HỆ THỐNG CẢNH báo lũ lụt (FULL CODE )

Những năm gần đây ở nước ta thiên tai lũ lụt xảy ra thường xuyên hơn với mức độ trầm trọng hơn, đã gây thiệt hại nghiêm trọng về người của cải và môi trường sinh thái.... Việc giảm nhẹ thiệt hại do lũ lụt đang là một vấn đề hết sức cấp bách được nhiều tổ chức và các nhà khoa học trên thế giới tập trung nghiên cứu. Lũ lụt là một trong những tai biến thiên nhiên, kết quả của quá trình tập trung nước với khối lượng lớn và tràn vào các vùng địa hình thấp, gây ngập lụt trên diện rộng, không chỉ gây tổn hại nặng nề về người và của ở thời điểm đó mà còn tác động tiêu cực lâu dài đến môi trường sinh thái, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống và các hoạt động kinh tế xã hội. Nghiên cứu các giải pháp phòng lũ lụt được nhiều quốc gia quan tâm và hướng tiếp cận là sự kết hợp giữa giải pháp phi công trình và công trình. Giải pháp công trình thường được sử dụng là xây dựng các hồ chứa, đê điều, cải tạo lòng sông… Các giải pháp phi công trình là trồng rừng, bảo vệ rừng; xây dựng và vận hành các phương án phòng tránh lũ và di dân lúc cần thiết khi có thông tin dự báo và cảnh báo chính xác. Qua những lý do đó em quyết định thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế hệ thống cảnh báo lũ sớm”, như là một trong các phương án giúp giảm thiểu hậu qua gây ra do lũ lụt.

Giảng viên đánh giá:

Họ và tên Sinh viên: MSSV:………

Tên đồ án:

……… Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây: Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5)

Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20) 1

Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và

các giả thuyết (bao gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như

phạm vi ứng dụng của đồ án

1 2 3 4 5

2 Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc tế) 1 2 3 4 5

3 Nêu rõ và chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải quyết vấn đề 1 2 3 4 5

4 Có kết quả mô phỏng/thưc nghiệm và trình bày rõ ràng kết quả

Có khả năng phân tích và đánh giá kết quả (15) 5

Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu và phương pháp

thực hiện dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết một cách có hệ

thống

1 2 3 4 5

6 Kết quả được trình bày một cách logic và dễ hiểu, tất cả kết

quả đều được phân tích và đánh giá thỏa đáng 1 2 3 4 5

7

Trong phần kết luận, tác giả chỉ rõ sự khác biệt (nếu có) giữa

kết quả đạt được và mục tiêu ban đầu đề ra đồng thời cung cấp

lập luận để đề xuất hướng giải quyết có thể thực hiện trong

tương lai

1 2 3 4 5

Kỹ năng viết (10)

8

Đồ án trình bày đúng mẫu quy định với cấu trúc các chương

logic và đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, được

đánh số thứ tự và được giải thích hay đề cập đến trong đồ án,

có căn lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu

chương và kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo và có

trích dẫn đúng quy định

1 2 3 4 5

9 Kỹ năng viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa

học, lập luận logic và có cơ sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) 1 2 3 4 5 Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp)

10a Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt giải 5

SVNC khoa học giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa

học (quốc tế/trong nước) từ giải 3 trở lên/ Có đăng ký bằng

phát minh sáng chế

10b

Được báo cáo tại hội đồng cấp Viện trong hội nghị sinh viên

nghiên cứu khoa học nhưng không đạt giải từ giải 3 trở

lên/Đạt giải khuyến khích trong các kỳ thi quốc gia và quốc tế

khác về chuyên ngành như TI contest

2

10c Không có thành tích về nghiên cứu khoa học 0

Điểm tổng quy đổi về thang 10

Nhận xét thêm của Thầy/Cô (giảng viên hướng dẫn nhận xét thêm về thái độ, tinh thần làm việc của sinh viên)

………

………

Ngày: / /201

Người nhận xét (Ký và ghi rõ họ tên) Đánh giá quyển đồ án tốt nghiệp (Dùng cho cán bộ phản biện) Giảng viên đánh giá:

Họ và tên Sinh viên: MSSV:………

Tên đồ án:

……… Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây: Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5)

Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20)1

Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và

các giả thuyết (bao gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như

phạm vi ứng dụng của đồ án

1 2 3 4 5

2 Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc tế) 1 2 3 4 5

3 Nêu rõ và chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải quyết vấn đề 1 2 3 4 5

4 Có kết quả mô phỏng/thưc nghiệm và trình bày rõ ràng kết quả

Có khả năng phân tích và đánh giá kết quả (15)5

Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu và phương pháp

thực hiện dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết một cách có hệ

thống

1 2 3 4 5

6 Kết quả được trình bày một cách logic và dễ hiểu, tất cả kết

quả đều được phân tích và đánh giá thỏa đáng 1 2 3 4 5

7

Trong phần kết luận, tác giả chỉ rõ sự khác biệt (nếu có) giữa

kết quả đạt được và mục tiêu ban đầu đề ra đồng thời cung cấp

lập luận để đề xuất hướng giải quyết có thể thực hiện trong

tương lai

1 2 3 4 5

Kỹ năng viết (10)

8

Đồ án trình bày đúng mẫu quy định với cấu trúc các chương

logic và đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, được

đánh số thứ tự và được giải thích hay đề cập đến trong đồ án,

có căn lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu

chương và kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo và có

trích dẫn đúng quy định

1 2 3 4 5

9 Kỹ năng viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa

học, lập luận logic và có cơ sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) 1 2 3 4 5Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp)

10a

Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt giải

SVNC khoa học giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa

học (quốc tế/trong nước) từ giải 3 trở lên/ Có đăng ký bằng

phát minh sáng chế

5

10b Được báo cáo tại hội đồng cấp Viện trong hội nghị sinh viên

nghiên cứu khoa học nhưng không đạt giải từ giải 3 trở

lên/Đạt giải khuyến khích trong các kỳ thi quốc gia và quốc tế

2

khác về chuyên ngành như TI contest.

10c Không có thành tích về nghiên cứu khoa học 0

Điểm tổng quy đổi về thang 10

Nhận xét thêm của Thầy/Cô

………

………

Ngày: / /201 Người nhận xét

(Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI NÓI ĐẦU

Ở Việt Nam lũ lụt là hiện tượng phổ biến và diễn ra trên khắp các vùng miền đấtnước, đặc biệt là vùng ven biển miền Trung, đồng bằng sông Mêkông và đồng bằngsông Hồng Người dân ở những vùng này đã phải học cách sống chung với lũ, đặcbiệt là những người có sinh kế phụ thuộc vào chức năng sản xuất của lũ lụt hàngnăm Mỗi năm lũ lụt đã cướp đi hàng trăm sinh mạng, tàn phá nhà cửa, mùa màng.Người dân bỗng chốc tay trắng, sau mỗi cơn lũ cuộc sống của những người dân ởđây rất khó khăn Tình trạng thiếu lương thực trầm trọng, họ không có nhà để ở,không có nước sạch để uống để sinh hoạt và rác cùng xác các động vật phân hủy đó

là nguy cơ bùng phát các dịch bệnh nguy hiểm

Trước những thực trạng đó em đã quyết định thực hiện đề tài “ Nghiên cứu thiết

kế hệ thống cảnh báo lũ sớm” nhằm góp phần vào việc giảm thiểu thiệt hại do lũ lụtgây ra, hệ thống sẽ đo mực nước ở các sông hồ và tốc độ dòng chảy ở đó so sánhvới số liệu ở vùng đó rồi đưa ra mức cảnh báo cho người dân

Trong việc thực hiện đồ án này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo – giảng viên viện Điện Tử Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội đã trực tiếphướng dẫn, khuyến khích và tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình làm đồ án tốtnghiệp này Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập củariêng em Các số liệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã công

bố theo đúng quy định Các kết quả nghiên cứu trong đồ án do em tự tìm hiểu, phântích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với thực tiễn của Việt Nam Cáckết quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác

Hà Nội, ngày 09 tháng 06 năm 2018

Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên)

Đồ án gồm 5 chương :

Chương 1 Mở đầu

Chương này đặt ra vấn đề, đưa ra lý do chọn đề tài Nêu lên mục đích, nhiệm vụcũng như tình hình nghiên cứu về cái đề tài liên quan đã có trong và ngoài nước

