BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÔ HÌNH HỆ THỐNG CỔNG RÀ SOÁT NHÂN VIÊN NHIỄM COVID GIÚP TRÁNH LÂY NHIỄM CHÉO TẠI CÁC DOANH NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ThS Nguyễn Thị Ngọc Anh Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Lê Hồng Nhung 1711730017 17DYSA1 Trần La Duy 1711730005 17DYSA1 Tp Hồ Chí Minh, tháng 092021 ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Quý ThầyCô của trường Đại học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh, cũng như Quý.
GIỚI THIỆU
Tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài
Năm 2020 đánh dấu một cột mốc quan trọng khi toàn cầu phải đối mặt với đại dịch COVID-19, được xem là thảm họa lớn nhất của nhân loại kể từ sau Chiến tranh Thế giới thứ hai.
Từ các nước đang phát triển đến những quốc gia hùng mạnh nhất, tất cả đều nỗ lực hết mình để ngăn chặn đại dịch, huy động mọi nguồn lực kinh tế, quốc phòng và y tế, cùng với sự tham gia của toàn cộng đồng.
Viêm đường hô hấp cấp do vi-rút Cô-rô-na (Covid-19) đã trở thành mối đe dọa hàng đầu cho toàn nhân loại Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã chính thức công nhận Covid-19 là đại dịch toàn cầu, biến nó thành mối quan tâm chung của mọi cá nhân, tổ chức và quốc gia trên thế giới.
Sự gia tăng liên tục của số liệu về người nhiễm và tử vong do dịch bệnh đã gây ra lo lắng không chỉ cho người dân Việt Nam mà còn cho toàn thế giới Tình hình này đặc biệt ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động kinh doanh của các doanh nghiệp, làm gián đoạn chuỗi cung ứng và dẫn đến suy giảm phát triển kinh tế tại Việt Nam.
Để giúp doanh nghiệp Việt Nam duy trì hoạt động và sống chung với dịch Covid-19, việc ứng dụng công nghệ trong phòng chống dịch là rất cần thiết Giải pháp này không chỉ hỗ trợ giảm thiểu tác hại do sự lây nhiễm gây ra cho cán bộ và công nhân viên lao động mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
Đối tượng nghiên cứu
Dưới tác động của dịch Covid-19, nhiều doanh nghiệp tại Việt Nam gặp khó khăn nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến nền kinh tế - xã hội Tuy nhiên, một số doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực hàng thiết yếu vẫn phải duy trì hoạt động để đảm bảo an sinh cho cộng đồng.
Việc duy trì hoạt động của các doanh nghiệp với số lượng lớn nhân viên làm tăng nguy cơ lây nhiễm chéo khi có trường hợp mắc Covid-19 Do đó, nghiên cứu và áp dụng công nghệ để giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm chéo giữa các nhân viên đang trở thành mối quan tâm hàng đầu của nhiều doanh nghiệp.
Mục đích nghiên cứu
Các giải pháp phòng, chống dịch Covid-19 hiện tại trên thị trường mặc dù đã tồn tại nhưng vẫn còn nhiều hạn chế, do đó chưa phải là sự lựa chọn tối ưu cho các doanh nghiệp.
Nhóm sẽ phân tích điểm mạnh và điểm yếu của các sản phẩm nhằm đưa ra giải pháp tối ưu cho việc phòng, chống dịch Covid-19 tại doanh nghiệp Mục tiêu chính là giảm thiểu lây nhiễm chéo giữa nhân viên, ngăn ngừa nguy cơ ngưng hoạt động của doanh nghiệp, duy trì chuỗi cung ứng xã hội và đảm bảo việc làm cho người lao động.
Nhiệm vụ nghiên cứu
- Khảo sát tình hình dịch Covid-19 ảnh hưởng đến hoạt động các doanh nghiệp tại Việt Nam
- Tìm hiểu hệ lụy, tác hại của dịch Covid-19 lên các doanh nghiệp
- Khảo sát các giải pháp hiện có trên thị trường
- Khảo sát nhu cầu của doanh nghiệp về các mong muốn để tránh lây nhiễm chéo khi hoạt động trong mùa dịch
- Tính toán và thiết kế thi công mô hình hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid, giúp tránh lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp
- Thi công mô hình và lập trình cho hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid, giúp tránh lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp
- Hoàn thiện hệ thống phòng, chống tình trạng lây nhiễm chéo Covid-19 giữa các nhân viên tại doanh nghiệp
Phương pháp nghiên cứu
- Tìm hiểu thực trạng của vấn đề
- Tìm hiểu nhu cầu khách hàng, khảo sát thị trường
- Phỏng vấn cùng chuyên gia tại Sở Y Tế tỉnh An Giang
- Tìm hiểu các giải pháp hiện có trên thị trường Đánh giá điểm mạnh, điểm yếu của các giải pháp hiện có trên thị trường
Tổng hợp kết quả áp dụng kiến thức chuyên ngành trong việc thiết kế hệ thống chống tình trạng lây nhiễm chéo Covid-19 nhằm đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng và doanh nghiệp Hệ thống này không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe cộng đồng mà còn nâng cao hiệu quả hoạt động cho các doanh nghiệp trong bối cảnh dịch bệnh Việc triển khai các biện pháp phòng ngừa lây nhiễm chéo sẽ tạo ra môi trường an toàn, từ đó củng cố niềm tin của khách hàng và thúc đẩy sự phát triển kinh tế.
Các kết quả đạt được của đề tài
Hệ thống cảm biến tiên tiến có khả năng đo thân nhiệt và nhận diện khuôn mặt nhân viên tại cổng kiểm soát Khi phát hiện thân nhiệt vượt quá 37.5 độ C, hệ thống sẽ kích hoạt loa cảnh báo tại chỗ và tự động đóng cổng để ngăn không cho nhân viên đi qua Đồng thời, dữ liệu sẽ được truyền về máy tính chủ và hiển thị cảnh báo cho người quản lý, đảm bảo an toàn cho môi trường làm việc.
