Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến không dây

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .1 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC LIỆT KÊ HÌNH VẼ LIỆT KÊ BẢNG .7 TÓM TẮT .8 CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN 1.1 Tổng Quan Về Lĩnh Vực Nghiên Cứu 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Nhiệm vụ giới hạn đề tài 1.3.1 Nhiệm vụ 1.3.2 Giới hạn .10 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu .10 1.5 Tóm tắt đề tài 10 CHƢƠNG II : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11 2.1 Khảo sát vi điều khiển PIC16F887 11 2.1.1 Tổng quan PIC .11 2.1.2 Các dòng PIC cách lựa chọn vi điều khiển PIC : 11 2.1.3 Lý chọn vi điều khiển PIC : 13 2.1.4 Ngơn ngữ lập trình cho PIC : 13 2.1.5 PIC 16F887 : .15 2.2 Tổng quan mạng cảm biến không dây – Wireless Sensor Network 16 (WSN) .16 2.2.1 Khái niệm mạng cảm biến không dây - WSN 16 2.2.2 Tổ chức hoạt động mạng cảm biến không dây 17 2.2.3 Module WSN Xbee ZB ZigBee 23 2.3 Cảm biến 34 2.3.1 Cảm biến nhiệt độ LM35 .34 2.3.2 Cảm biến khói MQ-2 35 CHƢƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG 38 Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến 3.1 Thiết kế phần cứng hệ thống 38 3.1.1 3.2 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống báo cháy 38 Sơ đồ nguyên lý mạch 39 3.2.1 Khối vi điều khiển 40 3.2.2 Khối cảm biến 41 3.2.3 Khối hiển thị 42 3.2.4 Khối cảnh báo 43 3.3 Thiết kế mạch in 43 3.4 Lƣu đồ chƣơng trình 45 3.5 Mạch thi công 46 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN 49 4.1 Kết luận .49 4.2 Kết thực 49 4.3 Hƣớng phát triển đề tài .49 Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình 2.1 Kích thước vi điều khiển PIC 11 Hình 2.2 Hình dạng thực tế số vi điều khiển PIC 12 Hình 2.3 Giao diện chương trình mikroC PRO for PIC 14 Hình 2.4 Hình dạng thức tế PIC16F887 40 chân 15 Hình 2.5 Sơ đồ chân PIC 16F887 15 Hình 2.6: Cấu trúc mạng cảm biến khơng dây 18 Hình 2.7 Mơ hình mạng cảm biến khơng dây ZigBee 19 Hình 2.8 Quá trình trao đổi thơng tin trạng thái đườngliên kết 21 Hình 2.9 Quá trình gửi gói tin đến đích mạng ZigBee 21 Hình 2.10 Bảng định tuyến nút mạng WSN 22 Hình 2.11 Nút mạng R3 tìm đường đến nút mạng R6 theo thuật toán AODV 22 Hình 2.12 Nút mạng R6 phản hồi tin tìm đường cho nút mạng R3 22 Hình 2.13 Module XBee ZB ZigBee hãng Digi International® 24 Hình 2.14 Sơ đồ chân module XBee ZB ZigBee 26 Hình 2.15 Quá trình trao đổi thông tin module XBee 26 Hình 2.16 Trạng thái chân SLEEP_RQ ON/SLEEP theo thời gian 27 Hình 2.17 Cấu trúc liệu khung tin API 27 Hình 2.18 Cấu trúc liệu khung tin API 28 Hình 2.19 Cấu trúc liệu khung API ZigBee Transmit Request 30 Hình 2.21 Cấu trúc liệu khung API ZigBee Transmit Status 32 Hình 2.22 Cấu trúc liệu khung API ZigBee Receive Packet 33 Hình 2.23 Cấu trúc liệu khung API Remote AT Command Request 34 Hình 2.24: Hình dạng thực tế LM35 35 Hình 2.25: cảm biến khói MQ-2 36 Hình 2.26: chân cảm biến MQ-2 36 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống báo cháy 38 Hình 3.2 vi điều khiển 16F887 40 Hình 3.3 khối reset nạp chương trình 41 Hình 3.4 cảm biến nhiệt độ LM35 41 Hình 3.5 cảm