0

Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

45 10 0
  • Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 19/01/2021, 10:16

Đại Học Quốc Gia Hà Nội Trƣờng Đại Học Công NGhệ Mai Thế Phú Quý Nghiên cứu xây dựng hệ đo mƣa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho tỉnh Tây Bắc Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Hệ Chính Quy Ngành: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử, Truyền Thông HÀ NỘI - 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ MAI THẾ PHÚ QUÝ Nghiên cứu xây dựng hệ đo mƣa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho tỉnh Tây Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử, Truyền Thông Cán hƣớng dẫn: PGS.TS Trần Đức Tân HÀ NỘI - 2016 Tóm tắt: Vào mùa mưa, nhiều địa phương nước ta bị tác động mưa, lũ Tại tỉnh vùng cao, mưa có tính chất cục (có khu vực mưa to, có khu vực khơng mưa ngăn cách day núi) Vì giải pháp đo mưa, lũ giá rẻ để triển khai diện rộng cần thiết Một hệ thống đo mưa mực nước lũ với giá rẻ phục vụ cho tỉnh Tây Bắc Nó có nhiệm vụ đo mưa, đo mực nước lũ cảnh báo chỗ tiêu chí đo vượt ngưỡng an tồn.Để đạt mục đích đó, đồ án trình bày thiết bị độc lập với để đo lượng mưa mực nước lũ hệ thống sơng, suối Mục đích cuối tạo thiết bị có giả rẻ nhiều so với thiết bị khác có chức thị trường, đảm bảo độ xác Do phù hợp để lắp đặt cho tỉnh Tây Bắc để đảm báo tính mạng tài sản cho đồng bào cịn gặp nhiều khó khăn nơi Từ khóa: giá rẻ, Tây Bắc, đo mƣa, đo mức lũ ii LỜI CAM ĐOAN Trong trình làm đồ án, đọc tham khảo nhiều tài liệu khác từ giáo trình, sách chuyên khảo nhiều báo đăng tải ngồi nước Tơi xin cam đoan tơi viết hồn tồn thống, chân thực, kết đo đạc thực nghiệm đạt khóa luận khơng chép từ tài liệu hình thức Những kết tơi nghiên cứu, tích lũy q trình làm khóa luận Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm có dấu hiệu chép kết từ tài liệu khác Hà Nội, ngày tháng năm 2016 TÁC GỈA MAI THẾ PHÚ QUÝ iii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian nghiên cứu hoàn thiện đồ án em nhận giúp đỡ chu đáo Thầy, Cô giáo khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại Học Công Nghệ, Đại Học Quốc Gia Hà Nội Đề tài :”Nghiên cứu xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho tỉnh Tây Bắc” triển khai thực hoàn thành với số kết thu có khả ứng dụng thời gian tới điều kiện thực tiễn Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Trần Đức Tân, người trực tiếp hướng dẫn em trình nghiên cứu thực đề tài với tất lịng nhiệt tình chu đáo, ân cần với thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc thẳng thắn nhà khoa học uy tín, mẫu mực Em xin gửi lời cảm ơn