Nhờ sự xuất hiện của chipmáy tính siêu rẻ và sự phổ biến của mạng không dây, có thể biến bất cứ thứ gì,từ thứ nhỏ như viên thuốc đến thứ lớn như máy bay, thành một phần
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Đề tài: Quan trắc chất lượng không khí Lớp : 136838 Học phần : IoT và ứng dụng Mã học phần : IT3190 Giảng viên hướng dẫn : TS Phạm Ngọc Hưng Danh sách thành viên nhóm: Họ và tên Nguyễn Xuân Mạnh Hùng Trương Văn Hiển Vũ Ngọc Quang Huy Hà Trung Kiên Mã số sinh viên 20194292 20194276 20194301 20190078 Hà Nội, tháng năm 2023 BTL IT4735 – Quan trắc chất lượng khơng khí MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU Chương 1: Giới thiệu đề tài 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu, phạm vi đề tài Chương 2: Phân tích yêu cầu bài toán 2.1 Phân tích yêu cầu tổng quan 2.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống 2.3 Phân tích yêu cầu chức 2.3.1 Các tác nhân chính .8 2.3.2 Biểu đồ use case tổng quan 2.3.3 Biểu đồ phân rã use case Chương 3: Phân tích thiết kế bài tốn 20 3.1 Biểu đờ trình tự tương tác hệ thớng 20 3.2 Thiết kế chi tiết lớp 23 3.2.1 Sơ đồ gói 23 3.2.2 Sơ đồ tổng quan gói Model 23 3.2.3 Sơ đồ tổng quan gói Controller 25 3.2.4 Sơ đồ tổng quan gói View 28 3.3 Thiết kế sở liệu 31 3.3.1 Sơ đồ bảng quan hệ liệu 31 3.3.2 Tổng quan bảng liệu 32 3.3.3 Thiết kế chi tiết các bảng liệu .32 Chương 4: Công nghệ và công cụ sử dụng .33 4.1 ReactJS 33 4.2 Nodejs .33 4.3 MongoDB .34 4.4 NodeMCU ESP8266 .35 4.5 MQ Telemetry Transport (MQTT) 35 4.6 Hypertext Transfer Protocol (HTTP) 36 4.7 Github .37 4.8 Arduino IDE 37 BTL IT4735 – Quan trắc chất lượng khơng khí 4.9 Visual Studio Code 37 Chương 5: Triển khai cài đặt .38 Chương trình và kết thử nghiệm .38 5.1 Triển khai cài đặt 38 5.2 Chương trình minh hoạ 38 Chương 6: Kết luận và hướng phát triển 42 6.1 Phân chia công việc thành viên nhóm 42 6.2 Kết luận 43 6.3 Hạn chế 43 6.4 Hướng phát triển .44 TÀI LIỆU THAM KHẢO .45 BTL IT4735 – Quan trắc chất lượng khơng khí LỜI NĨI ĐẦU Trong vài năm qua, Internet of Things đã trở thành công nghệ quan trọng nhất kỷ 21 Internet of Things, hay IoT, Internet vạn vật đề cập đến hàng tỷ thiết bị vật lý khắp giới hiện kết nối với internet, tất cả đều thu thập và chia sẻ liệu Nhờ xuất hiện chip máy tính siêu rẻ và phổ biến mạng không dây, có thể biến bất cứ thứ gì, từ thứ nhỏ viên thuốc đến thứ lớn máy bay, thành phần IoT Việc kết nối tất cả các đối tượng khác này và thêm các cảm biến vào chúng tăng thêm mức độ thông minh kỹ thuật số cho các thiết bị vật lý, cho phép chúng giao tiếp liệu thời gian thực mà không cần đến người Internet of Things làm cho cấu trúc giới xung quanh trở nên thông minh và phản ứng nhanh hơn, hợp nhất công nghệ vật lý và kỹ thuật số Với phát triển mạnh mẽ Internet và công nghệ, IoT đã phát triển từ hội tụ công nghệ không dây, công nghệ vi điện tử và Internet Xu hướng IOT hiện dần trở nên phổ biến giới bới tính tiện lợi, đa dạng và hiện đại nó Tác động IoT rất đa dạng, các lĩnh vực: quản lý hạ tầng, y tế, xây dựng và tự động hóa, giao thông, trồng trọt, chăn nuôi… Với mục đích học tập, nghiên cứu công nghệ lĩnh vực IOT và hoàn thành học phần IOT và ứng dụng, nhóm 14 chúng em lựa chọn đề tài “Quan trắc chất lượng không khí” làm đề tài Bài tập lớn học phần Mặc dù đã cố gắng hoàn thiện sản phẩm tránh khỏi thiếu hụt về kiến thức và sai sót kiểm thử Chúng em rất mong nhận đóng góp nhận xét thẳng thắn, chi tiết đến từ thầy để tiếp tục hoàn thiện Cuối cùng, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến TS Phạm Ngọc Hưng đã hướng dẫn chúng em śt quá trình hoàn thiện Bài tập lớn Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy BTL IT4735 – Quan trắc chất lượng khơng khí Chương 1: Giới thiệu đề tài 1.1 Đặt vấn đề Theo nghiên cứu Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) nhiễm khơng khí là ngun nhân triệu ca tử vong năm toàn cầu Cũng theo nghiên cứu này có tới 97% thành phố các quốc gia thu nhập thấp và trung bình khơng đáp ứng các tiêu chuẩn về chất lượng không khí WHO đề Các quốc gia phát triển và có dân số đông Trung Quốc, Ấn Độ, là nước có mức ô nhiễm không khí