Chương 2 Cơ sở lý thuyết

Tìm hiểu tổng quan về đặc điểm và nguyên nhân hình thành lũ cũng như cácphương pháp đo và cảnh báo lũ

Chương 3 Tổng quan về hệ thống

Trình bày quá trình xây dựng sơ đồ khối cho hệ thống phần mềm và phần cứng,

từ đó lựa chọn các linh kiện cho mạch

Chương 4 Chi tiết thiết kế

Đi sâu vào phân tích chi tiết từng khối, triển khai phần cứng cũng như phầnmềm

Chương 5 Kết quả thử nghiệm và đánh giá

Các kết quả đạt được trong quá trình thực hiện đồ án Kết quả: hệ thống thiết kế

đã thực hiện được các chức năng gì? Đưa ra kết luận tổng hợp lại các công việc đãhoàn thành và chưa hoàn thành, đưa ra hướng phát triển cho hệ thống

SUMMARY OF THE COURT

Floods in our country are complicated and unpredictable, although occurringcontinuously every year but to control and prevention is very difficult, the damagethat it causes is still very large This project aims to collect data in the required area

of the system, then integrate it into the system to compare the measured results withthe warning and put the data on the web, helping people to Keep track of the fastestflood situation

The project consists of 5 chapters:

Chapter 1 Introduction

This chapter sets out the problem, giving reasons for choosing the topic Raisethe purpose, tasks and situation of research related topics already in the country andabroad

Chapter 2 Theory

Get an overview of the characteristics and causes of flood formation as well asflood measurement and warning methods

Chapter 3 System overview

Demonstrates the process of building block diagrams for software and hardwaresystems, thereby selecting components for the circuit

Chapter 4 Design details

Dive into detailed analysis of each block, deploying hardware as well as software

Chapter 5 Test and Evaluation Results

The results achieved during the implementation of the project Results: Whatfunctions did the design system perform? Briefly summarize completed andunfinished work, giving direction to the development of the system

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ

DANH MỤC BẢNG BIỂU

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Những năm gần đây ở nước ta thiên tai lũ lụt xảy ra thường xuyên hơn với mức

độ trầm trọng hơn, đã gây thiệt hại nghiêm trọng về người của cải và môi trườngsinh thái Việc giảm nhẹ thiệt hại do lũ lụt đang là một vấn đề hết sức cấp báchđược nhiều tổ chức và các nhà khoa học trên thế giới tập trung nghiên cứu Lũ lụt làmột trong những tai biến thiên nhiên, kết quả của quá trình tập trung nước với khốilượng lớn và tràn vào các vùng địa hình thấp, gây ngập lụt trên diện rộng, không chỉgây tổn hại nặng nề về người và của ở thời điểm đó mà còn tác động tiêu cực lâu dàiđến môi trường sinh thái, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống và các hoạt động kinh tế

xã hội Nghiên cứu các giải pháp phòng lũ lụt được nhiều quốc gia quan tâm vàhướng tiếp cận là sự kết hợp giữa giải pháp phi công trình và công trình Giải phápcông trình thường được sử dụng là xây dựng các hồ chứa, đê điều, cải tạo lòngsông… Các giải pháp phi công trình là trồng rừng, bảo vệ rừng; xây dựng và vậnhành các phương án phòng tránh lũ và di dân lúc cần thiết khi có thông tin dự báo

và cảnh báo chính xác

Qua những lý do đó em quyết định thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế hệthống cảnh báo lũ sớm”, như là một trong các phương án giúp giảm thiểu hậu quagây ra do lũ lụt

1.2 Mục đích nghiên cứu

Để tài này trước hết hướng tới việc thu thập số liệu địa lý và thông tin về các hệthống cảnh báo đã có từ trước để qua đó có cái nhìn tổng thể về thực trạng lũ lụt tạiViệt Nam Từ đó tạo ra hệ thống cảnh báo lũ của riêng mình sao cho hoạt độngđược tại mọi nơi, dưới mọi điều kiện khắc nghiệt của thời tiết, đồng thời tiếp thunhững ưu điểm cũng như khắc phục những yếu điểm của các hệ thống trước đó,nhằm tạo ra sản phẩm tốt nhất, có tính hữu dụng cao, có thể đi vào đời sống