đến anh Nguyễn Đình Chinh – cán bộ mơn Vi điện tử vi hệ thống, Khoa Điện tử - Viễn thông, Đại học Công Nghệ, Đại học Quốc Gia Hà Nội giúp đỡ đóng góp ý kiến cho em Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, anh chị bạn có góp ý kịp thời bổ ích, giúp đỡ em suốt trình em nghiên cứu hồn thiện khóa luận này Mặc dù em có nhiều cố gắng hồn thiện đồ án tất nhiệt tình nỗ lực mình, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô bạn Hà Nội , ngày tháng năm 2016 SINH VIÊN MAI THẾ PHÚ QUÝ iv MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG: viii LỜI MỞ ĐẦU ix Chương 1: Tìm hiểu thực trạng cảnh báo lũ quét sạt lở đất Việt Nam 1.1 Thực trạng lũ quét sạt lở đất Việt Nam 1.2 Thực trạng cảnh báo lũ quét sạt lở đất Việt Nam 1.2.1 Khái niệm lũ quét sạt lở đất 1.2.2 Thực trạng cảnh báo lũ quét sạt lở đất giới Việt Nam 1.3 Kết luận Chương 2: Thiết kế hệ thống 2.1 Thiết kế tổng quan 2.2 Thiết kế phần cứng 2.2.1 Mạch Arduino 2.2.2 Mô – đun nguồn quản lí sạc / sả điện .8 2.2.3 Còi cảnh báo 2.2.4 Pin Lithium 2.2.5 Mô-đun sim 900A 2.2.6 Pin lượng mặt trời 10 2.2.7 Cảm biến 11 a Cảm biến mức .11 b Cảm biến siêu âm 13 v 2.3 Phần mềm .15 2.3.1 Arduino IDE 15 2.3.2 Thuật toán hệ đo mưa 16 a Cách xác định ngưỡng cảnh báo 16 b Lưu đồ thuật toán hệ đo mưa 17 2.3.3 Thuật toán hệ đo mức lũ 19 a Cách xác định ngưỡng cảnh báo 19 b Lưu đồ thuật toán hệ đo mức lũ 20 Chương : Thực Hiện 22 3.1 Chế tạo mạch in 22 3.2 Hệ đo mưa 24 3.2.1 Gầu đo mưa 24 3.2.2 Hình ảnh thực tế hệ đo mưa 24 3.3 Hệ đo mức lũ 25 3.3.1 Ống thủy tĩnh 25 3.3.2 Hình ảnh thực tế hệ đo lũ 26 Chương 4: Kết đạt 27 4.1 Thử nghiệm với hệ đo mưa 27 4.2 Thử nghiệm với hệ đo mức lũ 29 4.3 Ước tính điện tiêu thụ 30 4.4 Ước tính chi phí 31 KẾT LUẬN 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO .34 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Số lần lũ quét năm xảy từ 1958-2004 tỉnh phía Bắc .2 Hình 2.1: Mơ hình khái niệm hệ thống Hình 2.2: Sơ đồ khối hệ đo mưa Hình 2.3: Sơ đồ khối hệ đo lũ Hình 2.4: Mạch Arduino UNO Hình 2.5: Mơ-đun nguồn LM2596…………………………………………………… Hình 2.6: Mơ-đun sạc/TP4056 Hình 2.7: Cịi cảnh báo Hình 2.8: Mơ-đun sim900A 10 Hình 2.9: Bản lượng mặt trời 10 Hình 2.10: Nguyên lí cảm biến mức .11 Hình 2.11: Cảm biến mức 11 Hình 2.12: Vi mạch LM358 12 Hình 2.13: Sơ đồ chức 74HC165 12 Hình 2.14: Hệ đo mưa sử dụmng cảm biến mức 13 Hình 2.15 : Mơ-đun cảm biến siêu âm SRF05 14 Hình 2.16: Dịng thời gian cảm biến siêu âm 15 Hình 2.17: Arduino IDE 16 Hình 2.18: Thuật toán thiết bị đo mưa sử dụng cảm biến siêu âm 17 Hình 2.19: Thuật tốn thiết bị đo mưa sử dụng cảm biến mức 18 Hình 2.20: Thuận tốn thời gian