Đồ án thiết kế, chế tạo nhà thông minh

Đồ án thiết kế, chế tạo nhà thông minh Những năm gần đây ở nước ta,cùng với sự phát triểu kinh tếxã hội,dẫn đến tốc độ đô thị hóa ngày càng nhanh. Cũng vì thế mà nhiều khu đô thị mới,khu dân cư hay thậm chí nhiều nhà máy xí nghiệp,cơ sở sản xuất,kinh doanh nhanh chóng được hình thành và phát triển. Nguy cơ về cháy,nổ xảy ra cao hơn bao giờ hết. Mặc dù đã có nhiều biện pháp thông tin,tuyên truyền và sự nỗ nực của các cấp,các ngành để chỉ đạo thực hiện công tác an toàn vệ sinh lao động,phòng chống cháy nổ. Nhưng vẫn còn một số đơn vị,cá nhân còn chủ quan chưa thực sự chú trọng công tác phòng cháy,chữa cháy và cứu nạn,cứu hộ, dẫn đến xảy ra các vụ cháy nổ không được kiểm soát kịp thời gây hậu quả nghiêm trọng. Vì vậy,việc phòng cháy chữa cháy trở thành mối quan tâm hàng đầu của nước ta cũng như nhiều nước trên thế giới. Nó trở thành nghĩa vụ của mỗi người dân. Trên các phương tiện thông tin đại chúng luôn tuyên truyền giáo dục cho mỗi người dân ý thức phòng cháy chữa cháy, nhằm mục đích hạn chế những vụ cháy đáng tiếc xảy ra. Xuất phát từ những ý tưởng trên, em chọn đề tài “Thiết kế chế tạo nhà thông minh sử dụng mạch báo cháy và chữa cháy tự động dùng Arduino Nano” làm đồ án của mình. Hệ thống sẽ đưa ra được cảnh báo đơn giản và thực hiện quá trình chữa cháy tự động khi có sự cố cháy nổ xảy ra. Báo cáo về đề tài gồm 4 phần chính:

Bên chun nhận thiết kế đồ án mơn, tốt nghiệp chuyên ngành như: Cơ điện tử, Tự động hóa, Điện tử viễn thơng, Cơ khí, Cơng nghệ thơng tin, IOT…, dự án điện tử, tự động hóa Ln đảm bảo thời gian hồn thành, chất lượng sản phẩm giá -Các bạn có nhu cầu hỗ trợ đồ án ,đặt đồ án, liên hệ : 👉 https://www.facebook.com/doangiaresv 👉 Số điện thoại & zalo : 0565271668 👉 Kênh YouTube, list đồ án : https://www.youtube.com/c/doansinhviengiare/videos #DienTuNGON TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CƠNG NGHỆ KĨ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ *   * ĐỒ ÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO NHÀ THÔNG MINH SỬ DỤNG MẠCH BÁO CHÁY VÀ CHỮA CHÁY TỰ ĐỘNG DÙNG ARDUINO NANO Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: VIỆT TRÌ, 2023 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .4 LỜI NÓI ĐẦU .5 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH VÀ HỆ THÔNG BÁO CHÁY 1.1 Giới thiệu loT 1.1.1 Một số khái niệm IoT 1.1.2 Cơ sở kỹ thuật IoT 1.1.3 Xu hướng phát triển giới với IoT 1.2 Tổng quan nhà thông minh 10 1.2.1 Nguyên tắc hoạt động nhà thông minh .11 1.2.2 Tiêu chuẩn nhà thông minh 12 1.2.3 Những xu hướng phát triển nhà thông minh 13 1.2.4 Một số hãng sản xuất sản phẩm nhà thông minh .14 1.3 Giới thiệu hệ thống báo cháy 16 1.3.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống báo cháy 16 1.3.2 Các phận hệ thống báo cháy 16 1.3.3 Mục tiêu 17 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 18 2.1 Sơ đồ khối .18 2.2 Chọn thiết bị 18 2.2.1 Arduino Nano .18 2.2.2 Cảm biến khí gas MQ2 23 2.2.3 Cảm biến lửa(Flame sensor) 24 2.2.4 Cảm biến nhiệt độ DS18B20 .26 2.2.5 Động bơm nước R385 Water Pump 12VDC 27 2.2.6 Còi chip 28 2.2.7 LCD 1602 29 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠCH IN 31 3.1 Giới thiệu phần mềm Altium Designer 31 3.2 Thiết kế mạch in .32 3.2.1 Khối nguồn 35 3.2.2 