Hệ thống máy chủ kết nối qua wifi giúp nhận diện hình ảnh từng nhân viên và đo thân nhiệt, đồng thời cảnh báo khi phát hiện nhân viên có thân nhiệt cao Hệ thống cũng cho phép truy xuất nhanh chóng thông tin như tên nhân viên và bộ phận làm việc, giúp người quản lý dễ dàng nhận diện và truy cập dữ liệu liên quan đến các bộ phận hoặc trường hợp F1.
- Hệ thống có thể hoạt động liên tục 24/24
- Dễ sử dụng, cài đặt dễ dàng, phù hợp đa số doanh nghiệp.
Kết cấu của đồ án
- Tình hình và mục đích nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài
- Đối tượng, nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu
- Các kết quả đạt được của đề tài và kết cấu của đồ án
Chương 2: Tổng quan giải pháp
- Khảo sát hiện trạng vấn đề
Chương 3: Phương pháp giải quyết
- Khảo sát ý kiến và nhu cầu giải quyết vấn đề
- Các giải pháp hiện có
- Khảo sát chuyên gia về tính khả thi của giải pháp
Chương 4: Quy trình thiết kế
- Xây dựng ý tưởng thiết kế
- Giới thiệu các linh kiện sử dụng trong đề tài
- Xây dựng sơ đồ nguyên lý mạch và thiết kế
- Xây dựng hệ thống nhận dạng khuôn mặt
Chương 5: Thi công sản phẩm
- Quy trình thực hiện lắp ráp mô hình và hệ thống
Chương 6: Đánh giá kết quả, kết luận
- Ưu và nhược điểm của mô hình hệ thống
- Hướng phát triển đề tài
TỔNG QUÁT GIẢI PHÁP
Phát hiện vấn đề
Chủ đề “Phòng chống và đẩy lùi dịch Covid-19” đã dẫn đến việc nhóm tác giả lựa chọn nghiên cứu về ảnh hưởng của dịch Covid-19 đối với hoạt động của các doanh nghiệp tại Việt Nam Nội dung này không chỉ phản ánh những thách thức mà doanh nghiệp phải đối mặt, mà còn đề xuất các giải pháp nhằm hỗ trợ và phục hồi kinh tế trong bối cảnh dịch bệnh.
Với chủ đề này, nhóm tác giả đã tư duy phản biện và xây dựng được những vấn đề nhằm xây dựng đề tài dự án nhóm như sau:
• Các biện pháp phòng chống dịch tại các doanh nghiệp còn hạn chế
• Các doanh nghiệp phải dừng hoạt động trong mùa dịch Covid-19 do tình trạng lây nhiễm chéo giữa các nhân viên tại doanh nghiệp vẫn còn xảy ra
• Công tác phòng chống dịch ở một số doanh nghiệp còn chủ quan, kiểm soát chưa chặt chẽ
Nhóm tác giả đã dựa vào 7 tiêu chí sau để đánh giá các đề tài:
1 Dễ sử dụng kiến thức và kinh nghiệm của bản thân
2 Nhiều người muốn tham gia giải quyết vấn đề này
3 Dễ dàng tiếp cận được với các bên liên quan đến vấn đề
4 Mang lại lợi ích cho xã hội
5 Có thể hoàn thành trong thời gian quy định
6 Dễ thu thập thông tin cho vấn đề này
7 Không đòi hỏi chi phí thực hiện cao
Sau khi xem xét các tiêu chí, nhóm đã chọn vấn đề "Các doanh nghiệp phải tạm dừng hoạt động trong mùa dịch Covid-19 do tình trạng lây nhiễm chéo giữa các nhân viên" vì đây là vấn đề được đánh giá cao và thu hút sự quan tâm lớn từ cộng đồng, với mong muốn tìm ra giải pháp hiệu quả.
Nhóm tác giả đã chọn nghiên cứu vấn đề lây nhiễm chéo giữa các nhân viên tại doanh nghiệp Mục tiêu của đề tài là tìm ra các biện pháp hiệu quả để giảm thiểu tình trạng này, nhằm bảo vệ sức khỏe cho nhân viên và nâng cao hiệu suất làm việc trong môi trường doanh nghiệp.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT
Khảo sát ý kiến và nhu cầu giải quyết vấn đề
Khảo sát nhu cầu khách hàng là bước thiết yếu trong quy trình dự án, giúp thu thập thông tin và ý kiến từ khách hàng cũng như các bên liên quan Dữ liệu này cho phép chúng ta hiểu rõ mong muốn và khao khát của họ, từ đó chọn lọc và chuyển đổi những thông tin thu thập được thành nhu cầu giải quyết vấn đề một cách hiệu quả.
Nhóm tiến hành khảo sát như cầu giải quyết của đối tưởng liên quan thông qua phỏng vấn trực tiếp chủ doanh nghiệp
Phương pháp: Phỏng vấn chủ doanh nghiệp qua điện thoại
• Đối tượng phỏng vấn: Chú Hoàng Công Danh (Chủ doanh nghiệp gốm Danh Lan)
• Mục tiêu: Xác định ảnh hưởng, hậu quả của việc nhân viên bị nhiễm Covid lên các công ty, doanh nghiệp
Kết quả nhóm tác giả đã thu được như sau:
Câu 1: Chú có nhận thấy là tình hình Covid-19 diễn ngày ra ngay càng phức tạp và khó kiểm soát không?
Trả lời: Có, không những thế mà ngày còn có những chủng mới ngày càng khó lường hơn
Chủ doanh nghiệp cần lưu ý rằng tình trạng nhân viên nhiễm Covid-19 vẫn đi làm có thể dẫn đến việc doanh nghiệp bị phong tỏa, từ đó ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động kinh doanh Việc này không chỉ gây gián đoạn trong quy trình làm việc mà còn có thể làm giảm uy tín của doanh nghiệp và tăng chi phí vận hành Do đó, việc đảm bảo sức khỏe cho nhân viên và tuân thủ các biện pháp phòng ngừa là rất quan trọng để bảo vệ doanh nghiệp khỏi những rủi ro không đáng có.
Việc kiểm soát nguy cơ lây nhiễm trong doanh nghiệp, dù lớn hay nhỏ, luôn là một thách thức đáng lo ngại Mặc dù hiểu rằng một nhân viên nhiễm bệnh có thể ảnh hưởng đến toàn bộ tổ chức, nhưng việc quản lý và kiểm tra sức khỏe cho số lượng lớn nhân viên vẫn gặp nhiều khó khăn và bất tiện.
Câu 3: Nếu điều đó xảy ra chú có những cách giải quyết nào để vượt qua khó khăn không?
Chú đã lên kế hoạch cắt giảm nhân công và giảm sản xuất để duy trì hoạt động trong thời gian khó khăn Đồng thời, chú sẽ tìm kiếm thêm nhiều hợp đồng nhỏ để dễ dàng quản lý và đảm bảo có nguồn thu ngay lập tức.
Câu 4: Vậy chú có muốn giải quyết tình trạng nhân viên bị nhiễm dịch Covid mà vẫn đi làm không?
Chú muốn sản xuất mặt nạ có khả năng chống khuẩn tốt, cho phép người dùng đeo lâu hơn mà không cần thay thường xuyên, giúp tiết kiệm chi phí Bên cạnh đó, việc gắn chip vào công dân nhập cảnh và những người nhiễm bệnh cũng có thể là một giải pháp để kiểm soát tình hình hiệu quả hơn.
Kết luận: Các chủ doanh nghiệp đều nhận thức rõ ràng về nguy cơ tiềm ẩn từ việc nhân viên nhiễm Covid-19 và khả năng lây lan cho đồng nghiệp Họ coi đây là một thách thức lớn và mặc dù mong muốn giải quyết vấn đề này, nhưng thực tế lại khiến họ gặp khó khăn trong việc tìm ra giải pháp hiệu quả.
Nhóm đã tiến hành khảo sát và đánh giá các ưu điểm, nhược điểm của các giải pháp hiện có để đề xuất giải pháp phù hợp và xây dựng mục tiêu thiết kế hiệu quả.
Các giải pháp hiện có
Bước khảo sát này giúp chúng ta đánh giá các giải pháp hiện có trên thị trường và cách xã hội đã giải quyết vấn đề, từ đó hiểu rõ lý do tại sao vấn đề vẫn chưa được giải quyết triệt để Qua việc phân tích các ưu và nhược điểm của các giải pháp hiện tại, chúng ta có cái nhìn tổng quát hơn về vấn đề, giúp tránh lặp lại những giải pháp đã có.
3.2.1 Kiểm tra thân nhiệt, rửa tay sát khuẩn và khai báo y tế thủ công
Hình 3.1 Kiểm tra thân nhiệt, rửa tay sát khuẩn và khai báo y tế thủ công
Kiểm tra thân nhiệt, rửa tay sát khuẩn và khai báo y tế thủ công là những biện pháp phổ biến để kiểm soát dịch Covid-19 tại Việt Nam Các doanh nghiệp, từ nhỏ đến lớn, đã áp dụng những phương pháp này nhằm quản lý lượng nhân viên ra vào nơi làm việc Các công cụ đơn giản cần thiết bao gồm máy đo thân nhiệt cầm tay, dung dịch rửa tay sát khuẩn và giấy khai báo y tế, mang lại sự thuận tiện nhưng cũng tồn tại một số hạn chế trong quá trình thực hiện.
Vận hành, thủ tục đơn giản Nhân viên kiểm tra phải tiếp xúc với nhiều người ra vào
Chi phí thấp nhưng việc quản lý thời gian cho nhân viên ra vào có thể mất nhiều thời gian Địa điểm kiểm soát nằm trong khuôn viên doanh nghiệp, tuy nhiên vẫn chưa thể phân tách rõ ràng giữa nhân viên bên trong và bên ngoài khu vực này.
Bảng 3.1 Ưu nhược điểm của giải pháp kiểm tra thân nhiệt, rửa tay sát khuẩn và khai báo y tế thủ công
3.2.2 Kiểm tra thân nhiệt, rửa tay sát khuẩn tự động và khai báo y tế điện tử
Hình 3.2 Kiểm tra thân nhiệt, rửa tay sát khuẩn và khai báo y tế điện tử
Phương pháp mới này đã được cải tiến nhằm tăng cường hiệu quả trong công tác phòng, chống Covid-19 Nhiều doanh nghiệp đã áp dụng phương pháp này để cải thiện quy trình kiểm soát nhân viên ra vào Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm, phương pháp cũng tồn tại một số nhược điểm cần được xem xét.
Sử dụng ít nhân công Chi phí cao
Giảm tình trạng nhân viên kiểm soát tiếp xúc với các nhân viên ra vào
Vị trí đặt máy bắt buộc phải đặt trong khuôn viên của doanh nghiệp Chưa thể tách biệt ra ngoài khuôn viên
Thời gian kiểm tra, khai báo nhanh chóng, không mất nhiều thời gian
Bảng 3.2 Ưu nhược điểm của giải pháp kiểm tra thân nhiệt, rửa tay sát khuẩn tự động và khai báo y tế điện tử
Kết luận: sau khi tham khảo qua các giải pháp hiện có trên thị trường:
- Đa số các biện pháp vẫn sử dụng phương pháp thủ công là thuê nhân công kiểm soát
- Tốn khá nhiều thời gian cho việc làm thủ tục kiểm soát
- Vẫn chưa đảm bảo an toàn cho doanh nghiệp vì vị trí kiểm soát vẫn nằm trong khuôn viên doanh nghiệp.