lấy mẫu .20 Hình 2.21: Thuật tốn hệ đo mức lũ 21 Hình 3.1: Altium Designer 14 .22 Hình 3.2: Mạch in cảm biến mức 22 Hình 3.3: Mạch mở rộng cảm biến, sạc hiển thị LED trạng thái 23 Hình 3.4: Mạch mở rộng Arduino thiết bị đo mức lũ 23 Hình 3.5: Thơng số kĩ thuật gầu đo mưa 24 Hình 3.6: Hộp cảm biến xử lí thiết bị đo mưa 25 Hình 3.7: Ống thủy tĩnh 26 Hình 3.8: Hình ảnh mơ hình hệ đo mức lũ 26 Hình 4.1: Gầu đo mưa……………………………………………………………… 28 Hình 4.2: Hộp cảm biến ………………………………………………………………28 Hình 4.3: Đầu đo cảm biến mức sau thời gia sử dụng .28 Hình 4.4: Hình ảnh liệu hiển thị trang chủ .30 vii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT Kí Hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt MCU Micro Controller Unit Vi điều khiển GSM Global System for Mobile Hệ thống thơng tin di động tồn Communications cầu GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ liệu di động dạng gói IDE Integrated Development Mơi trường phát triển tích hợp Environment PCB Printed circuit board Mạch in IoT Internet of Thing Internet vạn vật GPS Global Positioning Systems Hệ thống định vị toàn cầu DANH MỤC CÁC BẢNG: Bảng 2.1: Thông số kĩ thuật Arduino Uno Bảng 2.2: Các chân cảm biên siêu âm 14 Bảng 4.1: Thử nghiệm hệ đo mưa sử dụng cảm biến mức 27 Bảng 4.2: Thử nghiệm hệ đo mưa sử dụng cảm biến siêu âm 27 Bảng 4.3: Thử nghiệm với thiết bị đo mức lũ .29 Bảng 4.4 : Điện tiêu thụ thiết bị đo mưa 30 Bảng 4.5: Điện tiêu thụ thiết bị đo mức lũ .31 Bảng 4.6: Ước tính chi phí hệ đo mưa 31 Bảng 4.7: Ước tính chi phí hệ đo lũ 32 viii LỜI MỞ ĐẦU Tây Bắc khu vực thuộc loại khó khăn đất nước nhiều lí địa hình chia cắt, hay gặp thiên tai như: lũ lụt, sạt lở đất, rét đậm, rét hại …Do địa hình gồm nhiều đồi núi, năm vào mùa mưa lũ thường sảy lũ quét sạt lở đất gây nhiều thiệt hại lớn người tài sản Việc tạo thiết bị giá rẻ dự báo sớm lũ sạt lở đất mưa gây điều vô ý nghĩa với đồng bào , nơi mà tỷ lệ hộ nghèo gấp 2,7 lần so với trung bình nước [1].Mặc dù thị trường có nhiều thiết bị khác để đo mưa cảnh báo lũ Chúng có ưu điểm độ xác cao lại đắt đỏ khó khăn để đưa vào thực tế, ví dụ hệ thống cảnh báo vệ tinh, hay vũ lượng kế tự động Ở vùng núi, thông thường lượng mưa,và hệ thống sông suối phân bổ không khu vực khác [2].Những hệ đo mưa, lũ đắt tiền thường trang bị trạm khí tượng bản, làm giảm tính bao qt kết đo Hệ đo mưa giá rẻ khơng góp phần tăng tính đa dạng kết đo mà cịn góp phần nâng cao nhận thức đồng bào (đa phần đân tộc thiểu số) phòng ngừa thiên tai Hệ thống đo mưa đặt tromg khu dân cư nên có tác dụng cảnh báo tức thời có nguy xảy lũ sạt lở đất Hệ thống đo mức lũ gửi liệu trang chủ nhà chức trách