Đề tài xây dựng hệ thống quản lý rác thải thông minh cho các đối tượng bị nhiễm covid f0 điều trị tại nhà

Phan Tuấn Nhật - TÊN ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ RÁC THẢI THÔNG MINH CHO CÁC ĐỐI TƯƠNG BỊ NHIỄM COVID F0 ĐANG ĐIỀU TRỊ TẠI NHÀ - Năm: 2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ RÁC THẢI THÔNG MINH CHO CÁC ĐỐI TƯỢNG BỊ NHIỄM COVID F0 ĐIỀU TRỊ TẠI NHÀ Giảng viên hướng dẫn : TS TRẦN HỒNG VŨ Nhóm sinh viên: : PHAN TUẤN NHẬT Mã sinh viên: 1811505120137 Lớp: : 18D3 Ngành: : Chuyên ngành kỹ thuật Điện tử Đà Nẵng, tháng 06 năm ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ RÁC THẢI THÔNG MINH CHO CÁC ĐỐI TƯỢNG BỊ NHIỄM COVID F0 ĐIỀU TRỊ TẠI NHÀ Giảng viên hướng dẫn : TS TRẦN HỒNG VŨ Nhóm sinh viên: : PHAN TUẤN NHẬT Mã sinh viên: 1811505120137 Lớp: : 18D3 Ngành: : Chuyên ngành kỹ thuật Điện tử Đà Nẵng, tháng 06 năm i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phan Tuấn Nhật MSSV: 1811505120137 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử Lớp: 18D3 Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Hoàng Vũ ĐT: 0822015025 Ngày nhận đề tài: 14/02/2022 Ngày nộp đề tài: 29/05/2022 Tên đề tài Xây dựng hệ thống quản lý rác thải thông minh cho đối tượng bị nhiễm Covid-19 F0 điều trị nhà Các số liệu, tài liệu ban đầu - Quy định việc phòng chống dịch bệnh Covid-19, xử lý chất thải có nguy lây nhiễm người bệnh F0 cách ly nhà - Các công nghệ, kiến thức kỹ thuật: Hệ thống IoT, vi điều khiển, hệ thống nhúng, phát triển Web Nội dung thực đề tài - Thiết kế, chế tạo thùng rác thơng minh đặt địa điểm có người nhiễm F0 điều trị nhà Có chức như: + Khử khuẩn thùng rác tia UV: Ngăn chặn dịch bệnh lây nhiễm chéo + Kết nối Internet: Truyền liệu, cập nhật đến Web Server + Định vị GPS: Xác định vị trí thùng rác đồ + Công nghệ NFC: Nhận diện cấp phép người bỏ rác lấy rác + Cảnh báo tình hình rác đầy để người quản lý rác thải đến thu gom - Xây dựng Web Application: Lấy thông tin, trạng thái thùng rác để dễ dàng việc quản lý, thu gom xử lý rác Sản phẩm  Thùng rác thông minh  Ứng dụng Web quản lý rác thải i GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TS Trần Hoàng Vũ i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Phan Tuấn Nhật MSV: 1811505120137 Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện tử Tên đề tài: Xây dựng hệ thống quản lý rác thải thông minh cho đối tượng bị nhiễm Covid-19 F0 điều trị nhà NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực Ưu điểm Khuyết điểm Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại Điểm .(Bằng chữ ) Tp Đà Nẵng, ngày… tháng… năm 2022 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) i LỜI NÓI ĐẦU Lời đầu tiên, em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Trần Hoàng Vũ, người đồng hành, dẫn dắt hướng dẫn em trình hình thành phát triển đề tài tốt nghiệp Theo em muốn gửi gắm lịng biết ơn đến q thầy khoa Điện – Điện tử, trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật Đà Nẵng tạo điều kiện thuận lợi, môi trường học tập tốt cho em Giúp em xây dựng vững tảng kiến thức chuyên ngành mà hướng đến Cuối cùng, thật thiếu sót khơng đề cập đến gia đình mình, đặc biệt bố mẹ, người bạn Niềm tin họ dành cho em giúp tinh thần động lực em cao suốt trình học tập làm việc Chân thành cảm ơn! v TÓM TẮT Sự bùng phát đại dịch Covid-19 toàn xã hội quốc tế với số lượng F0 gia tăng chóng mặt, khối lượng rác khổng lồ phát sinh từ bệnh nhân nhiễm F0 Covid-19 dẫn đến việc quản lý thu gom rác thải nhiều chi phí khó khăn, rác bị tràn làm tăng nguy lây nhiễm chéo Đề tài đề cập đến việc hướng đến giải pháp an toàn cho xã hội ứng dụng tảng công nghệ IoT để giải vấn đề quản lý rác thải bệnh nhân Covid F0 sử dụng tia UVC để khử khuẩn rác chỗ để đảm bảo an toàn cho người thu gom rác cộng đồng Cùng với mục đích quan trọng làm giảm chi phí cơng tác lý thu gom rác có nguy lây nhiễm Tóm tắt nội dung: Chương 1: Nêu lên tính cấp thiết đề tài, vấn đề tồn đọng công tác thu gom quản lý rác thải cho bệnh nhân F0 điều trị nhà Cùng với việc giới thiệu tổng quát giải pháp dựa mơ hình hoạt động IoT Chương 2: Đây chương củng cố lý thuyết tảng kỹ thuật công nghệ liên quan Nêu đặc điểm tính chất tia UVC việc khử trùng, làm bất hoạt SARS-CoV-1 cách hiệu Chương 3: Xác định tín thiết yếu cần có thiết bị, từ vận dụng kiến thức sở đề cập chương để thiết kế, chế tạo thùng rác thông minh Thùng rác kết nối Wifi thông qua mô-đun ESP32 truy cập vào Internet gửi liệu (vị trí, cân nặng, mức chứa rác, …) đến hệ thống máy chủ để lưu vào sở liệu Chương 4: Một hệ thống IoT khơng có ý nghĩa thiếu hệ thống phần mềm, ứng dụng Vậy chương trình bày việc xây dựng nên phần mềm ứng dụng dựa tảng web để quản lý thu gom rác thải v CAM ĐOAN Tên sinh viên: Phan Tuấn Nhật, sinh viên lớp 18D3 Em xin cam đoan kết trình bày đồ án thành nghiên cứu em suốt thời gian qua chưa xuất công bố hay chép tác giả khác định hướng hướng dẫn TS Trần Hồng Vũ Các thơng tin trích dẫn đồ án rõ, nguồn gốc rõ ràng phép công bố Các kết đạt xác trung thực Nếu có vi phạm nào, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm chịu kỷ luật khoa nhà trường Sinh viên thực {Chữ ký, họ tên sinh viên} Phan Tuấn Nhật v MỤC LỤC .1 TỔNG QUAN .1 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Hệ thống IoT 1.2.1 Giới thiệu .1 1.2.2 Ứng dụng .2 1.3 Tổng quan hệ thống quản lý rác thải .3 1.4 Mục tiêu đề tài .4 1.5 Tổng kết chương .5 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC CÔNG NGHỆ 2.1 Diệt khuẩn tia cực tím UVC 2.2 Công nghệ RFID 2.2.1 Giới thiệu công nghệ RFID .8 2.2.2 Đặc điểm, phân loại hệ thống RFID 2.2.3 Các thành phần hệ thống RFID 11 2.2.4 Ứng dụng RFID 11 2.3 Hệ thống định vị toàn cầu GPS 13 2.3.1 Giới thiệu .13 2.3.2 Cấu trúc, thành phần hệ thống .13 2.3.3 Ứng dụng .15 2.4 Vi điều khiển STM32 16 2.4.1 Giới thiệu vi điều khiển STM32 .16 2.4.2 Vi xử lý ARM Cortex-Mx 16 2.5 Truyền thông không dây WiFi với ESP32 22 2.5.1 Truyền thông không dây 22 2.5.2 Tổng quan ESP32 22 2.6 Chuẩn giao tiếp nối tiếp UART 26 2.6.1 Giới thiệu .26 2.6.2 Sơ đồ khối UART 26 2.6.3 Sơ đồ ghép nối .27 2.6.4 2.7 v Truyền thông UART 28 Giao thức HTTP 29 2.7.1 Giới thiệu HTPP .29 2.7.2 Kiến trúc HTTP .29 2.7.3 Định dạng gói tin 30 2.8 Tổng kết chương 34 35 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THÙNG RÁC THÔNG MINH .35 3.1 Xác định yêu cầu 35 3.2 Đặc tả kỹ thuật .35 3.3 Phát triển phần cứng 36 3.3.1 Sơ đồ khối hệ thống mạch Điện – Điện tử 36 3.3.2 Lựa chọn linh kiện .37 3.3.3 Sơ đồ nguyên lý mạch điện 40 3.4 Phát triển phần mềm cho vi điều khiển .42 3.4.1 Mơ hình hóa hệ thống 42 3.4.2 Các công cụ môi trường phát triển phần mềm 43 3.5 Hồn thiện thùng rác thơng minh 44 3.6 Tổng kết chương 44 45 XÂY DỰNG ỨNG DỤNG WEB QUẢN LÝ 45 4.1 Ứng dụng Web 45 4.1.1 Giới thiệu .45 4.1.2 Sự khác Website Web App 45 4.1.3 Ưu điểm nhược điểm Web App .46 4.1.4 Cách thức hoạt động Web .46 4.2 Phát triển Web .48 4.2.1 Front-End .49 4.2.2 Back-End .49 4.3 Lựa chọn giải pháp công nghệ 49 4.4 Phân tích đặc tả hệ thống .51 4.4.1 Đặc tả yêu cầu nghiệp vụ .51