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu

 Nhận biết được chính xác đặc điểm từng vùng những nơi hay xảy ra lũ

 Tạo ra hệ thống có tính tương tác cao, thân thiện với người sử dụng

 Hướng đến mục tiêu bất kì người dân nào cũng có thể sử dụng được nó

 Đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả, chính xác trong mọi điều kiện thờitiết, có giá thành rẻ, kích thước nhỏ gọn, dễ lắp đặt, vận chuyển

mô hình ý tưởng này Đã áp dụng mô hình mô phỏng thành công nguy cơ lũquét cho lưu vực sông Năng, Bắc Kạn

 Hệ thống cảnh báo lũ quét – Mai Trọng Hoàng

Hệ thống gồm 3 cảm biến đo tốc độ và lưu lượng nước đặt dưới dòng sônghoặc hồ đập, một hệ thống máy chủ thu thập thông tin từ các cảm biến và tínhtoán đưa ra cảnh báo tới người dân qua hệ thống phát thanh, còi báo động.Chính quyền địa phương có thể gửi thông điệp về tình hình lũ lụt một cáchnhanh chóng tới các nơi khác có thể bị ảnh hưởng và thậm chí xuống cả vùng

hạ lưu để người dân đề phòng

 Hệ thống cảnh báo lũ lụt sớm Leveline-EWS

LeveLine-EWS sử dụng cảm biến mực nước LeveLine-Mini để ghi đo sựthay đổi nhỏ ở mức nước cũng như nhiệt độ Dụng cụ đo liên tục và ghi lạimực nước và nhiệt độ sử dụng cảm biến áp suất nhiệt độ độ nhạy cao, sau đó

dữ liệu được lưu trữ trong thiết bị AquaTelemetry giữa các dữ liệu tải lên BộAquaTelemetry có cảm biến áp suất khí quyển để bù trừ toàn bộ các dữ liệu

được ghi lại bởi LeveLine-Mini khi áp suất khí quyển thay đổi cho phép hệthống đo được những thay đổi chỉ nhỏ 1cm.

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Tìm hiểu về lũ [1]

2.1.1 Khái niệm

Lũ là hiện tượng nước sông dâng lên cao trong khoảng thời gian nhất định sau

đó giảm dần Khi lũ lớn, nước lũ tràn qua bờ sông, bờ đê, chảy vào vùng thấptrũng và gây ngập trên diện rộng thì được gọi là lụt

Căn cứ vào thời điểm xuất hiện lũ, người ta chia thành các loại lũ như sau:

Lũ tiểu mãn: là loại lũ do mưa lớn sinh ra trong khoảng thời tiết tiểu mãn hàngnăm Lũ tiểu mãn thưởng xảy ra từ tháng 5 đến tháng 6, và là nguồn cung cấplượng nước quan trọng cho các hoạt động đặc biệt là sản xuất nông nghiệp trongthời kì nắng nóng Nhưng cũng có những năm lũ tiểu mãn lớn hơn lũ chính vụnên gây thiệt hại đáng kể cho địa phương

Lũ sớm: là lũ xuất hiện sớm vào đầu mùa mưa lũ

Lũ chính vụ: là lũ xuất hiện vào giữa mùa mưa lũ, thường là những trận lũ lớnnhất trong năm nên dễ gây ngập lụt, làm thiệt hại đáng kể về tính mạng và tàisản

Lũ muộn: là lũ thường xảy ra vào cuối mùa mưa lũ Lũ muộn thường gây thiệthại cho người sản xuất nông nghiệp ở vụ Đông Xuân

2.1.2 Nguyên nhân hình thành lũ

Lũ là một hiện tượng tự nhiên vốn chịu ảnh hưởng trực tiếp hệ thống thời tiếtphức tạp của Trái đất và xảy ra hằng năm với khoảng thời gian nhất định Khimột khu vực nào đó trong lưu vực sông có mưa, nước mưa chảy xuống các khe,rãnh trên mặt đất và thấm ướt lớp đất mặt Khi mưa vẫn tiếp tục với cường độtăng dần và lớn hơn cường độ thấm thì trên mặt đất bắt đầu hình thành dòng chảymặt do đất khi này đã bão hòa nước Dòng chảy mặt khi đó được tạo ra trên cáccon suối nhỏ, chảy theo các sườn dốc, chảy từ nơi cao đến nơi thấp hoặc tích tụlại ở chỗ trũng Khi nước từ các con suối đổ vào dòng sông, mực nước sông khi