để đưa định kịp thời Nội dung đồ án tóm tắt sau: Chương 1: Tìm hiểu thực trạng cảnh báo lũ sạt lở đất Việt Nam Chương 2: Thiết kế hệ thống Chương 3: Thực Chương 4: Các kết đạt Tuy nhiên thời gian nên khóa luận chưa đề cập đầy đủ vấn đề liên quan, chắn khơng tránh khỏi sai sót Em mong nhận nhiều ý kiến đóng góp để em có thêm kiến thức q báu cho cơng việc tương lai Em xin chân thành ix cảm ơn! Hình 2.21: Thuật tốn hệ đo mức lũ 21 Chƣơng : Thực Hiện 3.1 Chế tạo mạch in Sau lựa chọn linh kiện phù hợp, bước vẽ mạch in (PCB) sau chế tạo mạch thực tế Để chế tạo mạch in phần mềm Altium Designer lựa chọn cho việc thiết kế mạch nguyên lí vẽ mạch in Đây phần mềm tương đối dễ sử dụng phổ biến, hỗ trợ đến từ nhiều hãng sản xuất linh kiện điện tử khác nhau, ta tự thiết kế linh kiện khác Hình 3.1 hình ảnh phần mềm Altium Designer: Hình 3.1: Altium Designer 14 Hình 3.2 hình ảnh mạch in cảm biến mức Nó bao gồm nhiều điện cực khắc Trên hình ta có tất 16 điện cực khắc Với việc điện cực cách 15mm Cảm biến mức đo mực nước tối đa 210mm Đây mực nước hoàn toàn phù hợp đối chiếu với kích thước gầu đo mưa Hình 3.2: Mạch in cảm biến mức Hình 3.3 dạng 3D mạch mở rộng Arduino cảm biến Nó bao gồm nhiều IC 74HC136, biến trở, hàng đèn LED trạng thái Mạch có tác dụng giao tiếp Arduino cảm biến mức, đồng thời thể lượng nước có gầu đo mưa thơng qua đèn LED 22 Hình 3.3: Mạch mở rộng cảm biến, sạc hiển thị LED trạng thái Hình 3.4 mạch mở rông Arduino của hệ đo mức lũ Nó bao gồm chân giao tiếp với cảm biến siêu âm mô-đun SIM900A , đèn trạng thái thị kết Hình 3.4: Mạch mở rộng Arduino thiết bị đo mức lũ 23 3.2 Hệ đo mƣa 3.2.1 Gầu đo mƣa Gầu đo mưa vật thu chứa nước mưa để cảm biến tiến hành đo đạt Cấu tạo gồm phận Một ống hình trụ làm từ nhựa có chiều cao 35 cm đường kính 20 cm mục đích chứa nước mưa Một gầu hứng nước làm từ inoc hình nón có chiều cao 10 cm đường kính đáy 20 cm nhằm thu mưa ngăn cản vật bẩn chui vào gầu đo mưa Gầu đo mưa phải đặt nơi thơng thống, khơng bị che chắn vật thể khác.Vị trí đặt thích hợp sân mái nhà Gầu đo mưa có ống thơng, tính từ đáy có chiều cao 20cm Mục đích để đảm bảo an tồn cho linh kiện điện tử bên cảm biến không bị ngập nước Tất thông số đảm bảo theo quy chuẩn hiệp hội đo mưa giới Hình 3.5: Thơng số kĩ thuật gầu đo mƣa 3.2.2 Hình ảnh thực tế hệ đo mƣa Về mặt kĩ thuật hệ đo mưa chia làm phiên khắc nhau, sử dụng cảm biến mức cảm biến siêu âm Nhìn chung mặt phần cứng thiết bị sử dụng cảm biến mức tương đối phức tạp so với cảm biến siêu âm Nếu cảm biến siêu âm mô-đun bán sẵn thị trường, đơn giản để sử dụng cảm biến mức gồm nhiều linh kiện khắc nhau, cấu hình phức tạp, hệ thống tương