Nghiên cứu KHKT hệ thống nhúng, Giải pháp an ninh toàn dân

Đời sống vật chất ngày càng phát triển kéo theo đó là nhu cầu về sự an toàn cũng như là bảo quản tài sản ngày càng gia tăng. Một số hiện trạng có thể làm xâm hại đến sự an toàn đó :  Hiện trạng cháy nổ : Với tốc độ đô thị hóa tăng nhanh, nhiều khu dân cư, tổ hợp nhà cao tầng được xây dựng, nhiều loại vật liệu dễ cháy được sử dụng để xây dựng các công trình này. Điều đó đồng nghĩa với nguy cơ gây cháy đang tiềm ẩn xung quanh chúng ta, tình hình cháy, nổ cũng diễn biến hết sức phức tạp. Thực tế cho thấy, thời gian qua ở nước ta ghi nhận nhiều vụ cháy gây ra thiệt hại lớn về người lẫn tài sản, nhất là đối với những hộ ia đình không có hệ thống cảnh báo, phòng chống cháy nổ.  Trộm cắp đột nhập : Trong những năm qua, trộm cắp tài sản luôn là loại tội phạm chiếm tỉ lệ cao trong cơ cấu các vụ phạm pháp hình sự xảy ra trên địa bàn tỉnh nói riêng , trên cả nước nói chung. Những vụ đột nhập được ghi nhận ở cả những hộ gia đình nghèo, trung lưu đến giàu có. Nhữngngười có thu nhập thấp họ vẫn cần những hệ thống phòng chống trộm, nhưng hiện nay những sản phẩm này trên thị trường quá đắt.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐĂKNÔNG BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: GIẢI PHÁP AN NINH CHO TỒN DÂN MỤC LỤC I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1 Vấn đề cần nghiên cứu Tiêu chí giải pháp .2 3.Tính cấp thiết vấn đề Phạm vi áp dụng II TỒNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Các giải pháp có .2 Đề xuất giải pháp 3 Phát triển ngun mẫu/ mơ hình III THIẾT KẾ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.Quy trình nghiên cứu Tính tốn xây dựng mẫu thử nghiệm IV ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 10 Đánh giá chế độ .10 Kết luận 11 V TÀI LIỆU THAM KHẢO 11 CUỘC THI SÁNG TẠO KHKT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2021-2022 Đề tài : GIẢI PHÁP AN NINH CHO TOÀN DÂN BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU DỰ ÁN: GIẢI PHÁP AN NINH CHO TỒN DÂN I.LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.Vấn đề nghiên cứu - Đời sống vật chất ngày phát triển kéo theo nhu cầu an toàn bảo quản tài sản ngày gia tăng Một số trạng làm xâm hại đến an tồn :  Hiện trạng cháy nổ : Với tốc độ thị hóa tăng nhanh, nhiều khu dân cư, tổ hợp nhà cao tầng xây dựng, nhiều loại vật liệu dễ cháy sử dụng để xây dựng cơng trình Điều đồng nghĩa với nguy gây cháy tiềm ẩn xung quanh chúng ta, tình hình cháy, nổ diễn biến phức tạp Thực tế cho thấy, thời gian qua nước ta ghi nhận nhiều vụ cháy gây thiệt hại lớn người lẫn tài sản, hộ gia đình khơng có hệ thống cảnh báo, phịng chống cháy nổ  Trộm cắp đột nhập : Trong năm qua, trộm cắp tài sản loại tội phạm chiếm tỉ lệ cao cấu vụ phạm pháp hình xảy địa bàn tỉnh nói riêng , nước nói chung Những vụ đột nhập ghi nhận hộ gia đình nghèo, trung lưu đến giàu có Những người có thu nhập thấp họ cần hệ thống phòng chống trộm, sản phẩm thị trường đắt  Ngạt khí CO : + Cứ mùa đơng sang, việc có trường hợp tử vong bị ngạt khí than củi lại xảy Thường sưởi than, nhà nhà thường đóng kín cửa để sưởi ấm, than củi cháy điều