TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Mã đề 5 Tên đề tài Sử dụng board mạch nhúng mã nguồn mở (Arduino, RaspberryPi v v ) có khả năng kết nối Internet và các thiết bị[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Mã đề Tên đề tài : Sử dụng board mạch nhúng mã nguồn mở (Arduino, RaspberryPi v.v…) có khả kết nối Internet thiết bị cảm biến giám sát, xây dựng hệ thống nhúng có chức giám sát, cảnh báo cháy nổ Họ Và Tên Sinh Viên: Đinh Đức Mạnh Mã Sinh Viên : 1911060843 Lớp: ĐH9C4 Tên Học Phần: Xây dựng hệ thống nhúng Giảng Viên Hướng Dẫn : Nguyễn Đức An HÀ NỘI – 2021 MỤC LỤC Nội dung LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I : PHÂN TÍCH VÀ MƠ TẢ BÀI TỐN Giới thiệu toán Chức toán CHƯƠNG II : XÂY DỰNG BÀI TOÁN .5 2.1 Hệ thống nhúng ?? .5 2.2 Phân tích hệ thống .5 2.3 Giới thiệu thiết bị 2.3.1 Board mạch nhúng (Arduino ESP32 WeMos D1 R32) .5 2.3.2 Flame sensor (cảm biến lửa) CHƯƠNG III : XÂY DỰNG HỆ THỐNG 3.1 Xây dựng hệ thống với thiết bị vật lý 3.1.1 Lắp đặt thiết bị flame sensor với dây nối 3.1.2 Lắp thiết bị arduino esp32 vào breadboard .9 3.1.3 Hoàn thiện sản phẩm 11 3.2 Xây dựng phần mềm điều khiển hệ thống .12 3.2.1 Phần mềm code arduino 12 3.2.2 App cảnh báo điện thoại 14 3.3 Vận hành hệ thống kết thực tế .15 KẾT LUẬN 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 18 LỜI MỞ ĐẦU Trong sống đại, việc phòng cháy chữa cháy trở thành mối quan tâm hàng đầu quanh ta ln tồn khu vực dễ cháy, gây thiệt hại nặng nề người Cho nên việc lắp đặt hệ thống báo cháy giúp người biết xử lý kịp thời để tránh tổn hại người Xuất phát từ nhu cầu trên, nhóm chúng em chọn đề tài “ Hệ thống cảnh báo cháy ” Hệ thống giúp phát nguy cháy nổ từ nhiều thứ gia đình bạn, giúp phát lửa nhà thông qua cảm biến lửa, từ báo cho điện thoại cá nhân bạn để giúp bạn xử lý kịp thời * Tóm tắt đề tài : - Hoả hoạn luôn mối nguy , nguy tiềm ẩn nhiều rủi ro sản xuất sinh hoạt ngày Mặc dù có nhiều biện pháp hệ thống đưa để phát cảnh báo cháy nhiều thảm họa cháy xảy ra, gây nhiều thiệt hại người - Hiện sống thời kì phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật nói chung ngành Điện tử Viễn thơng nói riêng, mạng cảm biến khơng dây đời thành tựu cao Khoa học Công nghệ Một lĩnh vực cảm biến không dây kết hợp việc cảm biến, tính tốn truyền thơng vào thiết bị nhỏ gọn để đáp ứng nhu cầu ngày cao người phục vụ ngày tốt cho lợi ích cuả người, làm cho người khơng tốn nhiều sức lực, nhân công hiệu công việc cao - Trong báo cáo nghiên cứu em tìm hiểu hệ thống phát cảnh báo cháy báo điện thoại CHƯƠNG I : PHÂN TÍCH VÀ MƠ TẢ BÀI TỐN Giới thiệu toán - Ở Việt Nam tốc độ xây dựng sở hạ tầng diễn cách mạnh mẽ Các tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, trụ sở văn phòng,… xuất ngày nhiều, đặc biệt thành phố lớn Các tòa nhà với kiến trúc rộng đa dạng, lại nơi tập trung số lượng người lớn học tập, làm việc trang bị nhiều tài sản quý giá tiềm ẩn nguy khác dẫn đến hỏa hoạn Do việc trang bị hệ thống báo cháy tự động nhằm phát sớm nguy để ngăn chặn u cầu cấp thiết cơng trình - Từ lý nhóm chúng em chọn đề tài “ Hệ thống phát cảnh báo cháy tự động thông báo điện thoại ” Chức toán + Hệ thống cảnh báo cháy tự động hệ thống bao gồm tập hợp thiết bị có nhiệm vụ phát báo động có cháy xảy Việc phát tín hiệu cháy thực tự động thiết bị hoạt động liên tục 24h + Với chức cảnh báo sớm, hệ thống có nhiệm vụ phát sớm nguy cháy nổ tất vị trí cơng trình Từ giúp hạn chế tối đa thiệt hại người tài sản CHƯƠNG II : XÂY DỰNG BÀI TỐN 2.1 Hệ thống nhúng ?? Hệ thống nhúng (Embedded system) thuật ngữ để hệ thống có