đối cồng kềnh Hình 3.6 hình ảnh thực tế hộp cảm biến xử lí thiết bị đo mưa 24 Hình 3.6: Hộp cảm biến xử lí thiết bị đo mƣa 3.3 Hệ đo mức lũ 3.3.1 Ống thủy tĩnh Đặc điểm lũ quét dòng nước nhanh giữ dội Nếu đo thơng thường kết thường khơng xác thay đổi đột ngột dòng nước Ống thủy tĩnh thiết bị mà nước dâng lên cách từ từ ổn định Như đảm bảo kết đo xác Tùy vào đặc điểm địa hình nơi đặt thiết bị mà ống thủy tĩnh có kích thước khắc Ở báo cáo trình bày mơ hình ống thủy tĩnh có chiều dài 1,5 m đườn kính 20 cm Hình 3.7 hình ảnh mơ hình ống thủy tĩnh [13] : 25 Hình 3.7: Ống thủy tĩnh 3.3.2 Hình ảnh thực tế hệ đo lũ Hệ đo lũ đặt bờ sông, suối nên cấp nguồn điện cách trực tiếp Năng lượng mặt trời giải pháp thay nguồn điện cách hợp lí Hình 3.8 hình ảnh tiêu hệ đo mức lũ sử dụng cảm biến siêu âm Nó bao gồm thành phần mạch Arduino, cảm biến siêu âm SRF05, mơ-đun Sim900A Hình 3.8: Hình ảnh mơ hình hệ đo mức lũ 26 Chƣơng 4: Kết đạt đƣợc 4.1 Thử nghiệm với hệ đo mƣa Thử nghiệm với cảm biến mức, ta thử nghiệm việc đổ lượng nước khác vào gầu đo mưa Mỗi lần thử nghiệm cách 30 phút kết hiển thị bảng 4.1 Bảng 4.1: Thử nghiệm hệ đo mưa sử dụng cảm biến mức Mức nước(mm) Số đèn trạng thái Ghi 15 30 60 4 105 Cảnh báo,còi Thử nghiệm với cảm biến siêu âm mô tả chi tiết bảng 4.2 Lần đo Bảng 4.2: Thử nghiệm hệ đo mưa sử dụng cảm biến siêu âm Mực Chênh lệch Cường độ Giá trị hàm Ghi nước(mm) lần đo(mm) mưa(mm/h) cảnh báo x y - - - 2 127.63 13 11 22 113.54 16 125.98 34 18 36 103.66 51 33 66 85.30 81 30 60 88.69 131 40 80 77.88 141 18 116.53 10 191 51 102 67.50 27 Cảnh báo,còi Cảnh báo,còi Các kết đo sử dụng cảm biến siêu âm cho độ phân giải tốt Cảm biến siêu âm đo đến mức chi tiết tối đa mm mức cảm biến mức cách 15mm Hình 4.1 4.2 hình ảnh thử nghiệm thực tế hệ thống đo mưa Khi thử nghiệm điều kiện thực tế Hà Giang vòng tháng Cảm biến mức cho kết tương đối tốt Tuy nhiên qúa trình thử nghiệm, nước mưa có nhiều thành phần hóa học nên dẫn đến điện cực bị ăn mịn Như sau thời gian sử dụng định, cảm biến mức bị hư hại (như hình 4.3), dẫn đến sai sót kết đo Hình 4.1: Gầu đo mƣa Hình 4.2: Hộp cảm biến Hình 4.3: Đầu đo cảm biến mức sau thời gia sử dụng Để giải vấn đề trên, sau khoảng thời gian định ta thay đầu đo để đảm bảo xác cảm biến mà vấn có tính hợp lí chi phí (đầu đo có giá thành tương đối rẻ) 28 4.2 Thử nghiệm với hệ đo mức lũ Bảng 4.3 số kết đo với thiết bị đo mức lũ: Bảng 4.3: Thử nghiệm với thiết bị đo mức lũ Mực nước (cm) Đèn trạng thái Ghi Lần 12 Green LED bật RX LED bật 27,5 Green LED bật RX LED bật 63 Yellow LED bật Nhắn tin cảnh báo RX LED bật 113 RED LED bật Nhắn tin cảnh báo Gọi điện 80,5 Yellow RED