Thiết kế hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ rfid và chế tạo mô hình thu nhỏ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1. Thông tin chung:
1. Họ và tên sinh viên: Nguyễn Lê Khanh - Nguyễn Anh Tuấn.
2. Lớp: 12CDT2 - 12CDT1.

Số thẻ SV: 101120347 - 101120325.

3. Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIỮ XE TỰ ĐỘNG DÙNG THẺ TỪ RFID
VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH THU NHỎ.
4. Người hướng dẫn: Lưu Đức Bình.

Học hàm/ học vị: Tiến sĩ.

II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
1. Về tính cấp thiết, tính mới, khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
2. Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
3. Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..

4. Đề tài có giá trị khoa học/ có bài báo/ giải quyết vấn đề đặt ra của doanh nghiệp
hoặc nhà trường: (điểm tối đa là 1đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
5. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
III. Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm tối đa 1đ)
………………………………………………………………………………………..
IV. Đánh giá:
1. Điểm đánh giá:……../10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)
2. Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ

☐ Không được bảo vệ

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2017
Người hướng dẫn


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thông tin chung:
1. Họ và tên sinh viên: Nguyễn Lê Khanh - Nguyễn Anh Tuấn.

2. Lớp: 12CDT2 - 12CDT1.

Số thẻ SV: 101120347 - 101120325.

3. Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIỮ XE TỰ ĐỘNG DÙNG THẺ TỪ RFID VÀ
CHẾ TẠO MÔ HÌNH THU NHỎ.
4. Người phản biện: Châu Mạnh Lực.

Học hàm/ học vị: Thạc sĩ.

II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
TT Các tiêu chí đánh giá
1
1a

1b

1c

2
2a
2b
3

Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải quyết
đủ nhiệm vụ đồ án được giao
- Tính mới (nội dung chính của ĐATN có những phần mới so với
các ĐATN trước đây).
- Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; có thể ứng dụng thực tiễn.
- Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến thức cơ

bản, cơ sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên cứu.
- Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, bản vẽ, chương trình,
mô hình,…).
- Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm ứng dụng trong
vấn đề nghiên cứu;
- Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài ứng dụng
trong vấn đề nghiên cứu;
- Có kỹ năng làm việc nhóm;
Kỹ năng viết:
- Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích
- Thuyết minh đồ án khơng có lỗi chính tả, in ấn, định dạng
Tổng điểm đánh giá theo thang 100:
Quy về thang 10 (lấy đến 1 số lẻ)

Điểm
Điểm
tối đa đánh giá
80
15

50

15

20
15
5

- Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ………………………………………..
………………………………………………………………………………………...

- Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời trong buổi bảo vệ: …………………………………
………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………...
- Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày
tháng năm 2017
Người phản biện


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thông tin chung:
1. Họ tên sinh viên: Nguyễn Lê Khanh - Nguyễn Anh Tuấn. Lớp: 12CDT2 - 12CDT1
2. Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIỮ XE TỰ ĐỘNG DÙNG THẺ TỪ RFID VÀ
CHẾ TẠO MÔ HÌNH THU NHỎ.
II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
Điểm
Điểm
tối đa Đánh giá

TT Các tiêu chí đánh giá
1

1a

1b

1c

2
2a
2b
3

3

Sản phẩm đồ án tốt nghiệp (Thuyết minh đồ án, các
bản vẽ, mơ hình, chương trình máy tính...)
- Tính mới (nội dung chính của ĐATN có những phần mới
so với các ĐATN trước đây);
- Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; có thể ứng dụng
thực tiễn:
- Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến thức
cơ bản, cơ sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên cứu;
- Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, bản vẽ, chương
trình, mơ hình,…);
- Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm ứng dụng
trong vấn đề nghiên cứu;
- Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngồi ứng
dụng trong vấn đề nghiên cứu;
- Có kỹ năng làm việc nhóm;
Thuyết trình đề tài:
- Nội dung thút trình thể hiện được mục đích, phương

pháp, nội dung đã giải quyết và kết quả của đề tài
- Kỹ năng thuyết trình, thời gian thuyết trình;
- Chất lượng slides và các công cụ minh họa/ hỗ trợ
Trả lời câu hỏi:
- Vận dụng được kiến thức liên quan để trả lời hoàn chỉnh
các câu hỏi do Chủ tịch Hội đồng đề nghị trả lời trong
khoảng thời gian quy định;
- Tự tin, thể hiện mức độ am hiểu sâu về kiến thức liên quan;
Tổng điểm đánh giá: theo thang 100
Quy về thang 10 (lấy đến 1 số lẻ)

50

10

30

10

25
15
10
25
25

- Ý kiến khác: ………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………..
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 2017