biến khí gas MQ2 42 Hình 3.6 module hiển thị 42 Hình 3.7 nguyên lý module cảnh báo 43 Hình 3.8 Mặt mạch in 43 Hình 3.9 Mặt mạch in 44 Hình 3.10 Lưu đồ chương trình 45 Hình 3.11 Ttrạng thái bình thường 47 Hình 3.12 Trạng thái phát có khói 47 Hình 3.13 Trạng thái nhiệt 48 Hình 3.14 Trạng thái vừa nhiệt vừa có khói 48 Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến LIỆT KÊ BẢNG Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật module Xbee ZBZigBee 25 Bảng 2.2 Các loại khung tin API 29 Bảng 2.3: Thông số cảm biến nhiệt độ LM35 35 Bảng 2.4 Thông số cảm biến MQ-2 37 Bảng 3.1 Mức logic cảm biến hiển thị 46 Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng cơng nghệ mạng cảm biến TĨM TẮT Nội dung đồ án nghiên cứu xây dựng hệ thống cảnh báo cháy sử dụng công nghệ mạng cảm biến không dây (wireless sensor network), với khả phát sớm nguy cháy giám sát hệ thống theo thời gian thực từ xa thông qua phần mềm quản lý mạng Internet/GPRS/3G Sử dụng công nghệ mạng cảm biến không dây, hệ thốngđƣợc thiết kế để sử dụng khu vực khó tiếp cận, địi hỏi lƣợng tiêu thụ thấp không yêu cầu cấp nguồn điện lƣới nhƣ: rừng, núi…; không làm thay đổi thiết kế nhƣ mỹ quan cơng trình nhƣ: khu chung cƣ, văn phịng, kho lƣu trữ hàng hóa, siêu thị… Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN Tổng Quan Về Lĩnh Vực Nghiên Cứu Việt Nam đất nƣớc nằm vùng khí hậu nhiệt đới nên khơng thể tránh khỏi có nhiều vụ cháy, nổ xảy hàng năm gây thƣơng tích cho ngƣời nhƣ thiệt hại lớn tài sản.Vì hỏa hoạn ln nguy tiềm ẩn nhiều rủi ro sản xuất sinh hoặt hàng ngày Mặc dù có nhiều biện pháp hệ thống đƣợc đƣa để phát cảnh báo cháy nhƣng nhiều thảm họa cháy xảy Trong phịng chống cháy nay, chƣa có hệ thống cảnh báo cháy tự động đƣợc triễn khai Do đó, để xảy cháy thiệt hại vô lớn, để khắc phục hậu nhiều thời gian tiền Theo kết luận quan chức năng, phần lớn vụ cháy gây hậu nghiêm trọng hệ thống báo cháy không hoạt động không phát tín hiệu cảnh báo kịp thời Thêm vào đó, hệ thống báo cháy không đƣợc kết nối tới trung tâm PCCC nên phải thời gian lâu lực lƣợng chức tiếp cận đƣợc khu vực hỏa hoạn 1.1 Việt Nam nằm khu vực có khí hậu gió mùa nên vào mùa khơ, nhiều khu vực rừng có nguy cháy cao Do địa hình hiểm trở, lực lƣợng kiểm lâm lâm trƣờng mỏng, trang bị phòng cháy chữa cháy cịn thiếu thốn, nên để xảy cháy hậu nghiêm trọng Vụ cháy 1000ha vùng lõi rừng U Minh Thƣợng U Minh Hạ năm 2002 làm cho thảm thực vật gần nhƣ bị phá hủy hồn tồn, phải hàng chục năm sau phục hồi đƣợc nguyên trạng Từ thực trạng ngƣời nghiên cứu nhận thấy rằng, với mong muốn xây dựng nên hệ thống có khả giám sát liên tục cảnh báo sớm nguy cháy, giúp hạn chế tối đa hậu hỏa hoạn gây Vì đề tài “thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng cơng nghệ mạng cảm biến”nhằm tìm giải pháp giúp phòng chống cháy, nổ hạn chế tối đa thiệt hại mà gây nhƣ 1.2 Mục đích đề tài Mục đích đề tài đề xuất giải pháp nâng cao hiệu an tồn, xác hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến không dây Vận dụng kiến thức học để nghiên cứu thiết kế chế tạo mơ hình hệ thống tự động, từ đƣa vào ứng dụng thực tiễn Giúp cho việc phịng chống cháy nổ nƣớc ta có phƣơng án