bật Nhắn tin cảnh báo RX LED bật Dweet.io trang web miễn phí phục vụ cho tảng Internet vạn vật (IoT).Việc sử dụng tảng gió ta dễ dàng hiển thị liệu cách trực quan dạng biểu đồ khắc Hình 4.4 cho thấy giao diện trang web liệu sau gửi dạng biểu đồ đường Những liệu lưu trữ vào sở giữ liệu để tiến hành phân tích cung cấp cho người sử dụng 29 Hình 4.4: Hình ảnh liệu hiển thị trang chủ 4.3 Ƣớc tính điện tiêu thụ Trong điều kiện mưa lớn thường dễ dẫn đến tượng điện hệ đo mưa Hệ thống phải tiếp tục hoạt động khoảng thời gian định sau để đưa cảnh báo kịp thời.Việc tính tốn thời gian sống hệ thống khơng có nguồn điện vơ quan trọng Năng lượng xác định công thức P = V x I với P lượng, V điện áp I dòng điện tiêu thụ Cơng thức tính số ngày sử dụng pin: Số ngày hoạt động = (2) Cả thiết bị sử dụng cục pin với tổng dung lượng 6000mAh, điện áp đầu 5V, công suất pin tính tốn: P = 6000 x = 30000 mWh Bảng 4.4 miêu tả tổng công suất tiêu thụ hệ đo mưa., bảng 4.5 tổng công suất tiêu thụ hệ đo lũ: Thiết bị Arduino Uno SRF05 Arduino Sleep mode Bảng 4.4 : Điện tiêu thụ thiết bị đo mưa Số lượng Điện áp Dòng tiêu thụ 5V 135 mA 5V mA 5V 19 mA Tổng công suất tiêu thụ hệ đo mưa chế độ làm việc : 30 Công suất 675 mA 240 mA 95mA P = 675 + 240 = 915 mA Cứ sau 30 phút hệ thống lại hoạt động vịng 10s Như tổng cơng suất tiêu thụ thiết bị là: P = 915 x (10/3600) x + 95 = 100,08 mW Thời gia sống hệ đo mưa là: 30000 / 100,08 = 299,76 h ( gần 12,5 ngày) Thiết bị Arduimo Uno SRF05 Arduino Uno sleep mode Sim900A Bảng 4.5: Điện tiêu thụ thiết bị đo mức lũ Số lượng Điện áp (V) Dịng tiêu Cơng thụ(mA ) suất(mW) 135 675 5 240 19 95 40 200(mW) Tổng công suất tiêu thụ hệ đo mưa chế độ làm việc là: P = 675 + 240 + 200 = 1105(mW) Ở chế độ làm việc bình thường sau tiếng hệ thống làm việc 10s Như tổng công suất thiết bị là: P = 1105 x (10/3600) + 95 = 98,07 (mW) Thời gian sống thiết bị là: 30000/98,07 = 325 h (13,57 ngày) 4.4 Ƣớc tính chi phí Một đặc điểm thiết kế quan trọng hệ thống giá rẻ Lúc cạnh tranh với thiết bị khác có thị trường áp dụng đại trà nhiều địa phương khác Vì việc ước tính giá thành hệ thống nhiệm vụ quan trọng Về mặt tương quan nhìn chung thiết bị có đặc điểm phần cứng tương đối giống Điểm khác biệt lớn hệ đo mức lũ sử dụng thêm mơ-đun Sim900A để cảnh báo cho nhà chức trách cách kịp thời có lũ đồng thời gửi liệu trang chủ Bảng 4.6 4.7 ước tính chi phí hệ đo mưa đo mức lũ Tên linh kiện Arduino Uno Còi Pin Lithium TP4056 LM2596 Mạch in Gầu đo mưa Chi phí khác Bảng 4.6: Ước tính chi phí hệ đo mưa Giá thành Số lượng Chi phí(nghìn đồng) 180,000 180,000 40,000 40,000 40,000 80,000 20,000 20,000 20,000 20,000 250,000 