đó bắt đầu tăng lên, tức là lũ bắt đầu xuất hiện và sẽ tăng lên theo mực nướcsông Trong mùa mưa lũ, những trận mưa liên tiếp trên lưu vực sông làm chonước trên các con suối dâng cao rồi đổ ra sông chính Tổ hợp nước của các consuối trong lưu vực làm cho nước trên sông chính tăng dần lên tạo thành lũ.

Ngoài ra, còn một số yếu tố khác ảnh hưởng đến khả năng xuất hiện lũ lớn và bấtthường là:

Lưu vực càng rộng thì nước lũ lên chậm nhưng cũng sẽ rút chậm, ngược lại lưuvực hẹp và dài sẽ làm nước lũ lên nhanh – một số trường hợp sẽ hình thành lũ quét,

Nếu một hệ thống sông có nhiều con sông hợp thành thì khả năng tổ hợp thờiđiểm xuất hiện lũ đồng thời sẽ làm gia tăng mức độ nghiêm trọng của lũ

Lũ là một dạng thiên tai, tiềm ẩn những rủi ro và không dễ dàng phòng tránhđược Lũ lụt có tác động rất lớn đến hoạt động của con người, nó có thể đe dọađến sự sống, tài sản và môi trường Tần suất và mức độ nghiêm trọng của lũ lụtthậm chí còn được dự kiến tăng lên bởi biến đổi khí hậu Phát triển kinh tế, xãhội cũng có thể đẩy nhanh và gia tăng nguồn nước mặt chảy tràn do thay đổi bềmặt tiếp xúc, suy thoái thảm phủ thực vật về số lượng và chất lượng Ngoài ra lũcũng được hình thành một cách nhân tạo do hoạt động của con người như xả lũ

hồ chứa để đón lũ theo dự báo

Để có khả năng phòng chống lũ, con người phải năm được quy luật của lũ.Tuy nhiên, do lũ có tính rủi ro nên chỉ có thể dự báo sự xuất hiện của lũ với cáccường độ khác nhau (lưu lượng, mực nước) thông qua thống kê các trận lũ xuấthiện trong nhiều năm tại một mặt cắt nào đó của dòng sông Đó là tần số xuấthiện lũ trong một thời gian dài mà con người ghi chép được, dựa vào đó tínhđược tần suất lũ

2.1.3 Các cấp báo động lũ

Cấp báo động lũ là độ cao mực nước lũ quy định cho từng vị trí trên sông, suối Mực nước ở mỗi cấp báo động lũ cho biết mức độ nguy hiểm của nước lũ trong sông, suối cũng như mức ngập lụt do nước lũ gây ra Theo quy định, có 3 mức báo động lũ :

 Báo động cấp I là mức giới hạn mực nước cho biết trên sông đã bắt đầu có lũnhưng nước lũ còn ở giới hạn trong lòng sông - tương đương cấp lũ nhỏ

 Báo động cấp II là mức giới hạn mực nước cho biết lũ trong sông đã lên đếnmức trung bình, nước lũ bắt đầu gây ảnh hưởng ngập lụt và tác động xấu đếndân sinh, kinh tế, xã hội - tương đương lũ trung bình

 Báo động cấp III là mức giới hạn mực nước cho biết lũ trong sông đã lên đếnmức cao, gây ảnh hưởng ngập lụt nghiêm trọng và có thể gây nguy hiểm chođời sống sinh hoạt, sản xuất của nhân dân, đe dọa đến tính mạng và tài sảncủa nhân dân - tương đương lũ lớn

Mực nước tương ứng với các cấp báo động tại một số sông [2]

TT Tên sông Trạm thủy văn

Mực nước tương ứng với cáccấp báo động (m)

