Luận Văn Thiết kế và thi công hệ thống cảnh báo, phòng chống hỏa hoạn và rò rỉ khí Gas

B MÔN I N T CÔNG NGHI P – Y SINH ----o0o---- G păGVHDăđ ăngheăph ăbi năv ăyêuăc uălƠmă đ ắnă,ăti năhƠnhăch năđ ắn GVHDăti năhƠnhăxétăduy tăđ ătƠi T̀măhi uăv ăgiaoăti păgi aăćcămodule,

Tp H Chí Minh – 6/2019

B MÔN I N T CÔNG NGHI P – Y SINH o0o

Tp HCM, ngƠy 1 th́ngă6ăn mă2019

- H th ng thu th p d li u t c m bi n l a, nhi tăđ , kh́ gas

- Hi n th gí tr thu th păđ c lên LCD vƠ trangăwebăThingspeak.comăđ theo

d i n ngăđ kh́ gas, nhi tăđ trong ph̀ng

- N u ph́t hi n ć gas, l a hay nhi tăđ qú cao s b́oăđ ng b ng ćch g i, g i

tin nh năchoăng i s d ng vƠ m qu t thông gí nh m lƠm gi m n ngăđ kh́ gas

trong không kh́, ḱch ho t ḿyăb măho tăđ ng d p t t l a

- Thi t k kh i giao ti p ngo i vi, l yăc ăs d li u tr c tuy n thông qua Internet,

truy n nh n thông tin gi a tr m ph vƠ tr m trung tâm

́p ćc kh i vƠo mô h̀nh

- Ch y th nghi m h th ng

- Cân ch nh h th ng

- Vi t lu năv n

- B́o ćoăđ tƠi t t nghi p

III NGẨY GIAO NHI M V : 18/02/2019

IV NGẨY HOẨN THẨNH NHI M V : 10/06/2019

V H VẨ TÊN CÁN B H NG D N: Th y HƠ A Th i

CÁN B H NG D N BM I N T CÔNG NGHI P – Y SINH

B MÔN I N T CÔNG NGHI P – Y SINH o0o

G păGVHDăđ ăngheăph ăbi năv ăyêuăc uălƠmă

đ ắnă,ăti năhƠnhăch năđ ắn GVHDăti năhƠnhăxétăduy tăđ ătƠi

T̀măhi uăv ăgiaoăti păgi aăćcămodule,ăćcă

c măbi năv iăArduinoă ăb ăđi uăkhi nătrungă

tâm

Tu nă7

(18/3 – 24/3)

Ti năhƠnhăthi tăk ăs ăđ ăkh i, gi iăth́chăch că

n ngăćcăkh iă(ăkh iăngu n,ăkh iăx ăĺ,ăkh iă

hi năth ,ăkh iăc măbi n,ăkh iătruy năd ăli u)

HoƠnăthi năb́oăćoăvƠăg iăchoăGVHDăđ ăxemă

xétăǵpắăl năcu iătr căkhiăinăvƠăb́oăćo

Tu nă15

(13/5 – 19/5)

N păquy năb́oăćoăvƠăb́oăćoăđ ătƠi

Làm slide (6-10ăći),ăb́oăćoăv iăGVHD

(ḰăvƠăghiăr ăh ăvƠătên)

Nh́m sinh viên – Th Hu vƠ Tr năMinhăTơmăxinăcamăđoanăđơyălƠ đ ́n

do nh́m t th c hi năd i s h ng d n c a th y HƠ A Th i Nh́m ch tham kh o

ćc tƠi li uătr căđ́ vƠ ćc nghiên c u trên m ng online K tăqu ăcôngăb ătrong khóa

lu năt tănghi pălƠătrungăth căkhông sao chép t tƠi li u hay công tr̀nhăđư ć tr căđ́

Tp.HCM, ngƠy 10 th́ngă06ăn mă2019

Nh́măth căhi năđ ắnăxinăđ căg iăl iăc mă năđ căbi tăđ năgi ngăviênăh ngă

d năth yăHƠăAăTh iăv̀ăđưăgiúpăđ ănh́mătrongăqúătr̀nhăth căhi năđ ắn,ăng iăđưăđ aăraăh ngănghiênăc u,ăgi iăđ́păth căm c,ăc ngănh ăt năt̀nhăquanăśtănh́mălƠmăvi c.ăTrongăqúătr̀nhăth căhi nănh́măđưăti păthuăđ cănh ngăki năth căth căt ăvƠăćchălƠmă

vi cănghiêmătúc,ăhi uăqu ăt ăth y.ă

Nh́măemăxinăg iăl iătriăơnăthƠnhănh tăđ năćcăqúăth yăcôătrongăkhoaă i nă-

đi năt ăđưăh ătr ăchúngăemăv ănh ngăki năth căn năt ngăv ngăvƠng,ăt oăđi uăki năt tă

nh tăchoăsinhăviênătrongăqúătr̀nhăh căt păvƠănghiênăc u

S ăh ătr ăth măl ngăvƠăvôăcùngăquanătr ngăt ăgiaăđ̀nhăvƠăb năbèăluônălƠăđ ngă

l căđ ănh́măćăth ălƠmăvi căh tăkh ăn ngăvƠăhoƠnăthƠnhăđ ắnăm tăćchăt tănh t.ă

M tăl năn aănh́măvôăcùngăhơnăh nhăkhiăđ călƠmăsinhăviênăt iătr ngă HăS ă

Ph măK ăThu tăTPHCM,ălƠăh cătr̀ăc aănh ngăgi ngăviênăđ yătơmăhuy t,ăl iăc mă nănƠyăc ngălƠăs ăghiănh năsơuăs cămƠănh́mămu năg iăđ năth yăcô,ăgiaăđ̀nhăvƠăb năbè