Khối cảm biến 36 3.2.3 Khối nút nhấn 36 3.2.4 Khối LCD 37 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ PHẦN MỀM 38 4.1 Lưu đồ thuật toán 38 4.2 Phần mềm lập trình Arduino IDE 38 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 42 5.1 Mơ hình thực tế .42 5.2 Hướng phát triển .43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC 45 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS.XXX, giảng viên Bộ mônXXX -Trường ĐH XXX, người tận tình hướng dẫn, chỉbảo em suốt trình làm đồán Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo trường XXX nói chung, thầy Bộ mơn XXX nói riêng dạy dỗ cho em kiến thức môn đại cương mơn chun ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt trình học tập hồn thành đồ án LỜI NĨI ĐẦU Những năm gần nước ta,cùng với phát triểu kinh tế-xã hội,dẫn đến tốc độ thị hóa ngày nhanh Cũng mà nhiều khu thị mới,khu dân cư hay chí nhiều nhà máy xí nghiệp,cơ sở sản xuất,kinh doanh nhanh chóng hình thành phát triển Nguy cháy,nổ xảy cao hết Mặc dù có nhiều biện pháp thông tin,tuyên truyền nỗ nực cấp,các ngành để đạo thực cơng tác an tồn vệ sinh lao động,phòng chống cháy nổ Nhưng số đơn vị,cá nhân chủ quan chưa thực trọng cơng tác phịng cháy,chữa cháy cứu nạn,cứu hộ, dẫn đến xảy vụ cháy nổ khơng kiểm sốt kịp thời gây hậu nghiêm trọng Vì vậy,việc phịng cháy chữa cháy trở thành mối quan tâm hàng đầu nước ta nhiều nước giới Nó trở thành nghĩa vụ người dân Trên phương tiện thông tin đại chúng tuyên truyền giáo dục cho người dân ý thức phịng cháy chữa cháy, nhằm mục đích hạn chế vụ cháy đáng tiếc xảy Xuất phát từ ý tưởng trên, em chọn đề tài “Thiết kế chế tạo nhà thông minh sử dụng mạch báo cháy chữa cháy tự động dùng Arduino Nano” làm đồ án Hệ thống đưa cảnh báo đơn giản thực trình chữa cháy tự động có cố cháy nổ xảy Báo cáo đề tài gồm phần chính: ˗Chương 1: Giới thiệu tổng quan nhà thông minh hệ thống báo cháy ˗Chương 2: Cơ sở lý thuyết ˗Chương 3: Thiết kế mạch in ˗Chương 4: Thiết kế phần mềm ˗Chương 5: Kết hướng phát triển Do thời gian hiểu biết có hạn, chắn q trình làm em có nhiều thiếu sót, mong nhận góp ý từ quý thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực XXX CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH VÀ HỆ THÔNG BÁO CHÁY 1.1 Giới thiệu loT 1.1.1 Một số khái niệm IoT Mạng lưới vạn vật kết nối Internet mạng lưới thiết bị kết nối internet viết tắt loT kịch giới, mà đồ vật, người cung cấp định danh riêng mình, tất có khả truyền tải, trao đổi thơng tin, liệu qua mạng mà không cần tương tác trực tiếp người với người, hay người với máy tính loT phát triển từ hội tụ công nghệ không dây, công nghệ vi điện tử internet Nó đơn giản tập hợp thiết bị có khả kết nối với nhau, với internet với giới bên ngồi để thực cơng việc Hiểu cách đơn giản IoT tất thiết bị kết nối với Việc kết nối thực qua wifi, kết nối băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại Các thiết bị đện thoại thơng minh, máy máy tính bảng, điều hịa, bóng đèn, máy giặt nhiều thiết bị khác Cisco nhà cung cấp giải pháp thiết bị hàng đầu dự báo: Đến năm 2020, có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối internet, chí số cịn gia tăng nhiều IOT mạng không lồ kết nối tất thứ bao gồm người tồn mối quan hệ người người, người thiết bị, thiết bị thiết bị 1.1.2 Cơ sở kỹ thuật