh chóng. Phương tiện cá
nhân tăng lên, đòi hỏi diện tích đất dành cho bãi đỗ xe cũng phải tăng theo.
Tuy nhiên, tại các thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Cần Thơ
việc đáp ứng yêu cầu quỹ đất này ngày càng tỏ ra không khả thi do giá trị đất
đang tăng nhanh, và nhu cầu đất cho các mục đích quan trọng khác cũng đang
thiếu.
Hiện nay tại các khu vực trung tâm thành phố lớn, số ô tô phần lớn dừng
đỗ trên vỉa hè, lòng đường gây cản trở giao thông (Hình 1.1).

Hình 1.1. Tình trạng dừng đỗ xe trên vỉa hè và lòng đường
Để giải quyết vấn đề chỗ đỗ xe trong đô thị, nhiều nước trên thế giới sử
dụng hệ thống nhà đỗ xe nhiều tầng tự động, phổ biến như Nhật Bản, Hàn
Quốc, Ấn Độ, Singapore, Trung Quốc, Mỹ và các nước Châu Âu. Tại các nước
này đã có nhiều công ty chủ yếu kinh doanh bãi đỗ ô tô nhiều loại, trong đó hệ
thống đỗ nhiều tầng tự động được sử dụng rất phổ biến. Các công ty sản xuất
hệ thống đỗ xe tự động là các nhà chế tạo, không trực tiếp kinh doanh bãi đỗ xe

mà chỉ cung cấp và lắp đặt thiết bị cho các nhà đầu tư. Ngoài ra, còn các hệ
thống các công ty sản xuất các thiết bị phụ trợ như: hệ thống lấy vé tự động đọc
thẻ, trả tiền tự động.
So với các bãi đỗ xe kiểu truyền thống, những lợi ích của một bãi đỗ xe tự
động không chỉ là nhanh chóng và tiện lợi. Bạn sẽ không còn phải lo lắng chiếc
xe của mình bị xô xát, va đụng, trầy xước bởi nơi đỗ xe được cách ly hoàn toàn
với bên ngoài.
3


Hệ thống đỗ xe tự động là loại thiết bị mang tính kỹ thuật cao, áp dụng
hòa hợp các nguyên lý chung của hệ thống thang máy & hệ thống xếp dỡ tự
động và hệ thống lưu kho tự động mà hàng hóa là ôtô và có độ chính xác nhất
định.Trong hệ thống này xe được lưu giữ ở các ô ( Block parkings) dưới mặt đất
hoặc trên cao. Để thực hiện việc lưu giữ này hệ thống sử dụng các thiết bị nâng
chuyển. Đây là thiết bị có thể có chuyển động theo các phương sau: phương
ngang, phương đứng, phương chuyển động xoay với độ chính xác và an toàn
cao. Hoạt động của các máy nâng chuyển được điều khiển bởi máy tính. Máy
tính quản lý toàn bộ hoạt động của hệ thống như: số lượng xe hiện đang gửi, số
chỗ trống còn lại, trạng thái tại các ô lưu trữ, ….
Sự tiện lợi của hệ thống đỗ xe tự động:
-

Tăng hiệu quả sử dụng không gian lên 60%, so với bãi đỗ xe dùng
đường dẫn truyền thống.

-

Giảm 40% diện tích mặt bằng xây dựng, giảm 50% khối tích xây
dựng.

-

Tận dụng tối đa các cấu trúc có sẵn bên dưới hoặc ở trên mặt đất.

-

Giảm chi phí quản lý thông qua kiểm soát chính xác và tiêu thụ điện
năng và chi phí vệ sinh công trình.