Xây dựng chỉ số mục tiêu thiết kế
Sau khi khảo sát thực trạng và yêu cầu của khách hàng thì nhóm xây dựng những chỉ số mục tiêu thiết kế như sau:
MỤC TIÊU THIẾT KẾ Độ chính xác Quá trình kiểm soát nhân viên ra vào tại doanh nghiệp tự động và chính xác Độ an toàn
Sàn lọc người nghi nhiễm, không cho đi vào doanh nghiệp
Số lượng nhân viên trực kiểm soát Tự động để đỡ tốn nguồn lực
Thời gian kiểm soát Thời gian nhanh hơn
Giá thành của hệ thống Giá phù hợp với các doanh nghiệp
Nguy cơ ảnh hưởng đến doanh nghiệp do Covid-19
Giảm tối đa nguy cơ dịch Covid-19 ảnh hưởng đến hoạt động của doanh nghiệp và nhân viên
Bảng 3.3 Bảng mục tiêu thiết kế
Xây dựng bộ đặc tính kỹ thuật từ ý kiến khách hàng:
Sau khi xác định các yêu cầu kỹ thuật cho mô hình hệ thống kiểm soát phòng, chống dịch Covid-19 tại doanh nghiệp, nhóm đã phát triển một giải pháp toàn diện nhằm nâng cao hiệu quả trong việc quản lý và ngăn chặn sự lây lan của virus.
Nội dung Yêu cầu Thiết kế kỹ thuật Độ chính xác
Quá trình kiểm soát nhân viên ra vào tại doanh nghiệp tự động và chính xác
Cảm biến đo thân nhiệt bằng tia hồng ngoại có khả năng nhận diện khuôn mặt và tự động đóng cổng khi phát hiện nhân viên có thân nhiệt vượt quá 37.5 độ C, đảm bảo an toàn cho môi trường làm việc.
Sàn lọc người nghi nhiễm, không cho đi vào doanh nghiệp
Cảm biến phát hiện người có thân nhiệt cao hơn 37.5°C và kích hoạt loa cảnh báo tại chỗ Đồng thời, thiết bị truyền dữ liệu qua wifi để hiển thị thông tin của người nghi nhiễm cho nhân viên trực.
Số lượng nhân viên trực kiểm soát
Tự động hóa để tránh lây nhiễm
Hệ thống kiểm soát thân nhiệt tự động, loại bỏ nhu cầu đo thủ công Với khả năng đo nhanh chóng và chính xác bằng tia hồng ngoại, hệ thống truyền dữ liệu qua kết nối wifi, mang lại hiệu quả cao trong việc giám sát sức khỏe.
Giá thành của máy Giá phù hợp với các doanh nghiệp
Làm với các thiết bị điện Arduino dễ sử dụng và giá mềm
Bảng 3.4 Bảng xây dụng đặc tính kỹ thuật
Sau khi tổng hợp kết quả khảo sát và đã tìm hiểu các giải pháp trên thị trường, nhóm đã xây dụng giải pháp gồm các tiêu chí:
- Giảm số lượng nhân viên trực
- Giảm thời gian kiểm soát
- Hệ thống truyền dữ liệu nhanh chóng và cảnh báo khi có phát hiện nhân viên có thân nhiệt cao hơn 37.5 o C
Truyền dữ liệu thu thập về máy tính trung tâm giúp truy xuất thông tin khai báo y tế, xác định bộ phận làm việc của người nghi nhiễm và nhanh chóng thực hiện truy vết các F1.
- Hệ thống hoạt động ổn định, an toàn và chính xác để đảm bảo cho các doanh nghiệp
- Giá thành phù hợp với các doanh nghiệp lớn nhỏ.
Khảo sát chuyên gia về tính khả thi của giải pháp
Để xác định giải pháp tối ưu, nhóm đã tiến hành khảo sát với các chuyên gia trong lĩnh vực này nhằm phát hiện những vấn đề còn thiếu sót.
Nhóm đã chọn khảo sát bằng phương pháp Phỏng vấn qua điện thoại
• Tên người phỏng vấn: Th.S Nguyễn Hữu Viên
• Nghề nghiệp: Nhân viên Sở Y Tế tỉnh An Giang
• Tuổi & giới tính: 41 tuổi / Nam
• Mục tiêu: Làm thế nào để giảm thiểu ảnh hưởng của dịch Covid-19 lên các doanh nghiệp?
Thiết kế hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid là một biện pháp quan trọng giúp ngăn chặn lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp Để thực hiện hiệu quả, cần chú ý đến các yếu tố như công nghệ quét thân nhiệt, xác thực thông tin sức khỏe và quy trình xử lý dữ liệu Hệ thống này không chỉ bảo vệ sức khỏe nhân viên mà còn duy trì hoạt động sản xuất, tạo sự an tâm cho cả nhân viên và khách hàng Lợi ích của việc áp dụng cổng rà soát này bao gồm giảm nguy cơ lây lan dịch bệnh, nâng cao ý thức phòng chống Covid và cải thiện hình ảnh doanh nghiệp trong mắt công chúng.
Sau khi phỏng vấn rút ra kết luận:
- Phương pháp kiểm tra thân nhiệt, phòng, chống dịch Covid-19 còn làm theo cách thủ công khá phổ biến là thuê nhân công đứng kiểm soát người ra vào
- Hiện tại các doanh nghiệp cần nâng cao phương pháp phòng, chống dịch để đạt hiệu quả cao hơn
- Nên áp dụng công nghệ vào công tác phòng, chống dịch Covid-19 tại các doanh nghiệp
- Hệ thống máy móc cần dễ sử dụng, hoạt động ổn định, giá thành phù hợp
- Hệ thống máy móc được áp dụng vào cần phải cho kết quả chính xác để kiểm soát chặt chẽ hơn
Phương pháp này giúp tăng cường hiệu quả phòng, chống dịch Covid-19 trong doanh nghiệp, tạo điều kiện cho nhân viên yên tâm làm việc Nhờ đó, doanh nghiệp có thể duy trì hoạt động liên tục, từ đó nâng cao hiệu suất và hiệu quả công việc.