NHI MăV ă ăÁNăT TăNGHI P ii

L CHăTRÌNHăTH CăHI Nă ăÁNăT TăNGHI P iv

L IăCAMă OAN vi

L IăC Mă N vii

M C L C viii

DANH SÁCH HÌNH NH xii

DANH SÁCH B NG V xv

T́M T T xvi

Ch ngă1.ăT NGăQUAN 1

1.1ă TăV Nă 1

1.2 M C TIÊU 1

1.3ăN IăDUNGăNGHIÊNăC U 2

1.4ăGI IăH N 2

1.5 B C C 3

Ch ngă2.ăC ăS ăLÝăTHUY T 4

2.1ăGI IăTHI UăCÁCăLO IăKH́ GASăTRONGăCÔNGăNGHI P 4

2.1.1ăKh́iăni m 4

2.1.2ă ngăd ngăc aăkh́ăgasătrongăcôngănhi p 4

2.1.2.1ă ngăd ngătrongăngƠnhăth căph m 4

2.1.2.2ă ngăd ngătrongăthi tăb ăgiaăd ng 4

2.1.2.3ă ngăd ngălƠmănhiênăli uăkh́ăđ t 6

2.1.3ăT́nhăch tănguyăhi măch́y,ăn ăc aăgas 7

2.2ăGI IăTHI UăV ăC MăBI NăNHI Tă 7

2.2.1ăKh́iăni m 7

2.2.2 Phân lo iăc măbi nănhi tăđ 8

2.3ăGI IăTHI UăTIAăL Aă I N 8

2.3.1ăKh́iăni m 8

2.3.2ă i uăki năt oăraătiaăl aăđi n 9

2.3.3ă ngăd ng 9

2.4ăGI IăTHI UăM NGăDIă NGăGSM 9

2.5ăCÁCăLO IăMODULEăSIMăTRÊNăTH ăTR NG 11

2.5.1ăNguyênăĺăho tăđ ng 12

2.5.1.1ăGiaoăti păUARTăv iăviăđi uăkhi n 12

2.6.2ăB ăthuăph́tăśngăvôătuy nă(RF) 15

2.7 CÁC LO I MODULE THU PHÁT ŚNG RF 17

2.7.1ăNguyênăĺăho tăđ ng 17

2.7.2ăGiaoăti păSPIăv iăviăđi uăkhi n 18

2.8ăGI IăTHI UăH ăTH NGăINTERNET 18

2.8.1ăC uătrúcăc aăm ngăInternet 18

2.8.2ăĆcăm ngătruyănh păkhôngădơy 18

2.9ăCÁCăLO IăMODULEăTHUăPHÁTăWIFI 19

2.10ăNGU NăCUNGăC P 20

2.10.1ăB ăchuy năđ iăngu năACă– DC 20

2.10.1.1ăB ăchuy năđ iăAdapter 20

2.10.1.2ăNgu năt ăong 21

2.10.2ăB ăchuy năđ iăngu năDC- DC 22

2.10.2.1ăM chăt ngắpăBOOST 22

2.10.2.2ăM chăh ắpăBUCK 24

2.11 NGăC ă I N XOAY CHI U 25

2.11.1 ngăc ăđi n 1 pha 25

2.11.2 ngăc ăđi n 3 pha 26

2.12ăGI IăTHI UăVIă I UăKHI NăARDUINO 26

2.12.1 Ph n c ng 26

2.12.2 Ph n m m 27

2.12.3 Ćc lo i Arduino 28

2.12.3.1 Arduino Uno R3 28

2.12.3.2 Arduino Nano 29

2.12.3.3 Arduino Mega 2560 R3 30

2.13ăCÁCăCHU NăTRUY NăD ăLI U 31

2.13.1 Giao ti p SPI 31

2.13.2 Giao ti p UART 32

2.13.3 Giao ti p I2C 33

Ch ngă3 T́NH TOÁN VẨ THI T K H TH NG 38

3.1ăGI IăTHI UăV ăMÔăHÌNHăH ăTH NG 38

3.2ăT́NHăTOÁNăVẨăTHI TăK ăCHIăTI TăH ăTH NG 38

3.2.1 Thi t k s ăđ kh i h th ng 38

3.2.1 T́nh tón vƠ thi t k m ch 40

3.2.1.3 C m bi n nhi tăđ 43

3.2.1.4 C m bi n siêu âm HC-SR04 45

3.2.1.5 Chuông b́oăđ ng 46

3.2.1.6 Kh i hi n th 46

3.2.1.7 Module Wifi ESP8266 48

3.2.1.8 M ch thu phát RF NRF24L01+ 50

3.2.1.9 Module SIM 800A MINI 51

3.2.1.10 Kh i x ĺ trung tâm Arduino 52

3.2.1.11 Kh i ngu n 54

3.2.3 S ăđ nguyên ĺ c a h th ng 55

3.2.3.1 S ăđ nguyên ĺ c a kh i thu th p d li u 55

3.2.3.2 S ăđ nguyên ĺ kh i x ĺ trung tâm 57

3.2.3.3 S ăđ nguyên ĺ kh i ḿyăb m 58

Ch ngă4 THI CÔNG H TH NG 60

4.1 GI I THI U 60

4.2 THI CÔNG H TH NG 60

4.2.1 Thi công kh i thu th p d li u 60

4.2.2 Kh i x ĺ trung tâm 62

4.3ă ́NG ǴI VẨ THI CÔNG MÔ HÌNH 64

4.3.1 Thi công h p b o v m ch 64

4.3.2 Thi công mô h̀nh 64

4.4 L P TRÌNH H TH NG 64

4.4.1 L uăđ gi i thu t 64

4.4.1.1 Kh i thu th p d li u 64

4.4.1.2 Kh i x ĺ trung tâm 69

4.4.2 Ph n m m l p tr̀nhăchoăviăđi u khi n 69

4.4.2.1 Gi i thi u ph n m m l p tr̀nh 69

4.4.2.2 Gi i thi u v Web Thingspeak 73

4.5 TẨI LI UăH NG D N S D NG VẨ THAO TÁC 75

Ch ngă5 K T QU _NH N X́T_ ÁNH GIÁ 76

5.1 GI I THI U 76

5.2 K T QU Tă C 76

5.2.1 S d ng Arduino Nano 76

5.3 K T QU TH C NGHI M 77

Ch ngă6 K T LU N VẨ H NG PHÁT TRI N 81

6.1 K T LU N 81

6.2 H NG PHÁT TRI Nă TẨI 81

TẨI LI U THAM KH O 82

PH L C 83

Ch ng 2

H̀nh 2 1: S nguy hi m khi gas ph́t n 7

H̀nh 2 2: Tia l aăđi n 8

H̀nh 2 3: C uătrúcăc ăb n c a m ngădiăđ ng 10

H̀nh 2 4: Module SIM 800A mini 11

H̀nh 2 5: Module SIM 800l 11

H̀nh 2 6: Module SIM 900A 11

H̀nh 2 7: Giao ti p UART gi a Module SIM và vi Arduino 12

H̀nh 2 8:ăS ăđ m ch t oăśngăRFăđ năgi n 16

H̀nh 2 9:ăS ăđ m chăthuăśngăđ năgi n 16

H̀nh 2 10: M ch thu phát 6 kênh 2.4 GHZ L24YK-RX4 17

H̀nh 2 11: M ch thu phát sóng RF NRF24L01+ 17

H̀nh 2 12: M ch thu phát RF UART LC12S 2.4Ghz 17

H̀nh 2 13: Giao ti p SPI gi a thi t b đ u và thi t b cu i 18

H̀nh 2 14: M ng LAN không dây 19

H̀nh 2 15: M ng không dây di n r ng 19

H̀nh 2 16: Kit RF thu phát WIFI ESP8266 NodeMCU LUA CP2102 19

H̀nh 2 17: Kit RF thu phát WIFI ESP8266 NodeMCU LUA V3 CH340 20

H̀nh 2 18: M ch thu phát Wifi ESP8266 UART ESP-01 20

H̀nh 2 19: Adapter 12V-1.5A 21

H̀nh 2 20: Ngu n t ong 12V-10A 22

H̀nh 2 21:ăS ăđ nguyên lý ho tăđ ng c a m chăt ngắp 23

H̀nh 2 22: M chăt ngắpăXL6009 4A 24

H̀nhă2.ă23:ăS ăđ nguyên lý ho tăđ ng m ch h áp 24

H̀nh 2 24: M ch h áp DC-DC LM2596 25

H̀nh 2 25:ă ngăc ăxoayăchi u m t pha 25

H̀nh 2 26: H̀nh nh Arduino Uno R3 28

H̀nh 2 27: Arduino Nano 29

H̀nh 2 28: Arduino Mega 2560 R3 30

H̀nh 2 29: K t n i 1 thi t b v i Arduino theo chu n giao ti p SPI 31

H̀nh 2 30: C u trúc c a m t Frame d li u 33

H̀nh 2 31: Bus I2C và các thi t b ngo i vi 34

H̀nh 2 32: K t n i thi t b vào bus I2C ch đ chu n và ch đ nhanh 34

H̀nh 2 33: H ngăđiăc aăxungăClockăvƠăh ngăđiăc aăđ ng d li u 35

H̀nh 2 34: Trình t truy n bit 36

H̀nh 2 35: Start bit và Stop bit 37

Ch ng 3 H̀nh 3 1: S ăđ kh i thu th p d li u 38

H̀nh 3 2:ăS ăđ kh i x lý trung tâm 39

H̀nh 3 3: H̀nh nh kh i ḿyăb m 40

H̀nh 3 4: Hình nh th c t c a c m bi n MQ-2 40

H̀nh 3 6: Hình nh th c t module c m bi n khí Gas MQ-2 42

H̀nh 3 7: Module c m bi n phát hi n l a 42

H̀nh 3 11: Gi năđ th i gian c a c m bi n HC- SR04 45

H̀nh 3 12: H̀nh nh c̀i b́oăđ ng 46

H̀nh 3 13: Hình nh LCD 16x2 47

H̀nh 3 14: Module ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 48

H̀nh 3 15:ăS ăđ chân Module ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 49