Ngày 16/7/2012, Tổng công ty Vận tải Hà Nội sẽ đưa gara đỗ ôtô tự động
cao 5 tầng trị giá 13 tỷ đồng vào khai thác tại 32 Nguyễn Công Trứ, Hà Nội. Với
diện tích 126m2, cao 5 tầng, 4 dãy chứa 30 xe, bãi đỗ xe bằng giàn thép lắp ghép
tự động (nhập khẩu từ Hàn Quốc) tại số 32 Nguyễn Công Trứ (Q.Hai Bà Trưng,
Hà Nội) được đánh giá là bãi đỗ xe hiện đại nhất Hà Nội hiện nay.[3]
Đây là bãi đỗ xe cơ động, thời gian lắp đặt và tháo dỡ thiết bị tối đa 15
ngày, đặc biệt công trình có thể lắp đặt trên mọi địa hình. Sau hai ngày đi vào
hoạt động, bãi đỗ xe số 32 Nguyễn Công Trứ đã nhận được sự đón nhận tích cực
từ phía người dân.
Thực tế, mỗi lái xe chỉ mất 2-3 phút để đưa xe di chuyển vào trong cũng
như ra ngoài bãi đỗ. Tuy nhiên, dù được đánh giá là là một bãi đậu xe hiện đại
và "thông minh" nhất Hà Nội, nhưng theo một số người dân có xe gửi tại đây,
diện tích mặt sàn để đỗ xe hơi nhỏ nên một số loại xe 7 chỗ có kích thước khá
lớn thường gặp khó khăn khi di chuyển vào khu vực để xe.
Dưới đây là hình ảnh thực tế của bãi đỗ xe:
4


Hình 1.2. Bãi đỗ xe trong thực tế.
Trong thực tế, tại các nước hiện đại, có rất nhiều loại bãi đỗ xe tự động được áp

dụng vào thực tiễn, giải quyết những vấn đề bất cập ở trên.
1.2.

Bãi đỗ xe dạng xếp hình

Bãi đỗ xe hai tầng kiểu xếp hình. Việc lắp đặt cũng dễ dàng do hệ thống
đỗ xe tự động dạng xếp hình được thiết kế là những block riêng biệt, nếu muốn
tăng số lượng xe chỉ cần lắp ghép các block lại với nhau.
Hệ thống đỗ xe tự động - dạng xếp hình là loại giải pháp kỹ thuật trong đó
xe được đặt trên các bàn nâng chuyển (pallet), các pallet này di chuyển nâng hạ
theo trục thẳng đứng và di chuyển ngang để đưa các xe vào hoặc ra. Hệ thống
được lập trình để chọn cách thức di chuyển xe sao cho có thể lấy xe ra nhanh
nhất. Đây là loại thiết bị rất hiệu quả cho các diện tích nhỏ và trung bình trên
mặt đất hoặc ngầm dưới đất, có thể lắp được tối đa 5 tầng.[4]
Những đặc điểm nổi bật của hệ thống này gồm:
-

Tận dụng chỗ trống trên mặt đất để đỗ xe, tuy nhiên phải chừa trống
một cột để xếp hình (ngoại trừ vị trí cao nhất)

-

Điểm xe vào từ dưới tầng thấp nhất

-

Tùy thuộc vào mặt bằng cho phép lắp đặt tối đa tầng để tăng tối đa
diện tích đỗ xe, có thể lắp theo chiều ngang hoặc xếp theo chiều dài
tùy thuộc diện tích thực tế cho phép.

-

Có thể sử dụng nguyên lý xếp hình để lắp hệ thống nhỏ cho các nhà
biệt thự, gia đình từ 5 - 8 xe, bằng cách sử dụng thêm 1 tầng ngầm.

-

Tiết kiệm chi phí xây dựng do không phải xây thêm sàn cho các tầng
xe, tuy nhiên vẫn cần đường dẫn cho xe vào vị trí đỗ xe.

-

Thời gian lấy xe lâu (bình quân 2.5 phút) cho hệ thống trên 30 xe nên
không phù hợp cho các hệ thống số lượng xe > 30 xe.
5


-

Luôn luôn phải thiết kế chừa 1 cột trống để xếp hình (tức 1 vị trí trống
cho mỗi tầng).

Hình 1.3. Hệ thống bãi đỗ xe dạng xếp hình

Hình 1.4. Mô hình hệ thống đỗ xe tự động dạng xếp hình.
1.3.

Bãi đỗ xe xoay vòng đứng

Ở dạng này, xe được xếp vào bàn nâng (pallet) xoay khép kín và nặng

nề, mỗi lần muốn đưa xe vào hay đưa xe ra, hệ thống bàn nâng phải xoay và
kéo theo tất cả xe chứa trên nó.[4]
Đặc điểm:
6


-

Cơ động, tiết kiệm diện tích (30 m^2).

-

Có thể xoay thuận chiều hoặc ngược chiều kim đồng hồ (hoặc 1
chiều).

-

Dễ tháo lắp.

-

Không thích hợp cho loại xe có kích thước trung – lớn.