II Đài Khí tượng thủy văn khu vực Việt Bắc

10 Chảy Long Phúc (Bảo

VI Đài Khí tượng thủy văn khu vực Trung Trung Bộ

4 Hiếu Đông Hà 1,5 3,0 4,0

VII Đài Khí tượng thủy văn khu vực Nam Trung Bộ

6 Đà Rằng Tuy Hòa (Phú Lâm) 1,7 2,7 3,7

8 Cái Nha Trang Đồng Trăng 8,0 9,5 11,0

IX Đài Khí tượng thủy văn khu vực Nam Bộ

23 Kênh Phước Xuyên Trường Xuân 1,5 2,0 2,5

Bảng 2.1 Mực nước tương ứng với các cấp báo động lũ

2.2 Phương pháp và chế độ đo mực nước [3]

Mực nước là cao trình mặt nước so với mặt chuẩn quy ước (cao trình 0-0), mặtchuẩn này thường được quy định chung cho từng vùng lảnh thổ Miền Bắc lấychuẩn là mực nước biển trung bình nhiều năm tại hòn Dấu, miền Nam lấy chuẩntrung bình tại mũi Nai, Hà Tiên

Ðơn vị đo mực nước thường dùng là cm hoặc mét (m) Ký hiệu biểu thị mựcnước phổ biến là chữ H

Mực nước biểu thị thế năng của nguồn nước Mưa lũ và thủy triều là hai tác nhânchủ yếu gây nên sự giao động mực nước trong các ao hồ, sông suối.

2.2.1 Phương pháp đo mực nước.

Hiện nay có 2 cách đo mực nước phổ biến là :

 Ðo bằng phương tiện thủ công (gồm có hệ thống cọc, hoặc bậc xây và thủychí)

Hình 2.1 Đo mực nước bằng phương thức thủ công [3]

 Ðo bằng máy tự ghi mực nước

Mỗi cách đo có ưu nhược điểm khác nhau, tùy theo điều kiện địa hình, địa chất

và tính chất giao động mực nước tại vị trí trạm đo, kết hợp với khả năng kinh tế màchọn cách đo thích hợp

2.2.2 Chế độ đo mực nước

Theo quy phạm đo đạc thủy văn cho thấy có 5 chế độ đo mực nước như sau :

 Ðo 2 lần trong mỗi ngày tại thời điểm 7 và 19 giờ

 Ðo 4 lần vào các giờ 1, 7, 13, 19 hàng ngày

 Ðo 8 lần vào các giờ 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22 hàng ngày

 Ðo 12 lần vào các giờ 1, 3, 5, 19, 21, 23 hàng ngày

 Ðo 24 lần cách đều từng giờ trong ngày

2.3 Phương pháp đo lưu lượng nước [4]

Lưu lượng nước là lượng nước chảy qua mặt cắt ngang trong một đơn vị thờigian Ðơn vị đo phổ biến là m3/s hoặc lít/s Ký hiệu thường dùng chỉ lưu lượng là Q.Lưu lượng nước biểu thị động năng của dòng nước Nước ta thuộc vùng nhiệt đới

và tiếp giáp với biển do đó lưu lượng nước trong các sông suối giao động bởi mưa

lũ và thủy triều

Lưu lượng trung bình trong khoảng thời gian Δt = t2 - t1 xác định bởi biểu thức:

v Qtb

Lưu lượng tức thời xác định theo công thức:

dv Q dt

=

(2.2)

Để đo lưu lượng người ta dùng các lưu lượng kế Tuỳ thuộc vào tính chất chấtlưu, yêu cầu công nghệ, người ta sử dụng các lưu lượng kế khác nhau Nguyên lýhoạt động của các lưu lượng kế dựa trên cơ sở:

 Đếm trực tiếp thể tích chất lưu chảy qua công tơ trong một khoảng thời gianxác định Δt

 Đo vận tốc chất lưu chảy qua công tơ khi lưu lượng là hàm của vận tốc

 Đo độ giảm áp qua tiết diện thu hẹp trên dòng chảy, lưu lượng là hàm phụthuộc độ giảm áp

Tín hiệu đo biến đổi trực tiếp thành tín hiệu điện hoặc nhờ bộ chuyển đổi điệnthích hợp