đạt đƣợc hiệu 1.3 Nhiệm vụ giới hạn đề tài 1.3.1 Nhiệm vụ - Tìm hiểu kiến trúc chức vi điều khiển PIC16F887 Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến - Nghiên cứu mơ hình mạng cảm biến khơng dây ZigBee chuẩn EEE802.15.4 - Khảo sát cảm biến cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm, cảm biến khí ga - Thiết kế kiểm tra chất lƣợng, độ tin cậy hệ thống 1.3.2 Giới hạn Vì tính chất hệ thống phức tạp cần có nhiều thời gian để nghiên cứu nên ngƣời thực đề tài dừng lại việc thiết kế chức quan trọng hệ thống 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu - Đọc tài liệu có liên quan - Tìm hƣớng tiếp cận khác thuộc lĩnh vực nghiên cứu - Suy luận thực nghiệm mơ hình thực tế - Đánh giá kết thực nghiệm tìm hƣớng giải để đến thống hoàn thiện đề tài nghiên cứu 1.5 Tóm tắt đề tài Nhƣ vậy, với yêu cầu nhiệm vụ mục tiêu đề ra, luận văn đƣợc xây dựng bao gồm chƣơng sau: - Chƣơng 1: Tổng quan - Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết - Chƣơng 3: Thiết kế hệ thống - Chƣơng 4: Kết luận hƣớng phát triển đề tài Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến CHƢƠNG II : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Khảo sát vi điều khiển PIC16F887 2.1.1 Tổng quan PIC PIC họ vi điều khiển có kiến trúc Harvard (bộ nhớ đƣợc tách làm loại nhớ độc lập : nhớ lƣu chƣơng trình nhớ lƣu liệu nên thay đổi số bit lƣu trữ nhớ mà không ảnh hƣởng đến nhau) PIC đƣợc chế tạo Microchip Technology, bắt nguồn chữ viết tắt “Programmable Intelligent Computer” (Máy tính khả trình thơng minh) sản phẩm hãng General Instrument đặt cho dòng sản phẩm PIC 1650 đời vào năm 1975 Lúc này, PIC 1650 đƣợc dùng để giao tiếp với thiết bị ngoại vi cho máy chủ 16 bit CP1600, vậy, ngƣời ta gọi PIC với tên “Peripheral Interface Controller” (Bộ điều khiển giao tiếp ngoại vi) PIC sử dụng MicroCode đơn giản đặt ROM, mặc dù, cụm từ RISC (viết tắt Reduced Instructions Set Computer – Máy tính với tập lệnh đơn giản hóa) chƣa đƣợc sử dụng thời bây giờ, nhƣng PIC thực vi điều khiển với kiến trúc RISC, chạy lệnh chu kỳ máy (4 chu kỳ dao động) 2.1.2 Các dòng PIC cách lựa chọn vi điều khiển PIC : Có dịng PIC sau : - Dòng PIC low-end (độ dài mã lệnh 12 bit, ví dụ : PIC12Cxxx) - Dịng PIC mid-range (độ dài mã lệnh 14 bit, ví dụ : PIC16Fxxx) - Dịng PIC high-end (độ dài mã lệnh 16 bit, ví dụ : PIC18Fxxx) Hình 2.1 Kích thước vi điều khiển PIC Dòng PIC low-end PIC mid-end tập lệnh bao gồm khoảng 35 lệnh, dòng PIC highend bao gồm khoảng 70 lệnh (tập lệnh bao gồm lệnh tính tốn ghi, với số vị trí nhớ, nhƣ có lệnh điều kiện, lệnh nhảy/gọi hàm lệnh để quay trở về, có tính phần cứng khác nhƣ ngắt sleep) Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến Các ký hiệu vi điều khiển PIC : C : PIC có nhớ EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory – Một chip nhớ đọc có khả lập trình lập trình lại đƣợc) có 16C84 EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory – Bộ nhớ không liệu ngừng cung cấp điện) F : PIC có nhớ flash LF : PIC có nhớ flash hoạt động điện áp thấp LV : tƣơng tự nhƣ LF, k ý hiệu cũ Hình 2.2 Hình dạng thực tế số vi điều khiển PIC Bên cạnh đó, số vi điều khiển có ký hiệu xxFxxx