Đồ án môn học môn học hệ thống nhúng đề tài hệ thống báo cháy và rò rỉ khí gas sử dụng esp32 và freertos

Trang 1 ĐỒ ÁN MÔN HỌCMÔN HỌCHỆ THỐNG NHÚNGĐỀ TÀI:HỆ THỐNG BÁO CHÁY VÀ RÒ RỈ KHÍ GAS SỬ DỤNG ESP32 VÀ FREERTOSNgười hướng dẫn: ThS Hồ Viết Việt Trang 2 LỜI CẢM ƠNLời đầu tiên em xin chân

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC HỆ THỐNG NHÚNG ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG BÁO CHÁY VÀ RÒ RỈ KHÍ GAS SỬ DỤNG ESP32 VÀ FREERTOS Người hướng dẫn: ThS Hồ Viết Việt Nhóm sinh viên thực hiện: ĐOÀN NGỌC ANH NGUYỄN VŨ HIẾU NGUYỄN VĂN DANH Lớp HP: 20.40 Đà Nẵng, Tháng 3/2024 lOMoARcPSD|20616795 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện Tử Viễn Thông của trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng, những người đã trực tiếp giảng dạy cung cấp kiến thức và phương pháp, truyền đạt hết kinh nghiệm của bản thân trong năm tháng qua cho chúng em, đó là những nền tảng cơ bản, là những hành tranh vô cùng quý giá để em có thể bước vào sự nghiệp trong tương lai Để có được thành tựu như bây giờ chúng em xin đặc biệt gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy Hồ Viết Việt đã quan tâm giúp đỡ, đưa ra kế hoạch hướng dẫn, dẫn dắt chúng em hoàn thành một cách tốt nhất đồ án của mình trong thời gian qua Không những thế, em xin cảm ơn gia đình , bạn bè và toàn thể mọi người luôn động viên, cổ vũ cho chúng em Trong quá trình hoàn thành đồ án, vì chưa có kinh nghiệm thực tế chỉ dựa vào lý thuyết đã học, cùng với thời gian có hạn nên đồ án sẽ không tránh khỏi những thiếu sót không đáng có Kính mong nhận được sự góp ý, nhận xét từ các thầy để kiến thức của em ngày càng hoàn thiện hơn và rút ra được nhiều kinh nghiệm bổ ích , giúp chúng em chuẩn bị một hành trang kiến thức đầy đủ để tiến bước trên con đường tương lai Chúng em xin chân thành cảm ơn ! è lOMoARcPSD|20616795 MỤC LỤC I Phân tích chung 1 1 Mục tiêu 1 II Phân tích hệ thống 2 1 Sơ đồ phần cứng 2 2 Đặc tả Use-case của hệ thống báo cháy và rò rỉ khí gas qua ESP32 và FreeRTOS 3 3 Đặc tả Activity của hệ thống báo cháy và rò rỉ khí gas qua ESP32 và FreeRTOS 5 III KẾT LUẬN 7 è I Phân tích chung 1 Mục tiêu Hệ thống báo cháy và rò rỉ khí gas đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ an toàn cho con người và tài sản Hệ thống này có khả năng phát hiện sớm nguy cơ cháy nổ và rò rỉ khí gas, cảnh báo người dùng kịp thời để có biện pháp xử lý phù hợp, giúp giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản Mục tiêu chung của đề tài hệ thống báo cháy và rò rỉ khí gas bao gồm nâng cao an toàn, tăng cường khả năng kiểm soát, tự động hóa quy trình, tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường Hệ thống tự động thu thập dữ liệu từ các cảm biến, tự động phân tích dữ liệu và đưa ra quyết định, tự động kích hoạt các hành động báo động và xử lý sự cố Việc tự động hóa quy trình giúp giảm thiểu chi phí cho việc bảo trì và sửa chữa hệ thống, giảm thiểu chi phí do thiệt hại caused by fire and gas leaks, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng Hệ thống cho phép người dùng theo dõi tình trạng hệ thống từ xa, cung cấp thông tin chi tiết về các sự cố xảy ra, giúp người dùng đưa ra quyết định phù hợp để xử lý các sự cố Việc tăng cường khả năng kiểm soát giúp người dùng chủ động hơn trong việc bảo vệ an toàn cho bản thân và gia đình Hệ thống báo cháy và rò rỉ khí gas là một giải pháp thiết thực và hiệu quả để nâng cao an toàn cho cuộc sống Việc phát triển và ứng dụng hệ thống này góp phần bảo vệ con người và tài sản trước nguy cơ cháy nổ và rò rỉ khí gas Đoàn Ngọc Anh 1 Nguyễn Vũ Hiếu Nguyễn Văn Danh lOMoARcPSD|20616795 I Phân tích hệ thống 1.Sơ đồ phần cứng  Cách mắc :  Mắc LCD với ESP32: Nối chân Vcc của LCD với chân 3V3 của ESP32 Nối chân GND của LCD với chân GND của ESP32 Nối chân SDA của LCD với