Cán bộ nhân viên doanh nghiệp đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định của đời sống vật chất và tinh thần cho người dân, nhờ vào khả năng làm việc liên tục và có thu nhập ổn định.
- Từ đó, góp phần rất lớn trong việc thành công phòng, chống Covid-19 của Nhà nước.
QUY TRÌNH THIẾT KẾ
Giới thiệu mô hình hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid giúp tránh lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp
Hệ thống tự động giúp doanh nghiệp kiểm soát nguy cơ lây nhiễm chéo hiệu quả mà không cần nhiều nhân lực Ngoài ra, hệ thống còn tích hợp nhận diện người ra vào và cho phép theo dõi từ xa, giảm thiểu tình trạng tiếp xúc gần.
❖ Hệ thống giám sát được lắp đặt tại cổng chính:
Hệ thống giám sát tại cổng chính sử dụng ESP32 và camera OV2640 để nhận diện khuôn mặt nhân viên từ cơ sở dữ liệu trên máy chủ Đồng thời, hệ thống cũng đo nhiệt độ cơ thể bằng cảm biến hồng ngoại không tiếp xúc MLX90614.
- Màn hình hiển thị được thông tin nhân viên cũng như nhiệt độ thân nhiệt của nhân viên đo được
Hệ thống sử dụng cảm biến siêu âm US015 để đo khoảng cách từ nhân viên đến cảm biến nhiệt độ hồng ngoại không tiếp xúc MLX90614 Sóng siêu âm giúp kích hoạt cảm biến hồng ngoại, cho phép đo nhiệt độ trong khoảng cách đã được cài đặt sẵn.
Cửa tự động sử dụng động cơ servo MG996G sẽ tự động mở khi nhận diện được nhân viên công ty và không phát hiện thân nhiệt cao.
Hệ thống giám sát tại cổng chính được trang bị chuông cảnh báo khi nhiệt độ của nhân viên vượt quá mức cho phép (>37,5°C), giúp nhân viên và bảo vệ kịp thời nhận biết và xử lý tình huống.
Hình 4.1 Mô hình hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid giúp tránh lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp
Hệ thống máy chủ sử dụng ESP32 để kết nối wifi với hệ thống giám sát tại cổng Khi phát hiện thân nhiệt của nhân viên vượt quá 37,5 độ C, cửa sẽ tự động đóng và đèn cảnh báo sẽ được kích hoạt.
- Dữ liệu thu được từ kit thu phát wifi BLE ESP32 và camera OV2640 sẽ được truyền về phòng máy chủ ngay chốt bảo vệ
Tại phòng máy chủ, màn hình máy tính của bảo vệ có khả năng truy xuất thông tin cần thiết về nhân viên khi phát hiện thân nhiệt cao trên 37,5 độ C.
+ Hồ sơ nhân viên gồm các thông tin như: họ và tên, số chứng minh, quê quán, địa chỉ, năm sinh, mã nhân viên, phòng ban làm việc
Nhân viên có thể xem lịch trình của mình thông qua việc quét mã QR để khai báo y tế, từ đó giúp truy vết những địa điểm mà họ đã từng đến.
Việc này giúp doanh nghiệp nhanh chóng và hiệu quả xác định các trường hợp F1, F2 bằng cách truy xuất dữ liệu của những nhân viên làm việc trong cùng phòng/ban với nhân viên nghi nhiễm.
Bảo vệ sẽ yêu cầu nhân viên kiểm tra sức khỏe hoặc thực hiện xét nghiệm nhanh tại phòng cách ly của doanh nghiệp để ngăn chặn sự lây lan sang các nhân viên khác.
Hình 4.2 Giao diện máy chủ truy xuất các thông tin của nhân viên nghi nhiễm
Giải pháp của nhóm hỗ trợ chủ doanh nghiệp trong việc kiểm tra lây nhiễm chéo một cách hiệu quả mà không cần nhiều nguồn nhân lực Việc ứng dụng khoa học và công nghệ sẽ nâng cao hiệu quả trong quá trình rà soát này.
Giới thiệu linh kiện
4.2.1 Kit thu phát wifi BLE ESP – 32 CAM OV2640
Hình 4.3 Module thu phát wifi BLE ESP32 – CAM OV2640
Mạch tích hợp ESP32 kết hợp với camera OV2640 là giải pháp lý tưởng cho các ứng dụng truyền hình ảnh và xử lý ảnh qua Wifi, Bluetooth, cũng như trong các ứng dụng IoT.
Tên Mô tả Điện áp cung cấp 5V
Bộ nhớ ngoài Khe cắm thẻ microSD lên đến 4GB
Bluetooth Chuẩn Bluetooth 4.2 BR/EDR và BLE
Tốc độ truyền UART 115200 bps
Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật của module thu phát wifi BLE ESP32 – CAM OV2640
❖ Các chân của ESP-32 CAM:
Hình 4.4 Sơ đồ chân của module ESP-32 CAM (Nguồn: Internet)
+ ESP32-CAM có 3 chân GND, 1 chân 3.3V và 1 chân 5V Tuy nhiên ta nên sử dụng nguồn 5V để đảm bảo hoạt động ổn định
+ Chân Vcc là chân nguồn output không nên sử dụng để cấp nguồn cho ESP32-
4.2.2 Cảm biến nhiệt không tiếp xúc MLX90614
Hình 4.5 Cảm biến nhiệt không tiếp xúc MLX90614 (Nguồn: Internet)
❖ Thông số kỹ thuật của cảm biến:
Cảm biến nhiệt hồng ngoại không tiếp xúc MLX90614 có khả năng đo nhiệt độ của các đối tượng trong khoảng từ -70 °C đến 382.2 °C, với độ phân giải đầu ra đạt 0.14 °C và giao thức truyền dữ liệu mặc định là SMBus.