kiện thiếu khơng khí nên sinh khí cực độc CO carbon monoxide, loại khí nguy hiểm cho sức khoẻ người, trẻ nhỏ Khí CO thường khơng màu, khơng mùi khuếch tán nhanh Quá trình ngộ độc than sưởi ấm ngày lạnh nhanh, bắt đầu cảm nhận bất thường lúc tình trạng tay chân bất động, người lịm đi, mê tử vong nhanh chóng + Hay tình trạng diễn tương tự hơ than cho mẹ bé sau sinh để sưởi ấm Than đốt lên tạo khí CO CO2, khí độc khơng tốt cho mẹ, đặc biệt khiến cho bé ngạt thở chi gây tử vong, nhẹ gây ảnh hưởng xấu đến đường hô hấp, gây viêm phổi cho mẹ bé - Nắm bắt vấn đề đó, nhóm chúng em định tạo sản phẩm báo động giúp người dân phịng tránh mối họa không may gặp phải bất trắc CUỘC THI SÁNG TẠO KHKT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2021-2022 Đề tài : GIẢI PHÁP AN NINH CHO TỒN DÂN 2 Tiêu chí giải pháp - Giải vấn đề nêu - Dễ dàng gia công, lắp đặt sửa chửa - Sử dụng tiện lợi ,dễ dàng, linh kiện thay có sẵn thị trường - Kinh phí thấp - Tính ổn định cao Tính cấp thiết vấn đề -Nhu cầu an toàn bảo quản tài sản ngày gia tăng, nguy gây cháy tiềm ẩn xung quanh chúng ta, tình hình cháy, nổ diễn biến phức tạp Với ý tưởng báo động giúp người dân phòng tránh mối họa kể Phạm vi áp dụng - Áp dụng hộ gia đình II TỒNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.Các giải pháp có - Camera kết hợp báo cháy: + Ưu điểm: Gọn gàng, tiện lợi + Nhược điểm: chức không đảm bảo 100% công dụng nó, camera báo cháy chức có tính chất khác vị trí lắp đặt, bảo hành, sửa chửa - Hệ thống nhà thơng minh (smart home): + Ưu điểm: Tính đa nhiệm, tồn năng, hệ thống hoạt động thống nhất, có liên kết với + Nhược điểm: Giá thành đắt, khơng phù hợp với hộ gia đình có thu nhập trung bình, thấp - Đối với thiết bị camera thông thường : Lắp đặt camera không dây báo động chống trộm hoạt động (thông báo đến) có kết nối 3G wifi CUỘC THI SÁNG TẠO KHKT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2021-2022 Đề tài : GIẢI PHÁP AN NINH CHO TOÀN DÂN Đề xuất giải pháp * Ý tưởng đưa & Lựa chọn giải pháp - Ta sử dụng nhiều cảm biến đặt nhiều vị trí khác nhà kết nối chúng với điều khiển trung tâm Các thiết bị hoạt động độc lập thống kết nối với qua wifi bluetooth Sử dụng mạch chủ đa nhiệm để tối ưu hố giá thành sản phẩm - Kích hoạt quay số nhanh điện thoại bàn phím cũ -> Khi bị điện (khơng có wifi) thiết bị thơng báo đến người dùng - Sản phẩm gồm nhiều hệ thống hoạt động độc lập từ dễ dàng tùy chỉnh chế độ sửa chữa - Hệ thống kết hợp trung tâm báo động nhiều cảm biến tạo thành hệ thống hồn chỉnh + Camera chống trộm cung cấp hình ảnh lẫn tính chống trộm Lắp đặt camera quan sát nhà giúp cung cấp cho bạn hình ảnh chứng quan trọng cần thiết cho công chống trộm điều tra tội phạm +Thiết bị chống trộm dùng SIM (qua quay số nhanh) có khả loại bỏ đột nhập từ vịng chạm cửa Nó mang lại tính an tồn cao, ngăn chặn cố đột nhập thực hiên hành vi quậy phá, uy hiếp đến gia chủ > Các hệ thống riêng lẻ có ưu nhược điểm riêng, kết hợp lại tạo nên hiệu gấp bội CUỘC THI SÁNG TẠO KHKT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2021-2022 Đề tài : GIẢI PHÁP AN NINH CHO TOÀN DÂN Phát triển ngun mẫu/mơ hình a Sơ đồ khối hệ thống b