Khi nhiệt độ không khí tăng lên cao vào các tháng mùa hè, độ âm không khí sẽ giảm xuống thấp.. Ngược lại vào các tháng mùa đông, độ âm không khí tăng cao và có thê đạt được mức bão hòa..
Trang 1
HOC VIEN CONG NGHE BUU CHINH VIEN THONG
KHOA CONG NGHE THONG TIN 1
vì
QU
SE
BAO CAO BAI TIEU LUAN CUOI KY
IOT VA UNG DUNG
TEN DE TAI: HE THONG KIEM SOAT VA CANH BAO
DO AM TRONG PHONG THONG QUA DIEU HÒA KHÔNG KHÍ
Trang 2
HOC VIEN CONG NGHE BUU CHINH VIEN THONG
KHOA CONG NGHE THONG TIN 1
Pa
[PT
TEN DE TAI: HE THONG KIEM SOAT VA CANH BAO
DO AM TRONG PHONG THONG QUA DIEU HÒA KHÔNG KHÍ
Hà Nội, tháng 12 năm 2022
LỜI CAM ĐOAN
Trang 3
Em đã kiểm tra đữ liệu theo quy định hiện hành
Kết quả bài làm của đề tài là trung thực và không sao chép từ bất kỳ bài tập của nhóm
khác
Các tài liệu được sử dụng trong tiều luận có nguồn gôc, xuât xứ rõ ràng
Trang 52.3 Sơ đồ nguyên Ïý ác HH ng HH ng n te 9
QA COD AG ga 9
DAL PAN CUNG occcccccccceccescscsssesvesecsssvesecsessssessvssesecsesivssesissvssesresssevsrestsevavevsesecetsetererss 9
2.4.2 PREM IMÊÌM 5:22 t2 2 221111211112211112TT112 T1 t1 re 10
HIL KẾT LUẬN 222222222222221112222111222211121211122121121011 0e 12
1 Két Qua thu GUO ccc cece 2 2221221111211 121 1101111251181 11 1011111110111 1 111kg kiệt 12
085909 16
1 NWPE o8 60 nan an 16
Trang 6và bay vào không khí Nhiệt độ càng cao, các phân tử nước chuyển động càng nhanh
và hỗn loạn khiến lượng hơi nước phát tán vào không khí càng nhiều hơn Đây chính là
cơ chế chính của việc hình thành độ 4m trong không khí Độ am không khí chịu sự ảnh
hưởng của nhiệt độ môi trường, áp suất và gió Khi nhiệt độ không khí tăng lên cao vào các tháng mùa hè, độ âm không khí sẽ giảm xuống thấp
Ngược lại vào các tháng mùa đông, độ âm không khí tăng cao và có thê đạt được
mức bão hòa Như vậy, nhiệt độ và độ am la hai dai lượng có mỗi quan hệ mật thiết với
nhau
Độ âm không khí quá cao hoặc quá thấp đều ảnh hưởng đến sức khỏe của con người Những bất lợi gây ra do độ âm không khí quá cao như:
- Gây âm mốc, phá hủy quần áo và các đồ dùng trong gia đình
- Gây khó khăn cho việc bảo quản những trang thiết bị y tế
- Tụ dịch vào trong tường và sàn nhà, các bề mặt trở nên trơn trượt đễ ngã
- Vi khuẩn, nắm mốc và các vi sinh vật khác có điều kiện sinh sôi phát triển mạnh
mẽ Chứng chính là những dị nguyên của bệnh lý đường hô hấp như viêm phế quản, viêm phổi, hen phế quản, bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính và một số các bệnh lý ngoài đa khác
- Vào mùa hè, độ âm không khí quá thấp khiến làn da con người bỏng rát khó
chịu
- Vào mùa nôm âm, độ âm quá cao ngoài gây ra các bệnh về hô hâp
Trang 7nN
Vì những lý do trên, em đã thực hiện đề tài hệ thống kiểm soát và cảnh báo độ âm
trong phòng thông qua điều hòa không khí Đề giúp người dùng cân bằng độ âm trong không khí
Mục đích va doi tượng nghiên cứu của đề tài
Độ âm không khí là một đại lượng chỉ hàm lượng hơi nước có trong không khí Nhiệt độ không khí là một hiện tượng khi có các tia bức xạ của mặt trời đi qua khí
quyền, ngay lúc đó mặt đất sẽ hấp thụ năng lượng nhiệt của mặt trời Sau đó bức xạ lại
đi vào trong không khí khiến cho không khí bị nóng lên Nhiệt độ không khí còn được
xem là thước đo mức độ nóng lạnh không khi
Đối với con người khi độ am cang cao dẫn đến việc đồ mô hôi làm mát cơ thê sẽ