-

Do giá thành cao nên sử dụng không phổ biến, phần lớn lắp đặt ở
các khu đất tạm sử dụng (sau đó tháo dỡ đi).

-

Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng đứng chỉ phù hợp với xe kích
thước nhỏ (xe 4 chỗ) không thích hợp cho xe kích thước lớn.

Hình 1.5. Hệ thống bãi đỗ xe xoay vòng đứng
1.4.

Bãi đỗ xe xoay vòng ngang

Hệ thống đỗ xe dạng xoay vòng ngang là loại thiết bị rất hiệu quả cho
các diện tích có hình vuông, hình chữ nhật có nhiều tầng, nhiều hàng ngầm
dưới mặt đất. Xe được đưa vào và lấy ra khỏi hệ thống bằng thiết bị nâng di
chuyển theo hai trục đứng và ngang theo một trật tự lập trình trước.
Hệ thống đỗ xe tự động - dạng xoay vòng ngang là loại thiết bị rất hiệu
quả cho các diện tích có hình vuông, hình chữ nhật có nhiều tầng, nhiều hàng
ngầm dưới mặt đất. Xe được đưa vào và lấy ra khỏi hệ thống bằng thiết bị
nâng di chuyển theo hai trục đứng và ngang theo một trật tự lập trình trước.
[4]
Những đặc điểm nổi bật của hệ thống này gồm:
7


-

Thời gian đưa xe vào/lấy xe ra có thể giảm tối thiểu nhờ sự vận
hành đồng thời theo trục đứng và ngang của hệ thống thang nâng.

-

Tăng diện tích sử dụng nhờ thiết kế lắp đặt dạng nhiều hàng và
nhiều tầng.

-

Việc điều hành hệ thống rất thuận lợi nhờ hệ thống tương thích vi
tính điều khiển trung tâm.

Hình 1.6. Hệ thống bãi đỗ xe xoay vòng ngang.
1.5.

Hệ thống đỗ xe kiểu thang máy

Với hệ thống đỗ xe tự động dùng thang máy, lái xe sẽ đưa xe vào buồng
thang máy, thang nâng xe đến tầng đỗ xe, lái xe đưa xe ra khỏi thang máy và lái
xe vào vị trí đỗ xe.[4]

8


Hình 1.7. Mô hình hệ thống đỗ xe tự động kiểu thang máy.
Đặc điểm đỗ xe tự động kiểu thang máy:

1.6.

-

Tiết kiệm diện tích đường di chuyển nội bộ của xe khi lên xuống giữa
các tầng bên trong bãi đỗ xe, tuy nhiên vẫn tốn diện tích di chuyển cho
xe trong từng tầng.

-

Tốc độ nâng hạ chậm do có xe và người với hệ thống 1 thang máy thì
thời gian lấy xe ra vào rất lâu.

-

Hiện nay kiểu đỗ xe tự động này ít phổ biến.

Hệ thống đỗ xe dạng tháp

Đây là hệ thống đỗ xe dạng tháp nhiều tầng thường từ 20-35 tầng và
được xây dựng bên cạnh các khu chung cư, khối lượng xe có thể chứa lên đến
70 xe tùy vào số tầng của tháp xe. Độ êm của thang nâng di chuyển được
đánh giá rất cao, rất phù hợp với những nơi như bệnh viện, trung tâm nghiên
cứu …[4]

9


Hình 1.8. Hệ thống bãi đỗ xe dạng tháp
Đặc điểm:
-

Là hệ thống đỗ xe tự động dạng tháp nhiều tầng.

-

Có thể là tháp độc lập hoặc nằm bên trong tòa nhà.

-

Tốc độ tiêu chuẩn 90 m/ph, tối đa có thể đạt 140m/p, vận hành êm và
an toàn.

-

Điều khiển đơn giản với màn hình cảm ứng.

-

Hệ thống đỗ xe tự động sky parking truyền thống là có 2 cột xe đối
xứng, nhưng tùy theo diện tích đất, để tăng số lượng xe chúng ta có
thể có 3- 5 – 5 – 6 cột xe.

-

Thời gian lấy xe trung bình sẽ tăng lên theo số lượng xe.

-

Loại tháp đỗ mỗi bên thang 1 xe là loại hệ thống có thể lấy xe cực
nhanh kể cả số lượng xe nhiều (thời gian lấy xe tối đa cho hệ thống 60
xe là 1.5 phút, bình quân 1 phút / 1 xe).