Họ tên & chữ ký người chấm


TĨM TẮT

Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỚNG GIỮ XE TỰ ĐỘNG DÙNG THẺ TỪ RFID VÀ
CHẾ TẠO MÔ HÌNH THU NHỎ
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn – Nguyễn Lê Khanh
Mã thẻ sinh viên: 101120325 – 101120347
Lớp: 12CDT1 – 12CDT2
Chương 1: Tổng quan về các hệ thống giữ xe tự động
- Nhu cầu thực trạng về tình hình sử dụng ô tô: Tình hình sử dụng ô tô ngày càng
tăng…
- Các loại bãi giữ xe hiện có: Bãi đổ xe kiểu truyền thống, bãi đỗ xe kiểu tự động…
- Một số loại mô hình bãi đỗ xe tự động hiện có
Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế
- Giới thiệu một số dịng xe thơng dụng trong và ngồi nước
- Các phương án thiết kế cho mô hình
Chương 3: Thiết kế hệ thống cơ khí
- Tính tốn cơ cấu di chuyển ngang
- Tính tốn cơ cấu di chuyển đứng
- Tính tốn cơ cấu chuyển xe vào ra
Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển
- Giới thiệu về các thành phần điều khiển có trong hệ thống như: thẻ từ RFID,
arduino mega 2560, module L298…
- Sơ đồ khối điều khiển
- Sơ đồ mạch điều khiển
- Thuật toán điều khiển hệ thống
Chương 5: Thiết kế và thi cơng mơ hình - giao diện điều khiển
- Thiết kế và thi công mô hình

- Thiết kế giao diện điều khiển


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TT

Họ tên sinh viên

Số thẻ SV

Lớp

Ngành

1

Nguyễn Anh Tuấn

101120325

12CDT1

Kỹ Thuật Cơ Điện Tử

2

Nguyễn Lê Khanh

101120347

12CDT2

Kỹ Thuật Cơ Điện Tử

1. Tên đề tài đồ án:
Thiết kế hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ RFID và chế tạo mô hình thu nhỏ
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Thiết kế hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ RFID và chế tạo mô hình thu nhỏ với
số liệu và kiểu mô hình tự chọn
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
a. Phần chung:
TT

Họ tên sinh viên

Nội dung

1

Ngũn Anh T́n

2

Ngũn Lê Khanh

Thiết kế ngun lý và tính tốn các kết cấu cơ khí
Lập trình điều khiển hệ thống

b. Phần riêng:
TT

Họ tên sinh viên

Nội dung

1

Nguyễn Anh Tuấn

Giới thiệu về các thành phần điều khiển

2

Nguyễn Lê Khanh

Tổng quan về các hệ thống giữ xe tự động

5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
a. Phần chung:
TT

Họ tên sinh viên

Nội dung

1

Nguyễn Anh Tuấn

2

Nguyễn Lê Khanh

Bản vẽ sơ đồ nguyên lý (A0)
Bản vẽ tổng thể hệ thống (A0)

b. Phần riêng:
TT

Họ tên sinh viên

Nội dung

1

Nguyễn Anh Tuấn

Bản vẽ kết cấu nâng xe (A0)
Bản vẽ chế tạo một số chi tiết

2

Nguyễn Lê Khanh

Bản vẽ sơ đồ thuật toán điều khiển (A0)
Bản vẽ sơ đồ mạch điện điều khiển (A0)


6. Họ tên người hướng dẫn:

Phần/ Nội dung:

TS. Lưu Đức Bình

Thuyết minh - Bản vẽ - Mô hình

7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
8. Ngày hoàn thành đồ án:
Trưởng Bộ môn

……../……./201…..
……../……./201…..
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 2017
Người hướng dẫn


LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, phương tiện đi lại đang ngày một phát triển, đặc biệt số lượng ô tô tăng
lên nhanh chóng trong những năm trở lại đây. Chính vì vậy việc xây dựng bãi giữ xe là
cần thiết, nhất là ở các khu đô thị lớn như thành phố Hồ Chí Minh, thủ đơ Hà
Nội…Nhưng với diện tích đất ngày càng bị thu hẹp thì việc xây dựng các bãi giữ xe có
diện tích lớn là việc khó thực hiện. Với sự phát triển của công nghệ hiện đại thì việc
xây dựng một bãi giữ xe ơ tơ có sức chứa lớn, nhưng lại chiếm diện tích đất nhỏ là
chuyện hồn tồn có thể.
Nắm bắt được u cầu cấp thiết này và với mong muốn kết hợp những kiến thức
đã học được, để tạo ra một sản phẩm có khả năng ứng dụng trong thực tế. Chúng em
đã thực hiện đề tài “Thiết kết hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ RFID và chế tạo mơ
hình thu nhỏ”.
Cuối cùng chúng em xin gữi lời cảm ơn tới q thầy cơ trong khoa Cơ Khí, các
thầy cơ trong bộ mơn Cơ Điện Tử đã giúp đỡ nhóm em trong suốt thời gian thực hiện
đề tài.
Đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Lưu Đức Bình đã tận tình hướng
dẫn và tạo điều kiện thuận lợi để nhóm em có thể thực hiện và hồn thành tốt đồ án
này.
Qua đây xin gữi lời cảm ơn đến các bạn trong tập thể lớp 12CDT_những người
bạn đã cùng học và giúp đỡ lẫn nhau trong suốt quá trình học tập.
Đà nẵng, tháng 5 năm 2017
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Anh Tuấn - Nguyễn Lê Khanh