càng kém hiệu quả, chính vì vậy mà trong những điều kiện thời tiết độ âm cao khiến cho chúng ta cảm thấy khó chịu Độ âm không khí lý tưởng nên vào khoảng từ 40% đến 60% Sức khỏe của con người bị ảnh hưởng bởi độ âm trong không khí Độ âm không nên quá cao vì tạo điều kiện cho nhiều vi sinh vật gây bệnh phát triển và không nên quá thấp vì gây khô da, kích ứng niêm mạc đường hô hấp
Vào mùa hè, khi nhiệt độ không khí tăng lên cao vào các tháng mùa hè, độ am
không khí sẽ giảm xuống thấp
Vào mùa đông thì ngược lại, độ am không khí tăng cao và có thê đạt được mức
bão hòa
Vào những ngày mưa, nồm âm, độ âm không khí co thé tăng cao lên tơi 100% tao
thành môi trường thuận lợi cho sự hình thành và phát triển các loại năm mốc Có khoảng hơn 100.000 loài nắm được biết đến Nắm được tạo ra bởi hiện tượng các bào
tử gieo rắc trong không khí bay tới các vị trí mới khi có điều kiện thuận lợi chúng sẽ sinh sôi
Như vậy, nhiệt độ và độ ầm là hai đại lượng có mỗi quan hệ mật thiết với
nhau Ứng dụng điều này, hệ thông kiểm soát và cảnh báo độ âm trong phòng thông
Trang 8soát độ âm ở mức phù hợp Tạo ra môi trường trong lành, khô thoáng, bảo quản các đỗ
- ESP32: vi điều khiển năng lượng thấp có hé tro WiFi và dual-mode buletooth
- DHT22: cảm biến tích hợp vừa đo nhiệt độ vừa đo độ âm
- Đèn led kiểm tra đầu ra hợp lệ (Trong đẻ tài thực hiện này, em sẽ dùng led để
kiểm tra tín hiệu đầu ra cho điều khiện nhiệt độ và độ âm thay cho bộ điều khiến
điều chỉnh điều hòa)
(*bộ điều khiển tùy chỉnh điều hòa: Giảng viên hướng dẫn hỗ trợ cung cấp)
*Hinh 1 Anh minh hoa ESP8266
e Loai: Module ESP6266 NodeMcu Lua CH340
Trang 9¢ IC chinh: ESP6266 Wifi SoC
¢ Chip nap va giao tiép UART: CH340
« - GIPO giao tiếp mức 3.3VDC
» - Tương thích hoàn toàn với trình biên dịch Ardunmo
RESERVED | GPIO4 > SDA |
Trang 10¢ Thoi gian lay mau: 1 gidy
o DHT11 co 4 chan: VCC, DATA, NC, GND
© Module DHT11 da duoc gan sẵn điện trở và led báo nguồn, nên có
3 chân
o_ VCC: Nguồn 3.3 - 5.5VDC
Trang 11o DATA: Chan dt liéu
o_ GND: Nối đất, cực âm
1.2 Phần mềm hỗ trợ xử {ý dữ liệu
- Thingspeak: trực quan hóa và phân tích đữ liệu trên đám mây (theo dõi những thay đổi về giá trị cảm biến trén cloud)
- VSCode: IDE hé tro môi trường chạy code đề tương tác với thiết bị phần cứng
và thingspeak, phân tích dữ liệu và gửi cảnh báo cho người dùng
- Thư viện Platformio.1m
2 Các bước thực hiện
2.1 Điều kiện ban đầu của bài toán
- Đo nhiệt độ và độ âm trong phòng nếu độ ẩm nằm ngoài ngưỡng (40-60%)
thì đưa ra cảnh báo (gửi tin nhắn về điện thoại)
Nhiệt độ Độ âm Giá trị đầu ra
Lúc này tín hiện đầu ra chân D7 sẽ được set tín hiện là l và bật đènI(đènI
tượng trưng cho hành động chức năng tăng nhiệt độ đề làm âm phòng của điều hòa)
© - Nếu nhiệt độ đầu vào nhận được là lớn hơn hoặc bằng 27°C :
Trang 12Set tín hiệu đầu ra của chan Dé la | va bật đèn2( đèn2 tượng trưng cho hành động chức năng giảm nhiệt độ của điều hòa đề làm mát phòng)
® - Nếu độ âm nhỏ hơn 40%:
Gửi tin nhắn về cho điện thoại người dùng (viết 1 chương trình botchat kết nối với messenger đề gửi nhận tin nhắn)
Tín hiện đầu ra của chân D5 là I và bật đèn3 ( đèn3 tượng trưng cho hành động chức năng phun sương cung cấp độ âm cho phòng)
Trang 13
nh 4 Mô tả chung chu trình mô hình hoạt động của đề tài
- DHT22 là I cảm biến nhiệt độ, độ âm giúp chuyên đôi nhiệt độ và độ âm trong
không khí thành các g1ả trị tương tự
- Adruino thu thập các giá trị cảm biến tương tự và chuyên đối thành giá trị kỹ thuật
số và gửi tới ESP32 thông qua giao tiếp UART/nối tiếp
Trang 14- ESP32 kết nối với máy chủ Thingspeak qua internet