2.4 Kết luận chương

Trong chương này chúng ta đã xác định được các nguyên nhân hình thành lũtham biến, tham số cần thiết đó là mực nước và lưu lượng nước để tiến hành xâydựng hệ thống, cũng như là các phương pháp đo cho các tham số đó Vì thế trongchương tiếp theo chúng ta sẽ bắt đầu xây dựng hệ thống

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG

3.1 Chỉ tiêu kỹ thuật

3.1.1 Yêu cầu chức năng

Sản phẩm của đồ án này thực hiện chức năng đo mực nước và lưu lượng nướcmột cách hoàn toàn tự động, đồng thời cũng có thể gửi giá trị đo về máy chủ Mụcđích cuối cùng của sản phẩm là có thể sử dụng để đo chính xác mực nước và lưulượng nước trong mọi điều kiện thời tiết

3.1.2 Yêu cầu phi chức năng

Các yêu cầu phi chức năng được đề xuất là :

 Hệ thống có tín tương tác cao, thân thiện và dễ sử dụng

 Có giá thành rẻ, kích thước gọn nhẹ, dễ lắp đặt và vận chuyển

 Gửi dữ liệu thông qua GPRS

3.2 Các sơ đồ của thiết kế

3.2.1 Sơ đồ tổng quan của hệ thống

Hình 3.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống

Dữ liệu được lấy qua cảm biến được xử lý bằng vi điều khiển, giá trị của cảmbiến đo được sẽ được cập nhật lên web thông qua khối truyền thông người dùng cóthể truy cập vào web, theo dõi diễn biến mực nước và lưu lượng nước đo đạc được.

• Khối điều khiển

Khối này điều khiển gần như toàn bộ hoạt động của hệ thống từ việc xử lí dữliệu đo được đến việc truyền các bản tin thu thập được lên web

• Khối truyền thông

Khối này có chức năng truyền dữ liệu đo đạc về máy chủ Để làm được việc này,

ta sử dụng module sim điện thoại kết hợp với vi điều khiển để thống nhất việc gửibản tin với máy chủ

• Khối cảm biến

Khối này là khối quan trọng nhất vì nó liên quan đến số liệu và cảnh báo toàn bộ

hệ thống Có nhiệm vụ đo đạc giá trị mực nước và lưu lượng nước

• Khối hiển thị

Hiển thị ra giá trị đo đạc được, so sánh với giá trị hiển thị trên web từ đó đánhgiá hoạt động của hệ thống

3.3 Tổng quan về phần mềm

Hệ thống thực hiện việc đo đạc và giám sát qua web thực hiện bằng cách đo cácthông số mực nước và lưu lượng nước qua các cảm biến, các dữ liệu này sau đóđược truyền về server và hiển thị lên web Mô hình client – server được áp dụngtrong hệ thống Kết hợp với chương trình tạo máy chủ web xampp để quản lý web

và cơ sở dữ liệu., web và cơ sở dữ liệu chứa trong xampp

Hình 3.3 Sơ đồ khối phần mềm

3.3.1 Mô hình client – server

Mô hình Client- Server là một mô hình nổi tiếng trong mạng máy tính, được ápdụng rất rộng rãi và là mô hình của mọi trang web hiện có Ý tưởng của mô hìnhnày là máy con (đóng vai trò là máy khách) gửi một yêu cầu (request) để máy chủ(đóng vai trò là người cung ứng dịch vụ), máy chủ sẽ xử lý và trả kết quả về chomáy khách

Để một chương trình server và một chương trình client có thể giao tiếp được vớinhau thì giữa chúng phải có một chuẩn để nói chuyện, chuẩn này được gọi là giaothức Nếu một chương trình từ client nào đó muốn yêu cầu lấy thông tin từ serverthì nó phải tuân theo giao thức mà server đó đưa ra Bản thân chúng ta cần xây dựngmột mô hình client-server cụ thể thì ta cũng có thể tự tạo ra một giao thức riêngnhưng thường chúng ta chỉ tạo được điều này ở tầng ứng dụng của mạng Với sựphát triển mạng như hiện nay thù có rất nhiều giao thức chuẩn trên mạng ra đờinhằm đáp ứng nhu cầu phát triển Với đồ án này em sẽ chọn mô hình client – server

sử dụng giao thức TCP/IP để truyền nhận dữ liệu với nhau

Hình 3.4 Mô hình client – server [7]