H̀nh 3 16: M ch Thu Phát RF NRF24L01+ 50

H̀nh 3 17:ăS ăđ chân M ch Thu Phát RF NRF24L01+ 51

H̀nh 3 18: Module SIM 800A Mini 51

H̀nh 3 19: Arduino Nano 52

H̀nh 3 20:ăS ăđ chân Arduino Nano 53

H̀nh 3 21:ăS ăđ kh i c a kh i ngu n 54

H̀nh 3 22:ăS ăđ nguyên ĺ m ch h ́p 54

H̀nh 3 23: S ăđ nguyên ĺ m chăt ngắp 54

H̀nh 3 24:ăS ăđ nguyên ĺ kh i thu th p d li u 55

H̀nh 3 25:ăS ăđ kh i x ĺ trung tâm 57

H̀nh 3 26:ăS ăđ nguyên ĺ kh i ḿyăb m 58

Ch ng 4 H̀nh 4 1: PCB m t sau kh i thu th p 60

H̀nh 4 2: PCB m tătr c kh i thu th p 60

H̀nh 4 3: H̀nh nh kh i thu th p d li u sau khi in 61

H̀nh 4 4: Kh i thu th păsauăkhiăđư l p linh ki n 62

H̀nh 4 5: PCB m t sau c a kh i trung tâm 62

H̀nh 4 6: PCB m tătr c c a kh i trung tâm 63

H̀nh 4 7: H̀nh nh kh i x ĺ trung tâm sau khi in 63

H̀nh 4 8: H̀nh nh h th ng sau khi hoƠn thi n h p b o v 64

H̀nh 4 9: H̀nh nh mô h̀nhăđ tƠi 64

H̀nh 4 10:ăL uăđ kh i thu th p d li u 65

H̀nh 4 11:ăL uăđ đ c gí tr c m bi n 66

H̀nh 4 12:ăL uăđ truy n d li u qua Module NRF24L01 67

H̀nh 4 13:ăL uăđ ch ngătr̀nh truy n d li u UART sang NodeMCU 67

H̀nh 4 14:ăL uăđ g i d li u lên Thingspeak 68

H̀nh 4 15:ăL uăđ kh i x ĺ trung tâm 69

H̀nh 4 16: Giao di n Arduino IDE 70

H̀nh 4 17: Ch n Arduino s d ng 71

H̀nh 4 18: Ch n c ng COM k t n i v i Arduino 72

H̀nh 4 19: H̀nh nh truy c p trang Web Thingspeak 73

H̀nh 4 20:ă ngănh p tên tƠi kho n vƠ m t kh u 74

H̀nh 4 21: Ch n kênh quan śt 74

H̀nh 4 22: H̀nh nh d li u trên Thingspeak 74

H̀nh 4 23: Quy tr̀nh thao t́c s d ng h th ng 75

H̀nh 5 1: H̀nh nhăbanăđ u c a kh i thu th p d li u 77

H̀nh 5 2: H̀nh nhăbanăđ u c a kh i x ĺ trung tâm 78

H̀nh 5 3: H th ng ph́t hi n ć gas 78

H̀nh 5 4: H th ng nh nătinăchoăng i dùng 79

H̀nh 5 5: H th ng ph́t hi n l a 79

H̀nh 5 6: H th ng g iăđi n thông b́o ph́t hi n l a 80

H̀nh 5 7: Thông tin c m bi năđ c c p nh t trên Thingspeak 80

B ng 2 1: Phân lo i t n s śng vô tuy n 15

Ch ng 3 B ng 3 1: Thông s k thu t c m bi n khí gas MQ-2 42

B ng 3 2: Thông s k thu t DHT22 44

B ng 3 3: Ch căn ngăćcăchơnăc a LCD 16x2 48

B ng 3 4: Danh śch linh ki n s d ng ngu n 5V 56

B ng 3 5: Danh śch linh ki n s d ng ngu n 12V 56

B ng 3 6: Danh śch linh ki n s d ng ngu n 3.3V 56

B ng 3 7: Danh śch linh ki n kh i x ĺ trung tâm 58

B ng 3 8: Danh śch linh ki n kh i ḿyăb m 59

Ch ng 4 B ng 4 1: B ng th ng kê linh ki n s d ng cho kh i thu d li u 62

B ng 4 2: B ng th ng kê linh ki n s d ng cho kh i trung tâm 63

H u qu c a s c ch́y n vƠ h a ho n gây ra r t n ng n vƠ đ́ng b́oăđ ng Theo

nh ăs li u c a T ng c c Th ng Kê (B K ho ch vƠ uăt ă)ăt́nhăđ n 4 th́ngăđ u

n mă2019ăc n c thi t h iăh nă458ăt đ ng, lƠmă10ăng i ch t vƠ m t t́ch,ă19ăng i

b th ng.ăNh m n m b tăđ c nh ng s li u trên vƠ ć th h n ch đ c ph n nƠo

h u qu mƠ h a ho n vƠ ch́y n mang l i, nh́măemăđư quy tăđ nh thi t k vƠ thi

công h th ng c nh b́o, ph̀ng ch ng h a ho n vƠ r̀ r kh́ gas

V i m c tiêu lƠ h th ng ć th ph́t hi năđ c l a vƠ kh́ gas r̀ r m t ćch

nhanh ch́ng vƠ ch́nh x́c.ăNg i dùng ć th gím śt nhi tăđ c aămôiătr ng t i

n iăđ t thi t b t xaăthôngăquaăinternet.ăPh ngăth c c nh b́oăđ năgi n vƠ thông

d ngănh ălƠ g iăđi n hay nh n tin s phù h păđ i m i lo iăđi n tho iădiăđ ng ć m t

trên th tr ng hi n nay Nh́m s th c hi n h th ng thông qua vi c t́ch l y ki n

th c đ c h c t iătr ng c ngănh ăquanăśt vƠ nghiên c u th c ti n T t c v̀ m c đ́ch hoƠn thƠnhăđ c mô h̀nh d l p d t, d s d ng, ti t ki măđi n, mang l i cho

ng i dùng c m gíc tin c y vƠ an toƠn

Ch ng 1 T NG QUAN

1.1 T V N

Theoănh ăs li u th ng kê v 9ăth́ngăđ uăn mă2018ăćă2989ăv cháy n , t ng

thi t h i do h a ho n gây ra là làm ch tă73ăng i và b th ngă163ăng i, thi t h i v

tài s n là 1589 t đ ng [1] S li u trên là m t con s đ́ngăb́oăđ ng v tình tr ng

phòng ch ng cháy n c aăng iădơnăc ngănh ăch aăćăđ thi t b an toƠnăđ phòng

ch ng h a ho n.ă đ́pă ngăđ c nhu c u s d ng thi t b phòng ch ng cháy n và

đ m b oăanătoƠnăchoăng iădơnănh́măemăđưăquy tăđ nh ch năđ tƠiă“Thi t k và thi

công h th ng c nh báo, ph ̀ng ch ng h a ho n và rò r khí gas”.ăH ăth ngănƠyă

s ăd ngăviăđi uăkhi nătrungătơmălƠămoduleăArduinoăvƠămoduleăWiFiăESP8266ăNodeăMCU,ăćcăc măbi nănhi tăđ ,ăkh́ăgasăvƠăc măbi năph́tăhi năl a

D a trên th c t là ch có nh ng thi t b ph̀ngăch́yăđ năgi nănh ălƠăđ u báo ch́y,ăđ uăb́oăkh́i,ăđ u báo xì gas, hay các bình ch aăch́yădiăđ ng v n ch gi i quy t

đ c ph n nào hi năt ng cháy n vƠăch aăhi u qu V năđ đ t ra là c n m t thi t

b có tích h p c 3 kh n ngăb́oăch́y,ăb́oănhi tăđ và rò r kh́ăgasăvƠăng i dùng có

th giám sát tr c ti p s li u trên internet thông qua laptop ho c là Smart phone

Nh́măemăđưăv n d ng các ki n th căđ c h c t iătr ngăc ngănh ăkh o sát th c t

đ có th hoƠnăthƠnhăđ c h th ngănh ătrên.ă

H th ng c nh báo h a ho n và rò r khí gas d a trên n n t ng ki n th c v l nhă

v căđi n t , xã h iăvƠămôiătr ng Nhóm phát tri n h th ng d aătrênăđ án môn h c

tr c là h th ng báo quá nhi tăđ qua SMS [2] H th ng s đ c c i ti n thêm v

kh n ngăph́tăhi n l a, báo cháy, rò r kh́ăgas,ăćăc ăs d li u tr c tuy năchoăng i

dùng

1.2 M C TIÊU

H th ng c nh b́o h a ho n vƠ r̀ r kh́ gas lƠ m t h th ng thu th p ćc gí tr

c a c m bi n, hi n th d li u lên LCD Khi h th ng ph́t hi n gas s m qu tăđ hút

kh́ gas ra ngoƠi, n u ph́t hi n l a s m ḿyăb măd p t t l a Ćc thông tin mƠ c m

bi n thu th păđ c s đ c c p nh t lên Thingspeak.com vƠ thông b́oăquaăđi n tho i

ng i dùng b ng ćch g iăđi n ho c g i tin nh n H th ng c ng ć kh n ngăt

chuy năđ i ngu n cung c p sang ngu n d ph̀ng khi ć s c cúpăđi n

H th ng s giúp h n ch hi n t ng ch́y n , r̀ r kh́ gas, đ m b o an toƠn v

t́nh m ng c ngănh ătƠi s năchoăng i s d ng

1.3 N I DUNG NGHIÊN C U

i v iăđ ́n: “Thi t k và thi công h th ng c nh báo, ph ̀ng ch ng h a

ho n và rò r khí gas ” th̀ n i dung c n th c hi n bao g m:

• N IăDUNGă1:ăT̀m hi u v ćc nghiên c u g n v iăđ tƠiăđư ć, nh ng h n ch

c̀n t n t i t đ́ đ aăraănh ng gi i ph́păchoăđ tƠi nh́m c năh ng t i

• N IăDUNGă2:ăT̀m hi uăc ăs ĺ thuy tăliênăquanăđ năđ tƠi: nguyên nhân ch́y

n , r̀ r kh́ gas,…

• N IăDUNGă3:ăT̀m hi u ćc giao th c truy n nh n gi a ćc module, truy n

nh n t́n hi u thông qua śng cao t n

• N IăDUNGă4:ăL a ch n ćc c m bi n c ngănh ăviăđi u khi n phù h p v i h

- Giám sát nhi tăđ , phát hi n l a, rò r khí gas b ng c m bi n và s d ng vi

đi u khi n Arduino Nano (5VDC) làm kh i x lí trung tâm

- Các tr m giám sát truy n nh n thông tin b ng sóng RF- kh n ngătruy n 100m trongămôiătr ng không ć v t c n và hi n th d li uătrênăLCDă16X2ăvƠătrênăc ăs

1.5 B C C

• Ch ng 1: T ng quan

Ch ngănƠyătr̀nhăbƠyăđ tăv năđ ăĺădoăch năđ ătƠi,ăm cătiêu,ăn i dung nghiên

c u,ăćcăgi iăh năthôngăs ăvƠăb ăc căđ ắn

• Ch ng 2: C S LỦ Thuy t

Ch ngănƠy t p trung vƠo ćc ĺ thuy tăliênăquanăđ năđ tƠi bao g m ćc ki n

th c v kh́ gas, ćc lo i module, ćc thi t b ngo iăvi,ăviăđi u khi n s d ng trong h

th ng

• Ch ng 3: Thi t K vƠ Tính Toán

Ch ngănƠy tr̀nh bƠy v s ăđ kh i vƠ s ăđ nguyên ĺ c a h th ng, tr̀nh

bƠy chi ti t v ćc lo i linh ki n, giao th c giao ti p gi a ćc module v i nhau

• Ch ng 4: Thi Công H Th ng

D aătrênăs ăd nguyên ĺ ti n hƠnh thi công ph n c ng lƠ l p tr̀nh ph m m m

cho h th ngăđ́p ngăđ c ćc yêu c uăđư đ nh ra

• Ch ng 5: K t Q a, Nh n X́t vƠ ánh Giá

Ch ngănƠy s tr̀nh bƠy k t qu mƠ nh́măđư th c hi n so v i m c tiêu ban

đ u, nh n xét ho tăđ ng c a h th ng

• Ch ng 6: K t Lu n vƠ H ng Phát Tri n

T́măl c l i nh ngăđi u nh́măđư th c hi n,ăđ ng th iăđ aăraăh ng ph́t tri n

đ ć đ c m tăđ tƠi hoƠn thi n

Ch ng 2 C S LÝ THUY T

2.1 GI I THI U C ÁC LO I KHÍ GAS TRONG CÔNG NGHI P

2.1.1 Khái ni m

Hi nănay,ăv iăđ căt́nhălƠăngu nănhiênăli uăs chăvƠăthơnăthi năv iămôiătr ng

th̀ kh́ă gasă d nă kh ngă đ nhă đ că v ă tŕă quană tr ngă trongă đ iă s ngă c aă chúngă taă

và đư ǵpăph năt oănênăs ăv năminhăc aăxưăh i.ăL iắchăc aăgasălƠăr tăt́chăc c,ăđ că

s ăd ngăr ngărưiătrongădơnăd ng,ăth ngăm i,ăv năt iăvƠăćcă ngăd ngăcôngănghi p.ă

Gas là h năh păc aăćcăch tăHydrocacbon,ătrongăđ́ăthƠnhăph năch ăy uălƠă

khí Propane (C3H8), Butane (C4H10) vƠăm tăs ăthƠnhăph năkh́c.ă

2.1.2 ng d ng c a khí gas trong công nhi p

Kh́ công nghi p lƠ lo i nguyên li u kh́ đ c s năxuơtăđ s d ng trong công

nghi p Ćc kh́ trong công nhi pă đ c s u d ng nhi u nh tă nh :ă nitrogen,ă oxy,ăcaarbonădioxide,ăhydro,ăacetylen,…

Ćcălo iăkh́ăcôngănghi păđ căs ăd ngătrongănhi uăngƠnhăcôngănghi păkh́că

nhau Baoăg măćcăngƠnhăcôngănghi păn ngănh ăd uăkh́,ăhóăd u,ăh́aăch t,ăđi n,ăkhaiăth́căm ,ăluy năkim,ăkimălo i.ăVƠăc ngăđ căs ăd ngătrongăćcăngƠnhăd căph m,ăcôngăngh ăsinhăh c,ăth căph m,ăn c,ăphơnăb́n,ăđi năh tănhơn,ăđi năt , hàng không

v ătr ,ăphơnăt́chăth́ănghi m,ăki mănghi mămôiătr ng…

2.1.2.1 ng d ng trong ngƠnh th c ph m

N căng tăćăgasăđưătr ăthƠnhălo iăn căgi iăkh́tăqúăquenăthu cătrongăcu că

s ngăhƠngăngƠyăc aăchúngăta.ăN căćăgasăchi măđ nă94%ăthƠnhăph năc aăn căng t,ăćătênăg iăh́aăh călƠ:ăCarbonădioxideă(CO2)ă- ćăvaiătr̀ănh ăm tăch tăb oăqu nănh ăKh́ăCO2ăđ căs ăd ngănhi uătrongăngƠnhăs năxu tăn căgi iăkh́tăvƠăbiaăr u

Trongăcôngănghi păkh́ăCO2ăđ căđi uăch ăt ăćcăkh́ăsinhăraăkhiălênămenăr uăbia,ăphơnăh yăch tăbéo,ăt ăćcăkh́ăthuăđ cătrongăs năxu tăh́aăch t,ănh ăs năxu tăamoniacăho căt ngăh pămethanol,ăt ăkh́iăćcănhƠăḿyăcôngănghi păđ tăthan.ă

2.1.2.2 ng d ng trong thi t b gia d ng

a Máy đi u h̀a

Gasăđi uăh̀a lƠămôiăch tăđ căs ăd ngătrongăh ăth ngălƠmăh nhăh păth ănhi t,ăćănhi măv ămangănhi tăt ăn iăćănhi tăđ ăth păth iăraăn iăćănhi tăđ ăcaoăh n.ă ơyă

ch́nhălƠăthƠnhăph năkhôngăth ăthi uătrongăqúătr̀nhălƠmăl nhăc aăh ăth ngăđi uăh̀aăńiăchungăvƠăćcăh ăth ngălƠmăl nhăńiăriêng

Ćcălo iăgasăđ căs ăd ngătrongăḿyăđi u h́a không kh́ nh ăgasăR22,ăgasăR410A,ăgasăR32ă.ă.ă.ănh ngăđ căs ăd ngănhi uănh tăv nălƠăgasăR22ăvƠăGasăR410A

❖ Gas đi u h̀a R22

Gas R22 là lo iăgasăđ căs ăd ngăđ uătiênătrênăćcăḿyăl nh,ăchi măh nă70%ătrênăth ătr ngăđi uăh̀aăhi nănay,ăđ căs ăd ngăchoăḿyăđi uăh̀aăkhôngăkh́ălo iă

th ngă(khôngăs ăd ngăcôngăngh ăInverter)

❖ Gas đi u h̀a R410A

GasăR410Aăćăđ ăbayăh iăcaoăh n,ăvƠăkhiămôiătr ngă ăt măth păs ăgơyăthi uăoxiăch́nhăv̀ăv yămƠăph̀ngăc aăb năph iăđ căthóngăkh́ăn uăkhôngăs ăr tănguyăhi măkhiăćăhi năt ngăr̀ăr ăkh́ăgas.ă

❖ Gas đi u h̀a R410A

Lo iăGasăR32ălƠălo iăgasăm iănh tăhi nănay,ăđ că ngăd ngăs ăd ngănhi uă

nh tăt iăNh tăB n.ăLo iăgasănƠyăđ căph́tăminhăraănh măthayăth ăchoălo iăgasăR22ăvƠălo iăR410A.ă

b T l nh

Gasăt ăl nhăđ căn mătrongăćcădơyăđ ngăćăt́căd ngăchuy năt iănhi tăt ădƠnă

l nhăt iădƠnăńng.ăKh́ăgasăkhiăđiăquaădƠnăl nhăs ăh păth ănhi tăxungăquanhădƠnăl nhă

đ ăchuy năt iădƠnăńng.ăT iăđơy,ăkh́ăgasăs ăđ călƠmăḿtăthôngăquaăvi căt nănhi tăraămôiătr ng

❖ Gas R12

GasăR12ălƠălo iăgasălơuăđ iănh t,ăđ căs ăd ngăph ăbi nătrongăćcăt ăl nhăđ iă

c ăGasăR12ăb̀nhăth ngăćămùiăhôi,ăkhiăđ tăćămƠuăxanhăĺăvƠămùiăh c,ăćăth ăgơyăchóngăvƠănh căđ uăkhiăh́tănhi u

❖ Gas R134A

Doăt́nhăch tăđ căh iăvƠăgơyănguyăhi măchoăt ngăOzonăc aăgasăR12ănênăgasăR134Aăđ căt oăraăđ ăthayăth ăchoăgasăR12.ăLo iăgasănƠyăđ căs ăd ngăph ăbi năchoănhi uălo iăt ăl nhădơnăd ngăhi nănay

a Khí đ t hóa l ng (Liquefied Petrolium Gas - LPG)

LPG là khí không màu, không mùi (đ c thêm mùi đ d phát hi n khi b rò

r ), nhi t đ ng n l a t 1890ºC đ n 1935ºC, nh h n n c nh ng n ng h n không

khí, d ăch́y,ăkhôngăch aăch tăđ cănh ngăćăth ăgơyăng tăth

Kh́ăđ tă(ăPetroliumăgas)ălƠăs năph măph ăthuăđ cătrongăqúătr̀nhăch ăbi nă

d u,ăKh́ăđ tăđ căh́aăl ngăđ ăt oăthƠnhăLPG.ăThƠnhăph năh́aăh căch ăy uăg măpropan,ăbutanăvƠăm tăl ngănh ăpropylen,ăbutylenăvƠăćcăkh́ăkh́c

b Khí thiên nhiên hóa l ng (Liquefied Natural Gas - LNG )

LNG là khí không màu, không mùi, không v , không đ c h i và không có tính

ch t n mòn, có nhi t đ ng n l a kho ng 2440oC và nh h n không khí

Khí thiên nhiên (Natural gas) đ c hóa l ng -120ºC đ n -170ºC (tùy vào t

l thành ph n h n h p trong ch t khí), giúp d dàng b o qu n và v n chuy n

c Khí nén thiên nhiên( Compressed Natural Gas - CNG)

CNG là khí không màu, không mùi, có nhi t đ ng n l a kho ng 1950ºC và

nh h n không khí Thành ph n ch y u c a CNG g m các hydrocarbon, trong đ́

metan có th chi m đ n 95%, etan chi m 5% đ n 10% cùng m t l ng nh propan,

butan và các khí khác

Thông th ng, h ng l u hu nh đ c thêm vào giúp d phát hi n khi b rò r

Do nh h n không khí nên trong tr ng h p rò r , khí thiên nhiên (c CNG và LNG)

không gây thi t h i nghiêm tr ng nh x ng ho c LPG

2.1.3 Tính ch t nguy hi m cháy, n c a gas

Khiăthótăraăkh iăthi tăb ăch a,ăgasăchuy năthƠnhăth ăkh́ănênăr tăkh́ăb oăqu n.ă

M tăkh́c,ădoăkhôngăćămùi,ăkhôngăćămƠuănênăgasăthótăraăthi tăb ăch aăr tăkh́ăph́tă

hi n,ădoăđ́ănhƠăs năxu tăph iăđ aăthêmăvƠoăh năh păgasăch tăt oăraămùiăb păc iăth iă

đ ăd ăph́tăhi năgasăb ăr̀ăr

T ătr ngăc aăgasăn ngăh năkhôngăkh́ă(Propanăg pă1,55ăl n;ăButanăg pă2,07ă

l n)ănênăkhiăthótăkh iăthi tăb ăch a,ăgasăt́chăt ă ănh ngăch ătr ngătrênăm tăđ tăvƠăt oă

thƠnhăh năh pănguyăhi măch́yăn

Doănhi tăđ ăng năl aăc aăgasăkhiăb ăch́yăr tăcaoă(1900oCăđ nă1950oC)ănênăd ă

gây b ngăchoăng iăvƠăgiaăsúcăđ ngăth iăgơyăch́yălan,ăkh́ăkh năchoăvi căch aăch́yă(v năt căch́yălanăc aăButanălƠă0,38m/săc aăPropanălƠă0,46m/s)

H̀nh 2 1: S nguy hi m khi gas ph́t n

2.2 GI I THI U V C M BI N NHI T

2.2.1 Khái ni m

C măbi nălƠăthi tăb ădùngăc mănh năs ăbi năđ iăc aăćcăđ iăl ngăv tăĺăkhôngăćăt́nhăch tăđi nă(nhi tăđ ,ắpăsu t,ăl uăl ng…)ăc năđoăthƠnhăćcăđ iăl ngă(th ngămangăt́nhăch tăđi n)ăćăth ăđoăvƠăx ăĺăđ c.ăSauăđ́ăćcăb ăph năx ăĺătrungătơmăs ăthuănh năd ngăt́năhi uăđi nătr ăhayăđi nắpăđ́ăđ ăx ăĺ

Nhi tăđ ălƠăđ iăl ngăv tăĺăđ cătr ngăchoătr ngăth́iănhi tăc aăv tăch tă nhă

h ngăr tăl năđ nănhi uăt́nhăch tăc aăv t,ăvi căđoănhi tăđ ăđ́ngăvaiătr̀ăquanătr ngătrongăs năxu tăcôngănghi păvƠănhi uăl nhăv căkh́c

C măbi nănhi tăđ lƠăthi tăb ădùngăđ c mănh năs ăbi năđ iăv ănhi tăđ ăc aăđ iă

l ngăc năđo

iăv iăćcălo iăc măbi nănhi tăth̀ăćă2ăy uăt ă nhăh ngătr căti păđ năđ ăch́nhăx́căđ́ălƠă“Nhi tăđ ămôiătr ngăc năđo”ăvƠă“Nhi t đ ăc mănh năc aăc măbi n”.ă

i uăđ́ăngh aălƠăvi cătruy nănhi tăt ămôiătr ngăvƠoăđ uăđoăc aăc măbi nănhi tăt nă

th tăcƠngắtăth̀ăc măbi năđoăcƠngăch́nhăx́c

2.2.2 Phân lo i c m bi n nhi t đ

Hi nănayăc măbi nănhi tăđ ăđ căchiaăraălƠmăćcălo iăsau:

• C pănhi tăđi nă(ăThermocoupleă)

• Nhi tăđi nătr ă(ăRTD-resitance temperature detector )

2.3 2 i u ki n t o ra tia l a đi n

Tiaăl aăđi năćăth ăh̀nhăthƠnhătrongăkhôngă kh́ăkhiăđi nătr ngăđ tăgíătr ă

ng ngăvƠoăkho ngă3.106 V/m.ăHi uăđi năth ăđ ăđ ăph́tăph́tăsinhătiaăl aăđi nătrongăkhôngăkh́ăgi aăhaiăđi năc căd ngăkh́cănhau