Hồnh 5 Mô tả sơ đồ nguyên lý của mạch phần cứng
© Chân VCC của cảm biến DHTI1 được kết nói với chân 3.3V của ESPð266
¢ Chan GND của cảm biến DHTII được kết nối với chân GND của ESPð266
® Ngõ ra của cảm biến DHTII được kết nối với chân D0 của ESPð266
e 1 chan cén lai ca led1, led2, led3, led4 được nối lần lượt với D5, D6, D7, Dõ của ESPð266
2.4 Cài đặt
2.4.1 Phần cứng
Trang 15e© Thiết bị gồm:
O°
© O°
1 module DHT11: đo nhiệt độ độ âm
1 ESP6266
4 led
1 cap USB Bang board test dây nôi
Chan VCC của cảm biến DHTI1 được kết nối với chân 3.3V của ESPð266
Chân GND của cảm biến DHTI1 được kết nối với chân GND của ESPð266
Đầu ra của cảm biến DHTII được kết nối với chân DI của
Cap USB | dau micro USB nối vs ESPð266 1 đầu USB 3.0 nối với
máy tính dé nap code 2.4.2 Phần mềm
Visual Studio Code IDE: Môi trường hỗ trỡ chạy mã nguồn
Platformio: Hỗ trợ giao tiếp với phần cứng
Thinkspeak: phân tích di liệu
'WhatApp: gửi thông bao cho người dùng
Các bước:
©_ Cài đặt thư viện
Trang 16o Cai dat API va key cho Thingspeak
o Setup cong COM giao tiép va két néi wifi cho thiết bi di động
o_ Gửi kết nối đến thiết bị
© Cai sy kién cho sensor
o Sensor kết nối và gửi đữ liệu cho Thingspeak o_ Lấy đata từ Thingspeak đề đưa đầu vào điều kiện cho led
o Cai dat điều kiện: Ledl sáng khi độ ẩm < 40
Led2 sáng khi độ âm > 60
Led3 sáng khi nhiệt độ <= 2l Led4 sáng khi nhiệt độ >= 27
o_ Mặc định ban đầu các đèn tắt
o_ Mỗi 10000ms thì gửi dữ liệu nhiệt độ và độ ẩm I lần 1.Kết quả thu được
1.1 Mô hình mạch thực tế
Trang 17Chân D5 nhận tín hiệu = 1 thi > Led1 sáng (độ âm < 40)
Chân D6 nhận tín hiệu = 1 thi > Led2 sang khi độ âm > 60
Chân D7 nhận tín hiệu = I thi Led3 sáng khi nhiệt độ <= 2l
Chân Dõ nhận tín hiệu = I thì Led4 sáng khi nhiệt độ >= 27
Trang 19| allow callmebot to send me messages
You can now send messages using the API
You need to increase temperature
The temperature is 19 now
Hình 9 Thông báo đến người dùng Khi nhận được tín hiệu trả về từ ESP8266 thông qua API Nếu nhiệt độ nằm ngoài khoảng (21, 27) Hệ thống sẽ gửi tin nhắn thông báo cho người dùng biết là nhiệt độ trong phòng đang quá thấp và cần phải tăng nhiệt độ điều hòa lên
Nếu độ ẩm nằm ngoài khoảng (40 - 60) Hệ thống sẽ gửi tin
nhắn thông báo cho người dùng biết là độ ẩm trong phòng đang không đạt chuẩn và chỉnh lại chế độ phun sương hoặc hút ẩm
của điều hòa
Trang 203 Hạn chế chưa giải quyết duoc
II
IV
- Do kinh phí hạn hẹn, em chỉ sử dụng DHT11 nên kết quả đo nhiệt
độ và độ ẩm chưa được chính xác
- Botchat gửi thông báo cho người dùng chưa được mượt khi sử dụng
Dễ mất kết nối nếu tắt thiết bị đi
- Mỗi lần tắt thiết bị sẽ phải cấu hình lại từ đầu
- Mô hình còn ở dạng demo chưa có triển khai cho nhiều người dùng nên vẫn còn nhiều thiết sót chưa phát hiện
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] API botchat (2021) https://www.callmebot.com/
[2] ESP32 with DHT11/DHT22 Temperature and Humidity Sensor using Arduino IDE (2019) https://randomnerdtutorials.com/esp32-dht11-dht22-temperature-humidity- sensor-arduino-ide/
[3] Giao tiếp DHT11 với nodeMCU, Nguyễn Hữu Phước (2019)
Hình 1 Ảnh minh họa ESPð266
Hình 2 Sơ đồ chân minh họa của ESPð266 nodeMCU
Hình 3 Ảnh minh họa Module DHTII
Hình 4 Mô tả chung chu trình mô hình hoạt động của đề tài
Hình 5 Mô tả sơ đồ nguyên lý của mạch phần cứng
Hình 6 Demo phần cứng
Trang 21Hình 7 Biểu đồ nhiệt độ
Hình õ Biểu đồ độ âm
Hình 9 Thông báo đến người dùng