ĐỀ tài hệ THỐNG GIÁM sát môi TRƯỜNG KHU CÔNG NGHIỆP

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỆN THÔNG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG GIÁM SÁT MÔI TRƯỜNG KHU CÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn: Lê Hồng Nam Huỳnh Thanh Tùng Sinh Viên thực hiện: Bùi Minh Trí Phan Ngọc Triều Lớp : 17DT1 Đà Nẵng, 07/2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: MSSV: Lớp: Phan Ngọc Triều 106170065 17DT1 Bùi Minh Trí 106170064 17DT1 Khoa: Điện tử - Viễn thông Ngành: Kỹ thuật điện tử Tên đề tài đồ án: Hệ thống giám môi trường khu cơng nghiệp Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Diện tích: 50 m2 Khoảng cách từ trung tâm đến phân nguồn nước: 50m Máy bơm xoay chiều có thơng số điện 220V/400W Hoạt động dựa cảm biến điện năng, cảm biến chất lượng nước nhằm hiển thị kết giám sát điều khiển thông qua internet application với chế độ hoạt động tự động Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Thiết kế thực thi hệ thống giám sát môi trường khu công nghiệp với nội dung sau : Chương : Tổng quan hệ thống IoT Chương : Hệ thống giám sát môi trường khu công nghiệp Chương : Thiết kế phần cứng Chương : Thiết kế phần mềm Chương : Kết đánh giá Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): - Sinh viên thực hiện: Bùi Minh Trí, Phan Ngọc Triều Kỹ sư hướng dẫn: Họ tên Phần/Nội dung: Thầy Lê Hồng Nam Tìm hiểu tổng quan Thầy Huỳnh Thanh Tùng Tìm hiểu sở lý thuyết Thực mơ hình thuật tốn Kiểm tra toàn đồ án Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 18/3/2022 Ngày hoàn thành đồ án: … Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022 Trưởng Bộ môn……………………… Người hướng dẫn ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU KIỂM SOÁT TIẾN ĐỘ LÀM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Số thẻ SV: Bùi Minh Trí 106170064 Phan Ngọc Triều 106170065 Tên đề tài ĐATN: Hệ thống giám sát môi trường khu công nghiệp Họ tên người HD: Lê Hồng Nam, Huỳnh Thanh Tùng-Khoa Điện Tử - Viễn Thông Tuần Ngày Khối lượng thực (%) GVHD tiếp tục thực (%) Tìm hiểu đề tài lên ý tưởng cho đề tài (5%) 18/03/2022 Tìm hiểu đề tài lên ý tưởng Tìm hiểu thiết bị cho đề tài (5%) cần dùng cho đồ án (10%) 25/3/2022 Thực code demo nhận tín Tìm hiểu thiết bị cần hiệu từ cảm biến gửi 01/4/2022 dùng cho đồ án (10%) lên server ThingSpeak (15%) Duyệt lần 1: Đánh giá khối lượng hoàn thành 08/04/2022 Được tiếp tục làm ĐATN Không tiếp tục thực ĐATN %: ký tên Thực hành đọc cảm biến điện Code demo nhận tín hiệu từ PZEM-004T gửi lên 15/04/2022 cảm biến vả gửi lên server server & thực truyền liệu MCU với ThingSpeak ( 15%) (20%) Đã thực thành công đọc cảm biến điện PZEM-004T Thực truyền lora 22/04/2022 gửi lên server & thực Node MCU với hiển truyền liệu MCU với thị LCD (25%) (20%) Thực hiển gửi tín hiệu lên Thực truyền lora Blynk App nhận lại tín 29/04/2021 Node MCU với hiển thị hiệu điều khiển từ Blynk LCD (25%) (30%) Duyệt lần 2: Đánh giá khối lượng hoàn thành %: 6/5/2022 Được tiếp tục làm ĐATN Không tiếp tục thực ĐATN Đã thực hiển gửi tín hiệu lên Tính tốn khối công suất 13/5/2022 Blynk App nhận lại tín hiệu khối nguồn (50%) điều khiển từ Blynk (30%) 10 Tính tốn khối cơng suất khối Lắp ráp hệ thống lại với 18/5/2022 nguồn (50%) (60%) 11 27/5/2022 Lắp ráp hệ thống lại với Vẽ mạch in cho node (60%) hệ thống (65%) Duyệt lần 3: Đánh giá khối lượng hoàn thành 12 %: 2/6/2022 Được tiếp tục làm ĐATN Không tiếp tục thực ĐATN 13 Vẽ Mạch in cho node Vẽ lưu đồ thiết kế phần mềm cho hệ thống giám sát 11/6/2022 hệ thống (65%) (75%) 14 12/6/2022 15 18/6/2022 Vẽ lưu đồ thiết kế phần mềm Viết hoàn thành báo cáo cho hệ thống giám sát (75%) (90%) Hoàn thành báo cáo (90%) ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Kiểm tra hệ thống, báo cáo xây dựng mơ hình (100%) CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Thông tin NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phan Ngọc chung: Triều 17DT1 Sinh Bùi Minh viên: Lớp: Trí 17DT1 106170065 106170064 MSSV: Tên đề tài: Hệ thống giám sát môi trường khu công nghiệp Người hướng dẫn: Lê Hồng Nam - Học hàm/ học vị: Kỹ Sư Huỳnh Thanh Tùng – Học hàm/ học vị: Thạc Sỹ Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: a Về tính cấp thiết, tính mới, khả ứng dụng đề tài: (điểm tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… b Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: (điểm tối đa 4đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… c Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa 2đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… d Đề tài có giá trị khoa học/ có báo/ giải vấn đề đặt doanh nghiệp nhà trường: (điểm tối đa 1đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… e Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: (điểm tối đa 1đ) ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Đánh giá: Điểm đánh giá: /10 (lấy đến số lẻ thập phân) Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022 Người hướng dẫn ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Họ tên: Lớp: MSSV: Bùi Minh Trí Phan Ngọc Triều 17DT1 17DT1 106170064 106170065 Tên đề tài: Hệ thống giám sát môi trường khu công nghiệp Người phản biện: …………………………… - Học hàm/ học vị: ………… II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: TT Các tiêu chí đánh giá Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải đủ nhiệm vụ đồ án giao - Tính (nội dung ĐATN có phần so với ĐATN trước đây) 1a - Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; ứng dụng thực tiễn - Kỹ giải vấn đề; hiểu, vận dụng kiến thức bản, sở, chuyên ngành vấn đề nghiên cứu 1b - Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, vẽ, chương trình, mơ hình,…) - Có kỹ vận dụng thành thạo phần mềm ứng dụng vấn đề nghiên cứu; 1c - Có kỹ đọc, hiểu tài liệu tiếng nước ứng dụng vấn đề nghiên cứu; - Có kỹ làm việc nhóm; Kỹ viết: 2a - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích 2b - Thuyết minh đồ án khơng có lỗi tả, in ấn, định dạng Tổng điểm đánh giá theo thang 100: Quy thang 10 (lấy đến số lẻ) Điểm Điểm tối đa đánh giá 80 20 - Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… - Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời buổi bảo vệ: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………… - Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022 Người phản biện TÓM TẮT Tên đề tài: HỆ THỐNG GIÁM SÁT MÔI TRƯỜNG KHU CÔNG NGHIỆP SV thực hiện: MSSV: Lớp: Bùi Minh Trí 106170064 17DT1 Phan Ngọc Triều 106170065 17DT1 Ngày giới với bùng nổ ngành công nghệ thông tin , điện tử, … Đã làm cho đời sống người ngày hồn thiện IoT cơng nghệ đóng vai trị quan trọng bắt đầu tác động đến nhiều lĩnh vực ngành công nghiệp, từ sản xuất, y tế, truyền thông, lượng công nghiệp ngành nông nghiệp IoT bao gồm sở hạ tầng truyền thông sử dụng để kết nối đối tượng thông minh từ cảm biến, phương tiện, thiết bị di động đến việc thu thập liệu từ xa dựa phân tích thơng minh, giao tiếp người dùng cách mạng hóa ngành nơng nghiệp Do việc giám sát hoạt động thơng minh thiết bị điều khiển tự động khơng cịn mơ ước người mà trở thành thực hóa Với kiến thức học với mong muốn thiết kế hệ thống giám sát công nghiệp thông minh sử dụng công nghệ IOT để giảm bớt sức người đảm bảo chất lượng môi trường khu công nghiệp nên em định chọn đề tài để thực Đề tài thiết kế hệ thống giám sát môi trường khu công nghiệp: Chương 1: Tổng quan hệ thống IoT Chương 2: Hệ thống giám sát môi trường khu công nghiệp Chương 3: Thiết kế phần cứng Chương 4: Thiết kế phần mềm Chương 5: Kết đánh giá LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, việc ứng dụng công nghệ IOT để giám sát điều khiển tự động thiết bị ngày thịnh hành xuất ứng dụng rộng rãi cho nhiều nhiều lĩnh vực, nhiều nơi quốc gia giới Bằng cách triển khai công nghệ cảm biến IoT thực tiễn công nghiệp tạo nên môi trường sử dụng nguồn nước an toàn cho người dân khu hộ IoT giúp cải thiện tính chất thủ cơng, giảm sát thủ công để đảm bảo nguồn nước – nhằm cao chất lượng khiến cho việc giám sát nguồn nước hiệu hơn, em định lựa chọn thực hiên nghiên cứu đề tài: “THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT MÔI TRƯỜNG KHU CÔNG NGHIỆP” Ngoài việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp với cơng việc cịn có ý nghĩa sâu sắc sinh viên thực Một lần sinh viên thực hành kiến thức học từ ghế nhà trường giúp hình thành sản phẩm công nghiệp, sử dụng, cầm tay lắp cảm biến mà từ trước chỉ nằm trang giấy Trong trình tiến hành khơng thể khơng gặp khó khăn kích thích sinh viên tư để tìm phương án tối ưu trao đổi thảo luận thầy cô, bạn bè Tuy nhiên hạn chế kinh nghiệm thực tế nên giải đề tài tránh khỏi thiếu sót Do mong đóng góp ý kiến q thầy bạn sinh viên Xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng , ngày 23 tháng 06 năm 2022 Tác giả Phan Ngọc Triều & Bùi Minh Trí LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng em hướng dẫn thầy Lê Hồng Nam Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Những số liệu biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngồi ra, đồ án tốt nghiệp cịn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác dều có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Đại Học Đà Nẵng không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền em gây q trình thực ( có ) Đà Nẵng , ngày 23 tháng 06 năm 2022 Họ tên sinh viên Phan Ngọc Triều & Bùi Minh Trí // Serial.println(st); // digitalWrite(led,st); } if (W200) { digitalWrite(led,LOW); } delay(50); } int getMedianNum(int bArray[], int iFilterLen) { int bTab[iFilterLen]; for (byte i = 0; i bTab[i + 1]) { bTemp = bTab[i]; bTab[i] = bTab[i + 1]; bTab[i + 1] = bTemp; } } } if ((iFilterLen & 1) > 0) bTemp = bTab[(iFilterLen - 1) / 2]; else bTemp = (bTab[iFilterLen / 2] + bTab[iFilterLen / - 1]) / 2; return bTemp; } Code cho Arduino node giám sát mơi trường khơng khí khu cơng nghiệp: #include #include #include #include #define PIN_MQ135 A2 MQ135 mq135_sensor = MQ135(PIN_MQ135); #define COV_RATIO 0.2 #define NO_DUST_VOLTAGE 400 #define SYS_VOLTAGE 5000 #define iled #define vout float density, voltage; int adcvalue, level; #define TX #define RX 10 #define M0 12 #define M1 11 SoftwareSerial loraSerial(TX, RX); int led = 13; String rdata; unsigned long time1; void setup() { // put your setup code here, to run once: Serial.begin(9600); loraSerial.begin(9600); pinMode(M0, OUTPUT); pinMode(M1, OUTPUT); digitalWrite(M0, LOW); digitalWrite(M1, LOW); pinMode(iled, OUTPUT); digitalWrite(iled, LOW); pinMode(led, OUTPUT); time1= millis(); } void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: static unsigned long analogSampleTimepoint = millis(); digitalWrite(iled, HIGH); delayMicroseconds(280); adcvalue = analogRead(vout); digitalWrite(iled, LOW); adcvalue = Filter(adcvalue); /* chuyen muc dien ap (mv) */ voltage = (SYS_VOLTAGE / 1024.0) * adcvalue * 11; /* chuyen tu dien ap sang bui */ if(voltage >= NO_DUST_VOLTAGE) { voltage -= NO_DUST_VOLTAGE; density = voltage * COV_RATIO; } else density = 0; float C = mq135_sensor.getPPM(); float B = density; rdata=rdata+C+":"+B+":"; if((unsigned long)(millis()- time1)>1000) { loraSerial.print(rdata); Serial.println(rdata); time1 = millis(); } rdata=""; // if(Serial.available()>0) // { // String str = Serial.readString(); // int st = str.toInt(); // Serial.println(st); // digitalWrite(led,st); // } delay(50); } int Filter(int m) { static int flag_first = 0, _buff[10], sum; const int _buff_max = 10; int i; if(flag_first == 0) { flag_first = 1; for(i = 0, sum = 0; i < _buff_max; i++) { _buff[i] = m; sum += _buff[i]; } return m; } else { sum -= _buff[0]; for(i = 0; i < (_buff_max - 1); i++) { _buff[i] = _buff[i + 1]; } _buff[9] = m; sum += _buff[9]; i = sum / 10.0; return i; } } Code cho Arduino Node trung tâm: #include #include #include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4); #define TX #define RX 10 #define M0 12 #define M1 11 int led= 2; int f=0; unsigned long time1; String str,V,I,P,E,C,W,B; float v,i,p,e,c,w,b; SoftwareSerial loraSerial(TX, RX); void setup() { // put your setup code here, to run once: Serial.begin(9600); loraSerial.begin(9600); pinMode(M0, OUTPUT); pinMode(M1, OUTPUT); digitalWrite(M0, LOW); digitalWrite(M1, LOW); pinMode(led, OUTPUT); lcd.init(); lcd.backlight(); lcd.setCursor(2,0); lcd.print("DO AN TOT NGHIEP"); delay (500); lcd.clear(); time1 =millis(); } void loop() { if(Serial.available()>0) { String str2 = Serial.readString(); int st =str2.toInt(); loraSerial.print(st); } if(loraSerial.available()>0) { String str = loraSerial.readString(); Serial.println(str); V= splitString(str,":",2); I= splitString(str, ":",3); P= splitString(str, ":",4); E= splitString(str, ":",5); W= splitString(str, ":",6); C= splitString(str, ":",0); B= splitString(str, ":",1); if (V == " NAN") {V = "000.00";} V = V+"V"; if (P == " NAN") { P = "0.00";} P = P+"W"; B = B +"ug/m3"; C =C +"ppm"; w=W.toFloat(); W = W+"ppm"; lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("V: "); lcd.setCursor(3, 0); lcd.print(V); lcd.setCursor(12, 0); lcd.print("P: "); lcd.setCursor(15, 0); lcd.print(P); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Density: "); lcd.setCursor(9,1); lcd.print(B); lcd.setCursor(0,2); lcd.print("CO2: "); lcd.setCursor(5,2); lcd.print(C); lcd.print(" "); lcd.setCursor(0,3); lcd.print("WATER: "); lcd.setCursor(7,3); lcd.print(W); } if(w>=200) { digitalWrite(led,HIGH); } else if (w