i


CAM ĐOAN

Chúng tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của chúng tôi và được sự

hướng dẫn của thầy Lưu Đức Bình. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này
là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Các tài liệu tham
khảo trong đồ án đã được nên rõ trong mục tài liệu tham khảo đảm bảo về liêm chính
học thuật
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Anh Tuấn - Nguyễn Lê Khanh

ii


MỤC LỤC

Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp
Lời nói đầu ................................................................................................................... i
Cam đoan ....................................................................................................................ii
Mục lục ..................................................................................................................... iii
Danh sách các bảng, hình vẽ ........................................................................................ v
Danh sách các ký hiệu, chữ viết tắt ............................................................................ vii
Trang
Chương 1: Tổng quan về các hệ thống giữ xe tự động ............................................. 1
1.1. Nhu cầu thực trạng về tình hình sử dụng ơ tơ ................................................... 1
1.2. Các loại bãi đỗ xe ơ tơ hiện có ............................................................................ 2
1.2.1. Bãi đỗ xe kiểu truyền thống (không tự động) ..................................................... 2
1.2.2. Bãi đỗ xe ô tô tự động ........................................................................................ 2
1.3. Một số loại bãi đỗ xe ô tô tự động....................................................................... 3
1.3.1. Hệ thống đỗ xe tự động – dạng thang máy, robot ............................................... 3
1.3.2. Hệ thống đỗ xe tự động - dạng cầu trục di chuyển .............................................. 4
1.3.3. Hệ thống đỗ xe tự động - dạng thang nâng, quay vòng ngang............................. 5

1.3.4. Hệ thống đỗ xe tự động - dạng thang nâng quay vòng tầng ................................ 6
1.3.5. Hệ thống đỗ xe tự động - thang nâng quay vòng tròn ......................................... 7
1.3.6. Hệ thống đỗ xe tự động - dạng thang máy dịch chuyển ngang ............................ 8
1.3.7. Hệ thống đỗ xe tự động - dạng nâng hạ, dịch chuyển ......................................... 9
1.3.8. Hệ thống đỗ xe tự động – dạng quay vòng đứng............................................... 10
1.4. Lựa chọn mơ hình của hệ thống ....................................................................... 11
Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế ................................................................ 12
2.1. Một số dịng xe ơ tơ thơng dụng trong nước ................................................... 12
2.1.1. Dòng xe Sedan ................................................................................................. 12
2.1.2. Dòng xe Hatchback .......................................................................................... 12
2.1.3. Dòng xe SUV và Crossover ............................................................................. 13
2.1.4. Dòng xe bán tải (Pick-up) ................................................................................ 15
2.1.5. Dòng xe Minivan ............................................................................................. 15
2.1.6. Dòng xe Coupe và convertible ......................................................................... 16
2.2. Các phương án thiết kế mơ hình ...................................................................... 18
iii


2.2.1. Phương án 1 ..................................................................................................... 18
2.2.2. Phương án 2 ..................................................................................................... 19
2.2.3. Phương án 3 ..................................................................................................... 20
2.3. Chọn phương án thiết kế .................................................................................. 21
Chương 3:Thiết kế hệ thống cơ khí ........................................................................ 22
3.1. Tính tốn cơ cấu nâng xe .................................................................................. 22
3.1.1. Cơ cấu di chuyển ngang ................................................................................... 22
3.1.2. Cơ cấu di chuyển đứng..................................................................................... 24
3.1.3. Tính tốn cơ cấu chuyển xe .............................................................................. 28
Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển ................................................................ 30
4.1. Tổng quan về công nghệ RFID ......................................................................... 30
4.1.1. Giới thiệu về RFID .......................................................................................... 30

4.1.2. Hệ thống RFID................................................................................................. 30
4.1.2. Tag RFID (thẻ RFID) ....................................................................................... 33
4.2. Cảm biến RFID RC522 ..................................................................................... 38
4.3. Arduino mega 2560 ........................................................................................... 39
4.4. Module cầu mạch cầu H L298. ......................................................................... 41
4.5. Mạch điều khiển hệ thống ................................................................................ 42
4.5.1. Sơ đồ khối mô hình điều khiển ......................................................................... 42
4.5.2. Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống....................................................................... 43
4.6. Thuật toán điều khiển ....................................................................................... 43
4.6.1. Thuật tốn đưa xe vào vị trí.............................................................................. 43
4.6.2. Thuật toán lấy xe ra.......................................................................................... 44
4.6.3. Thuật toán điều khiển động cơ để đưa xe đến vị trí xác định ............................ 45
4.6.4. Thuật toán điều khiển động cơ để lấy xe ra ...................................................... 45
Chương 5: Thiết kế và thi công mơ hình - giao diện điều khiển ........................... 46
5.1. Thiết kế và thi cơng mơ hình ............................................................................ 46
5.1.1. Thiết kế mô hình .............................................................................................. 46
5.1.2. Thi công mô hình. ............................................................................................ 47
5.2. Thiết kế giao diện điều khiển trên máy tính .................................................... 51
5.2.1. Ngôn ngữ C# và Windows Forms .................................................................... 51
5.2.2. Xây dựng giao diện điều khiển ......................................................................... 52
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 54
PHỤ LỤC 1
PHỤ LỤC 2
iv


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 4.1: Bảng tần số RFID ...................................................................................... 34

Bảng 4.2: Đặc điểm tần số RFID. .............................................................................. 35
Bảng 4 3: Khoảng đọc của tần số ............................................................................... 35
Hình 1.1: Biểu đồ sử dụng phương tiện giao thông năm 2016 ...................................... 1
Hình 1.2: Bãi đỗ xe ô tô kiểu truyền thống (không tự động). ........................................ 2
Hình 1.3: Bãi đỗ xe ô tô tự động (tại Hà Nội) .............................................................. 3
Hình 1.4: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng thang máy, robot .......................................... 4
Hình 1.5: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng cầu trục di chuyển. ....................................... 5
Hình 1.6: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng thang nâng, quay vòng ngang ....................... 6
Hình 1.7: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng thang nâng quay vòng tầng .......................... 7
Hình 1.8: Hệ thống bãi đổ xe tự động - thang nâng quay vòng tròn .............................. 8
Hình 1.9: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng thang máy dịch chuyển ngang. ..................... 8
Hình 1.10: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng nâng hạ, dịch chuyển.................................. 9
Hình 1.11: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng quay vòng đứng. ...................................... 10
Hình 1.12: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng nâng hạ, dịch chuyển................................ 11
Hình 2.1: Dòng xe sedan của hãng HONDA. ............................................................. 12
Hình 2.2: Dòng xe Hatchback. ................................................................................... 13
Hình 2.3: Dòng xe SUV. ........................................................................................... 14
Hình 2.4: Dòng xe Crossover. .................................................................................... 14
Hình 2.5: Dòng xe bán tải (Pick-up)........................................................................... 15
Hình 2.6: Dòng xe Minivan ....................................................................................... 16
Hình 2.7: Dòng xe Coupe .......................................................................................... 16
Hình 2.8: Dòng xe Convertible .................................................................................. 17
Hình 2.9: Sơ đồ nguyên lý phương án 1 ..................................................................... 18
Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý phương án 2 ................................................................... 19
Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý phương án 3. .................................................................. 20
Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý cơ cấu di chuyển ngang .................................................... 22
Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý cơ cấu di chuyển dọc........................................................ 25
Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý cơ cấu chuyển xe ............................................................. 28
Hình 4.1: Sơ đồ khối của một RFID ........................................................................... 30
Hình 4.2: Sơ đồ hệ thống RFID cơ bản ...................................................................... 31

Hình 4.3: Giao tiếp giữa bộ đọc và tag RFID ............................................................. 32
v


Hình 4.4: Các dạng tag RFID. .................................................................................... 33
Hình 4.5: Các thành phần của thẻ thụ động. ............................................................... 36
Hình 4.6: Các thành phần cơ bản của một vi mạch. .................................................... 37
Hình 4.7: Sơ đồ khối các loại thẻ RFID ..................................................................... 38
Hình 4.8: Modun cảm biến RFID RC522 ................................................................... 39
Hình 4.9: Arduino mega 2560 .................................................................................... 40
Hình 4.10: Module L298............................................................................................ 41
Hình 4.11: Sơ đồ nguyên lý module cầu H L298........................................................ 42
Hình 4.12: Sơ đồ khối mô hình điều khiển ................................................................. 42
Hình 4.13: Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống ............................................................... 43
Hình 5.1: Thiết kế mô hình Solidworks 3D ................................................................ 46
Hình 5.2: Thiết kế tay nâng (mô hình) 3D.................................................................. 47
Hình 5.3: Động cơ không đồng bộ 3 pha .................................................................... 48
Hình 5.4: Động cơ bước............................................................................................. 48
Hình 5.5: Động cơ DC ............................................................................................... 48
Hình 5.6: Mô hình hoàn thiện. ................................................................................... 49
Hình 5.7: Bộ phận nâng xe theo phương đứng ........................................................... 49
Hình 5.8: Bộ phận chuyển xe vào ra. ......................................................................... 50
Hình 5.9: Bộ phận di chuyển ngang. .......................................................................... 50
Hình 5.10: Mạch điều khiển ....................................................................................... 51
Hình 5.11: Một Windows Forms thực tế .................................................................... 51
Hình 5.12: Giao diện điều khiển hoàn thiện ............................................................... 52