khả tự trị nhúng vào mơi trường hay hệ thống mẹ Đó hệ thống tích hợp phần cứng phần mềm phục vụ toán chuyên dụng nhiều lĩnh vực cơng nghiệp, tự động hố điều khiển, quan trắc truyền tin Đặc điểm hệ thống nhúng hoạt động ổn định có tính tự động hố cao 2.2 Phân tích hệ thống Phần thứ khối thu thập liệu (cảm biến lửa) cảm biến thu thập thông tin mơi trường sau gửi thơng tin đến trung tâm xử lý dây dẫn Phần thứ hai điều khiển trung tâm(Arduino ESP32 WeMos D1 R32) có nhiệm vụ nhận tín hiệu gửi từ khối thu thập liệu thông qua dây dẫn để thực chuyền thông tin đến điện thoại qua mạng wifi để cảnh báo phát lửa 2.3 Giới thiệu thiết bị 2.3.1 Board mạch nhúng (Arduino ESP32 WeMos D1 R32) Kit Arduino Wifi BLE SoC ESP32 WeMos D1 R32 có thiết kế tương tự Arduino Uno sử dụng chip Wifi BLE SoC ESP32 với công nghệ Wifi, BLE nhân ARM SoC tích hợp Hình Kit Arduino ESP32 WeMos D1 R32 Thơng số kỹ thuật: Kích thước: 66 x 53.3 x 13.5 mm Nguồn sử dụng: 5VDC qua cổng USB Tích hợp mạch nạp giao tiếp UART CH340 Ra chân đầy đủ ESP32, thiết kế chuẩn chân cắm GPIO kích thước tương tự Arduino Uno Nhân xử lý trung tâm: Wireless Module – ESP-WROOM-32 based on Espressif ESP32 dual core Tensilica LX6 processor with 802.11 b/g/n WiFi and Bluetooth 4.2 LE 2.3.2 Flame sensor (cảm biến lửa) Hình Flame sensor Thơng số kỹ thuật: Nguồn cấp: 3.3V – 5VDC Dòng tiêu thụ: 15mA Tín hiệu ra: Digital 3.3 – 5VDC tùy nguồn cấp Analog Khoảng cách: 80cm Góc quét: 60 độ Kích thước: 3.2 x 1.4 cm Nguyên lý hoạt động: Khi module hoạt động chân tín hiệu báo tín hiệu thiết bị điều khiển Lúc tín hiệu chân Digitalout : + Tín hiệu mức cao khơng có lửa + Tín hiệu thấp có lửa - Analogout cho tín hiệu tương tự CHƯƠNG III : XÂY DỰNG HỆ THỐNG 3.1 Xây dựng hệ thống với thiết bị vật lý 3.1.1 Lắp đặt thiết bị flame sensor với dây nối Hình Hình ảnh dây nối thiết bị đực - đực Hình Hình ảnh flame sensor - Lắp đặt thiết bị flame sensor Hình Hình ảnh flame sensor lắp vào dây nối đực đực 3.1.2 Lắp thiết bị arduino esp32 vào breadboard Hình Hình ảnh arduino esp32 Hình Hình ảnh breadboard Hình Hình ảnh sản phẩm esp32 với breadboard 3.1.3 Hoàn thiện sản phẩm - Lắp flame sensor sang breadboard: Flame sensor Esp32 A0 IO36 D0 IO14 GND GND V++ 5V Hình Hình ảnh sản phẩm hồn thành 3.2 Xây dựng phần mềm điều khiển hệ thống 3.2.1 Phần mềm code arduino Hình 10 Code hệ thống báo cháy Hình 11 Code hệ thống báo cháy - Code khai báo thư viện : - Code khai báo wifi thiết bị liên kết : - Code giá trị lớn nhất, nhỏ cảm biến lửa : - Code đọc giá trị cảm biến lửa thông báo : 3.2.2 App cảnh báo điện thoại Hình 12 Biểu tượng app cảnh báo điện thoại Hình 13 App cảnh báo điện thoại 3.3 Vận hành hệ thống kết thực tế Hình 14 Hình ảnh sản phẩm chạy máy tính Hình 15 Hình ảnh kết thơng báo điện thoại Hình 16 Hình ảnh kết thông báo điện thoại KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu thực đề tài em lắp đặt, xây dựng hoàn thành cho hệ thống như: + Mua thiết bị đồ dùng để thực hành + Lắp đặt, kết nối thiết bị với + Chạy code phần mềm + Thiết bị cảnh báo điện thoại + Hoàn thành báo cáo Trong trình thực đề tài với tâm cao hạn chế kinh nghiệm kiến thức nên đề tài em tránh khỏi thiếu xót Em mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy để đề tài hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! TÀI LIỆU THAM KHẢO https://arduino.esp8266.vn/basic/install.html https://blynk.cloud/dashboard/47005/global/filter/254251/devices https://arduino.esp8266.vn/ https://www.youtube.com/watch?v=y_ruZYp6LYA&t=287s http://tailieu.tv/tai-lieu/giao-trinh-xay-dung-cac-he-thong-nhung-32134/