2.3.3 ng d ng

Tia l aăđi năđ cădùngăph ăbi nătrongăđ ngăc ăn ăđ ăđ tăh năh pătrongăxilanh.ă

B ăph năph́tătiaăl aăđi nălƠăbugi Gi iăth́chăvƠăph̀ngătŕnhăhi năt ngăsét

2.4 GI I THI U M NG DI NG GSM

GSMălƠăvi tăt tăc aăt ă"ăTheăGlobalăSystemăforăMobileăCommunication"ă-

M ngăthôngătinădiăđ ngătoƠnăc u

GSMălƠătiêuăchu năchungăchoăćcăthuêăbaoădiăđ ngădiăchuy năgi aăćcăv ătŕă

đ aăĺăkh́cănhauămƠăv năgi ăđ căliênăl că

❖ Các m ng đi n tho i GSM Vi t Nam

ăVi tăNamăvƠăćcăn cătrênăTh ăgi iă,ăm ngăđi nătho iăGSMăv năchi m đaă

s ,ăVi tăNamăćă3ăm ngăđi nătho iăGSMăđ́ălƠă:

• M ngăVinaphoneă:ă091ă=>ă094

• M ngăMobiphoneă:ă090ă=>ă093

• M ngăVietelă098

❖ Công ngh c a m ng GSM

Ćcăm ngăđi nătho iăGSMăs ăd ngăcôngăngh ăTDMAă- TDMAălƠăvi tăt tăc aă

t ăăTimeăDivisionăMultipleăAccess " - Phơnăchiaăćcătruyăc pătheoăth iăgian

Gi iăth́chă:ă ơyălƠăcôngăngh ăchoăphépă8ăḿyădiăđ ngăćăth ăs ăd ngăchungă1ăkênhăđ ăđƠmătho iă,ăm iăḿyăs ăs ăd ngă1/8ăkheăth iăgianăđ ătruy năvƠănh năthôngă

• CDMAălƠăvi tăt tăc aă"ăCodeăDivisionăMultipleăAccessă"ă- Phân chia các truy

c pătheoămưă

Gi iăth́chă:ăCôngăngh ăCDMAăs ăd ngămưăs ăchoăm iăcu căg i,ăvƠăńăkhôngă

s ăd ngăm tăkênhăđ ăđƠmătho iănh ăcôngăngh ăTDMAămƠăs ăd ngăc ăm tăph ăt nă(nhi uăkênhăm tălúc)ăv̀ăv yăcôngăngh ănƠyăćăt căđ ătruy năd năt́năhi uăcaoăh năcôngăngh ăTDMA

❖ C u trúc c b n c a m ng di đ ng

M iăm ngăđi nătho iădiăđ ngăćănhi uăt ngăđƠiăchuy năm chăMSCă ăćcăkhuă

v căkh́cănhauă(ăV́ăd ănh ăt ngăđƠiămi năB c,ămi năTrung,ămi năNam)ăvƠăm iăT ngăđƠiăl iăćănhi uătr măthuăph́tăvôătuy năBSS

H̀nh 2 3: C uătrúcăc ăb n c a m ngădiăđ ng

2.5 CÁC LO I MODULE SIM TRÊN TH TR NG

D aătrênăh ăth ngăm ngădiăđ ngăGSMătrênătoƠnăc uăvƠănh măm căđ́ch th că

hi năćcăch căn ngăg iăđi năhayănh nătinăchoăng iăs ăd ngăđi nătho iădiăđ ng,ătaăćă

th ă l aă ch nă ćcă moduleă simă ćă m tă trênă th ă tr ngă nh ă :ă sim800L,ă sim900A,ăsim800Aămini,…

H̀nh 2 4: Module SIM 800A mini

H̀nh 2 5: Module SIM 800l

H̀nh 2 6: Module SIM 900A

2.5.1 Nguyên lý ho t đ ng

Moduleăsimăho tăđ ngăd aătrênăćchăth călƠă:ăgiaoăti păUARTăv iăviăđi uăkhi nătrungătơmăvƠăs ăd ngăt păl nhăAT.ă

2.5.1.1 Giao ti p UART v i vi đi u khi n

Ćcămoduleăsimăs ăćă2ăchơnăch căn ngălƠă:ăRX,ăTX.ăTaăs ăn iăv iăviăđi uăkhi nătheoăquyăt căchéoă:ăchơnăRXăc aămoduleăsimăn iăv iăchơnăTXăc aăviăđi uăkhi năvƠăng căl iăchơnăRXăc aăviăđi uăkhi năn iăv iăchơnăTXăc aămodule sim

Riêngăđ iăv iăd̀ngămoduleăsimă800xămini th̀ătaăm cătheoăćchăsauă:ăchơnăTXă

c aăviăđi uăkhi nă(Arduino)ăkhiăn iăv iăchơnăRXăc aămoduleăsimăc năquaăc uăphơnă

́pătr ă1kăn iăti pătr ă2kăl yăt iăđi măgi a.ăV̀ăđ ăh ắpăt ă5Văxu ngă3.3V,ăkhôngălƠmă

cháy module sim

H̀nh 2 7: Giao ti p UART gi a Module SIM và vi Arduino

2.5.1.2 T p l nh AT

T păl nhăATă(Attentionăcommand)ăt păl nhăchu năđ căh ătr ăb iăh uăh tăćcăthi tăb ădiăđ ngănh ăđi nătho iădiăđ ng,ăGSMămodemăćăh ătr ăg iăvƠănh nătinănh nătinănh năd iăd ngăSMSă(ShortăMessageăService)ăvƠăđi uăkhi năcu căg i.ăR tănhi uăsinhăviênăćcătr ngăđ iăh cătrongăvƠăngoƠiăn căđưăđ căgiaoăćcăđ ătƠiănghiênăc uă

v ăt păl nhăATăph căv ăchoăćcăm căđ́chăđi uăkhi năkh́cănhauănh :ăćcăcu căg i,ătruy năćcăfileăd ăli uăd iăd ngăơmăthanh,ăh̀nhă nhăt ăḿyăt́nhăđ năđi nătho iădiă

đ ng,ăt ăđi nătho iădiăđ ngăđ năđi nătho iădiăđ ngăđ ăt oăk ăn ngălƠmăvi cătrongăćcă

h ăth ngăm ngăvi năthông.ăNhi uădoanhănghi pătrongăn căđưăxơyăd ngăćcăd chăv ătinănh năd iăd ngăSMSăv iăm căđ́chăqu ngăćo vƠăch măścăkh́chăhƠngătrongăkinhă

doanh

Các l nh chung:

• ATă:ăKi mătraămoduleăćăho tăđ ngăhayăkhông

Tr ăv :ăOKăn uăho tăđ ngăb̀nhăth ng,ăb́oăl iăho căkhôngătr ăv ăn uăćăl iă

x yăra

• AT+CPIN?ă:ăKi mătraăSimcard

Tr ăv :ă+CPIN:ăREADYăOKă(n uăt̀măth yăsimcard)

Các l nh g i đi n:

• ATD0123456789:ăG iăđi năchoăs ăđi nătho iă0123456789

• ATAă:ăCh pănh năcu căg iăđ n

• ATHă:ăH yăcu căg i

• AT+CUSD=1ă:ăChuy năch ăđ ăUSDăđ ătraăs ăd ătƠiăkho n

• ATD*101#;ă:ăKi mătraătƠiăkho nă(ăTr ăv :ă+CUSD:ă0,ă“Taiăkhoanăgocăcuaăquyă

khachălaă….)