EEPROM, có thêm chữ A cuối flash (ví dụ PIC16F877 EEPROM, cịn PIC16F877A flash) Ngồi cịn có thêm dịng vi điều khiển PIC dsPIC Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến 2.1.3 Lý chọn vi điều khiển PIC : Hiện thị trƣờng có nhiều họ vi điều khiển nhƣ : PIC, 8051, Motorola, 68HC, AVR, ARM,… Mỗi họ vi điều khiển có ƣu nhƣợc điểm riêng, sinh viên thực chọn họ vi điều khiển PIC số nguyên nhân sau : - PIC tìm mua dễ dàng thị trƣờng Việt Nam với giá thành khơng q đắt có đầy đủ tính vi điều khiển hoạt động độc lập - PIC đƣợc tích hợp sẵn ngoại vi thơng dụng mà dịng vi điều khiển cũ khơng có nhƣ ADC, PWM, COMPARATER,… khơng ngừng đƣợc phát triển - PIC có kiến trúc lệnh RISC, cịn 8051 có kiến trúc CISC (Complex Instruction Set Computer – Máy tính có tập lệnh phức tạp) Tập lệnh RISC tập trung vào lệnh yếu phần cứng đƣợc thiết kế cho phần tử RISC hiểu đƣợc lệnh máy chƣơng trình cung cấp, không cần phải giải mã thành chuỗi vi lệnh nhƣ CISC (8051 sử dụng) Nhƣ thời gian thực lệnh RISC rút ngắn nhiều so với CISC - Trong trình biên dịch cho AVR khơng đƣợc download miễn phí, PIC hầu nhƣ miễn phí sử dụng đảm bảo khơng bị trục trặc so với crack Bên cạnh với bề dày phát triển lâu đời, PIC tạo nhiều diễn đàn sôi vi điều khiển PIC công ty Microchip tạo diễn đàn www.microchip.comcho sản phẩm nhằm hỗ trợ kỹ thuật giải đáp thắc mắc, có vốn tiếng Anh khá, lập trình viên tham gia vad học hỏi nhiều đó, ngồi cịn có thƣ viện đồ sộ project PIC đƣợc cập nhật nhiều www.piclist.com Có thể nói, lập trình viên an tâm lựa chọn dịng vi điều khiển PIC dễ dàng tìm kiếm thơng tin lập trình dịng PIC nhƣ hỗ trợ nhiều từ nhà sản xuất 2.1.4 Ngơn ngữ lập trình cho PIC : Ngơn ngữ lập trình cho PIC đa dạng Ngơn ngữ lập trình cấp thấp có MPLAB (đƣợc cung cấp miễn phí nhà sản xuất Microchip), ngơn ngữ lập trình cấp cao bao gồm C, Basic, Pascal,… Ngồi cịn có số ngơn ngữ lập trình đƣợc phát triển dành riêng cho PIC nhƣ HT-PIC, PICBasic, MikroBasic, mikroC PRO for PIC,… Sinh viên thực chọn ngơn ngữ lập trình cho PIC đề tài mikroC PRO for PIC nguyên nhân sau : Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến - MQ2 hoạt động tốt mơi trƣờng khí hóa lỏng LPG, H2, chất khí gây cháy khác Nó đƣợc sử dụng rộng rãi công nghiệp dân dụng mạch đơn giản chi phí thấp Hình 2.25: cảm biến khói MQ-2 Hình 2.26: chân cảm biến MQ-2 Các thông số đặc trƣng cảm biến MQ-2 đƣợc trình bày tóm tắt bảng sau: Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 36 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến Bảng 2.4 Thông số cảm biến MQ-2 Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 37 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến CHƢƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG 3.1 Thiết kế phần cứng hệ thống 3.1.