vi

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

SUV - Sport Utility Vehicle
MPV - Multi-Purpse Vehicle
RFID - Radio Frequency Identification
UHF - Ultra High Frequency
LF - Low Frequency
HF - High Frequency
DC - Direct Current
AC - Alternating Current
IC - Integrated Circuit
SPI - Serial Peripheral Bus
NFC - Near-Field Communications
UART - Universal Synchronus & Asychronous serial Reveiver and Transmitter
I2C - Inter-Intergrated Circuit
LED - Light Emitting Diode
IoT - Internet of Things
PWM - Pulse Width Modulation
USB - Universal Serial Bus

vii


Thiết kế hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ RFID và chế tạo mô hình thu nhỏ

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG GIỮ XE
TỰ ĐỘNG

1.1. Nhu cầu thực trạng về tình hình sử dụng ơ tơ
Cùng với sự phát triển của một nền kinh tế năng động địi hỏi một nền kỹ

thuật cơng nghệ cũng phải phát triển, đáp ứng kịp thời và đầy đủ những nhu
cầu cần thiết của sự phát triển đó. Điều này được thể hiện qua thực trạng tình hình
phượng tiện giao thông ở nước ta. “Theo số liệu thống kê sơ bộ của Tổng cục Hải
quan, nhập khẩu ô tô nguyên chiếc các loại vào Việt Nam trong những tháng đầu tiên
của năm 2017 đạt 7.338 chiếc tăng 25.5% so với cùng kỳ năm ngoái. Đặc biệt, lượng
xe nhập khẩu từ khu vực ASEAN đã tăng hơn 66% so với cùng kỳ năm 2016, đạt
4.428 chiếc, chiếm hơn 60% tổng số xe nhập khẩu.”. Đồng thời, trong những năm gần
đây, số lượng xe ô tô tham gia giao thông ngày càng tăng.

Hình 1.1: Biểu đồ sử dụng phương tiện giao thông năm 2016
Qua những số liệu trên, ta thấy tình hình sử dụng ơ tơ hiện nay rất cao. Kéo theo
đó là nhu cầu đậu đỗ xe ô tô cũng tăng cao. Để tối ưu hóa diện tích làm bãi đỗ xe, cũng
như tính mang lại tính an tồn, thẩm mỹ cảnh quan đô thị, thì sự ra đời của các bãi đỗ
xe tự động là cần thiết. Ngày nay các thành phố lớn như: Hà Nội, Thành phố HCM thì
bãi đỗ ô tô tự động cũng đã được xây dựng và đi vào hoạt động. Tại Đà Nẵng thì bãi
đổ ô tô tự động chỉ dừng lại ở mức độ hộ gia đình.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn - Nguyễn Lê Khanh

Hướng dẫn: TS.Lưu Đức Bình

1


Thiết kế hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ RFID và chế tạo mô hình thu nhỏ

1.2. Các loại bãi đỗ xe ơ tơ hiện có
1.2.1. Bãi đỗ xe kiểu truyền thống (không tự động)
Bãi đổ xe này chiếm diện tích đất rất lớn, bên cạnh đó sự giám sát quản lý xe khó.
Rất ít nơi đủ khơng gian đất trống để xây dựng bãi đỗ xe loại này.

Hình 1.2: Bãi đỗ xe ô tô kiểu truyền thống (không tự động).
1.2.2. Bãi đỗ xe ô tô tự động
Với sự phát triển của xã hội hiện tại, thì nhu cầu đi lại của con người dần tăng lên.
Cùng với đó là sự phát triển của phương tiện giao thơng, số lượng ô tô được sử dụng
tăng lên đáng kể. Do đó yêu cầu phải phát triển cơ sở hạ tầng để đáp ứng nhu cầu cấp
thiết này.
Hiện nay, tại các thành phố lớn như: Hà Nội, Hồ Chí Minh cũng đã có các hệ
thống bãi xe ơ tơ thơng minh. Góp phần cải thiện tình hình thiếu nơi đỗ xe qua đó hạn
chế hiện tượng ùn tắc giao thơng vào giờ cao điểm tại các thành phố lớn. Đặc điểm của
bãi đổ loại này là: để được nhiều xe trong một khơng gian đất chật hẹp, tính an tồn về
tài sản được đảm bảo, tốn ít nhân cơng…

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn - Nguyễn Lê Khanh

Hướng dẫn: TS.Lưu Đức Bình

2


Thiết kế hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ RFID và chế tạo mô hình thu nhỏ

Hình 1.3: Bãi đỗ xe ô tô tự động (tại Hà Nội)
1.3. Một số loại bãi đỗ xe ô tô tự động
1.3.1. Hệ thống đỗ xe tự động – dạng thang máy, robot
Hệ thống gồm 1 lối đi ở giữa, hai bên gồm 1-2 dãy vị trí lưu đỗ. Thang máy có
nhiệm vụ nâng hạ robot đế đường ray mỗi tầng, tại điểm xuất phát Robot tự hành đến
vị trí lấy xe ô tô. Tại vị trí này, cánh tay robot di chuyển đến các bánh xe ô tô thực hiện
thao tác: kẹp, nâng, di chuyển.
❖ Đặc điểm:

Hệ thống này được sử dụng rất rộng rãi cho lưu kho và đỗ xe có quy mơ lớn, hệ số
an tồn cao (do vị trí lưu đỗ là tĩnh tại). Đặc biệt hệ thống này là giải pháp tiết kiệm
năng lượng lưu chuyển. Để tăng số lượng lưu đỗ, một hệ thống có thể có nhiều robot.
❖ Ưu điểm:
Hệ thống này sử dụng cho bãi đỗ xe cơng cộng có quy mơ lớn, an toàn và tiết kiệm
năng lượng điện.
❖ Nhược điểm:
Điều khiển hệ thống khá phức tạp và chi phí đầu tư lớn.
❖ Kích thước cơ bản:
- Hệ số sử dụng diện tích: 60% - 80%.
- Chiều rộng: 18 - 30m.
- Dài: 30 - 45m.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn - Nguyễn Lê Khanh

Hướng dẫn: TS.Lưu Đức Bình

3


Thiết kế hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ RFID và chế tạo mô hình thu nhỏ

- Cao: 15 - 30m.
- Số vị trí đỗ: 200 - 600 vị trí.

Hình 1.4: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng thang máy, robot
1.3.2. Hệ thống đỗ xe tự động - dạng cầu trục di chuyển
Hệ thống này gồm có cầu trục tự hành làm nhiệm vụ nâng hạ và dịch chuyển bàn
thao tác (pallet). Bàn thao tác có cơ cấu móc kéo, chuyển pallet (khay chứa xe ơ tơ)
Thực hiện thao tác vào/ra vị trí lưu đỗ. Cơ cấu chấp hành có thể sử dụng

nhiều dạng khác nhau.
❖ Đặc điểm:
Hệ thống sử dụng này có kết cấu nguyên lý đơn giản, dễ điều khiển và thơng dụng,
thích hợp với mô hình vừa và nhỏ do hạn chế về chiều cao của cầu trục.
❖ Ưu điểm:
Hệ thống có tốc độ xử lý khá cao và linh hoạt, sử dụng cho bãi đỗ công cộng, chung
cư, công sở.
❖ Nhược điểm:
Hệ thống hạn chế chiều cao nâng chuyển và phải thải ồn cơ học.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn - Nguyễn Lê Khanh

Hướng dẫn: TS.Lưu Đức Bình

4


Thiết kế hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ RFID và chế tạo mô hình thu nhỏ

Hình 1.5: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng cầu trục di chuyển.
❖ Kích thước cơ bản:
- Hệ số sử dụng diện tích: 60%
- Chiều rộng: 7.5m.
- Chiều dài: 30 - 50m.
- Chiều cao: 10m.
- Số lượng: 60 - 100 vị trí.
1.3.3. Hệ thống đỗ xe tự động - dạng thang nâng, quay vịng ngang
Thang nâng trong hệ thống này có dạng thang máy: nâng, hạ pallet theo phương
đứng. Cơ cấu vận chuyển trên mỗi tầng theo phương pháp đẩy, kéo trượt ngang các
pallet theo một vịng trịn khép kín (pallet có thể dịch chuyển theo 2 phương nằm

ngang trên 1 tầng)
Cơ cấu chấp hành xếp vào và lấy ra khá đơn giản theo nguyên tắc “ăn khớp”
truyền lực giữa các pallet với nhau.
❖ Ưu điểm:
Hệ thống này cho hệ số sử dụng diện tích khá cao (>80%) thường sử dụng cho bãi
đỗ ngầm và nỗi tòa cao ốc.
❖ Nhược điểm:
Giới hạn diện tích sử dụng, chi phí năng lượng lớn.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn - Nguyễn Lê Khanh

Hướng dẫn: TS.Lưu Đức Bình

5


Thiết kế hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ RFID và chế tạo mô hình thu nhỏ

Hình 1.6: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng thang nâng, quay vịng ngang
❖ Kích thước cơ bản:
- Chiều rộng: 13m.
- Chiều dài: 30 - 35m
- Chiều cao: 10 - 15m.
- Số lượng: 120 - 160 vị trí.
1.3.4. Hệ thống đỗ xe tự động - dạng thang nâng quay vòng tầng
Thang nâng ở đây thuộc loại xích tải (kiểu thang cuốn) nó có thể nâng, hạ pallet
liên tục theo vịng trịn đứng.
Việc dịch chuyển trên mỗi tầng được thực hiện nhờ cơ cấu đẩy kéo chuỗi pallet
theo từng nhịp (mỗi bước dịch chuyển bằng chiều rộng của pallet). Mỗi đường vận
chuyển có 1 bộ truyền động riêng.

Truyền lực giữa pallet với nhau bằng liên kết khớp nối. Khi thang cuốn dịch
chuyển thì khớp liên kết giữa pallet tự phân khai ra khỏi chuỗi.
❖ Ưu điểm:
Hệ thống này sử dụng tối đa khơng gian lưu trữ trong diện tích hẹp, thích hợp cho
bãi đỗ ngầm của khung chung cư, khách sạn.
❖ Nhược điểm:
Hạn chế của hệ thống này ở chổ: phải sử dụng đến nhiều bộ truyền động, chi phí
năng lượng riêng cao.
❖ Kích thước cơ bản:
- Chiều rộng: 6.5m.
- Chiều dài: 25 - 30m.
- Chiều cao: 7 - 12m.
- Số lượng: 32 - 40 vị trí.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn - Nguyễn Lê Khanh

Hướng dẫn: TS.Lưu Đức Bình

6


Thiết kế hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ RFID và chế tạo mô hình thu nhỏ

Hình 1.7: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng thang nâng quay vòng tầng
1.3.5. Hệ thống đỗ xe tự động - thang nâng quay vòng tròn
Thang nâng ở hệ thống này thực hiện 2 chuyển động: nâng hạ theo phương đứng
và quay quanh trục của nó.
Thực hiện thao tác xếp vào, lấy ra nhờ cơ cấu cánh tay robot.
❖ Ưu điểm:
Bãi đỗ hình trụ ngầm hoạc nổi, kiến trúc đẹp, khung kết cấu thép hoặc bê tông. Tốc
độ xử lý của hệ thống khá cao.

❖ Nhược điểm:
Chiều cao hạn chế do kết cấu thang nâng phức tạp.
❖ Kích thước cơ bản: Hệ thống này sử dụng cho bãi đỗ khu công sở, siêu thị,…Bãi
đỗ có thể thiết kế ngầm và nổi.
- Đường kính mặt bằng: 20m.
- Chiều cao: 10 – 16m + 16 – 20m.
- Số lượng: 100 – 200 vị trí đỗ.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn - Nguyễn Lê Khanh

Hướng dẫn: TS.Lưu Đức Bình

7


Thiết kế hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ RFID và chế tạo mô hình thu nhỏ

Hình 1.8: Hệ thống bãi đổ xe tự động - thang nâng quay vòng tròn
1.3.6. Hệ thống đỗ xe tự động - dạng thang máy dịch chuyển ngang
Thang nâng kiểu thang máy ròng rọc kép, di chuyển trên 4 đường ray theo phương
thẳng đứng.
Cơ cấu chấp hành thường dùng dạng móc kéo dịch chuyển pallet vào/ra vị trí lưu
đỗ. Truyền động cho cơ cấu này nhờ 1 bộ truyền xích.

Hình 1.9: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng thang máy dịch chuyển ngang.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn - Nguyễn Lê Khanh

Hướng dẫn: TS.Lưu Đức Bình

8

Thiết kế hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ RFID và chế tạo mô hình thu nhỏ

❖ Ưu điểm:
- Hệ thống này có kết cấu và điều khiển đơn giản, thường sử dụng cho bãi đỗ kiểu
ngầm và tháp cao.
- Tốc độ xử lý cao và ổn định.
- Đáp ứng mọi nhu cầu sử dụng và đạt hiệu quả kinh tế cao.
❖ Nhược điểm:
- Do có chiều cao lớn, nên khó khăn cho cơng tác phịng chống cháy nổ.
❖ Kích thước cơ bản:
- Hệ số sử dụng diện tích cao (k = 66 - 80%).
- Diện tích mặt bằng: 13 x 6.5m hoặc 18 x 6.5m.
- Chiều cao: 20 - 30m.
- Số lượng: 30 - 80 vị trí đỗ.
1.3.7. Hệ thống đỗ xe tự động - dạng nâng hạ, dịch chuyển
Hệ thống này dùng cáp treo nâng hạ 3-4 vi trí đỗ trên 1 bộ truyền động cáp treo.