- Cảm biến sử dụng tia IR để đo nhiệt độ của đối tượng mà không cần tiếp xúc vật lý và được xây dựng từ 2 chip là:
+ Đầu báo nhiệt hồng ngoại MLX81101
+ Điều hoà tín hiệu ASSP MLX90302 được thiết kế đặc biệt đẻ xử lý đầu ra của cảm biến hồng ngoại
- Cảm biến này giao tiếp với bộ vi điều khiển bằng giao thức I2C
- Khoảng cách giữa đối tượng và cảm biến: 2cm – 5cm
❖ Các chân của cảm biến:
- Chân SCL (Serial Clock) và chân SDA (Serial Data): hỗ trợ giao tiếp I2C
4.2.3 Cảm biến siêu âm US – 015
Hình 4.6 Cảm biến nhiệt khoảng cách siêu âm US – 015 (Nguồn: Internet)
- Module đo khoảng cách siêu âm US-015 được sử dụng để nhận biết khoảng cách từ đối tượng đến cảm biến nhờ sóng siêu âm
- Module có khả năng thực hiện chức năng đo khoảng cách không tiếp xúc từ 2cm ~ 4m
Module này hoạt động với điện áp cung cấp 5V và có công suất tiêu thụ tĩnh nhỏ hơn 3mA Nó hỗ trợ chế độ giao tiếp GPIO, mang lại sự ổn định và độ tin cậy cao cho các cơ quan giám sát.
- Góc cảm biến: 15 đến 35 độ
- Khoảng cách cảm biến: 0,75in (2cm) đến 13ft (4m)
- Sai số: 0.3cm (khoảng cách càng gần, bề mặt vật thể càng phẳng sai số càng nhỏ)
- Độ chính xác: lên đến 0,04in (1,0mm)
Arduino là một thiết bị tương tự như máy tính mini, cho phép người dùng lập trình và thực hiện các dự án điện tử một cách dễ dàng mà không cần sử dụng các công cụ chuyên dụng để nạp mã code.
+ Phần cứng gồm một board mạch mã nguồn mở có thể lập trình được
+ Phần mềm hỗ trợ phát triển tích hợp IDE (Integrated Development Environment) dùng để soạn thảo, biên dịch code và nạp chương trình cho board
❖ Các ngõ vào/ra của Arduino Uno R3:
Hình 4.7 Arduino Uno R3 (Nguồn: Internet)
- Chân xuất tín hiệu ra digital:
Chân Serial 0 (RX) và 1 (TX) trên Arduino Uno được sử dụng để gửi (TX) và nhận (RX) dữ liệu TTL Serial, cho phép giao tiếp với các thiết bị khác thông qua hai chân này.
+ Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM với độ phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 2 8 -1 tương ứng với 0V → 5V)
Chân giao tiếp SPI bao gồm các chân 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO) và 13 (SCK) Bên cạnh các chức năng cơ bản, bốn chân này còn hỗ trợ truyền phát dữ liệu qua giao thức SPI với các thiết bị khác.
+ Chân lấy tín hiệu analog (A0 → A5): cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit (0
→ 2 10 -1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V
+ Đặc biệt có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với các thiết bị khác
- Chân cấp nguồn cho cảm biến:
+ GND (Ground): cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino UNO
Arduino UNO cung cấp hai mức điện áp đầu ra: 5V với dòng tối đa 500mA và 3.3V với dòng tối đa 50mA Để cấp nguồn ngoài cho Arduino UNO, bạn cần kết nối cực dương của nguồn với chân Vin (Voltage Input) và cực âm với chân GND.
+ RESET: việc nhấn nút reset trên board để reset vi điều khiển tương đương với việc chân Reset được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ
Hình 4.8 Động cơ Servo MG996R (Nguồn: Internet)
- MG996R là phiên bản nâng cấp của MG995 có khả năng phản hồi nhanh hơn và mô-men xoắn lớn hơn
Động cơ RC servo này có khả năng quay từ 0 đến 180 độ nhờ vào chu kỳ hoạt động của sóng PWM được cung cấp cho chân tín hiệu Với bánh răng bằng kim loại, động cơ đảm bảo độ kéo mạnh mẽ và độ bền cao.
- Kích thước sản phẩm: 40,7 x19,7 x 42.9mm
- Sản phẩm Rally: 9.4kg / cm (4.8V), 11kg / cm (6V)
- Tốc độ phản ứng: 0.17sec / 60degree (4.8V) 0.14sec / 60degree (6V)
Màn hình LCD 1602 sử dụng driver HD44780, cho phép hiển thị 2 dòng chữ với mỗi dòng chứa 16 ký tự Thiết kế của nó có các cổng song song, giúp điều khiển nhiều chân cùng lúc một cách hiệu quả.
