1. Phân tích Yêu cầu Kỹ thuật

Để hệ thống bãi giữ xe tự động hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy, nó cần thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật sau:

• Độ chính xác ANPR (Accuracy): Đây là yêu cầu quan trọng nhất. Hệ thống phải nhận dạng biển số chính xác trong ít nhất 85% các lần thử nghiệm dưới các điều kiện ánh sáng khác nhau (ban ngày, ánh sáng yếu). Độ chính xác này được đo bằng giá trị confidence (độ tin cậy) trả về từ API Plate Recognizer.
• Thời gian phản hồi (Latency): Tổng thời gian từ khi xe dừng trong buồng chờ, chụp ảnh, gửi API, nhận phản hồi, đến khi Servo mở/đóng phải nằm trong khoảng 5 - 10 giây. Thời gian này phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ mạng WiFi và tốc độ xử lý của máy chủ API.
• Khả năng Tự chủ (Autonomy): ESP32-CAM phải có khả năng khởi động và kết nối mạng tự động (Auto-Reconnect). Hệ thống cần vận hành độc lập (Standalone) mà không cần kết nối với máy tính chủ sau khi lập trình xong.
• Tính ổn định Vật lý: Mô hình Buồng chờ (Sluice Gate) phải đảm bảo xe dừng ở vị trí và góc chụp cố định để tối đa hóa hiệu suất ANPR.
• Hiển thị Trạng thái: LCD I2C và WebServer phải cập nhật trạng thái hệ thống và số chỗ trống theo thời gian thực.

2. Sơ đồ khối tổng quan

                   Hình 1:  Sơ đồ khối của hệ thống

Hình 1 mô tả sơ đồ khối của hệ thống đỗ xe thông minh, bao gồm các khối chính sau:

1. Khối xử lý & điều khiển trung tâm

ESP32-CAM: Đóng vai trò là bộ vi xử lý và điều khiển trung tâm ("não bộ"). Nhiệm vụ chính là nhận tín hiệu từ các cảm biến hồng ngoại, thực thi lưu đồ thuật toán (máy trạng thái) của buồng chờ, kết nối WiFi để gửi hình ảnh đến API nhận diện biển số, và gửi tín hiệu điều khiển đến khối chấp hành (servo) và khối hiển thị (LCD).

2. Khối cảm biến

Camera (Tích hợp trên ESP32-CAM): Thu thập hình ảnh biển số xe tại khu vực buồng chờ khi được kích hoạt. Dữ liệu hình ảnh được nén (JPEG) và gửi qua WiFi đến Khối Mạng (API).

Cảm biến hồng ngoại (x2): Phát hiện sự hiện diện của xe tại cổng OUTSIDE và INSIDE. Tín hiệu "sườn lên" và "sườn xuống" từ cảm biến đóng vai trò là tín hiệu Trigger chính để chuyển đổi các trạng thái trong thuật toán (ví dụ: phát hiện xe, xác nhận xe đã đi qua).

3. Khối Chấp Hành

Servo Motor (x2): Thực hiện điều khiển cơ cấu hai thanh chắn OUTSIDE và INSIDE. Nhận tín hiệu (PWM) từ Khối Xử Lý để mở/đóng barie, cho phép xe vào buồng chờ hoặc vào bãi (và ngược lại).

4. Khối Hiển Thị

Màn hình LCD 20x4 (giao tiếp I2C): Hiển thị các thông tin trạng thái cần thiết của hệ thống tại chỗ cho người lái, bao gồm: Tổng số slot (SLOT: X/Y), trạng thái hoạt động (CHO XE, DANG XU LY...), lời chào (XIN CHAO, TAM BIET) và biển số vừa nhận dạng được.

5. Khối Mạng

API (Plate Recognizer): Dịch vụ AI của bên thứ ba, nhận dữ liệu ảnh từ Khối Xử Lý, tiến hành nhận diện và trả về kết quả biển số dạng văn bản (text).

Web Server (Dashboard): Được host ngay trên ESP32-CAM, cung cấp một giao diện giám sát từ xa qua WiFi, cho phép bảo vệ theo dõi log xe ra/vào, ảnh chụp cuối cùng, và số xe còn lại trong bãi theo thời gian thực.

6. Khối Nguồn

Nguồn 5V/1A: Cung cấp nguồn điện ổn định cho Khối Xử Lý (ESP32-CAM), Khối Cảm Biến (IR) và Khối Hiển Thị (LCD).

Nguồn 5V/2A (Riêng biệt): Cung cấp nguồn riêng cho Khối Chấp Hành (hai động cơ Servo), đảm bảo đủ dòng điện khi servo hoạt động mà không gây sụt áp, reset cho vi xử lý.