Hình 1.10: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng nâng hạ, dịch chuyển.
❖ Ưu điểm: Hệ thống này điều khiển đỡn giản, thời gian gữi, lấy xe nhỏ.
- Hệ số sử dụng diện tích cao.
- Hệ thống này thích hợp cho bãi đỗ công cộng.
❖ Nhược điểm: Hệ thống này rất hạn chế về chiều cao không gian sử dụng.
❖ Kích thước cơ bản:
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn - Nguyễn Lê Khanh

Hướng dẫn: TS.Lưu Đức Bình

9

Thiết kế hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ RFID và chế tạo mô hình thu nhỏ

- Chiều rộng: 6m.
- Chiều cao: 6 – 8m.
- Chiều dài: 15 – 20m.
- Số vị trí đỗ: 15 -20 vị trí.
- Hệ số sử dụng diện tích: 85%.
1.3.8. Hệ thống đỗ xe tự động – dạng quay vòng đứng
Các pallet chứa xe được treo lên 2 dải xích tải và di chuyển vịng trịn theo chuỗi
xích. Trên khung pallet có con lăn tựa dẫn hướng giữ thăng bằng pallet khi chuyển
động. Hệ thống sử dụng duy nhất 1 bộ truyền động.
❖ Ưu điểm:
Hệ thống này có nguyên lý làm việc đơn giản đạt chỉ tiêu sử cao về không gian và
thời gian xuất/nhập.
❖ Nhược điểm:
Hệ thống này hạn chế về chiều cao và phát triền tiếng ồn cơ học, được sử dụng rộng
rãi cho mọi quy mô và nhiều đối tượng sử dụng: Công sở, cụm dân cư và dịch vụ trơng
xe, đầu tún phố đi bộ.
❖ Kích thước cơ bản.
- Diện tích sử dụng: 6.5 x 5.6m.
- Chiều cao: 7 - 16m.
- Hệ số sử dụng diện tích: 95%.
- Số lượng: 7 - 14

Hình 1.11: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng quay vòng đứng.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn - Nguyễn Lê Khanh

Hướng dẫn: TS.Lưu Đức Bình

10


Thiết kế hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ RFID và chế tạo mô hình thu nhỏ

1.4. Lựa chọn mơ hình của hệ thống
Sau một thời gian tìm hiểu về các hệ thống bãi đỗ xe ô tô tự động có trên thế giới và
tại Việt Nam, chúng em lựa chọn mô hình thiết kế cho đề tài là “Hệ thống đỗ xe tự
động – dạng nâng hạ, dịch chuyển”.

Hình 1.12: Hệ thống đỗ xe tự động - dạng nâng hạ, dịch chuyển.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn - Nguyễn Lê Khanh

Hướng dẫn: TS.Lưu Đức Bình

11


Thiết kế hệ thống giữ xe tự động dùng thẻ từ RFID và chế tạo mô hình thu nhỏ

Chương 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1. Một số dòng xe ô tô thông dụng trong nước
2.1.1. Dòng xe Sedan
Sedan được định nghĩa là loại xe 4 cửa, có 4 chỗ hoặc hơn, với trần xe kéo dài từ
trước ra sau, có lên xuống cân đối tạo ra vùng cốp xe ở phía sau để chở hành lý, với
cách mở cốp hắt lên.
Ở Việt Nam những dòng sedan cơ bản như Toyota Altis, Camry, Kia K3, Hyundai

Sonata, Mercedes S-class...

Hình 2.1: Dòng xe sedan của hãng HONDA.
Thơng số kích thước cơ bản:
- Chiều dài: 4600 mm.
- Chiều rộng: 1800 mm.
- Chiều cao: 1500 mm.
- Khối lượng: 1300 – 1800 kg.
2.1.2. Dòng xe Hatchback
Hatchback là một dòng xe thường cỡ nhỏ hoặc trung, dùng cho cá nhân hay gia
đình có thêm nhu cầu chở nhiều hành lý. Theo đó, phần đi xe khơng kéo dài thành
cốp như Sedan mà cắt thẳng ở hàng ghế sau, tạo thành một cửa mới. Bên cạnh kiểu

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn - Nguyễn Lê Khanh

Hướng dẫn: TS.Lưu Đức Bình

12