Phân tích sơ đồ hệ thống - Hệ thống gồm Module sau: Module Relay 5v, Relay đóng ngắt mạch,Mosfet cách ly, mạch chuyển USB UART CUỘC THI SÁNG TẠO KHKT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2021-2022 Đề tài : GIẢI PHÁP AN NINH CHO TOÀN DÂN - Điện thoại cục gạch nokia cũ - ESP 32 camera + Camera có màu + Góc chụp 180 độ, điểm mù + Độ phân giải 1600x1200 + Có lens camera ( lens mắt cá lens góc rộng thay đổi tùy vị trí lắp đặt ) - Cảm biến thân nhiệt chuyển động + Tầm hoạt động 10m + Góc quét 120 độ + Đối tượng báo động 10kg, hấp thu tia hồng ngoại động vật có thân nhiệt 37 độ C => khơng kích hoạt báo động thú cưng chó, mèo ( khối lượng bé thân nhiệt lớn mức báo động) CUỘC THI SÁNG TẠO KHKT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2021-2022 Đề tài : GIẢI PHÁP AN NINH CHO TỒN DÂN - Cảm biến khí dễ gây cháy ( gas, khói, xăng, CH4 ) + Báo động phát rị rỉ khí gây cháy ( Đạt ngưỡng 300ppm) + Thời gian đáp ứng: 1s + Báo động khơng cịn phát khí gây cháy - Cảm biến khí độc ( CO, CO2) + Báo động nồng độ CO, CO2 đạt ngưỡng gây hại cho người ( 100ppm ) + Thời gian đáp ứng: 1s - Cảm biến lửa + Tầm hoạt động: 0,8m + Phát lửa hay nguồn sáng có bước sóng 760 - 1100 nm - Chng báo động ( phát âm kiểu tiếng, độ lớn 105 dB) - Một số linh kiện điện tử khác CUỘC THI SÁNG TẠO KHKT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2021-2022 Đề tài : GIẢI PHÁP AN NINH CHO TOÀN DÂN III THIẾT KẾ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Quy trình nghiên cứu *Ngun lí hoạt động :  Đối với hệ thống Báo Cháy: - Khi nồng độ chất khí cao điện áp đầu chân A0 cảm biến tăng lên Tín hiệu tương tự trực tiếp xuất đầu đưa tới so sánh LM393 để số hóa tín hiệu Khi nồng độ khí vượt qua giới hạn điều chỉnh hệ thống kích điện chân D0 kích hoạt phát tín hiệu âm (chng báo động) để người gia đình xung quanh khu vực dễ dàng nhận biết có biện pháp xử lý kịp thời - Đồng thời lửa bùng cháy phát tín hiệu hồng ngoại (760 1100nm) module LED thu tín hiệu hồng ngoại kích chân OUT (D), kích mạch điện chân IO13 gây kích hoạt camera, báo hiệu qua điện thoại người dùng dạng tin nhắn ( hình ảnh trường nơi diễn vụ cháy) thông qua ứng dụng telegram để giúp xác định nguyên nhân xảy cháy nổ từ đẩy nhanh tốc độ hiệu cơng tác phịng cháy chữa cháy - Có thể đặt hệ thống nơi dễ gây cháy như: Bếp, nơi hút thuốc, kho chứa đồ, nơi có nhiều ổ điện, cầu dao, cầu chì Lắp đặt nơi cao trần nhà để camera bao quát phòng nhận biết khí gây cháy sớm  Đối với hệ thống Báo Trộm : - Khi có kẻ gian đột nhập vào nhà , vào vùng hoạt động cảm biến ( khoảng 10m, góc 180 độ), thể người phát tia hồng ngoại ( 0,75 - 1,4 Mm), cảm biến thu hồng ngoại cho tín hiệu kích đến xử lí trung tâm Hệ thống thực quay số nhanh đến số điện thoại bạn Lập tức thiết bị di động nhận thông báo gọi có đối tượng xâm nhập - Ngồi ra, hệ thống báo trộm lắp đặt thêm camera để tự động chụp hình gửi hình ảnh qua điện thoại bạn để xác nhận đối tượng xâm nhập Điều giúp ích cho q trình điều tra phá án Nếu xác thực người thân, bạn tắt báo động - Hệ thống cịn điều chỉnh độ nhạy cúa cảm biến, từ tránh báo động giả thú cưng qua vùng báo động - Có thể lắp đặt hệ thống báo trộm nơi phía cửa vào, nơi để tài sản, phòng ngủ CUỘC THI SÁNG TẠO KHKT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2021-2022 Đề tài : GIẢI PHÁP AN NINH CHO TOÀN DÂN  Đối với hệ thống Báo Khí Độc : -Cơ chế tương tự hệ thống báo khí gây cháy - Lắp đặt nơi nhạy cảm dễ gây độc như, bếp than, lò sưởi than, bên cạnh bà mẹ sinh, phịng ngủ Tính tốn xây dựng mẫu thử nghiệm Trên sở đề xuất giải pháp cho vấn đề lựa chọn giải pháp chúng em tiến hành xây dựng mẫu thử nghiệm  Các bước lắp ráp: B1: Chuẩn bị hộp gỗ kích thước 20x7x12 cm B2: Lắp linh kiện vào vị trí phù hợp hộp B3: nối mạch nguồn cho linh kiện B4: Cố định thành phần hoàn thành - Cần thời gian từ 10- 15p để lắp đặt sản phẩm a Hình ảnh mẫu thử nghiệm : CUỘC THI SÁNG TẠO KHKT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2021-2022 Đề tài : GIẢI PHÁP AN NINH CHO TOÀN DÂN b Rủi ro cần lưu ý : - Vì thiết bị qt báo động thân nhiệt nên đơi có báo động giả - Sản phẩm dùng lượng pin, nên thay pin định kì hàng tháng CUỘC THI SÁNG TẠO KHKT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2021-2022 Đề tài : GIẢI PHÁP AN NINH CHO TOÀN DÂN 10 IV ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Đánh giá chế độ Qua lắp đặt thử nghiệm nhà chúng em nhận thấy hệ thống hoạt động tốt, kết sau : TT Lần thực nghiệm Còi Báo Động Camera gửi hình ảnh Lần Hoạt động Hoạt động Hoạt động Lần Hoạt động Hoạt động Hoạt động Lần Hoạt động Hoạt động Hoạt động Lần Hoạt động Hoạt động Hoạt động Một số hình ảnh thử nghiệm Gọi vơ tuyến Ghi CUỘC THI SÁNG TẠO KHKT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2021-2022 Đề tài : GIẢI PHÁP AN NINH CHO TOÀN DÂN 11 4.Kết luận Qua kết thực nghiệm chúng em có số kết luận sau: - Sản phẩm hoạt động yêu cầu kỹ thuật đặt - Đảm bảo ổn định - Nhờ nhà trường tạo điều kiện cho chúng em tham gia thi này, thân chúng em cảm thấy yêu khoa học hơn, biết vận dụng kiến thức trường lớp để giải vấn đề sống, từ chúng em them yêu môn học lớp V TÀI LIỆU THAM KHẢO Để hoàn thiện sản phẩm chúng em tham khảo tài liệu sau: Tham khảo code lập trình tại: https://stackoverflow.com/ Tìm hiều arduino tại: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/HomePage Tham khảo cảm biến : https://tktech.vn/cam-bien/ CUỘC THI SÁNG TẠO KHKT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2021-2022 Đề tài : GIẢI PHÁP AN NINH CHO TOÀN DÂN 12 ... SÁNG TẠO KHKT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2021-2022 Đề tài : GIẢI PHÁP AN NINH CHO TOÀN DÂN BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU DỰ ÁN: GIẢI PHÁP AN NINH CHO TOÀN DÂN I.LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.Vấn đề nghiên cứu - Đời... THI SÁNG TẠO KHKT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2021-2022 Đề tài : GIẢI PHÁP AN NINH CHO TOÀN DÂN III THIẾT KẾ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Quy trình nghiên cứu *Nguyên lí hoạt động :  Đối với hệ thống Báo Cháy:... CUỘC THI SÁNG TẠO KHKT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2021-2022 Đề tài : GIẢI PHÁP AN NINH CHO TỒN DÂN Phát triển ngun mẫu/mơ hình a Sơ đồ khối hệ thống b Phân tích sơ đồ hệ thống - Hệ thống gồm Module sau: