(Đồ án hcmute) giám sát chất lượng không khí trong hầm giữ xe ứng dụng công nghệ giao tiếp không dây zigbee

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THƠNG GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ TRONG HẦM GIỮ XE ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIAO TIẾP KHÔNG DÂY ZIGBEE GVHD: ThS TRƯƠNG NGỌC ANH SVTH: VŨ THẾ LÂN MSSV: 11141292 SVTH: LÊ VÕ HOÀNG TUẤN MSSV: 11141321 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ TRONG HẦM GIỮ XEỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIAO TIẾP KHÔNG DÂY ZIGBEE SVTH : VŨ THẾ LÂN MSSV : 11141292 SVTH : LÊ VÕ HOÀNG TUẤN MSSV : 11141321 Khóa : 2011 Ngành : CNKT Điện Tử - Truyền Thơng GVHD: ThS TRƯƠNG NGỌC ANH Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm 2015 an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng năm 2015 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: VŨ THẾ LÂN Họ tên sinh viên: LÊ VÕ HOÀNG TUẤN Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ – TRUYỀN THÔNG Giảng viên hƣớng dẫn: ThS TRƢƠNG NGỌC ANH Ngày nhâ ̣n đề tài: 1/4/2015 MSSV: MSSV: 11141292 11141321 Lớp: 11141CLDT2 ĐT: 0902680065 Ngày nộp đề tài: 20/7/2015 Tên đề tài: GIÁM SÁT CHẤT LƢỢNG KHƠNG KHÍ TRONG HẦM GIỮ XE ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIAO TIẾP KHÔNG DÂY ZIGBEE Các số liệu, tài liệu ban đầu: Yêu cầu đặt ra: - Hệ thống hoạt động ổn định - Giám sát xác thơng số u cầu - Thời gian xử lý tƣơng đối nhanh - Thiết kế nhỏ, gọn Nội dung thƣ̣c hiê ̣n đề tài: - Nghiên cứu lý thuyết liên quan đến đề tài - Lựa chọn phƣơng án hợp lý khả thi - Lựa chọn linh kiện phù hợp - Đọc tín hiệu nhận từ cảm biến, xử lý - Thiết kế thi công sản phẩm i an Sản phẩm:  Phần cứng: - Hai nút mạng cảm biến giám sát thông số theo yêu cầu ban đầu - Một điểm host thu nhận liệu qua giao tiếp không dây truyền tải lên internet  Phần mềm: - Giám sát thông số thu thập đƣợc web - Lƣu trữ đƣợc thông số internet TRƢỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN ii an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: LÊ VÕ HOÀNG TUẤN MSSV: 11141321 Họ tên Sinh viên: VŨ THẾ LÂN MSSV: 11141292 Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG Tên đề tài: GIÁM SÁT CHẤT LƢỢNG KHƠNG KHÍ TRONG HẦM GIỮ XE ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIAO TIẾP KHÔNG DÂY ZIGBEE Họ tên Giáo viên hƣớng dẫn: ThS TRƢƠNG NGỌC ANH NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lƣợng thực hiện: Ƣu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 Giáo viên hƣớng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) iii an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: VŨ THẾ LÂN MSSV: 11141292 Họ tên Sinh viên: LÊ VÕ HỒNG TUẤN MSSV: 11141321 Ngành: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG Tên đề tài: GIÁM SÁT CHẤT LƢỢNG KHƠNG KHÍ TRONG HẦM GIỮ XE ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ GIAO TIẾP KHÔNG DÂY ZIGBEE Họ tên Giáo viên phản biện: ThS Nguyễn Văn Hiệp NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lƣợng thực hiện: Ƣu điểm: Khuyết điểm: 10 Đề nghị cho bảo vệ hay không? 11 Đánh giá loại: 12 Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iv an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: VŨ THẾ LÂN MSSV: 11141292 Họ tên Sinh viên: LÊ VÕ HỒNG TUẤN MSSV: 11141321 Ngành: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG Tên đề tài: GIÁM SÁT CHẤT LƢỢNG KHƠNG KHÍ TRONG HẦM GIỮ XE ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIAO TIẾP KHÔNG DÂY ZIGBEE Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT 13 Về nội dung đề tài & khối lƣợng thực hiện: 14 Ƣu điểm: 15 Khuyết điểm: 16 Đề nghị cho bảo vệ hay không? 17 Đánh giá loại: 18 Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) v an LỜI CẢM ƠN Nhómthực báo cáo xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới quý thầy cô khoa Đào Tạo Chất Lƣợng Cao nói riêng, tồn thể q thầy trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kĩ Thuật Tp.HCM nói chung, cung cấp kiến thức tảng, kiến thức chuyên ngành kiến thức khác có liên quan, đồng thời tạo điều kiện cho nhóm để hồn thành tốt đồ án hạn nhƣ hƣớng dẫn, gợi ý ứng dụng vào cơng việc sau Nhóm thực báo cáo xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Giáo viên hƣớng dẫn – Thầy Ths Trƣơng Ngọc Anh – khoa Điện - Điện tử, trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kĩ Thuật TP.HCM tận tình hƣớng dẫn, định hƣớng cho nhóm thực báo cáo, hỗ trợ nhóm nhƣ đƣa lời khuyên bổ ích suốt thời gian học tập trình nghiên cứu, hoàn thành Đồ án tốt nghiệp Bên cạnh đó, nhóm thực báo cáo xin gửi lời cảm ơn đến bạn chung lớp, chung khoa chung trƣờng giúp đỡ, dẫn nhóm suốt thời gian thực đồ án nhƣ năm học qua, nhóm xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, ngƣời thân hỗ trợ, tạo điều để hồn thành đồ án Xin chân thành cảm ơn Nhóm thực đồ án Vũ Thế Lân Lê Võ Hồng Tuấn vi an TĨM TẮT Đề tài “Giám sát chất lƣợng khơng khí hầm giữ xe ứng dụng công nghệ giao tiếp không dây Zigbee” đề tài tƣơng đối mẻ nhƣng mang tính cấp thiết lớn tình hình nƣớc ta tăng cao phƣơng tiện giao thơng dẫn dến lƣợng khí thải tồn đọng hầm giữ xe lớn, ảnh hƣởng trực tiếp tới sức khỏe ngƣời khu vực này, khơng có giám sát chặt chẽ biện pháp xử lí đắn có cố xảy gây hậu lớn Đề tài ứng dụng công nghệ giao tiếp không dây ZigBee để tạo thành mạng cảm biến không dây giúp thu thập thơng số chất lƣợng khơng khí để quản lí, giám sát lƣu trữ thơng số trang web nhƣ Data.sparkfun.com freeboard.io qua ngƣời quản lí quản lí hệ thống từ xa mà không cần đo kiểm chỗ giúp tiếp kiệm thời gian, chi phí Nhóm thực báo cáo xây dựng đƣợc mơ hình, bao gồm hai nút mạng thu thập liệu, điểm điều phối để đƣa liệu lên internet Đồ án đáp ứng đƣợc yêu cầu đề nhiên vấp phải hạn chế định Đề tài phù hợp để ứng dụng hầm giữ xe trung tâm thƣơng mại, khu chung cƣ nơi khơng khí dễ bị nhiễm qua có biện pháp xử lí phù hợp vii an ABSTRACT The project "Monitoring of air quality in the tunnel parking application Zigbee Wireless technology" is a relatively new topic, but with great urgency to the situation of our country today due to the rise of the local transport emissions leading to backlog in the huge basement parking, This will directly affect human health in this area, If there is no close monitoring and proper handling measures when problems occur will cause major consequences The topics technology applications ZigBee wireless communication to make a wireless sensor network to collect the parameters of air quality and management, monitoring and archiving parameters using sites like Data.sparkfun.com and freeboard.io,the manager can manage remote systems without the need for on-site testing, that helps us save the time and money Reported-Team have built models, including two network nodes collect data, a coordinator point to bring the data to the internet.The project has achieved the requirements set out but still faced limitations This project suitable for applications in the basement parking in the commercial center, apartment buildings and places vulnerable to polluted air through measures including appropriate treatment viii an Đồ Án Tốt Nghiệp buffer[i]=0; Serial.println(buffer); return found; } /*************** Connect2dweet ***************************** Chức năng: Hàm kết nối với trang web Dweet.io, trang nhƣ trang trung chuyển, thông tin giử lên cập nhập qua trang freeboard.io ***************************************************************/ byte Connect2dweet() { bool connected_to_dweet = false; int connection_attempts = 0; Serial.println(F("Connecting to dweet ")); while((!connected_to_dweet)&&(connection_attempts < 5)) { String cmd = "AT+CIPSTART=4,\"TCP\",\""; cmd += URL1;//"www.dweet.com"; cmd += "\","; cmd += PORT; ESP8266.println(cmd); connected_to_dweet = wait_for_esp_response(9000);//this needs to change - look for something in // server response that indicates valid connection connection_attempts += 1; if (!connected_to_dweet) { Serial.println(F("Attempt to connect to dweet did not succeed")); Phụ Lục 95 an Đồ Án Tốt Nghiệp } else { Serial.println(F("CONNECTED TO DWEET")); } } return connected_to_dweet; } /******************* Connect2sparkfun ************************** Chức năng: Tƣơng tự nhƣ hàm Connect2dweet, hàm kết nối với trang web data.sparkfun.com, tạo kênh kết nối để giử liệu *******************************************************/ byte Connect2sparkfun() { bool connected_to_sparkfun = false; int connection_attempts = 0; Serial.println(F("Connecting to sparkfun ")); while((!connected_to_sparkfun)&&(connection_attempts < 5)) { String cmd = "AT+CIPSTART=1,\"TCP\",\""; cmd += URL;//"data.sparkfun.com"; cmd += "\","; cmd += PORT; ESP8266.println(cmd); connected_to_sparkfun = wait_for_esp_response(9000);//this needs to change look for something in server response that indicates valid connection connection_attempts += 1; Phụ Lục 96 an Đồ Án Tốt Nghiệp if (!connected_to_sparkfun) { Serial.println(F("Attempt to connect to sparkfun did not succeed")); } else { Serial.println(F("CONNECTED TO SPARKFUN")); } } return connected_to_sparkfun; } /************** StartModule **************** Chức năng: Hàm khởi động, cấu hình, kết nối module ESP với internet ********************************************/ byte StartModule() { bool module_responding = false; bool connected_to_access_point = false; Serial.println("Starting module"); while(!module_responding) { //software reset ESP8266.println("AT+RST");//reset module (works with both ESP-01 and ESP03 module) if (wait_for_esp_response(5000, "ready")) { //watch out for the case of the r in ready - varies with ESP8266 firmware version Serial.println("Module is responding"); Phụ Lục 97 an Đồ Án Tốt Nghiệp module_responding = true; } else{ Serial.println("Module not responding to reset"); delay(1000); } } ESP8266.println("AT+GMR"); wait_for_esp_response(1000); ESP8266.println("AT+CWMODE=1"); wait_for_esp_response(1000); ESP8266.println("AT+CIPMUX=1"); wait_for_esp_response(1000); Serial.println(F("Connecting to WiFi access point ")); String cmd = "AT+CWJAP=\""; cmd += SSID; cmd += "\",\""; cmd += PASS; cmd += "\""; //Serial.println(cmd); ESP8266.println(cmd); connected_to_access_point = wait_for_esp_response(9000); if(!connected_to_access_point) { Serial.println(F("Attempt to connect to access point failed Restarting module.")); Phụ Lục 98 an Đồ Án Tốt Nghiệp return false; } else { Serial.println(F("CONNECTED TO ACCESS POINT")); } Connect2dweet(); Connect2sparkfun(); } void setup() { Xbee.begin(9600); // Open serial communications and wait for port to open: ESP8266.begin(9600); //Serial.setTimeout(5000); Serial.begin(9600);//(4800);//9600); //consider baud limitations for software serial Serial.println("ESP8266 upload data to the web"); while(!StartModule()) { delay(1000); Serial.println(F("***Calling StartModule Again***")); } pinMode(13, OUTPUT); } Phụ Lục 99 an Đồ Án Tốt Nghiệp void loop() { // Đọc Dữ Liệu Từ Xbee digitalWrite(13, LOW); while(Xbee.available() > 0) { while(Xbee.available() > 0) //kiểm tra liệu từ xbee { char aChar = Xbee.read(); if(aChar == '') { ended = true; } else if(started) { inData[index] = aChar; index++; } } // -ghép liệu nhận đƣợc Phụ Lục 100 an Đồ Án Tốt Nghiệp if(started && ended) { //Serial.println(inData); if(inData[0] == '1') //đọc liệu từ router { d=0; for (i=0;i