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống báo cháy Với yêu cầu đặt từ đề tài ngƣời thực xin đƣa khối cần thiết để hệ thống hoạt động đƣợc nhƣ sau: - Khối Điều khiển trung tâm - Khối cảm biến - Khối báo cháy - Khối nguồn Sơ đồ khối chi tiết hệ thống xem hình dƣới Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống báo cháy Theo yêu cầu đồ án sơ đồ khối mạch đƣợc thiết kế nhƣ sau : - Khối cảm biến :Khối có chức cảm biến nhiệt độ khói mơi trƣờng đƣợc kết nối trực tiếp với vi điều khiển PIC sở liệu cho vi điều khiển điều khiển thiết bị - Khối điều khiển :Khối vi xử lý khối trung tâm việc xử lý điều khiển phần cứng Khối vi điều khiển PIC16F887 đảm nhận Vi điều khiển có nhiệm vụ giao tiếp với khối hiển thị LCD, khối cảm biến khối thiết bị Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 38 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến - Khối hiển thị :Hiển thị nhiệt độ phòng, mức nhiệt độ cảnh báo nhiệt thay đổi đƣợc, mức điện áp xuất từ cảm biến khói, mức điện áp cảnh báo có khói điều chỉnh đƣợc - Khối cảnh báo :Chứa thiết bị cần điều khiển (Chuông báo hỏa hoạn, LED, Buzzer) - Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho khối xử lý trung tâm PIC 16F887, khối hiển thị, khối cảm biến 3.2 Sơ đồ nguyên lý mạch Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 39 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến 3.2.1 Khối vi điều khiển Khối vi điều khiển trung tâm hệ thống, thực tất chức vận hành hệ thống Vi điều khiển sử dụng thạch anh MHz cho chức vi điều khiển Chân reset (1) để khởi động lại hệ thống cần Nhiệm vụ vi điều khiển 16F887 nhận tín hiệu từ cảm biến nhiệt LM35 cảm biến khí gas MQ2 để xử lý hiển thị lên hình LCD Hình 3.2 vi điều khiển 16F887 Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 40 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến Hình 3.3 khối reset nạp chương trình 3.2.2 Khối cảm biến 3.2.2.1 Cảm biến nhiệt độ Hình 3.4 cảm biến nhiệt độ LM35 Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 41 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến 3.2.2.2 Cảm biến khí gas Hình 3.5 cảm biến khí gas MQ2 3.2.3 Khối hiển thị Hệ thống sử dụng hình TFT 4.3” MD043SD giao tiếp với hình qua chân điều khiển 16 bit tín hiệu port E Cảm ứng giao chuẩn SPI với vi điều khiển Phần giao tiếp thẻ nhớ hình nhận thấy khơng cần thiết nên không kết nối ngõ thẻ nhớ với vi điều khiển Hình 3.6 module hiển thị Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 42 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến 3.2.4 Khối cảnh báo Sử dụng Buzzervà loa phát âm thanh, để phát cảnh báo theo mức độ Hình 3.7 nguyên lý module cảnh báo 3.3 Thiết kế mạch in Mạch in đƣợc thiết kế vẽ Orcad Hình 3.8 Mặt mạch in Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 43 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến Hình 3.9 Mặt mạch in Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 44 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến 3.4 Lƣu đồ chƣơng trình Hình 3.10.Lưu đồ chương trình Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 45 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến 3.5 Mạch thi công Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu tài liệu có liên quan đến đề tài ngƣời thực tiến hành lập trình giao tiếp thành phần hệ thống đạt đƣợc kết nhƣ sau: Bảng 3.1 Mức logic cảm biến hiển thị Mức logic Cảm biến nhiệt độ Cảm biến khói Trạng thái cảnh báo 00 Nhiệt độ < Nhiệt độ giới hạn Khơng có khí lạ khơng khí Tình trạng bình thƣờng LCD hiển thị nhiệt độ phòng 01 Nhiệt độ < Nhiệt độ giới