chân GPIO 8 của ESP32 Nối chân SCL của LCD với chân GPIO 9 của ESP32 Mắc DHT11 với ESP32: Nối chân Vcc của DHT11 với chân 3V3 của ESP32 Nối chân GND của DHT11 với chân GND của ESP32 Nối chân Data của DHT11 với chân GPIO đã chọn của ESP32 Mắc MQ-2 với ESP32: Vcc của cảm biến MQ-2 nối với chân 5V của ESP32 GND của cảm biến MQ-2 nối với chân GND của ESP32 A0 của cảm biến MQ-2 nối với chân GPIO 0 của ESP32 Đoàn Ngọc Anh 2 Nguyễn Vũ Hiếu Nguyễn Văn Danh lOMoARcPSD|20616795 Mắc đèn LED với ESP32: Chân dương (+) của đèn LED nối với điện trở hạn chế dòng (khoảng 220 ohm) - nối với chân GPIO 3 của ESP32 Chân âm (-) của đèn LED nối với chân GND của ESP32 Mắc đèn Loa với ESP32: Chân dương (+) của loa nối với tụ điện phân cực (khoảng 10uF) - nối với chân GPIO 1 của ESP32 Chân âm (-) của loa nối với chân GND của ESP32 2.Đặc tả UseCase của hệ thống báo cháy và rò rỉ khí qua ESP32 và FreeRTOS USE CASE DIAGRAM Use Case Number: UC1 Use Case Name: Hệ thống báo cháy và rò rỉ khí gas Đoàn Ngọc Anh 3 Nguyễn Vũ Hiếu Nguyễn Văn Danh Actor (s): lOMoARcPSD|20616795 Maturity Cảm biến khí gas MQ-2,Cảm biến nhiệt độ DHT11,Cảm Summary: biến độ ẩm DHT11 Focused Người dùng: Nhận thông báo cháy hoặc rò rỉ khí gas,nhiệt độ và độ ẩm qua Firebase Basic Course of Events: Actor Action: System Response: Cảm biến khí gas MQ-2:  So sánh nồng độ với Cung cấp dữ liệu nồng độ khí ngưỡng gas Gửi dữ liệu nồng độ khí gas  Nếu vượt ngưỡng: đến hệ thống xử lý o Kích hoạt hành Cảm biến nhiệt độ DHT11: động báo động (bật Cung cấp dữ liệu nhiệt độ môi đèn, còi báo động, trường v.v.) Gửi dữ liệu nhiệt độ môi trường đến hệ thống xử lý  Nếu không vượt Cảm biến độ ẩm DHT11: ngưỡng: Cung cấp dữ liệu độ ẩm môi o Hệ thống hoạt động trường bình thường Gửi dữ liệu độ ẩm môi trường đến hệ thống xử lý Bảng 1.1:UseCase Diagram của hệ thống báo cháy và rò rỉ khí gas qua ESP32 và FreeRTOS Đoàn Ngọc Anh 4 Nguyễn Vũ Hiếu Nguyễn Văn Danh 1.Đặc tả Activity của hệ thống báo cháy và rò rỉ khí qua ESP32 và FreeRTOS Diagram Description Sơ đồ hoạt động mô tả luồng hoạt động của hệ thống báo cháy và rò rỉ Object khí gas Sơ đồ bao gồm các hoạt động, luồng dữ liệu, quyết định và các đối tượng liên quan 1 Hệ thống báo cháy và rò rỉ khí gas 2 Cảm biến khí gas, nhiệt độ và độ ẩm 3 Bộ xử lý trung tâm 4 USER Main Activit.y Bắt đầu: Hệ thống bắt đầu hoạt động Đoàn Ngọc Anh 5 Nguyễn Vũ Hiếu Nguyễn Văn Danh Đọc số liệu: Hệ thống đọc dữ liệu từ các cảm biến khí gas, nhiệt độ và độ ẩm Dữ liệu được gửi đến bộ xử lý trung tâm Xử lý số liệu: Bộ xử lý trung tâm so sánh dữ liệu với ngưỡng báo động Nếu dữ liệu vượt ngưỡng: Hệ thống kích hoạt báo động Gửi thông báo cho người dùng Lưu trữ dữ liệu Nếu dữ liệu không vượt ngưỡng: Hệ thống tiếp tục hoạt động bình thường Báo động: Hệ thống bật đèn báo động và còi báo động Đoàn Ngọc Anh 6 Nguyễn Vũ Hiếu Nguyễn Văn Danh Lưu trữ dữ liệu: Hệ thống lưu trữ dữ liệu cảm biến vào cơ sở dữ liệu Kết thúc: Hệ thống kết thúc hoạt động Stream data Dữ liệu từ các cảm biến được gửi đến bộ xử lý trung tâm Bộ xử lý trung tâm so sánh dữ liệu với ngưỡng báo động Nếu dữ liệu vượt ngưỡng, hệ thống kích hoạt báo động, gửi dữ liệu và lưu trữ dữ liệu Nếu dữ liệu không vượt ngưỡng, hệ thống tiếp tục hoạt động bình thường Decision Hệ thống so sánh dữ liệu với ngưỡng báo động để quyết định có kích hoạt báo động hay không Bảng 1.2:Activity Diagram của hệ thống báo cháy và rò rỉ khí gas qua ESP32 và FreeRTOS III KẾT LUẬN Hệ thống báo cháy và rò rỉ khí gas sử dụng ESP32 và FreeRTOS là một giải pháp an toàn và hiệu quả với nhiều ưu điểm nổi bật Tuy nhiên, người dùng cần cân nhắc các hạn chế của hệ thống trước khi quyết định sử dụng để đảm bảo phù hợp với nhu cầu và khả năng của bản thân Đoàn Ngọc Anh 7 Nguyễn Vũ Hiếu Nguyễn Văn Danh NHẬN XÉT CỦA GVHD Đoàn Ngọc Anh 8 Nguyễn Vũ Hiếu Nguyễn Văn Danh