ĐỒ ÁN VỀ HỆ THỐNG THU THẬP, GIÁM SÁT, CẢNH BÁO NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM, CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG TRONG LƯU KHO DƯỢC PHẨM.

Xuất phát từ những bất cập trong việc quản lý thuốc hiện nay thì em nghiên cứu chế tạo một thiết bị “thu thập, giám sát và đưa ra cảnh báo về nhiệt độ, độ ẩm cường độ ánh sáng trong lưu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘIKHOA SƯ PHẠM KĨ THUẬT

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ TIN HỌC

SÁNG TRONG LƯU KHO DƯỢC PHẨM

Sinh viên thực hiện :

Mã SV :

Lớp :

HÀ NỘI THÁNG 5 NĂM 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘIKHOA SƯ PHẠM KĨ THUẬT

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ TIN HỌC

SÁNG TRONG KHO THUỐC

Sinh viên thực hiện :

Mã SV :

Lớp :

Giảng viên hướng dẫn :

HÀ NỘI THÁNG 5 NĂM 2016

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1.Lý do chọn đề tài 1

2.Mục đích nghiên cứu 1

3.Nhiệm vụ nghiên cứu 2

4.Đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu 2

4.1 Đối tượng nghiên cứu 2

4.2 Phạm vi nghiên cứu 2

5.Phương pháp nghiên cứu, chế tạo 2

6.Cấu trúc của đồ án 2

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG THU THẬP, GIÁM SÁT, CẢNH BÁO NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM, CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG TRONG LƯU KHO DƯỢC PHẨM 4

1.1 TỔNG QUAN VỀ BẢO QUẢN THUỐC 4

1.1.1 Giới thiệu chung 4

1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng thuốc: 4

1.1.3 Các điều kiện bảo quản trong kho: 7

1.2 TỔNG QUAN VỀ MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM, CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG 8

1.2.1 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 8

1.2.2 Atmega8 8

1.2.3 Khối hiển thị dùng LCD16*2 9

1.3 CƠ SỞ THỰC TIỄN 10

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, XÂY DỰNG HỆ THỐNG THU THẬP, GIÁM SÁT, CẢNH BÁO NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM, CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG TRONG LƯU KHO DƯỢC PHẨM 12

2.1 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ 12

2.2 SƠ ĐỒ KHỐI 13

2.2.1 Sơ đồ khối 13

2.2.2 Phân tích và thiết kế từng khối 13

2.3 SƠ ĐỒ MẠCH CỦA SẢN PHẨM 17

2.3.1 Sơ đồ nguyên lý 17

2.3.2 Giải thuật 17

2.4 XÂY DỰNG HỆ THỐNG 18

2.5 MẠCH KHI HOÀN THIỆN 18

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG THU THẬP, GIÁM SÁT VÀ CẢNH BÁO NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM, CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG

TRONG LƯU KHO DƯỢC PHẨM 19

3.1 SẢN PHẨM THỰC TẾ 19

3.2 KIỂM NGHIỆM SẢN PHẨM 19

3.3 ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM 21

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 22

1 Kết luận 22

2 Hướng phát triển 22

PHẦN MỞ ĐẦU 1.Lý do chọn đề tài.

Thuốc và dụng cụ y tế (DCYT) là phương tiện không thể thiếu được trongcông tác phòng, chữa bệnh Chất lượng của thuốc và DCYT (tốt hay xấu) có ảnhhưởng trực tiếp đến sức khỏe, tính mạng của người dùng thuốc Do là loại hàng hóađặc biệt, có nguồn gốc rất đa dạng (Tự nhiên: động vật, thực vật, khoáng vật,….;Nhân tạo: tổng hợp hóa học, sinh học,…) do có bản chất khác nhau nên có tính chấthóa – lý khác nhau, mức độ bền vững khác nhau với các yếu tố vật lý, hóa học, sinhhọc (Ví dụ: Aspirin dễ bị thủy phân, dễ bị hỏng bởi ẩm, nhiệt; Vitamin C dễ bị oxyhóa, ố vàng khi để ngoài không khí,….) Vì vậy, thuốc nếu bảo quản không tốt,không đúng rất dễ bị hư hỏng trong quá trình tồn trữ lưu thông và sử dụng, điều nàykhông chỉ gây thiệt hại về mặt kinh tế mà quan trọng hơn là có thể gây nguy hại chotính mạng, sức khỏe của người dùng Công tác bảo quản thuốc không chỉ có ý nghĩa

về mặt chuyên môn, đảm bảo chất lượng thuốc, mà còn có ý nghĩa về mặt kinh tế xãhội của một quốc gia giúp sử dụng nguồn thuốc hiệu quả, kinh tế nhằm giảm chi phíkhám chữa bệnh từ ngân sách cũng như của bệnh nhân Ở nước ta, khí hậu nhiệt đới

ẩm là điều kiện không thuận lợi trong công tác tồn trữ thuốc và DCYT Điều kiệnkho và các thiết bị phục vụ cho công tác bảo quản thuốc chưa đầy đủ Hơn nữa,trình độ chuyên môn về lĩnh vực này của cán bộ Dược còn hạn chế

Xuất phát từ những bất cập trong việc quản lý thuốc hiện nay thì em

nghiên cứu chế tạo một thiết bị “thu thập, giám sát và đưa ra cảnh báo về nhiệt độ,

độ ẩm cường độ ánh sáng trong lưu kho dược phẩm” Ở đây dữ liệu về nhiệt độ, độ

ẩm, cường độ ánh sáng được hệ thống các cảm biến thu thập chuyển về bộ xử lýtrung tâm, tại đây sau khi được xử lý thì hiển thị lên LCD Khi đó con người sẽnhận được thông tin cần thiết một cách sớm nhất, đúng lúc và hoàn toàn có khảnăng can thiệp kịp thời

2.Mục đích nghiên cứu

 Hệ thống hóa kiến thức về môn thiết kế mạch, môn lập trình vi xử lý –

vi điều khiển, môn phương pháp nghiên cứu khoa học,…

 Nghiên cứu những ứng dụng chủ yếu của mạch về cảm biến Từ đótiến hành xây dựng, thiết kế một mạch ứng dụng của nó trong đờisống và trong công nghiệp.

3.Nhiệm vụ nghiên cứu.

 Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về cảm biến để đo nhiệt độ, độ ẩm, cường độánh sáng

 Nghiên cứu về cảm biến DHT11, atmega 8, EPS…

 Thiết kế và chế tạo mạch đo nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng và testthử nghiệm

4.Đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu.

4.1 Đối tượng nghiên cứu

 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11

 Cảm biến ánh sáng dùng quang trở

 Vi xử lý Atmega8

4.2 Phạm vi nghiên cứu.

 Hệ thống các cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng

 Cách giao tiếp giữa atmega8 và hệ thống các cảm biến

5.Phương pháp nghiên cứu, chế tạo.

 Nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết để tổng hợp và phân tích tàiliệu có liên quan từ đó xây dựng cơ sở lí luận cho đề tài

 Nhóm phương pháp thực nghiệm khỏa sát ứng dụng của đề tài

 Phương pháp sử dụng các công thức toán học để tính toán các phần tửcủa mạch, xử lí số liệu đo được thông qua thực nghiệm nhằm rút ra cáckết luận chính xác về các vấn đề nghiên cứu

6.Cấu trúc của đồ án.

Ngoài phần mở đầu và kết luận của đồ án gồm 4 chương:

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

Chương 2: Thiết kế, chế tạo sản phẩm.

Chương 3: Kiểm nghiệm và đánh giá

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thời gian làm đồ án này em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ của quý thầy cô,gia đình và bạn bè Với tấm lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô đặc biệt là thầy đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 1 tháng 5 năm 2016

SV thực hiện

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG THU THẬP, GIÁM SÁT, CẢNH BÁO NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM, CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG TRONG LƯU

KHO DƯỢC PHẨM.

1.1 TỔNG QUAN VỀ BẢO QUẢN THUỐC.

1.1.1 Giới thiệu chung.

Thuốc:là những sản phẩm có nguồn gốc từ động vật, thực vật, khoáng vật, hóa

dược hay sinh học được bào chế để dùng cho người, nhằm :

- Phòng bệnh, chữa bệnh

- Phục hồi, điều chỉnh chức năng cơ thể

- Làm giảm triệu chứng bệnh

- Chẩn đoán bệnh

- Phục hồi hoặc nâng cao sức khoẻ

- Làm mất cảm giác một bộ phận hay toàn thân

- Làm ảnh hưởng quá trình sinh sản

- Làm thay đổi hình dáng cơ thể

Bảo quản thuốc: là việc cất giữ an toàn các thuốc, nguyên liệu, bao gồm cả việc

đưa vào sử dụng và duy trì đầy đủ các hệ thống hồ sơ tài liệu phù hợp, kể cả cácgiấy biên nhận và phiếu xuất

1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng thuốc:

Tác hại của nhiệt độ: Đối với thuốc và dụng cụ y tế, bảo quản trong điều

kiện nhiệt độ quá cao hay quá thấp đều có ảnh hưởng không tốt Tuy nhiên, nhiệt độ caothường có tác hại nhiều hơn

Ảnh hưởng của nhiệt độ cao:

Về phương diện vật lý: Nhiệt độ cao làm mất nước kết tinh của một số hoáchất và làm bốc hơi một số thuốc ở thể lỏng dễ bay hơi hay hoá chất bị thăng hoanhư cồn, ether, tinh dầu, long não… Nhiệt độ cao làm hư hỏng một số loại thànhphẩm như cồn thuốc, cao thuốc, thuốc tạng liệu, thuốc viên, vaccin, kháng sinh…

Về phương diện hoá học: Nhiệt độ cao làm cho tốc độ của một số phản ứnghoá học xảy ra nhanh hơn Kết quả nghiên cứu cho thấy khi nhiệt độ tăng lên 100Cthì tốc độ phản ứng phân huỷ thuốc tăng lên từ 2- 4 lần

Về phương diện sinh vật: Khi nhiệt độ trên 200C và độ ẩm cao là điều kiện

để vi khuẩn, nấm mốc phát triển làm hư hỏng thuốc và dụng cụ y tế Ví dụ: Siro vàcác thuốc có đường bị chua do lên men, dược liệu thảo mộc bị mốc meo và vụn nát;các đồ bao gói bằng vải, giấy dễ bị mủn nát, hư hỏng; các dụng cụ bằng kim loại dễ

bị hoen gỉ và hư hỏng nhanh

Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp:

Trong quá trình bảo quản, nhiệt độ môi trường bảo quản quá thấp cũng làyếu tố làm hư hỏng một số thuốc như: các loại thuốc ở dạng nhũ tương dễ bị táchlớp, một số thuốc tiêm dễ bị kết tủa (Cafein, calci gluconat), dụng cụ cao su, chấtdẻo bị cứng giòn

 Độ ẩm

Độ ẩm không khí là một đại lượng xác định lượng hơi nước có trong một thể tích khí xác định Độ ẩm không khí bao gồm độ ẩm không khí tuyệt đối, độ ẩm không khí cực đại, độ ẩm không khí tỉ đối

Độ ẩm không khí tuyệt đối a trong khí quyển là đại đo bằng khối lượng m (tính ra gam) của hơi nước có trong 1m3 không khí, đơn vị đo của a là (g/m3)

Độ ẩm không khí cực đại A là độ ẩm tuyệt đối của không khí trong trạng thái bão

Độ ẩm không khí tỉ đối f (tương đối): cho biết mức độ ẩm của không khí được xác định bằng biểu thức

Trong khí tượng học độ ẩm tỉ đối f được tính gần đúng theo công thức

Tác hại của độ ẩm

Độ ẩm không khí là yếu tố có ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng thuốc vàdụng cụ y tế trong quá trình bảo quản Độ ẩm không khí quá cao hay quá thấp đều

có ảnh hưởng không tốt

Ảnh hưởng của độ ẩm cao:

- Độ ẩm cao gây hư hỏng các loại thuốc và hoá chất dễ hút ẩm như:

Các muối kim loại kiềm, kiềm thổ (KI, NaCl, CaCl2 ) sẽ bị chảy lỏng, cácviên bọc đường, viên nang sẽ bị chảy dính

Làm vón cục, ẩm mốc thuốc bột

Làm loãng hay giảm nồng độ một số thuốc, hoá chất như siro, glycerin, cồncao độ, acid sulfuric…

Các thuốc tạng liệu như cao gan, men… bị phá huỷ

- Độ ẩm cao là điều kiện cho phản ứng thuỷ phân một số thuốc, hoá chất nhưalcaloid có cấu tạo ester, acetylsalicylic…

- Độ ẩm cao tạo điều kiện cho một số phản ứng hoá học xảy ra và toả nhiệt rấtmạnh như anhydrid phosphoric (P2O5), Natri dioxyd (Na2O2), Natri, kali kim loại

- Làm mất nhanh tác dụng của các kháng sinh, nội tiết tố, vaccin…

- Làm han gỉ dụng cụ kim loại hoặc tạo điều kiện cho nấm mốc phát triển trêndụng cụ thủy tinh, cao su, chất dẻo

- Làm hư hỏng đồ bao gói thuốc như gây nấm mốc, làm bong rách đồ bao gói

và nhãn, làm hư hỏng dược liệu thảo mộc và bông băng gạc

Ảnh hưởng của độ ẩm thấp:

Nếu môi trường bảo quản quá khô hanh sẽ làm hỏng một số thuốc và dụng cụ

y tế như làm cho dụng cụ cao su, chất dẻo bị hư hỏng nhanh do hiện tượng lão hoá,làm cho muối kết tinh bị mất nước (Na2SO3.10H2O, MgSO4.7 H2O, Zn SO4.7H2O )

 Ánh sáng

Ánh sáng dùng để chỉ các bức xạ điện từ có bước sóngnằm trongvùng quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường của con người (tức là từ khoảng

380 nm đến 700 nm)

- Làm phân huỷ nhanh chóng nhiều thuốc, hoá chất như: giải phóng halogentrong các muối halogenid không bền (KI, KBr, NaI, NaBr…); giải phóng thuỷ ngânnguyên chất trong hợp chất HgCl2; Oxy hoá một số chất như ether, cloroform tạocác sản phẩm độc; Làm cho dầu mỡ nhanh bị ôi khét…

- Làm cho dụng cụ cao su chất dẻo bị phai màu, cứng giòn

1.1.3 Các điều kiện bảo quản trong kho:

Theo qui định của Tổ chức Y tế thế giới, điều kiện bảo quản bình thường là bảo quản trong điều kiện khô, thoáng, và nhiệt độ từ 15-250C hoặc tuỳ thuộc vào điều kiện khí hậu, nhiệt độ có thể lên đến 300C Phải tránh ánh sáng trực tiếp gay gắt, mùi từ bên ngoài vào và các dấu hiệu ô nhiễm khác

Nếu trên nhãn không ghi rõ điều kiện bảo quản, thì bảo quản ở điều kiện bình thường Trường hợp ghi là bảo quản ở nơi mát, đông lạnh thì vận dụng các qui định sau:

 Nhiệt độ:

 Kho nhiệt độ phòng: Nhiệt độ trong khoảng 15-250C, trong từng khoảng thờigian nhiệt độ có thể lên đến 300C

 Kho mát: Nhiệt độ trong khoảng 8-150C

 Kho lạnh: Nhiệt độ không vượt quá 80C

 Tủ lạnh: Nhiệt độ trong khoảng 2-80C

 Kho đông lạnh: Nhiệt độ không vượt quá - 100C

 Độ ẩm: Điều kiện bảo quản "khô" được hiểu là độ ẩm tương đối trong

khoảng 50% - 70%

 Ánh sáng: Tránh để thuốc tại những nơi có nhiều ánh sáng chiếu vào bởi bức

xạ của mặt trời có thể hủy hoại tác dụng của thuốc

Trong phạm vi của đề tài thì em nghiên cứu chế tạo thiết bị thu thập, giám sát,cảnh báo nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng trong bảo quản thuốc ở kho nhiệt độphòng.

1.2 TỔNG QUAN VỀ MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM, CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG

1.2.1 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11.

 Là cảm biến nhiệt độ và độ ẩm

 Có cấu tạo 4 chân, bao gồm 1 biến trở đo độ ẩm và 1 thiết bị đo nhiệt độ

NTC được kết nối với 1vi điều khiển 8-bit hiệu suất cao.

 Tính năng

 Chi phí thấp, tính ổn định cao, chất lượng tốt

 Đo nhiệt độ và độ ẩm tương đối chính xác

 Khả năng chống nhiễu mạnh, truyền tín hiệu với khoảng cáchxa

-Dung lượng bộ nhớ chương trình: 8KB

-Dung lượng bộ nhớ RAM: 1KB

-Bộ nhớ chương trình có khả năng ghi 10.000 lần Hỗ trợ bootloader, cókhả năng tự ghi vào bộ nhớ chương trình, cập nhật chương trình chochip mà không cần mạch nạp

-Timer 8 bit: 2.

-Timer 16 bit:1

-Giao tiếp: TWI (I2C), UART, SPI

-Điện áp hoạt động: 4.5V – 5.5V

Hình 1.1: Sơ đồ chân của chip xử lý Atmega8.

1.2.3 Khối hiển thị dùng LCD16*2.

LCD 16*2 là loại màn hình tinh thể lỏng nhỏ dùng để hiển thị các dòng chữ hoặc số trong bảng mã ASCII LCD 16*2 được chia sẵn thành từng ô và ứng với mỗi ô chỉ có thể hiển thị một kí tự ASCII LCD 16*2 được chia thành 2 dòng và mỗi dòng có thể hiển thị tối đa 16 ký tự LCD 16*2 có 16 chân trong đó có 14 chân kết nối với bộ vi điều khiển và 2 chân nguồn cho “đèn LED nền” Thứ tự các chân được sắp xếp như sau:

1

Ghi (từ AVR vào LCD)Đọc (từ LCD vào AVR)

• Về lĩnh vực điện tử tin học: là lĩnh vực thu hút nhiều người quan tâm, tốc độphát triển của nó ngày càng nhanh và mạnh.

• Về lĩnh vực tự động hóa: ngày nay sử dụng càng nhiều máy móc côngnghiệp, công cụ điều khiển bằng số, robot thay thế lao động chân tay.

Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của xã hội với mục tiêu “Giáo dục là quốcsách hàng đầu” và hướng tới cải cách giáo dục năm 2016 căn bản và toàn diện đểphát triển toàn diện cho thế hệ trẻ tương lai Khoa Sư phạm kĩ thuật của trường đạihọc sư phạm Hà Nội đã cung cấp cho sinh viên những kiến thức kĩ thuật vừa cơbản, vừa hiện đại, vừa phù hợp với tình hình giáo dục hiện nay Đặc biệt là bộ mônđiện tử - tin học đã mang lại cho sinh viên những kiến thức kĩ thuật cơ bản như: cáckhái niệm, nguyên lý, biến đổi tín hiệu, các linh kiện điện tử và ứng dụng của nótrong đời sống thực tế,….Với linh kiện sẵn có trên khoa và thị trường (dễ kiếm, dễtìm, giá cả hợp lý,….) cùng khối lượng kiến thức đã tích lũy trong suốt thời gianhọc tập tại khoa Sư phạm kĩ thuật, trường đại học Sư phạm Hà Nội thì việc thiết kếmột mạch điện tử trên là hoàn toàn có khả năng thực hiện được

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, XÂY DỰNG HỆ THỐNG THU THẬP, GIÁM SÁT, CẢNH BÁO NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM, CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG TRONG LƯU

KHO DƯỢC PHẨM 2.1 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ.

Việc bảo quản thuốc để đảm bảo chất lượng thuốc vẫn như ban đầu khi đếntay người tiêu dùng không chỉ là một trong những mối quan tâm hàng đầu của cácnhà sản xuất thuốc mà còn của cả những nhà kinh doanh tiêu thụ thuốc và ngườitiêu dùng Đã có nhiều công trình khoa học trong nước cũng như trên thế giới, nhiềubài báo khoa học đã đề cập nghiên cứu tìm ra các nguyên nhân gây hư hỏng, giảmchất lượng thuốc để từ đó tìm ra các biện pháp ngăn ngừa sự hư hỏng, đảm bảo chấtlượng thuốc Vì vậy việc thu thập, giám sát và cảnh báo nhiệt độ, độ ẩm, cường độánh sáng khi bảo quản và lưu trữ các sản phẩm thuốc trong kho chứa là rất quantrọng Thông thường, với các loại hàng hóa được lưu trữ, nhiệt độ, độ ẩm và cường

độ ánh sáng trong kho phải luôn duy trì ở một mức nhất định Ý thức được vấn

đề này em nghiên cứu chế tạo một thiết bị “thu thập, giám sát và đưa ra cảnh báo

về nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng” Hệ thống có nhiệm vụ thu thập dữ liệu về

nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng và hiển thị lên màn hình LCD, cảnh báo để giúpcho người dùng giám sát và đưa ra được các biện pháp thay đổi kịp thời nhằm tạochế độ khí hậu tại nơi bảo quản giúp giữ gìn chất lượng thuốc đúng yêu cầu

Hệ thống cần đảm bảo một số yêu cầu sau:

 Đo và hiển thị nhiệt độ của môi trường trong thời điểm bất kì và đưa racảnh báo nếu nhiệt độ không nằm trong khoảng nhiệt độ an toàn là 15-