hạn Có khí lạ khơng khí 10 Nhiệt độ > Nhiệt độ giới hạn Khơng có khí lạ khơng khí Đèn LED màu vàng nhấp nháy báo hiệu khơng khí bị nhiễm Đèn LED màu đỏ nhấp nháy báo hiệu nhiệt độ ngƣỡng nguy hiểm 11 Nhiệt độ > Nhiệt độ giới hạn Có khí lạ khơng hí Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Chuông reo báo hỏa hoạn xảy Page 46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng cơng nghệ mạng cảm biến Hình 3.11 Trạng thái bình thường Ở mức logic 00, tƣơng ứng nhiệt độ < nhiệt độ giới hạn khơng có khí lạ khơng khí => Tình trạng bình thƣờng.LCD hiển thị nhiệt độ phịng Hình 3.12 Trạng thái phát có khói Ở mức logic 01, tƣơng ứng nhiệt độ < nhiệt độ giới hạn có khí lạ khơng khí => Đèn LED màu vàng nhấp nháy báo hiệu khơng khí bị nhiễm Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến Hình 3.13 Trạng thái nhiệt Ở mức logic 10, tƣơng ứng nhiệt độ> nhiệt độ giới hạn khơngcó khí lạ khơng khí =>Đèn LED màu đỏ nhấp nháy báo hiệu nhiệt độ ngƣỡng nguy hiểm Hình 3.14 Trạng thái vừa nhiệt vừa có khói Ở mức logic 11, tƣơng ứng nhiệt độ > nhiệt độ giới hạn khơng có khí lạ khơng khí =>2 Đèn LED nhấp nháy báo hiệu nhiệt độ ngƣỡng nguy hiểm.Chuông reo báo hỏa hoạn xảy Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN 4.1 Kết luận Mạch hoạt động bình thƣờng, phát cảnh báo có khói có khí gas.Nhƣng chƣa kết nối đƣợc với mạng module ZigBee 4.2 Kết thực Ngƣời thực sử dụng kiến thức đƣợc học hƣớng dẫn Giảng viên thực đƣợc yêu cầu sau: + Vẽ mạch nguyên lý, mạch layout mạch báo cháy + Thi công mạch - Kết chƣa làm đƣợc: + Mạch chƣa ổn định + Chƣa kết nối đƣợc với mạng module ZigBee 4.3 Hƣớng phát triển đề tài Từ tảng thiết bị, trƣớc tiên hoàn thiện kết nối với module ZigBee báo cháy cho máy chủ.Sau mở rộng hƣớng phát triển thêm cách sử dụng giao tiếp với module Sim để báo cho chủ nhà có cháy xảy ra, giao tiếp với DS1307để điều kiện bình thƣờng hiển thị đồng hồ thời gian thực LCD Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Chí Kiên, Đo Lƣờng Cảm Biến, ĐH SPKT TPHCM, năm 2014 [2] Nguyễn Đình Phú, Giáo trình Vi Điều Khiển PIC 16F887, năm 2014 [3]Datasheet MQ-2.pdf, MQ2/resources/MQ2.pdf https://www.olimex.com/Products/Components/Sensors/SNS- [4] MikroC PRO for PIC PIC16F887: http://www.mikroe.com/chapters/view/16/chapter-3-pic16f887-microcontroller/ [5] https://zigbeeresearch.wordpress.com/2013/06/20/chuan-truyen-thong-zigbee-ieee802-15-4/ [6] Trang thông tin điện tử :http://www.dientuvietnam.net/forums/ [7] Trang thông tin điện tử : http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 50 ... NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến - Nghiên cứu mơ hình mạng cảm biến không dây ZigBee chuẩn EEE802.15.4 - Khảo sát cảm biến cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ... NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến TÓM TẮT Nội dung đồ án nghiên cứu xây dựng hệ thống cảnh báo cháy sử dụng công nghệ mạng cảm biến không dây (wireless... thống giám sát tự động sử dụng công nghệ mạng cảm biến Bảng 2.4 Thông số cảm biến MQ-2 Võ Thị Hƣơng Giang - 11941009 Page 37 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế hệ thống giám sát tự động sử dụng công nghệ