IoT Điểm quan trọng loT đối tượng phải nhận biết định dạng Nếu thứ "đánh dấu" để phân biệt thân đối tượng với thứ xung quanh hồn tồn quản lí thơng qua máy tính Việc đánh dấu thực thơng qua nhiều cơng nghệ, chẳng hạn RFID, NFC, mã vạch, mã QR, watermark kĩ thuật số Việc kết nối thực qua wifi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại Ngoài kĩ thuật nói trên, nhìn từ giới web, sử dụng địa độc để xác định vật, chẳng hạn địa IP Mỗi thiết bị có IP riêng biệt không nhầm lẫn Sự xuất IPv6 với khơng gian địa rộng lớn giúp thứ dễ dàng kết nối vào Internet kết nối với 1.1.3 Xu hướng phát triển giới với IoT Mặc dù có từ lâu kỷ nguyên Internet of Things thực ý bùng nổ năm gần đây, sau phát triển smartphone, tablet kết nối không dây, Và sau nhận ý cộng đồng, loT cho thấy tiềm với số liệu đáng kinh ngạc Là “một phát kiến quan trọng quyền lực loài người”, Cisco IBSG, nhà cung cấp giải pháp thiết bị mạng hàng đầu dự báo: Đến năm 2020, có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối vào Internet, bao gồm hàng tỷ thiết bị di động, tivi, máy giặt,… Để thấy phát triển lĩnh vực này, họ đưa số liệu vào năm 1984, mà Cisco thành lập có khoảng 1.000 thiết bị kết nối mạng toàn cầu, đến năm 2010, số lên đến mức 10 tỷ Intel, đơn vị tham gia vào thị trường sản xuất chip cho thiết bị thông minh phục vụ IoT thu tỷ USD năm 2014 từ lĩnh vực này, tăng trường 19% so với năm 2013 Những số khẳng định IoT xu hướng tương lai Internet of Things đến năm 2020 dự kiến đạt đến: tỷ người kết nối với nhau, ngàn tỷ USD doanh thu, 25 triệu ứng dụng, 25 tỷ hệ thống nhúng thông minh 50 ngàn tỷ Gigabytes liệu Tác động IoT đa dạng, lĩnh vực: quản lý hạ tầng, y tế, xây dựng tự động hóa, giao thơng… Cụ thể với lĩnh vực sản xuất – chế tạo, theo thống kê PwC, có 35% nhà sản xuất sử dụng cảm biến thông minh, 10% dự kiến sử dụng 8% có kế hoạch sử dụng thiết bị thông minh năm tới Trong lĩnh vự dầu khí, khai thác mỏ, dự kiến có 5,4 triệu thiết bị IoT triển khai sở khai thác năm 2020 Chủ yếu cảm biến kết nối Internet giúp cung cấp thông tin mơi trường Dầu khí ngành công nghiệp chốt ứng dụng IoT diện rộng tới năm 2020 Trong đó, xe kết nối xu hướng bật thiết bị IoT Dự tính tới năm 2020, có 220 triệu xe kết nôi lưu thông đường Về bảo hiểm, 74% lãnh đạo ngành bảo hiểm tin IoT thay đổi sách bảo hiểm năm tới, 74% có kế hoạch đầu tư phá triển cà thực chiến lược IoT – theo nghiên cứu SMA Reserach Còn với quốc phịng, tiêu cho thiết bị bay khơng người lái dự kiến đạt 8,7 ti USD vào năm 2020 Ngoài ra, theo dự báo Frost & Sullivan, có khoảng 126.000 robot quân triển khai vào năm 2020 Lĩnh vực nông nghiệp không nằm ngồi vịng xốy IoT Dự kiến có khoảng 75 triệu thiết bị IoT triển khai vào năm 2020, với tỉ lệ tăng hàng năm đạt 20% Chủ yếu cảm biến đặt lòng đất để theo dõi độ axit, nhiệt độ thông số giúp canh tác vụ mùa hiệu Vì thế, Internet of Thing chìa khóa thành cơng tương lai Bên cạnh đó, cơng nghệ không dây đáp ứng đa tiêu chuẩn giúp giảm giá thành mặt hàng thiết bị kết nối không dây; giao thức Internet giúp thực hóa việc kết nối hàng tỷ thiết bị vào mạng lưới Internet Hiện thị trường có ngày nhiều thiết bị di động giá rẻ, cải thiện điều kiện kinh tế nhóm khách hàng Châu Á dẫn đến gia tăng theo cấp số nhân sử dụng thiết bị di động khu vực 1.4 Ứng dụng IoT 10