- LCD 1602 có thể được phân loại thành các kết nối 8 cổng và 4 cổng Nếu kết nối
8 cổng được sử dụng thì tất cả các cổng Digital của Arduino gần như bị chiếm hoàn toàn nên kết nối 4 cổng sẽ được sử dụng tốt hơn
- Điện áp hoạt động là 5 V
- Khoảng cách giữa hai chân kết nối là 0.1inch tiện dụng khi kết nối với Breadboard
- Tên các chân được ghi ở mặt sau của màn hình LCD hổ trợ việc kết nối, đi dây điện
- Có đèn led nền, có thể dùng biến trở hoặc PWM điều chình độ sáng để sử dụng ít điện năng hơn
- Có thể được điều khiển với 6 dây tín hiệu
❖ Sơ đồ chân của LCD:
- VSS: tương đương với GND - cực âm
- VDD: tương đương với VCC - cực dương (5V)
- Constrast Voltage (Vo): điều khiển độ sáng màn hình
- Register Select (RS): điều khiển địa chỉ nào sẽ được ghi dữ liệu
- Read/Write (RW): Bạn sẽ đọc (read mode) hay ghi (write mode) dữ liệu
- Enable pin: Cho phép ghi vào LCD
D0 đến D7 là 8 chân dữ liệu, trong đó mỗi chân có thể nhận giá trị HIGH hoặc LOW tùy thuộc vào chế độ hoạt động Khi ở chế độ đọc, các chân này sẽ trả về giá trị HIGH hoặc LOW, trong khi ở chế độ ghi, chúng sẽ nhận giá trị tương tự.
- Backlight (Backlight Anode (+) và Backlight Cathode (-)): Tắt bật đèn màn hình LCD
Hình 4.10 Giao tiếp I2C (Nguồn: Internet)
- Một chuẩn giao tiếp nối tiếp 2 dây được gọi là I2C
- Một giao tiếp I2C gồm 2 dây: Serial Data (SDA) và Serial Clock (SCL)
+ SDA là đường truyền cho master và slave để gửi và nhận tín hiệu, vì vậy dữ liệu được truyền từng bit dọc theo một đường duy nhất
+ SDL là đường truyền xung nhịp để đồng bộ và chỉ theo 1 hướng
- Buzzer là một loại linh kiện phát âm thanh có thể chuyển tín hiệu điện thành tín hiệu âm thanh
- Trong mô hình, buzzer được sử dụng để báo động cho người dùng biết nhiệt độ vượt qua ngưỡng cho phép
Hình 4.12 Cấu tạo của buzzer (Nguồn: Internet)
❖ Thông số kỹ thuật: Điện áp hoạt động 3V – 24V
Dòng hoạt động 20mA/5VDC
Tần số cộng hưởng 3000Hz ±500Hz Đầu ra âm thanh tối thiểu 95dB/10cm
Nhiệt độ làm việc -20 o C đến 80 o C
Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật của buzzer
4.2.9 Module đồng hồ thời gian thưc RTC DS3231
Module này đảm nhiệm việc theo dõi thời gian chính xác và được trang bị một pin dự phòng, giúp duy trì hoạt động của RTC ngay cả khi nguồn điện chính bị ngắt.
- Module RTC hoạt động trên giao thức I2C và kết nối với cùng một dây bus.
Giới thiệu các công cụ lập trình
Arduino IDE được viết tắt là Arduino Intergrated Development Environment, là một trình soạn thảo văn bản giúp ta viết code để nạp vào board mạch Arduino
Bản thân Arduino là một nền tảng mã nguồn mở bao gồm phần cứng (bảng mạch lập trình) và phần mềm (IDE):
- Phần cứng bao gồm các board mạch được thiết kế sẵn với các cảm biển, linh kiện
- Phần mềm của Arduino giúp sử dụng các cảm biến, linh kiện đó một cách linh hoạt
Arduino IDE được viết bằng ngôn ngữ lập trình Java Đây là ứng dụng đa nền tảng (cross – platform), ngôn ngữ code cho các chương trình của Arduino là C/C++
Arduino IDE tích hợp thư viện phần mềm gọi là “wiring”, giúp đơn giản hóa quá trình lập trình Mỗi chương trình chạy trên Arduino được gọi là sketch và có định dạng tệp là ino.
Hình 4.13 Giao diện Arduino IDE
Vùng lệnh bao gồm các nút menu như File, Edit, Sketch, Tools và Help, cùng với các biểu tượng phía dưới cho phép truy cập nhanh vào các chức năng thường dùng của IDE.
Bảng 4.3 Các nút lệnh menu của Arduino IDE
- Vùng viết chương trình: Đây là nơi sẽ viết các đoạn mã của mình
Hình 4.14 Vùng viết chương trình trong Arduino IDE
- Vùng thông báo (debug): Những thông báo từ IDE sẽ được hiển thị tại đây
Hình 4.15 Vùng thông báo trong Arduino IDE
Microsoft Visual Studio là một môi trường phát triển tích hợp từ Microsoft Visual Studio cùng cấp cho người dùng những chức năng như:
- Đa nền tảng: Hỗ trợ sử dụng trên nhiều nền tảng khác nhau như Windows, Linux và Mac Systems
Visual Studio là phần mềm hỗ trợ đa ngôn ngữ, cho phép lập trình viên sử dụng nhiều ngôn ngữ khác nhau như C#, F#, C++, HTML, CSS, Visual Basic và JavaScript Nhờ vào tính năng này, Visual Studio có khả năng phát hiện và thông báo lỗi trong các chương trình một cách nhanh chóng và hiệu quả.
- Hỗ trợ website: Visual Studio hỗ trợ website, đặc biệt trong công việc soạn thảo và thiết kế web
Hình 4.16 Giao diện của Microsoft Visual Studio C#
Thanh menu (khung cam) trong Visual Studio chứa các danh mục chức năng chính Khi người dùng cài đặt thêm các trình cắm hỗ trợ như Visual Assist, thanh menu sẽ tự động cập nhật và bổ sung các menu mới từ các trình cắm đó.
Toolbar (khung xanh lá) cung cấp các công cụ hỗ trợ người dùng trong việc viết mã và gỡ lỗi Các công cụ trên thanh này có thể thay đổi linh hoạt khi người dùng bắt đầu quá trình gỡ lỗi.
- Toolbox (khung vàng): Đây là vùng chứa tất cả các control mà chúng ta có thể sử dụng cho project
Khu vực mã nguồn (khung đỏ) là nơi để viết mã cho chương trình Cửa sổ lập trình sẽ hiển thị cho một tập tin trong dự án khi người dùng nhấp đúp vào tập tin đó trong cửa sổ Solution Explorer.
- Solution Explorer (khung tím): Đây là vùng quản lý các file trong project mà chúng ta đang làm việc
- Error List (khung xanh dương): Đây là cửa sổ hiển thị danh sách lỗi (Error) hoặc cảnh báo (Warning) phát sinh trong quá trình viết mã nguồn (source code)
- Output: Đây là cửa sổ hiển thị các thông tin, trạng thái của Solution khi build hoặc của chương trình khi debug
- Vùng design (khung hồng): Đây là vùng thiết kế giao diện và hiển thị kết quả giao diện mà chúng ta đã viết mã giao diện ở khu vực code
Hình 4.17 Vùng design của Microsoft Visual Studio C#
THI CÔNG SẢN PHẨM
Mô hình lắp ráp của cổng rà soát
Hình 5.1 Phần đo nhiệt độ gồm cảm biến siêu âm đo khoảng cách và cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc
Hình 5.2 Màn hình được lắp tại cổng rà soát để nhân viên biết nhiệt độ của mình
Hình 5.3 Servo điều khiển cổng đóng/mở và chuông báo động
Hình 5.4 Phần cứng mô hình của hệ thống cổng rà soát
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN
Kết quả đạt được
Sau khi thực hiện đề tài "Xây dựng mô hình hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid nhằm ngăn chặn lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp", nhóm tác giả đã áp dụng những kiến thức đã học tại trường một cách cụ thể và hiệu quả.
Sử dụng cảm biến và động cơ trong mô hình giúp đạt được các kết quả mong muốn như đo nhiệt độ, hiển thị thông tin trên màn hình và nhận diện khuôn mặt một cách hiệu quả.
- Sử dụng các công cụ lập trình như Arduino để điều khiển mô hình
Tuy nhiên, nhóm cũng đã gặp một số khó khăn và khắc phục những khó khăn đó như:
Việc sử dụng công cụ lập trình như Visual Studio là một thách thức lớn đối với nhóm, mặc dù đây là một công cụ phổ biến Tuy nhiên, khả năng tiếp cận với các công cụ lập trình trong lĩnh vực Kỹ thuật y sinh vẫn còn hạn chế.
Nhóm đã tìm kiếm sự hướng dẫn từ giảng viên và tự học trên các diễn đàn về Visual Studio cơ bản, điều này đã giúp quá trình thiết kế và lập trình cho máy chủ trở nên dễ dàng hơn Đồng thời, đây cũng là cơ hội để nhóm mở rộng hiểu biết về các công cụ lập trình.
Kết quả đạt được: Đề tài “Xây dựng mô hình hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm
Hệ thống "Covid, giúp tránh lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp" bao gồm hai phần chính: hệ thống giám sát lắp đặt tại cổng chính và hệ thống máy chủ Điểm nổi bật của hệ thống là khả năng giả lập nhiệt độ và quản lý cơ sở dữ liệu thông tin nhân viên Mô hình này vẫn đảm bảo các chức năng quan trọng như nhận diện khuôn mặt, đo thân nhiệt, hiển thị nhiệt độ và thông tin nhân viên (bao gồm tên và phòng ban làm việc), cũng như cảnh báo khi nhiệt độ vượt ngưỡng cho phép.
Ưu điểm và nhược điểm của mô hình
Sau khi hoàn thành và thử nghiệm “Mô hình hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid giúp tránh lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp”, nhóm tác giả đã nhận diện được những ưu điểm và nhược điểm của mô hình này.
- Giảm các ca nhiễm Covid đi vào và gây lây nhiễm Covid tại công ty
Để đảm bảo an toàn trong công tác phòng chống dịch tại doanh nghiệp, việc thực hiện quy tắc 5K là rất quan trọng Hệ thống tự động được thiết lập giúp duy trì khoảng cách an toàn giữa người giám sát và nhân viên, từ đó giảm thiểu nguy cơ lây lan dịch bệnh.
- Hệ thống giúp giám sát nhân viên ra vào và truy vết các F1, F2 tại doanh nghiệp nhanh chóng, kịp thời, giúp công tác phòng chống dịch hiệu quả
- Ứng dụng công nghệ giúp doanh nghiệp an tâm hoạt động sản xuất trong mùa dịch
- Sản phẩm dễ sử dụng và giá thành không cao
Hệ thống đo nhiệt độ hiện tại chỉ có khả năng kiểm tra một nhân viên tại mỗi thời điểm Do đó, để phục vụ cho số lượng lớn nhân viên trong công ty, cần lắp đặt nhiều cảm biến và cổng rà soát.
- Khoảng cách cảm biến nhiệt độ gần, phải đưa gần tới đo được nhiệt độ
- Chưa thực hiện được việc truy xuất dữ liệu di chuyển của nhân viên
- Chỉ mới đo được thân nhiệt, chưa phát hiện được các trường hợp không triệu chứng do nhiễm Covid.
Hướng phát triển của đề tài
Nhóm nghiên cứu đề tài “Xây dựng mô hình hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid” nhằm ngăn chặn lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp có thể được mở rộng ứng dụng bằng cách tích hợp thêm các tính năng mới, giúp tăng cường hiệu quả trong việc rà soát nhân viên tại các doanh nghiệp và khu công nghiệp.
- Hệ thống Test nhanh tự động người nghi nhiễm Covid
- Thay camera nhận diện khuôn mặt thành camera đo thân nhiệt hồng ngoại để có thể theo dõi nhiều người cùng một lúc
- Có thể kết nối với Sổ sức khỏe điện tử để giám sát và chăm sóc sức khỏe người lao động hiệu quả hơn
