Ngày nay, dưới sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đã làm cho cuộc sống con người ngày càng tốt hơn, những yêu cầu về y tế ngày càng khắt khe hơn nhưng số lượng các y bác sĩ hiện nay không đáp ứng được , mà còn có xu hướng ngày càng giảm do những khó khăn trong ngành. Đại dịch covid vừa rồi là khủng hoảng nhưng cũng là thước đo chất lượng nền y tế nước ta có đáp ứng kịp khi xảy ra những đột biến lớn như vậy không. Qua đó , ta nhận thấy vấn đề tự động hóa trong ngành y là cần thiết và cấp bách đến thế nào, và dần điều này đã trở thành xu thế tất yếu trong ngành, giúp tiết kiệm thời gian, nhân lực và chi phí rất nhiều. Để góp phần vào xu thế chung đó, em thực hiện đề tài “Thiết kế chế tạo tủ điều khiển cảnh báo oxy trong bệnh viện qua SMS” nhằm góp phần cung cấp một giải pháp đưa tự động hóa vào các bình oxy, với các tính năng tự động đo đạc mức áp suất của bình, cập nhật theo thời gian và đưa ra cảnh báo khi áp suất thay đổi ở các mức báo động trực tiếp gửi về SMS để người quản lý có giải pháp khắc phục kịp thời.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TPHCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ - CƠNG NGHỆ ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC BM: Kỹ thuật Điều Khiển & Tự Động Hóa - NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: CHUNG HIỆP HƯNG MSSV: 18138032 Tên đề tài: Thiết kế chế tạo tủ điều khiển cảnh báo oxy bệnh viện qua SMS Nhiệm vụ giao (ghi rõ nội dung phải thực hiện): - Tìm hiểu vi điều khiển Atmega Adrunio Uno - Tìm hiểu cảm biến Áp suất - Tìm hiểu giao thức giao tiếp với hình LCD I2C, RTC - Tìm hiểu Module SIM - Cài đặt trình soạn thảo code lập trình vi điều khiển - Viết chương trình điều khiển cảnh báo oxy bệnh viện, gửi thông báo khẩn qua SMS - Chạy thử nghiệm, mô phỏng, viết báo cáo Ngày giao: Ngày hoàn thành: Họ tên người hướng dẫn: Th.S Lê Quang Hiền Nội dung yêu cầu LA thông qua Bộ môn Ngày tháng năm 2020 Nội dung hướng dẫn 100% Người hướng dẫn Ký tên, ghi rõ họ tên Trưởng Bộ Môn PHẦN DÀNH CHO KHOA: - Người duyệt: Ngày bảo vệ: Th.S Lê Quang Hiền THIẾT KẾ CHẾ TẠO TỦ ĐIỀU KHIỂN CẢNH BÁO OXY TRONG BỆNH VIỆN QUA SMS Tác giả CHUNG HIỆP HƯNG Tiểu luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kỹ sư ngành Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Giáo viên hướng dẫn Th.S LÊ QUANG HIỀN _ ii TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Lê Quang Hiền LỜI CAM ĐOAN Sinh viên thực cam đoan cơng trình nghiên cứu sinh viên thực Các số liệu, kết nêu báo cáo trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 (Ký tên ghi rõ họ tên) _ TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Lê Quang Hiền LỜI CẢM ƠN Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô giảng dạy chúng em suốt bốn năm học tạo điều kiện thuận lợi để em thực tốt đề tài.Cảm ơn gia đình, cha mẹ nguồn động viên to lớn vật chất tinh thần suốt thời gian học hành, để em có tương lai, theo đuổi ước mơ nghiệp Đặc biệt cảm ơn thầy Lê Quang Hiền tạo điều kiện hướng dẫn em cách học tập nghiên cứu để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Do thời gian nghiên cứu làm đồ án không dài kiến thức em cịn hạn hẹp nên khơng thể tránh khỏi thiếu xót Vì em mong nhận ý kiến đóng góp thầy để em có thêm nhiều kinh nghiệm hồn thành tốt tiểu luận tốt nghiệp tới Cuối xin chúc gia đình, bè quý thầy, cô nhiều sức khỏe thành công công việc Em xin chân thành cảm ơn SINH VIÊN THỰC HIỆN CHUNG HIỆP HƯNG _ ii TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Lê Quang Hiền TÓM TẮT Đồ án “Thiết kế, chế tạo tủ điều khiển cảnh báo oxy bệnh viện qua SMS ” thực đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng đến tháng năm 2022 Mục tiêu đề tài chế tạo mơ hình đo xác áp suất khí oxy Phương án điều khiển lựa chọn mạch điều khiển sử dụng vi điều