Với mô hình này, mạch phần cứng chính là client, máy tính được sử dụng làmserver

3.3.2 Giao thức TCP/IP

TCP/IP là viết tắt của cụm từ Transmission Control Protocol/Internet Protocol.TCP/IP là một tập hợp các giao thức (protocol) điều khiển truyền thông giữa tất cảcác máy tính trên Internet Cụ thể hơn, TCP/IP chỉ rõ cách thức đóng gói thông tin(hay còn gọi là gói tin ), được gửi và nhận bởi các máy tính có kết nối với nhau Như tên của nó, TCP/IP là sự kết hợp của hai giao thức riêng biệt: Giao thứckiểm soát truyền tin (TCP) và giao thức Internet (IP) Giao thức Internet cho phépcác gói được gửi qua mạng; Nó cho biết các gói tin được gửi đi đâu và làm thế nào

để đến đó IP có một phương thức cho phép bất kỳ máy tính nào trên Internetchuyển tiếp gói tin tới một máy tính khác thông qua một hoặc nhiều khoảng(chuyển tiếp) gần với người nhận gói tin Giao thức điều khiển truyền dẫn có trách

nhiệm đảm bảo việc truyền dữ liệu đáng tin cậy qua các mạng kết nối Internet TCPkiểm tra các gói dữ liệu xem có lỗi không và gửi yêu cầu truyền lại nếu có lỗi đượctìm thấy.

Các giao thức TCP/IP phổ biến nhất

• HTTP – Được sử dụng giữa một web client và một web server, để truyền dữliệu không an toàn Một web client(tức là trình duyệt Internet trên máy tính)gửi một yêu cầu đến một web server để xem một trang web Máy chủ webnhận được yêu cầu đó và gửi thông tin trang web về cho web client

• HTTPS – Được sử dụng giữa một web client và một web server, để truyền

dữ liệu an toàn Thường được sử dụng để gửi dữ liệu giao dịch thẻ tín dụnghoặc dữ liệu cá nhân khác từ một web client (ví dụ trình duyệt Internet trênmáy tính) tới một web server

• FTP – Được sử dụng giữa hai hoặc nhiều máy tính Một máy tính gửi dữ liệuđến hoặc nhận dữ liệu từ máy tính khác một cách trực tiếp

3.3.3 Phần mềm Xampp

Xampp là chương trình tạo máy chủ Web (Web Server) được tích hợp sẵnApache, PHP, MySQL, FTP Server, Mail Server và các công cụ như phpMyAdmin.Xampp có chương trình quản lý khá tiện lợi, cho phép chủ động bật tắt hoặc khởiđộng lại các dịch vụ máy chủ bất kỳ lúc nào [6]

Hình 3.5 Giao diện XamppXampp là một mã nguồn mở máy chủ web đa nền được phát triển bởi ApacheFriends, bao gồm chủ yếu là Apache HTTP Server, MariaDB database, vàinterpreters dành cho những đối tượng sử dụng ngôn ngữ PHP và Perl Xampp làviết tắt của Cross-Plarform (đa nền tảng-X), Apache (A), MariaDB (M), PHP (P)

và Perl (P) Nó phân bố Apache nhẹ và đơn giản, khiến các lập trình viên có thể dễdàng tạo ra máy chủ web local để kiểm tra và triển khai trang web của mình Tất cảmọi thứ cần cho phát triển một trang web - Apache ( ứng dụng máy chủ), CSDL(MariaDB) và ngôn ngữ lập trình (PHP) được gói gọn trong 1 tệp Xampp cũng là 1

đa nền tảng vì nó có thể chạy tốt trên cả Linux, Windows và Mac Hầu hết việc triểnkhai máy chủ web thực tế đều sử dụng cùng thành phần như XAMPP nên rất dễdàng để chuyển từ máy chủ local sang máy chủ online

3.3.4 Phần mềm Deamweaer 6

Adobe Dreamweaver CS6 là một phần mềm hỗ trợ thiệt kế web mạnh mẽ, nhiềutình năng được sử dụng phổ biến rộng rãi Dreamweaver hỗ trợ bạn thiết kế giaodiện của trang web mà không cần phải can thiệp vào code của trang web đó