-

Hệ thống đỗ xe tự động sky parking tiết kiệm diện tích đất hẹp, phía
sau hoặc bên hông nhà cao tầng.

-

Giá thành cao hơn các loại khác nhưng vận hành êm, ít gây tiếng ồn.
10


1.7.

Lắp đặt nhanh chóng và có thể tháo dỡ di chuyển khi cần.

Hệ thống đỗ xe kiểu thang nâng di chuyển

Hình 1.9. Đỗ xe tự động hệ thống thang nâng di chuyển.
Đây là loại thiết kế hữa hiệu sử dụng nguyên lý cần trục xếp dỡ, cùng lúc
vận hành chiều lên xuống và chiều ngang để đưa xe vào vị trí đỗ. Thời gian lấy
xe ra vào nhanh, có thể tận dụng diện tích ngầm dưới lòng đất của toà nhà. Loại
hệ thống này thích hợp cho diện tích đỗ xe cỡ trung và lớn.[4]
Đặc điểm của hệ thống đỗ xe tự động tháp nâng di chuyển.
-

Điều khiển đơn giản với màn hình cảm ứng.

-

Hệ thống lắp ngầm hoặc nổi.

-

Do 1 hệ thống cơ khí vừa có chức năng nâng hạ, vừa có chức năng di
chuyển nên rất nhanh hỏng, phải đầu tư chi phí bảo dưỡng & thay thế
thường xuyên, thời gian lấy xe ra khá lâu do phải xử lý từng lệnh ra

hoặc vào.

-

Hệ thống đỗ xe tự động này thích hợp với bãi xe từ 100 – 500 xe.
Hệ thống sàn bê tông dùng robot:

-

Robot phải luôn luôn hoạt động nên rất nhanh hỏng.

-

Sử dụng robot để lấy xe ra vào vị trí, robot nâng 2 bánh nên không
phù hợp với loại xe số tự động.
11


-

Sàn đỗ xe là sàn bê tông với yêu cầu cao về độ chính xác của mặt
phẳng nên rất khó thi công.

-

Loại robot nâng 4 bánh xe vừa được nghiên cứu tại Hàn Quốc nhưng
hiện nay mới trong giai đoạn thử nghiệm nên chưa được sử dụng phổ
biến ở Hàn Quốc.

Hệ thống sàn kết cấu dùng thép dùng pallet:

-

Vận hành pallet đơn giản hơn và giảm bớt 1 thao tác đưa robot vào vị
trí nên giảm thời gian nhận & trả xe.

-

Có thể tháo lắp di chuyển dễ dàng so với sàn bê tông.

-

Phải bảo dưỡng kết cấu thép định kỳ.

-

Tăng tối đa diện tích sử dụng, 108 xe có thể đỗ trên diện tích đất dành
cho 18 xe, nhờ sử dụng thang xếp xe nhỏ

-

Thời gian đưa xe vào/lấy xe ra có thể giảm tối thiểu nhờ sự vận hành
lên xuống/qua lại đồng thời của hệ thống thang xếp.

-

Vận hành điều khiển rất đơn giản cho mọi người

-

Rất thích hợp cho diện tích đỗ xe lớn với các kiểu lắp đặt khác nhau,

ngầm dưới lòng đất

-

Loại thiết bị rất kinh tế so với các thiết bị khác, do thiết kế đơn giản và
dễ lắp đặt.

12


1.8.

Hệ thống đỗ xe kiểu tầng nâng di chuyển

Hình 1.10. Đỗ xe tự động hệ thống tầng nâng di chuyển
Hệ thống đỗ xe tự động - dạng tầng di chuyển là hệ thống thiết kế theo
công nghệ cao mang tính nghệ thuật, kết hợp sự vận hành đồng bộ của thang
nâng, hệ thống bàn nâng di chuyển. Hệ thống này cho phép tận dụng tối ưu diện
tích với số xe đỗ tối đa, thời gian xe ra vào nhanh chóng.[4]
Đặc điểm hệ thống đỗ xe tự động hệ thống tầng nâng di chuyển:
-

Sử dụng pallet hoặc robot.

-

Bảo dưỡng dễ dàng hơn (do mỗi tầng có 1 trolley hoạt động riêng
biệt).

-

Thời gian nhận & trả xe có thể giảm tùy theo số lượng thang nâng
được lắp đặt.

-

Giá thành cao hơn loại thang nâng di chuyển.

-

Đây là hệ thống đỗ xe tự động tối ưu cho tầng hầm quy mô lớn, có thể
kết hợp nhiều hệ thống trong 1 hầm. Rất thích hợp cho diện tích đỗ xe
lớn với các kiểu lắp đặt khác nhau, ngầm dưới lòng đất.

-

Tăng tối đa diện tích sử dụng, 108 xe có thể đỗ trên diện tích đất 18
xe.

-

Thời gian đưa xe vào/lấy xe ra có thể giảm tối thiểu nhờ sự vận hành
đồng thời của các hệ thống thang nâng, bàn nâng di chuyển

13


1.9.

-

Rất thích hợp cho diện tích đỗ xe lớn với các kiểu lắp đặt khác nhau,
ngầm dưới lòng đất.

-

Thiết bị điều khiển xe ra/vào hoàn toàn tự động, hoạt động theo từng
phần của hệ thống, tiết kiệm năng lượng.

Hệ thống đỗ xe kiểu xoay vòng trục đứng

Hình 1.11. Hệ thống đỗ xe tự động - dạng xoay vòng trục đứng.
Hệ thống đỗ xe tự động - dạng xoay vòng trục đứng là hệ thống mang lại
hiệu quả cho các diện tích nhỏ và trung trên mặt đất. Hệ thống đỗ xe dạng xếp
hình là loại giải pháp kỹ thuật trong đó xe được đặt trên các bàn nâng (pallet),
các pallet này di chuyển xoay vòng quanh trục cố định, có thể đảo chiều xoay.
Hệ thống được lập trình để chọn cách thức di chuyển xe sao cho có thể lấy xe ra
nhanh nhất.[5]
Những đặc điểm nổi bật của hệ thống này gồm:
-

Tận dụng chỗ trống trên mặt đất để đỗ xe, có thể lắp nhiều hệ thống
liên tiếp nhau

-

Điểm xe vào từ dưới mặt đất

-

Có thể lắp đặt độc lập hoặc lắp bên trong toà nhà cao tầng

1.10. Phân tích ưu, nhược điểm của hệ thống bãi đỗ xe tự động
1.10.1. Ưu điểm của các hệ thống đỗ xe tự động
-

Tiết kiệm diện tích: Hệ thống tận dụng toàn bộ thể tích không gian
nhờ vào khai thác chiều cao của không gian. Bằng việc lưu giữ xe ở
độ cao nhất định so với mặt đất, số lượng xe mà một trạm giữ xe tự
14


động có thể chứa gấp hàng chục lần so với một bãi giữ ôtô thông
thường. Ví dụ như với diện tích trên mặt đất có thể chứa tối đa là 8 xe.
Nhưng khi xây dựng bãi đỗ xe tự động trên diện tích này chúng ta có
thể chứa khoản 100 chiếc xe ôtô.
-

Tiết kiệm thời gian: Thay vì khách hàng phải tự tìm chỗ để xe trong
các bãi xe thông thường và rất khó khăn nhất tại giờ cao điểm, với bãi
giữ xe tự động thì khách hàng chỉ cần đưa ôtô vào trạm đầu và nhập
liệu là có thể an tâm ra khỏi xe và đi làm việc khác. Mà không cần
quan tâm vị trí để xe. Công việc này do hệ thống đảm nhận. Như vậy
thời gian được tiết kiệm cho khách hàng.

-

Tối ưu việc sử dụng năng lượng: Đầu tiên chúng ta không phải tốn
nhiên liệu cho việc di chuyển xe, tìm chỗ trong bãi. Và năng lượng
hoạt động cho hệ thống được quản lý bằng máy tính, máy tính có thể

tối ưu hóa năng lượng sử dụng.

-

Không ô nhiễm môi trường: Do hệ thống hoạt động hoàn toàn nhờ vào
điện năng nên không có khí thải trong quá trình vận hành hệ thống. Và
hạn chế tối đa ô nhiễm tiếng ồn. Vì tất cả các động cơ đều sử dụng
động cơ điện.

-

Không gây hư hai cho phương tiện: Không gây va quẹt giữa các xe
với nhau và hệ thống cũng hoàn toàn không gây hư hại cho xe gửi vì
hệ thống hoàn toàn tự động.

-

Chi phí hoạt động thấp: Do không có các nhân viên trông xe, bán vé,
… Toàn hệ thống chỉ cần vài người giám sát hoạt động, điều khiển.
Chì cần vài người điều khiển vì toàn bộ hệ thống được quản lý bằng
màn hình máy tính theo dõi từ xa.

-

Dễ dàng bảo trì và sữa chữa: Do hệ thống cấu tạo từng phần độc lập
với nhau về mặt cơ khí.

-

Khả năng linh hoạt cao: Tùy vào diện tích đất, mà chúng ta bố trí hệ

thống theo diện tích đất có sẵn. Và tùy vào nhu cầu mà quy mô hệ
thống có thể thay đổi cho phù hợp.

-

Tính an toàn cao: Khả năng xe bị lấy cắp và phá hoại là hoàn toàn khó
có thể xảy ra. Nhờ các thiết bị cảm biến và giám sát bằng camera.

1.10.2. Nhược điểm tại các bãi đỗ xe tự động
15


Những ưu điểm của hệ thống giữ xe tự động đã được đề cập thông qua
các giải pháp nhà giữ xe đã trình bày phía trên. Ngoài những ưu điểm tích cực
trên thì khi thực thi mô hình ta cũng cần phải quan tâm đến các nhược điểm mà
hệ thống gặp phải nhằm đưa ra giải pháp khắc phục hiệu quả nhất. Một số nhược
điểm như sau:
-

Cần xem xét đến thời gian lấy xe, thời gian lấy xe tùy thuộc vào từng
loại hệ thống. Đối với loại hệ thống 100 xe thông thường thì thời gian
lấy xe lâu nhất khoảng gần 2 phút / xe, nhanh nhất 0,5 phút/xe, bình
quân 1,5 phút /xe. Đối với các công trình nhà ở, siêu thị, các bãi xe
công cộng…thì thông thường người sử dụng ít khi gửi xe hoặc lấy xe
cùng một khoảng thời gian nên thời gian lấy trả xe 1,5 phút/xe không
là vấn đề, thậm chí còn nhanh hơn so với bãi xe tự lái. Tuy nhiên đối
với các công trình văn phòng, rạp hát, hội nghị… thì việc mọi người ồ
ạt đến gửi xe trong vài phút trước giờ làm việc, giờ khai mạc, và ồ ạt
lái xe trong khoảng vài phút sau giờ tan sở sẽ gây ra ùn tắt cục bộ, và
người lái xe phải chờ thời gian khá dài để lái xe so với bãi xe tự lái.

Do đó, với các công trình có đặc điểm này, nếu muốn lắp đặt hệ thống
tự động thì phải có nhiều cửa ra vào khác nhau với nhiều thang nâng
để giảm thiểu thời gian lấy xe.

-

Vấn đề sự cố về mất điện. Đối với bãi xe thông thường, dù tòa nhà
mất điện thì vẫn có thể lái xe ra khỏi bãi xe. Tuy nhiên với hệ thông tự
động, không xe nào có thể ra khỏi hệ thống khi mất điện. Do đó, máy
phát điện riêng cho hệ thống phải được trang bị.

-

Về phòng cháy chữa cháy: ngoài việc tuân thủ các tiêu chuẩn phòng
cháy chữa cháy trong xây dựng chung cho nhà cao tầng và tầng hầm,
cần thiết phải lắp đặt riêng hệ thống điều khiển báo và chữa cháy tự
động cho khu vực đỗ xe. Bề mặt kết cấu cần được sơn chống cháy đặc
biệt và phải định kì sơn lại hoặc thay lớp khác theo thời hạn sử dụng.
Các hệ thống chữa cháy tự động các nước đang lắp đặt cho bãi đỗ xe
tự động đều là hệ thống chữa cháy bằng CO2. Ngoài ra, hệ thống cần
được thiết kế để thoát khói thoát khí cháy.

