Thiết kế, chế tạo hệ thống cảnh báo trộm, cháy

- 1- LỜI NÓI ðẦU Trong thời gian qua tình hình trộm tài sản cá nhân, gia ñình hay doanh nghiệp diễn biến hết sức phức tạp. Việc phát hiện kẻ trộm ñột nhập vào nhà, kho hàng, các ngân hàng, những nơi cất tài sản quý hiếm, những tài liệu mật là rất quan trọng. Thủ ñoạn của bọn kẻ trộm là thường lợi dụng sơ hở của bảo vệ hay chủ nhà ñể trộm tài sản. Thủ ñoạn của chúng ngày càng tinh vi, xảo quyệt. Nếu ta chỉ sử dụng các hệ thống báo ñộng tại chỗ thì kẻ trộm có thể dễ dàng khống chế tắt tất cả hệ thống ñó làm cho việc phát hiện trộm khó khăn, hoặc khi chúng ta ñang ñi xa thì hệ thống báo ñộng tại chỗ cũng không có tác dụng, gây thiệt hại. Ngày nay, với sự phát triển như vũ bão của ðiện tử viễn thông và Công nghệ thông tin. ðiện thoại di ñộng ngày nay ñã không còn là thứ xa xỉ nữa mà ngược lại còn rất phổ biến, luôn luôn bên cạnh con người ở bất cứ ñâu. Nếu ta sử dụng ñiện thoại di ñộng ñể dùng vào việc báo trộm thì rất là hiệu quả, nó có thể khắc phục ñược các nhược ñiểm của hệ thống báo ñộng tại chỗ. Và nếu kết hợp luôn cả hai hệ thống này thì hiệu quả sẽ càng cao hơn, giúp phát hiện sớm mọi sự ñột nhập, giảm thiểu thiệt hại. Trong ñời sống chúng ta luôn tồn tại những khu vực dễ cháy, một khi có cháy xảy ra thì hậu quả thật khôn lường, gây thiệt hại rất lớn về người và của. Ngày nay việc phòng cháy chữa cháy trở thành mối quan tâm hàng ñầu của nước ta và nhiều nước trên thế giới, nó trở thành nghĩa vụ của mọi người dân. Trên các phương tiện thông tin ñại chúng luôn tuyên truyền sâu rộng cho mọi người tầm quan trọng của việc phòng cháy chữa cháy, nhằm hạn chế mức thấp nhất hậu quả do các vụ cháy gây ra. Các vụ cháy thường hay xảy ra vào ban ñêm, tại những nơi có nhiều vật liệu dễ cháy, nổ, những khu dân cư ñông ñúc, khu chung cư cao tầng lúc ta lơ là, mất cảnh giác, bất cẩn, nên không khống chế kịp ñể ñám cháy lan rộng gây thiệt hại. Vì vậy, việc lắp ñặt hệ thống báo cháy tại các khu vực này là ñiều rất quan trọng và cần thiết. Xuất phát từ những yêu cầu thực tế trên em quyết ñịnh chọn ñề tài: “Thiết kế, chế tạo hệ thống cảnh báo trộm, cháy”. ðề tài gồm có 4 chương: - Chương 1: Tổng hợp những nghiên cứu Hệ thống chống trộm, cháy - Chương 2: Phương pháp và nội dung nghiên cứu - Chương 3: Thực nghiệm, phân tích kết quả - Chương 4: Kết luận – ðề xuất - 2- Với mục ñích sau khi thực hiện xong ñề tài có thể ñem ra ứng dụng trong thực tế, nhằm phục vụ việc cảnh báo trộm, cháy hiệu quả, kịp thời cho các hộ gia ñình, cơ quan, xí nghiệp, nhà xưởng, giảm thiểu hậu quả ñáng tiếc xảy ra. Do thời gian thực hiện ñề tài và kiến thức hiểu biết có hạn nên ñề tài của em không thể tránh khỏi những sai sót, rất mong sự góp ý chân thành của các quý thầy cô ñể ñề tài của em ñược hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! - 3- Chương 1: TỔNG HỢP NHỮNG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CHỐNG TRỘM, CHÁY - 4- 1.1. Cơ sở lý luận Ngày nay, với sự phát triển như vũ báo của khoa học kỹ thuật, ñặc biệt là sự phát triển của Công nghệ vi ñiều khiển, vi xử lý, những ứng dụng của nó ngày càng ñược con người khai thác và vận dụng hiệu quả, tạo ra những sản phẩm thông minh, hiện ñại, góp phần giảm thiểu sức lao ñộng chân tay của con người, tiết kiệm ñược thời gian. Kỹ thuật ứng dụng vi ñiều khiển ngày nay ñã thâm nhập và có mặt trên khắp tất cả các lĩnh vực khoa học kỹ thuật của con người, từ những hệ thống lớn mang tính công nghiệp ñến những hệ thống nhỏ dân dụng. Trong các ứng dụng dân dụng không thể không kể ñến lĩnh vực an ninh, tiêu biểu là hệ thống cảnh báo trộm, cháy là ñang ñược toàn thể xã hội quan tâm. Thông thường, một hệ thống chống trộm, cháy sẽ bao gồm một thiết bị trung tâm có thể kết nối với những loại thiết bị báo, bao gồm: khói, xì gas, cảm biến phát hiện kính vỡ, cảm biến hồng ngoại phát hiện chuyển ñộng, cảm biến từ, cảm biến laser, loa-còi-nút khẩn thông báo, v.v. . Ứng với mỗi cảm biến là một thiết bị ñược kết nối với trung tâm xử lý, tùy theo nhu cầu sử dụng mà thiết bị trung tâm có khả năng kết nối ña dạng như kết nối với máy tính, ñiện thoại bàn, ñiện thoại di ñộng hoặc trung tâm cảnh báo ñể thông báo cho người sử dụng biết tình trạng, nguy cơ xảy ra sự cố. Trung tâm xử lý càng cao cấp thì khả năng hoạt ñộng của hệ thống càng thông minh. ðể có thể thiết kế ñược một hệ thống cảnh báo trộm, cháy hiệu quả và tối ưu nhất thì ñòi hỏi ta phải có ñược những kiến thức cơ bản về vi xử lý, vi ñiều khiển, kỹ thuật cảm biến, kỹ thuật lập trình cho vi xử lý, kỹ thuật ñiện tử và một phần kiến thức bên lĩnh vực ðiện tử Viễn thông. 1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước Hệ thống cảnh báo trộm, cháy ngày nay ñã ngày càng trở nên phổ biến và không thể thiếu ñược ñối với các hộ gia ñình, cơ quan xí nghiệp…Ở các nước tiên tiến thì hệ thống này ñã có từ lâu và trở nên rất thông dụng. Như tại các công ty, nhà xưởng, nhà riêng, nhà kho, nhà chứa các vật liệu dễ cháy nổ, nơi chứa các tài liệu mật của Chính phủ hay các Viện bảo tàng. Tại Nga, có những nhà máy ñiện, những kho lưu trữ tài liệu quý ñã ứng dụng hệ thống cảnh báo cháy, trộm kết hợp với ñiều khiển thiết bị từ xa và tự ñộng báo ñộng qua ñường dây ñiện thoại ñể tự ñộng ñóng ngắt những nơi cao áp, tự ñộng quay số báo ñộng khi có sự cố, tự ñộng xả bình chữa cháy, mang lại hiệu - 5- quả rất cao, và cũng tại Nga ñã có hệ thống báo ñộng và ñiều khiển thiết bị thông qua mạng Internet. Ở Mỹ, tại những Cơ quan ñã cho lắp ñặt hệ thống cảnh báo trộm, cháy theo mô hình nhà thông minh tại các văn phòng chứa các tài liệu mật, quan trọng hệ thống ñược lắp ñặt bảo mật và ñược ñiều khiển thông qua một tổng ñài nội bộ. Các hãng sản xuất hệ thống cảnh báo trộm cháy Nhật Bản như Nittan, Nohmi ñã cho ra mắt Hệ thống báo ñộng, báo trộm ña năng với các ñặc tính hiện ñại như: - Màn hình LCD hiển thị ngày, giờ, trạng thái hệ thống, vùng báo ñộng - Có thể ñiều khiển bằng Remote. - Khả năng kết hợp cả ñầu báo không dây và có dây. - Khi có báo ñộng hệ thống sẽ hú còi, gọi ñiện thoại, gửi tin nhắn, chỉ rõ vùng báo ñộng cho gia chủ. - Khi có kẻ gian cắt ñường dây hoặc cúp ñiện hệ thống sẽ tự ñộng gửi tin nhắn báo cho gia chủ biết. - … Hình 1.1. Hệ thống cảnh báo trộm không dây của hãng SOAN (ðài Loan) - 6- Trên ñây là những thành tựu ñạt ñược ở các nước tiên tiến. Ở Việt Nam: - Cũng có một số ñề tài nghiên cứu sử dụng mạng ñiện thoại ñể ñiều khiển làm hệ thống cảnh báo cháy nhưng chưa thực sự hoàn chỉnh và tối ưu. Các ñề tài này chỉ mới là ứng dụng cho hệ thống ñiện thoại cố ñịnh mà chưa làm ñược ñối với thuê bao di ñộng, trong khi ñiện thoại di ñộng bây giờ lại quá thông dụng. Phương án phản hồi không chính xác do chỉ phản hồi bằng tiếng nhạc nên hiệu quả báo ñộng không cao, dễ báo ñộng nhầm. - Có một số ñề tài nghiên cứu sử dụng mạng ñiện thoại di ñộng ñể cảnh báo cháy nhưng chỉ là trên lý thuyết, chưa áp dụng vào thực tế. - Phòng cảnh sát hình sự Công an Hà Nội vừa nghiên cứu thành công thiết bị an ninh chống cướp tiệm vàng có thể áp dụng hữu hiệu cho các cơ sở kinh doanh vàng nhưng chỉ áp dụng với những doanh nghiệp kinh doanh nhỏ. Hình 1.2. Thiết bị an ninh chống cướp tiệm vàng của Công an Hà Nội. Trên thị trường Việt Nam Hệ thống cảnh báo trộm cháy bây giờ cũng rất ña dạng và phong phú, phù hợp với tình hình, ñiều kiện hoàn cảnh, nhu cầu và mục ñích riêng của từng ñối tượng sử dụng. Nhưng chủ yếu là hàng nhập khẩu từ nước ngoài. Một số thương hiệu có thể kể ñến như Nohmi, Nittan (Nhật), Hochiki, Horing, Hongchang, Woosung, Horing Lih (ðài Loan), Caddx (Mỹ). . . có xuất xứ từ nhiều nước: Trung Quốc, ðài Loan, Hàn Quốc, Nhật, Mỹ… - 7- Hình 1.3. Hệ thống chống trộm không dây ñiều khiển cho nhiều khu vực. Hình 1.4 Hệ thống chống trộm không dây của hãng Guardsman Giá cả của những loại thiết bị này dao ñộng khá lớn và tùy thuộc vào công dụng, chức năng và tầm hoạt ñộng (số vùng và thiết bị quản lý, diện tích quản lý…). Vì vậy việc lắp ñặt hệ thống cảnh báo hiện ñại cho hộ gia ñình, các công ty nhỏ là vấn ñề còn xa xỉ, chưa ñược phổ biến, chúng chỉ ñược áp dụng cho những công trình tầm cỡ, các hệ thống này chưa trở thành là sản phẩm dân phổ biến do giá thành sản phẩm còn cao. - 8- Chương 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - 9- 2.1. Mục ñích yêu cầu ñề tài Nhằm phục vụ việc cảnh báo trộm, cháy tự ñộng cho các hộ gia ñình, khu chung cư cao tầng, các nhà máy xí nghiệp và những nơi cần thiết khác. Từ mục ñích trên thì Hệ thống cảnh báo trộm, cháy cần ñảm bảo ñuợc các yêu cầu sau: - Sử dụng tiện lợi và phạm vi áp dụng rộng mà không cần thay ñổi phần cứng. - Báo ñộng kịp thời nhằm giảm nhẹ thiệt hại do các vụ ñột nhập và các vụ hỏa hoạn gây ra. - Có thể báo ñộng ñến nhiều số ñiện thoại khác nhau kịp thời và chính xác. - Hiển thị các thông số cần thiết cho người dùng. - Hoạt ñộng ổn ñịnh và ít sai số, hạn chế báo ñộng giả. - Giá thành sản phẩm hạ. 2.2. Sơ ñồ khối tổng thể Một hệ thống cảnh báo trộm, cháy thông thường có ba bộ phận chính hoạt ñộng ñộc lập ñó là: một bộ ñiều khiển trung tâm (kiểm soát trung tâm); các thiết bị ñầu dò ngoại vi khác (các sensor) như ñầu báo nhiệt, ñầu báo trộm, ñầu báo khói. . ; các ñầu báo hiệu như loa, ñèn nháy, còi hú. . . Xuất phát từ mục ñích và yêu cầu trên, em thiết kế hệ thống tự ñộng với các thành phần thể hiện rõ trên sơ ñồ khối hình 2.1: - 10- Hình 2.1. Sơ ñồ khối tổng thể 2.3. Chức năng nhiệm vụ các khối 2.3.1. Bộ ñiều khiển trung tâm hay hộp ñiều khiển trung tâm Là cơ quan ñầu não quan trọng, có nhiệm vụ thu nhận tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi, xử lý và phát tín hiệu báo ñộng. Có thể báo ñộng tại chỗ qua hệ thống còi hụ, hệ thống ñèn hoặc báo ñộng (speaker) qua ñiện thoại di ñộng (mobile). Trên hộp ñiều khiển trung tâm có chứa vi ñiều khiển (ATmega32) là cơ quan ñầu não, chứa tất cả trình ñiều khiển, ñiều khiển mọi hoạt ñộng của hệ thống. Màn hình LCD ñể hiển thị các thông số và hệ thống phím nhấn ñể thiết lập các thông số cần thiết. Sau ñây em xin trình bày cụ thể các khối trong hộp ñiều khiển trung tâm: HỘP ðIỀU KHIỂN TRUNG TÂM THIẾT BỊ ðẦU VÀO THIẾT BỊ BÁO ðỘNG KHỐI CẢNH BÁO CHÁY KHỐI CẢNH BÁO TRỘM CÒI HỤ ðIỆN THOẠI HẸN GIỜ HỆ THỐNG [...]... 2.3.2 Thi t b ñ u vào 2.3.2.1 Kh i c nh báo cháy a Cách nh n bi t và báo cháy Khi m t ñám cháy x y ra thì thư ng có các d u hi u sau: - L a, khói, v t li u ch cháy b phá h y - Nhi t ñ vùng cháy tăng lên cao - Không khí b ôxy hóa m nh - Có mùi cháy khét ð c nh báo cháy, ta có th d a vào các d u hi u ñó ñ ñ t các c m bi n làm thi t b báo cháy K p th i phát hi n ñám cháy, kh ng ch giai ño n ñ u, ñ gi m thi... khét ð c nh báo cháy, ta có th d a vào các d u hi u ñó ñ ñ t các c m bi n làm thi t b báo cháy K p th i phát hi n ñám cháy, kh ng ch giai ño n ñ u, ñ gi m thi u thi t h i b Các b ph n nh n bi t và c nh báo cháy b.1 C m bi n nhi t ñ - 36Là lo i c m bi n có tác d ng chuy n tín hi u v t lý (nhi t ñ ) sang tín hi u ñi n ðây là lo i c m bi n có ñ nh y tương ñ i cao và tuy n tính Nguyên t c ho t ñ ng c a nó... n c ng M c logic 0 trong trư ng - 21h p này là ñ ch ra r ng thanh ghi TCCR0 ñã s n sàng ñ c p nh t m t giá tr m i N u ghi vào m t trong ba thanh ghi c a b ñ nh th i 0 (TCNT0, OCR0, TCCR0) trong lúc c báo b n c p nh t (update busy flag) c a chúng ñư c set, thì giá tr c p nh t có th b h ng và s t o ra m t ng t không bi t trư c c Ng t trong ATmega32 c.1 Khái ni m v ng t Ng t là m t tín hi u g i ñ n b... lên 1 là b t ñ u quá trình chuy n ñ i Trong su t quá trình chuy n ñ i, bits ADSC s ñư c nguyên giá tr 1, khi quá trình chuy n ñ i k t thúc, bits này s ñư c tr v 0 Bits 4 - ADIF (ADC Interrupt Flag): c báo ng t Khi m t chuy n ñ i k t thúc, bi n này ñư c t ñ ng set lên 1, vì th ta c n ki m tra giá tr bits này trư c khi th c hi n ñ c giá tr chuy n ñ i ñ ñ m b o quá trình chuy n ñ i ñư c hoàn t t th c s . em quyết ñịnh chọn ñề tài: Thiết kế, chế tạo hệ thống cảnh báo trộm, cháy . ðề tài gồm có 4 chương: - Chương 1: Tổng hợp những nghiên cứu Hệ thống chống trộm, cháy - Chương 2: Phương pháp. hệ thống ñược lắp ñặt bảo mật và ñược ñiều khiển thông qua một tổng ñài nội bộ. Các hãng sản xuất hệ thống cảnh báo trộm cháy Nhật Bản như Nittan, Nohmi ñã cho ra mắt Hệ thống báo ñộng, báo. phục vụ việc cảnh báo trộm, cháy tự ñộng cho các hộ gia ñình, khu chung cư cao tầng, các nhà máy xí nghiệp và những nơi cần thiết khác. Từ mục ñích trên thì Hệ thống cảnh báo trộm, cháy cần ñảm