nặng nề nhất Các nước phát triển tình trạng nhiễm khơng khí ít nghiêm trọng chứ không thực khả quan quan Tại các nước châu âu, ô nhiễm không khí là nguyên nhân chính gây các bệnh về hô hấp tim mạch, ung thư… Thời gian gân tình trạng nhiễm khơng khí đã cải thiện các nước đã quan tâm, cam kết và có hành động tích cực để cải thiện môi trường không khí Tuy nhiên vẫn chưa đủ, vẫn cần nhiều quan tâm hơn, hành động liệt với tình trạng nhiễm khơng khí hiện 1.2 Mục tiêu, phạm vi đề tài Hiện Việt Nam đã có trang web cho phép lường chất lượng khơng khí vẫn cịn rất nhiều hạn chế và chưa hỗ trợ việc thêm thiết bị người dùng, điều này không hỗ trợ người dùng ḿn tìm hiểu chất lượng khơng khí tại hoặc nhiều địa điểm mà người dùng muốn biết dựa phần cứng bản thân Qua khảo sát và phân tích trên, bài tập lớn chúng em hướng đến xây dựng hệ thống hỗ trợ đo, hiển thị liệu không khí thông qua thiết bị phần cứng với các mục tiêu chính sau: - Người dùng nhận kết quả chất lượng không khí, nhiệt độ tại nơi truy cập vào website - Người dùng có thể thêm các thiết bị bản thân để nhận liệu đo từ các thiết bị đó BTL IT4735 – Quan trắc chất lượng khơng khí - Người dùng có thể xem chi tiết các thiết bị qua thời gian thực, liệu mà thiết bị nhận - Người dùng có thể xóa, sửa thiết bị BTL IT4735 – Quan trắc chất lượng khơng khí Chương 2: Phân tích u cầu bài tốn 2.1 Phân tích yêu cầu tổng quan Để có thể thiết kế hệ thống hỗ trợ đo chất lượng không khí, trước tiên cần hiều các luồng kiện có thể diễn hệ thớng Sau là quy trình nghiệp vụ chính người dùng Sau truy cập vào hệ thống: - Hệ thớng thơng qua trình dụt brower người dùng xác định vị trí đứng hiện tại người dùng từ đó hiển thị vị trí đó map - Hệ thống thông qua địa IP người dùng để lấy liệu chất lượng không khí từ đó đưa các thông tin và cảnh báo - Người dùng muốn thêm thiết bị vào hệ thống để nhận liệu từ thiết bị đó - Sau thêm thiết bị người dùng có thể xem chi tiết liệu mà thiết bị đó nhận và vị trí thiết bị đó 2.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống BTL IT4735 – Quan trắc chất lượng khơng khí 2.3 Phân tích u cầu chức 2.3.1 Các tác nhân chính Hệ thống gồm tác nhân chính: Người dùng Khách 2.3.2 Biểu đồ use case tổng quan 2.3.3 Biểu đồ phân rã use case BTL IT4735 – Quan trắc chất lượng khơng khí 2.3.3.1 Nhóm tác nhân Khách - Đặc tả use case UC001: “Đăng ký” Mã Use case Tên Use case Đăng ký Mục đích Để khách có thể đăng nhập thành người dùng Tác nhân Khách Sự kiện kích hoạt Điều kiện tiên Luồng kiện chính (Thành công) Luồng kiện UC001 Khi khách bấm vào “Đăng ký” Khách chưa có tài khoản STT Thực hiện Hành động Khách Chọn chức Đăng ký Hệ thống Hiển thị giao diện trang đăng ký Khách Nhập đầy đủ thông tin đăng ký Khách Gửi yêu cầu đăng ký Hệ thống Hệ thống Hệ thống Kiểm tra xem khách đã nhập các trường bắt buộc nhập hay chưa Kiểm tra username có bị trùng hay không Kiểm tra email có hợp lệ hay không Hệ thống Hệ thống 10 Hệ thống Kiểm tra mật nhập lại có trùng khớp với mật nhập không Lưu vào database và thông báo đăng ký thành công Điều hướng sang trang chủ BTL IT4735 – Quan trắc chất lượng khơng khí thay Hậu điều kiện - STT Thực hiện 6a Hệ thống 7a 8a Hệ thống Hệ thống 9a Hệ thống Hành động Thông báo lỗi: Cần nhập các trường bắt buộc nhập khách nhập thiếu Thông báo lỗi: username đã tồn tại Thông báo lỗi: Email không hợp lệ hoặc đã sử dụng Thông báo lỗi: Mật nhập lại không khớp Thông báo đăng ký thành công Đặc tả use case UC002: “Đăng nhập” Mã Use case UC002 Tên Use case Mục đích Giúp khách thành người dùng hệ thống Tác nhân Khách Sự kiện kích hoạt Điều kiện Đăng nhập Khi khách bấm vào “Đăng nhập” Khách đã có tài khoản hệ thống tiên Luồng kiện chính (Thành công) STT Thực hiện Hành động Khách Chọn chức Đăng nhập Hệ thống Hiển thị giao diện trang đăng nhập Khách Nhập username và password để đăng nhập Khách Gửi yêu cầu đăng nhập Hệ thống Kiểm tra xem khách đã nhập các trường Hệ thống bắt buộc nhập hay chưa Kiểm tra username và password có hợp lệ so với liệu đã lưu sở liệu hệ Hệ thống thống hay không Mở giao diện trang chủ ứng với loại tài khoản đăng nhập Luồng kiện thay 10 STT Thực hiện Hành động