-

Các hầm chứa xe cũng phải bố trí bơm nước tự động để thoát nước khi
xảy ra ngập. Đối với các hệ thông tự động đặt trong các công trình nhà
ở, bệnh viện, việc tính toán các thiết kế cách âm và chống rung là rất
cần thiết để giảm thiểu tiếng ồn.
16

-

Khi xảy ra sự cố về hư hỏng thiết bị khi vận hành thì việc nhận và trả
xe cũng bị tạm hoãn trong thời gian khắc phục sự cố. Vì thế cần có đội
ngũ kỹ sư chuyên nghiệp khắc phục sự cố trong thời gian sớm nhất.
Để giảm thiểu sự cố này thì khi thiết kế cần đầu tư chi phí để xây
dựng và lắp ráp thiết bị hoạt động tốt nhất, độ tin cậy cao. Tránh xảy
ra các sự cố đáng tiếc khi vận hành.

-

Các nhà đầu tư cũng không nên lựa chọn sử dụng các hệ thống vừa
mới được phát minh, đang trong quá trình thử nghiệm sử dụng… Hơn
nữa, khi hệ thống bị sự cố dù là nhỏ nhất thì không có xe nào có thể
lấy ra khỏi hệ thống vì thế việc lựa chọn nhà cung cấp có đại lý bảo
hành ủy quyền sẵn tại Việt Nam là cần thiết.

1.11. Khảo sát bãi đỗ xe xoay vòng đứng
1.11.1. Mô hình bãi đỗ xe xoay vòng đứng
Là hệ thống mang lại hiệu quả cho các diện tích nhỏ và trung trên mặt
đất. Hệ thống đỗ xe dạng xoay vòng đứng là loại giải pháp kỹ thuật trong đó
xe được đặt trên các bàn nâng (pallet), các pallet này di chuyển xoay
vòng quanh trục cố định, có thể đảo chiều xoay. Hệ thống được lập trình để
chọn cách thức di chuyển xe sao cho có thể lấy xe ra nhanh nhất.
1.11.2. Những ưu điểm của hệ thống đỗ xe quay vòng đứng
-

Hệ thống bãi xe quay vòng đứng có thể lắp đặt được tại những nơi có
không gian nhỏ có diện tích khoảng 30m, thích hợp với hầu hết các

công sở, bãi đỗ xe truyền thống, các công ty khai thác điểm đỗ…

-

Thời gian thi công nhanh chỉ từ 10-15 ngày là hoàn thành một hệ
thống bãi đỗ xe quay vòng đứng.

-

Tốc độ lấy xe khá ổn chỉ từ 2-3 phút

-

Cơ cấu quay vòng 2 chiều giúp cho việc lấy xe trở nên nhanh và thuận
tiện

-

Hệ thống điều khiển đơn giản dễ sử dụng, có thể di chuyển cả hệ
thống đỗ xe quay vòng từ nơi này qua nơi khác

-

Các bàn nâng xe đều được trang bị khóa hãm an toàn, tránh được rủi
ro trong quá trình sử dụng

-

Chi phí bảo trì bảo dưỡng cho hệ thống đỗ xe này không quá cao
17

-

Hệ thống bãi đỗ xe xoay vòng đứng có thể gửi xe và lấy xe một cách
dễ dàng.

1.11.3. Nhược điểm hệ thống bãi đỗ xe xoay vòng đứng
-

Giá thành đầu tư một hệ thống khá cao so với nhu cầu sử dụng thực tế
tại Việt Nam

-

Chỗ đỗ xe còn hạn chế chỉ để được từ 10-14 xe, riêng đối với những
xe SUV lớn thì số lượng chỉ khoảng 6-8 xe để đảm bảo an toàn cho cả
hệ thống

-

Trong trường hợp nhu cầu xe lớn hơn 14 thì phải lắp thêm các hệ
thống bãi đỗ xe khác

1.11.4. Nguyên lý hoạt động
Khi khách hàng đưa xe đến gửi tại hệ thống thì ở tại mỗi cửa sẽ có nhân
viên điều khiển nhấn nút thì động cơ sẽ hoạt động quay bánh răng và qua hệ
thống xích tải để Pallet trống di chuyển xuống tầng 1 và khách hàng di chuyển
xe vào gửi tại hệ thống. Khi khách hàng muốn lấy xe thì nhân viên điều khiển sẽ
nhấn nút ứng với vị trí xe của khách hàng để đưa xe xuống. Hệ thống sẽ tự động

nhận biết khoảng cách quay trái hay phải để đưa xe xuống tầng 1 nhanh nhất.
Các cảm biến an toàn giúp phát hiện có người hay xe để không đúng vị trí giúp
hệ thống hoạt động một cách an toàn tránh được các sự cố nguy hiểm.

18