khiển Arduino, ngơn ngữ lập trình C C++ Kết đạt phần điều khiển tương đối chắn, có tính thẩm mĩ, mạch điều khiển hoạt động ổn định, cảm biến áp suất hoạt động theo thông số cài đặt _ iii TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Lê Quang Hiền MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH HÌNH ẢNH .viii Chương .1 MỞ ĐẦU .1 1.1 Đặt vấn đề .1 1.2 Đối tượng nghiên cứu – Mục tiêu – Nhiệm vụ - Ý nghĩa 1.2.1 Đối tượng nghiên cứu 1.2.2 Mục tiêu 1.2.3 Nhiệm vụ .1 1.2.4 Ý nghĩa 1.2.5 Giới hạn .2 Chương .3 KHÁI QUÁT .3 2.1 Sơ lược cảm biến áp suất .3 2.1.1 Định nghĩa áp suất .3 2.1.2 Phương trình miêu tả áp suất .3 2.1.3 Cảm biến áp suất 2.1.4 Phân loại cảm biến áp suất 2.1.5 Cấu tạo cảm biến áp suất 2.1.6 Nguyên lý hoạt động 2.1.7 Lựa chọn cảm biến áp suất 2.1.8 Cảm biến áp suất Sensys M5156 2.2 Adrunio Uno R3 2.3 Module SIM 800L V2 10 2.4 Mạch chuyển tín hiệu dịng áp HW-685 11 2.5 Mạch giảm áp DC LM2596 3A 12 2.6 Nguồn tổ ong 12V 5A 13 2.7 Tìm hiểu giao tiếp I2C 14 _ iv TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Lê Quang Hiền 2.7.1 I2C gì? 14 2.7.2 Nguyên lý hoạt động I2C 14 2.8 Ứng dụng I2C .15 2.9 Chuẩn giao tiếp UART 17 2.9.1 UART ? .17 2.9.2 Nguyên Lý Hoạt Động UART 19 2.9.3 Các bước truyền UART 21 2.9.4 Ưu nhược điểm UART 22 2.10 Các phần mềm sử dụng 22 2.10.1 Phần mềm Arduino IDE 22 2.10.2 Phần mềm thiết kế mạch Proteus 23 Chương 24 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .24 3.1 Đối tượng thiết bị nghiên cứu 24 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 24 3.1.2 Thiết bị nghiên cứu 24 3.2 Phương pháp nghiên cứu 24 3.3 Phương tiện thực 24 3.3.1 Thiết bị phần cứng .24 3.3.2 Thiết bị phần mềm 25 3.4 Phương pháp thực 25 Chương 26 THỰC HIỆN ĐỀ TÀI - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 4.1 Thực 26 4.1.1 Sơ đồ khối mạch điều khiển .26 4.1.2 Sơ đồ nguyên lí hệ thống điều khiển 27 4.1.3 Lưu đồ giải thuật mạch điều khiển .28 4.1.4 Quy trình hoạt động: 29 4.2 Kết 30 4.2.1 Mạch điều khiển 30 4.3 Khảo nghiệm mô hình 31 4.3.1 Bố trí khảo nghiệm 31 4.3.2 Các bước thực 31 4.3.3 Kết khảo nghiệm mơ hình 32 4.4 Nhận xét: .34 _ v TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Lê Quang Hiền Chương 35 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 35 5.1 Kết Luận 35 5.1.1 Ưu điểm 35 5.1.2 Nhược điểm 35 5.2 Đề nghị 36 5.2.1 Hướng khắc phục .36 5.2.2 Hướng phát triển 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO .37 _ vi TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Lê Quang Hiền DANH SÁCH CÁC ĐỊNH NGHĨA,TỪ VIẾT TẮT Pressure Transducer: chuyển đổi áp suất PSI: Poundper Square Inch BAR: Bar đơn vị đo áp suất, đơn vị hệ thống đơn vị quốc tế (SI) giới thiệu nhà khí tượng học người Na Uy - Vilhelm Bjerknes (1 BAR = 14.5037738 PSI) UART: Universal Asynchronous Receiver /Transmitter I2C: Secure Digital IRQ: Interrupt Routine Queue _ vii TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S Lê Quang Hiền DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình Các loại cảm biến áp suất .4 Hình 2 Cấu tạo cảm biến áp suất Hình Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất Hình Cảm biến áp suất Sensys M5156 Hình Adrunio Uno R3 Hình Module SIM 800L V2 10 Hình Mạch chuyển tín hiệu dịng áp HW-685 11 Hình Mạch hạ áp DC LM2596 3A 12 Hình Nguồn tổ ong 12V 5A 13 Hình 10 Sơ đồ chân giao tiếp I2C 14 Hình 11 Khung truyền I2C .15 Hình 12 Module LCD I2C .15 Hình 13 Module RTC DS3231 16 Hình 14 Giao tiếp chân UART .18 Hình 15 Giao diện Adrunio IDE 23 Hình 16 Phần mềm thiết kế mạch Proteus .23 Hình Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 26 Hình Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển .27 Hình Lưu đồ giải thuật chương trình 28 Hình 4 Tủ điều khiển 30 Hình Mạch điều khiển 30 Hình Tin nhắn gửi điện thoại 34 _ viii