Các l nh nh n tin:

• AT+CMGF=xă:ăC uăh̀nhătinănh nă(x=0:ăDPU,ăx=1:d ngăḱăt )

• AT+CNMI=2,x,0,0ă:ăCh năx=1ă(ch ăb́oăv ătŕăl uătinănh n)ăho căx=2ă(hi năth ăraăngayăn iădungătinănh n)

Tr ăv :ă+CMTI:ă“SM”,3ă(x=1)

noidungtinnhan

• AT+CMGR=xă:ă cătinănh năt iăv ătŕăl uăx

Tr ăv :ăn iădungătinănh n

• AT+CMGD=xă:ăX́aătinănh năđ căl uă ăv ătŕăx

• AT+CMGS=”sodienthoai”ă:ăG iătinănh năchoăsodienthoai,ăsauăd̀ngăl nhănƠyă

s ănh năđ că‘>’ă(mưăHEXălƠă0x3C),ăbơyăgi ăćăth ănh păvƠoăn iădungătină

nh n,ănh păti pă0x1Aăđ ăg iătinănh năđiăho că0x1Băđ ăh yăg iătinănh n

2.6 B THU PHÁT SÓNG VÔ TUY N (RF)

2.6.1 Sóng vô tuy n ( RF )

RF (radio frequency) – t năs ăvôătuy nălƠăm tăśngăđi năt ăćădưiăt năn mătrongăkho ngă3khzăđ nă300Ghz,ăt ngă ngăv iăt năs ăc aăćcăśngăvôătuy năvƠăćcăd̀ngăđi năxoayăchi uămangăt́năhi uăvôătuy n

th p

ELF Ch aăt năs ăđi năm ngăxoayăchi u,ă

ćcăt́năhi uăđoăl ngăt ăxaăt năth p

Ch aăph nătrênăc aăd iăngheăđ că

c aăti ngăńi.ăDùngăchoăh ăth ngăanăninh,ăquơnăs , chuyênăd ng,ăthôngătinăd iăn că(tƠuăng m)

c ălyăxaăxuyênăl căđ a,ăliênăl căhàng

h i,ă hƠngă không,ă nghi pă d ,ă ph́tăthanhăqu ngăb́

108 MHz),ătruy năh̀nhăth ngăm i (kênhă 2ă đ nă 12ă t nă s ă t ă 54ă -

Dùngă choă ćcă kênhă truy nă h̀nhă

th ngăm iăt ăkênhă14ăđ năkênhă83, ćcăd chăv ăthôngătinădiăđ ngăm tăđ t,ă

di đ ng t bào, m tăs ăh ăth ngăradarăvƠăd năđ ng,ăh ăth ngăviăbaăvƠăv ă

c căk̀ăcao EHF ́tăs ăd ngătrongăthôngătinăvôătuy n

B ng 2 1: Phân lo i t n s śng vô tuy n

2.6.2 B thu phát sóng vô tuy n (RF)

uătiênăng iătaădùngăm tăm chădaoăđ ngăc ngăh ngăLC,ăńăđ căk tăn iă

b iăm tăcu nădơyăvƠăm tăt ăđi n.ăKhiăm chăLCăb ăt́căđ ngătrongăcu nădơyăs ăxu tă

hi năm tăt ătr ngăvƠătrongăt ăđi năs ăxu tăhi năm tăđi nătr ng.ăKhiăvƠoătr ngăth́iă

c ngăh ng,ăt ătr ngătrongăcu nădơyăs ăk tăh păv iăđi nătr ngătrongăt ăđi năt oăraă

m tăd ngăśngăđi năt ăLúcănƠyăch ăc năm tă ng-tenăchoăśngătrongăm chăLCăph́tăvƠoăkhôngăgian,ătaăćăđ cătiaăśngădùngătrongădi uăkhi năvôătuy n.ă

H̀nh 2 8: S ăđ m ch t oăśngăRFăđ năgi n Khiăśngăđi năt ăđ căph́tăvƠoăkhôngăgian,ăđ ăthuăđ căt́năhi uăt ăśngăđ ăs ă

d ngătaă năm tăthi tăb ăthuăśng.ăThi tăb ăthuăśngănƠyăg măćcăph năc ăb năsau:ă- ng-ten:ăThuăśngăt ăkhôngăgiană- B ăkhu chăđ i:ăKhu chăđ iăśngăthuăđ căđ ăti năhƠnhăx ăĺă- B ăt́chăśng:ăT́chăśngămangăthôngătinăraăkh iăśngămangă- B ăđi uă

ch ăvƠăgi iămư:ăKhôiăph căśngăv ătr ngăth́iăbanăđ uătr căkhiătr căkhiătruy năđi.ă

Nh ăv yălƠăthuăđ căśngămangăthôngătinăbanăđ uăđ ăs ăd ng.ă

H̀nh 2 9: S ăđ m chăthuăśngăđ năgi n

B ăthuăph́tăśngăcaoăt năđ căs ăd ngătrongăgiaoăti păkhôngădơy.ă ngăd ngăch́nhăc aăb ăthuăph́tănƠyălƠălƠmăchoăthôngătină ăd ngăd ăli u/ătho i/ăvideoăđ cătruy năquaămôiătr ngăkhôngădơy.ăM căđ́chăch́nhăc aăthi tăb ănƠyălƠăthayăđ iăt năs ăIFă(trungăt n)ăthƠnhăt năs ăśngăcaoăt năvƠăng căl i.ăModuleăthuăph́tăśngăcaoăt nă

đ căs ăd ngătrongătruy năd năvôătuy n,ătruy năthôngăv ătinh,ăđ ătruy năt́năhi uătruy năh̀nh,ăti pănh năvƠătrongăćcăm ngăWimaxăho căWLAN,ăZigbeeăho căITE.ă

2.7.2 Giao ti p SPI v i vi đi u khi n

SPIăđôiăkhiăđ căg iălƠăchu nătruy năthôngă“4ădơy”ăv̀ăćă4ăđ ngăgiaoăti pătrongăchu nănƠyăđ́ălƠăSCKă(SerialăClock),ăMISOă(MasterăInputăSlaveăOutput), MOSI (MasterăOuputăSlaveăInput)ăvƠăSSă(SlaveăSelect).ăTaăs ăk tăn iă4ăchơnăSCK,ăMISO,ăMOSI,ăSSăc aăviăđi uăkhi nătrungătơmăv iă4ăchơnăSCK,ăMISO,ăMOSI,ăSSăc aămoduleă

thu phát RF

H̀nh 2 13: Giaoăti păSPIăgi aăthi tăb ăđ uăvƠăthi tăb ăcu i

2.8 GI I THI U H TH NG INTERNET

InternetălƠăm tăh ăth ngăthôngătinătoƠnăc uăćăth ăđ cătruyănh păcôngăc ngă

g măćcăm ngăḿyăt́nhăđ căliênăk tăv iănhau.ăH ăth ngănƠyătruy năthôngătinătheoă

ki uăn iăchuy năǵiăd ăli uă(PacketăSwitching) d aătrênăm tăgiaoăth căliênăm ngăđưă

đ căchu năh́aă(giaoăth căIP).ă

2.8.1 C u trúc c a m ng Internet

• Ph n c nh c a m ng:

Hosts:ăclientsă(ḿyăkh́ch)ăvƠăserversă(ḿyăch )

Serversăth ngăć trongăćcătrungătơmăd ăli u

Ćcăm ngătruyănh p,ăđ ngătruy năv tăĺ:ăćcăk tăn iătruy năthôngăćădơyă(h uătuy n),ăkhôngădơyă(vôătuy n)

• Ph n lõi c a m ng:

Ćcăb ăđ nhătuy năđ căk tăn iăv iănhau

M ngăc aăćcăm ngă

2.8.2 Các m ng truy nh p không dây

M ngătruyănh păkhôngădơyăchiaăs ă(dùngăchung)ăk tăn iăh ăth ngăđ uăcu iăt iă

b ăđ nhătuy n.ăQuaătr măc ăc :ăđi mătruyănh pă(accessăpoint)

M ngăLANăkhôngădơyă(wirelessăLANs):ăS ăd ngătrongătoƠănhƠ.ă802.11b/gă(WiFi):ăt căđ ătruy nă11ăMbps,ă54ăMbps.ă

H̀nh 2 14: M ngăLANăkhôngădơy

M ngătruyănh păkhôngădơyădi năr ng:ă căcungăc păb iăćcănhƠăđi uăhƠnhă

vi năthôngă(diăđ ng)ă(10ăkm).ăT căđ ătruy năt ă1ăđ nă10ăMbps.ă i năh̀nhănh ă3G,ă

4G LTE

H̀nh 2 15: M ngăkhôngădơyădi năr ng

2.9 CÁC LO I MODULE THU PHÁT WIFI

ăćăth ătruyăc păd ăli uătrênăinternetăvƠăđ yăd ăli uălênăc ăs ăd ăli uătr cătuy n,ătaăćăth ăs ăd ngăćcămoduleăthuăph́tăwifiănh :ăm chăthuăph́tăWifiăESP8266ă

Uart ESP-01, kit RF thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua CP2102, kit RF thu phát Wifi ESP8266ăNodeMCUăLuaăV3ăCH340,…ă

H̀nh 2 16: Kit RF thu phát WIFI ESP8266 NodeMCU LUA CP2102

H̀nh 2 17: Kit RF thu phát WIFI ESP8266 NodeMCU LUA V3 CH340

H̀nh 2 18: M ch thu phát Wifi ESP8266 UART ESP-01

❖ Nguyên ĺ ho tăđ ng

Moduleăthuăph́tăWifiăho tăđ ngătheoăćchăth căgiaoăti păUARTăv iăviăđi uăkhi nătrungătơm.ăVƠăph năgiaoăti păUARTăt ngăt ănh ăgiaoăti păUARTăc aămoduleăsimăvƠămoduleăthuăph́tăśngăRFăđưătr̀nhăbƠyă ăph nătrên.ăă

2.10 NGU N CUNG C P

2.10.1 B chuy n đ i ngu n AC – DC

2.10.1.1 B chuy n đ i Adapter

❖ Khái ni m

AdapterălƠăb ăph năchuy năđ iăđi nắpăgi aăćcăthi tăb ăđi năt ăs ăd ngăngu nă

đi năkh́că220Văxu ngăm tăđi nắpăth păh n.ăThi tăb ăchuy năđ iănƠyăđ căg iăchungă

là Adapter

❖ Ch c n ng chính c a Adapter

• Cungăc păngu năđi năth́chăh păchoăćcăthi tăb ăđi năt ăho tăđ ngă năđ nh

• NgoƠiăcungăc păngu năđi năAdapterăc̀năćăth ăs căpinăchoăthi tăb ăđi năh̀nhă

nh tălƠăpinăchoălaptop

Ćcăthi tăb ănh ăh nănh ăsmarphone,ăcameraăquanăśtăth̀ăćcăadapterăcó công

Thôngăs ănƠyăđ căđoăb ngăđ năv ăAmpe(A)ăth ăhi năs căm nhăc aăd̀ngăđi nă

đ ăthi tăb ăho tăđ ng.ăM tăthi tăb ăćăghiă4,5Aăćăngh aăd̀ngăđi năđ uăvƠoăph iăćă

c ngăđ ăđ ă4,5Aăth̀ăm iăđ́pă ngăđ c.ăC ngăđ ăd̀ngăđi năchu năc aăngu nă220Vă

th ngălƠă12Aăćcăthi tăb ăs ăd ngăadapterăph iăćăc ngăđ ăth păh năconăs ănƠy

H̀nh 2 19: Adapter 12V-1.5A

2.10.1.2 Ngu n t ong

Ngu năt ăongălƠăćchăg iăkh́căc aăngu năxung.ăĆiătênăngu năt ăongăb tăngu nă

t ăh̀nhăd ngăćcăl ăthôngăh iăthótănhi tăc aăb ăngu năxungăđ căđ căl ăl căgícă

gi ngăv iăc uăt oăc aăt ăong

Ngu năt ăongăđ căs ăd ngăv iăm căđ́chăbi năđ iăngu năđi năxoayăchi uăsangăngu năđi năm tăchi u.ăVi cănƠyăđ căth căhi năthôngăquaăch ăđ ădaoăđ ngăxungă

đ căt oăraăb ngăm tăm chăđi năt ăv iăm tăbi nắpăxung

❖ C u t o c a ngu n xung

• Bi n áp xung

Bi nắpăxungăćăc uăt oăg măćcăcu nădơyăđ căqu năđ uătrênăm tăl iăt ăC uă

t oănƠyăgi ngănh ăbi nắpăthôngăth ng.ăC uăt oănƠyăgiúpăbi nắpăxungăchoăcông

su tăl năh năbi nắpăth ngăr tănhi uăl nădùăćăcùngăm tăc uăt oăvƠăḱchăth c

• Các b ph n khác

ăbi năđ iăđi nắpăxoayăchi uăthƠnhăm tăchi u,ăngu năt ăongăc̀năc năđ nă

cu năch ngănhi u,ădiodeăch nhăl uăvƠăđ căbi tălƠăt ăl căs ăc p.ăT ăl căs ăc păćănhi mă

v ăt́chătr ăđi nắpăsauăkhiăđ căbi năđ i.ăSauăđ́,ăl ngăđi nắpănƠyăs ăđ cădùngăđ ăcungăc păn ngăl ngăchoăcu năs ăc păc aăḿyăbi nắpăxung

NgoƠiăra,ăngu năt ăongăc̀năćăc uăch̀.ă ơyălƠăb ăph năćăt́căd ngăb oăv ă

m chăngu năkhiăm chăngu năb ăng năm ch

B ăph năcu iăcùngăc aăngu năt ăongăđ́ălƠăICăquangăvƠăICăTL431.ă ơyălƠă2ăb ă

ph năćăt́căd ngăt oăraăm tăđi nắpăc ăđ nh.ăQuaăđ́ăkhôngăch ăđi nắpăđ ă năđ nhătheoămongămu n.ă2ălo iăICănƠyăc̀năćănhi măv ăkh ngăch ădaoăđ ngăđ́ngăc tăđi năvƠoăcu năs ăc p c aăbi nắp.ăSauăđ́ăchoăraăđi nắpă ăbênăth ăc păđ tăyêuăc u

H̀nh 2 20: Ngu năt ăongă12V-10A

2.10.2 B chuy n đ i ngu n DC- DC

2.10.2.1 M ch t ng áp BOOST

M chăt ngắpălƠăb ăbi năđ iăngu năDC-DCăćăđi nắpăđ uăraăl năh năđi nắpă

đ uăvƠo.ăŃăch aắtănh tăhaiăchuy năm chăb́năd nă(m tădiodeăvƠăm tătransistor)ăvƠă

́tănh tăm tăph năt ăt́chăl yăn ngăl ng,ăm tăt ăđi n,ăm tăcu nădơyăho căc ăhai

H̀nh 2 21:ăS ăđ ănguyênăĺăho tăđ ngăc aăm chăt ng áp

❖ Nguyên l Ủ ho t đ ng

Vin lƠ đi n ́p vƠo, Vout lƠ đi n ́p ra trên t i, t Căđ l c, PWM ( Pulse Width

Modulation) lƠ m chăđi u khi n ch đ r ngăxungăđ́ng ng t cho Switch Ćc linh

ki n t́ch l yăn ngăl ng lƠ L vƠ C, do t́nhăđ́ng ng tăđi n nên Switch ph i lƠ linh

ki n t chuy n m ch ch ng h nănh ătransistoră(BJT,ăMOSFET,ăIGBT,ăGTOă)ăho c

d ng k t h p g m thysistor(SCR) v i b chuy n m ch Diode D không cho d̀ng t

C ph́ng v l i Vin

Khi "SwichăOn"ăđ căđ́ngăl iăth̀ăd̀ngăđi nătrongăcu năc măđ căt ngălênă

r tănhanh,ăd̀ngăđi năs ăquaăcu năc măquaăvanăvƠăxu ngăđ t.ăD̀ngăđi năkhôngăquaădiodeăvƠăt ăđi năph́ngăđi năcungăc păchoăt i.ă ăth iăđi mănƠyăth̀ăt iăđ căcungăc pă

b iăt ăđi n.ă

Khiă"SwitchăOff"ăđ căm ăraăth̀ălúcănƠyă ăcu iăcu nădơyăxu tăhi năv iă1ăđi nă

́păb ngăđi nắpăđ uăvƠo.ă i nắpăđ uăvƠoăcùngăv iăđi nắpă ăcu năc măquaădiodeăc păchoăt iăvƠăđ ngăth iăn păchoăt ăđi n.ăKhiăđ́ăđi nắpăđ uăraăs ăl năh năđi nắpăđ uă

vào, dòng qua t iăđ căc păb iăđi nắpăđ uăvƠo.ă

i n ́păđ uăraăđ c t́nhănh ăsauă:

Vout = Vin * (1- ton /( ton + toff) ) = Vin *(1- D ) ( D lƠ đ r ng xung ) (2.1)

V i ton vƠ toff l năl t lƠ th i gian m vƠ th i gian kh́a c a Switch

N ngăl ngăđ uăraăch ăćăth ănh ăh năho căb ngăn ngăl ngăđ uăvƠo,ădoăđ́ă ă

m chăBoostăd̀ngăđ uăraăph iănh ăh năd̀ngăđ uăvƠoă(doắpăđ uăraăl năh nắpăđ uă

vào)