150,000 250,000 250,000 100,000 100,000 31 Tổng chi phí Tên linh kiện Arduino Uno Pin Lithium TP4056 Mạch in Ống thủy tĩnh Sim900A Tổng chi phí 840,000 Bảng 4.7: Ước tính chi phí hệ đo lũ Giá thành Số lượng Chi phí (nghìn đồng) 180,000 180,000 40,000 80,000 20,000 20,000 120,000 120,000 180,000 180,000 450,000 450,000 1030 Như để trang bị hệ gồm thiết bị đo mưa đo mức lũ, giá thành cần bỏ hai triệu đồng Đây giá thành hoàn tồn chấp nhận so sánh với thiết bị khác Model đo mưa 52202-10-L/52203-L Tipping Bucket Rain Gauge Nó có giá $638 tương đương với 12 triệu Việt Nam đồng chi phí q lớn để triển khai đại trà đến nhiều địa điểm khác Quá trình thử nghiệm trực tiếp với thiết bị đo mưa sử dụng cảm biến siêu mức đăng tải địa :  https://www.youtube.com/watch?v=tML28TmD-PE 32 KẾT LUẬN Với mục tiêu xây dựng hệ đo mưa, đo mưc lũ với chi phí thấp để thuận lợi cho triển khai lắp đặt diện rộng Qua q trình tìm hiểu, phân tích thiết kế hệ thống hồn thiện rút kết luận sau: - Vấn đề nghiên cứu thiết kế hệ thống đo mưa, đo mưc lũ với giá rẻ cấp thiết việc giảm thiểu thiệt hại người tài sản Tây Bắc nhiều địa phương khác Việt Nam - Mặc dù có nhiều hệ thống đo mưa, đo mức lũ thị trường giá chúng tương đối đắt, khó để áp dụng đại trà Tây Bắc Nghiên cứu giúp phổ biến hệ đo mưa,đo mức lũ đến nhiều khu vực dân khác Không đưa cảnh báo lũ quét sạt lở đất mà giúp nâng cao nhận thức đồng bào dân tộc thiểu số phòng tránh thiên tai - Cảm biến mức mặc kết xác có nhược điểm cảm biến dễ bị ăn mòn điều kiện thời tiết thành phần hóa học có nước Cảm biến siêu âm giải pháp thay phù hợp mà đảm bảo độ xác hệ thống Hướng phát triển tiếp theo: Nghiên cứu nâng cấp hệ thống theo hướng kết nối nút thiết bị với tạo thành hệ hồn chỉnh, có khả kết nối với hệ thống dự báo thời tiết cảnh báo thiên tai khác hệ thống Live:wire đài truyền hình Việt Nam (hệ thống kết nối từ trạm đo tới trung tâm thời tiết VTV) 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Ban đạo tổng điều tra dân số nhà trung ương Tổng điều tra dân số nhà Việt Nam năm 2014 Hà Nội 2015 [3] Ban đạo phòng chống lụt bão TW, Tổng quan tình hình thiệt hại lũ, lũ quét, sạt lở đất công tác đạo phòng tránh năm vừa qua Tài liệu phục vụ Hội nghị trực tuyến Trang 2-4 Ngày 20-4-2014 [4] Trung tâm Tư liệu Khí tượng Thủy văn, Thống kê số lần lũ quét địa bàn nước Năm 2004 [12] Đỗ Minh Đức, Khảo sát đo mưa Hà Giang, Báo cáo kỹ thuật, ĐH Khoa Học Tự Nhiên – ĐH Quốc Gia Hà Nội, 2015 Tiếng Anh: [2] Alan D Ziegler, Thomas W Giambelluca, Liem T Tran, Thomas T Vana, Michael A Nullet, Jefferson Fox, s, Jitti Pinthong, J.F Maxwell, Steve Eveet Hydrological consequences of landscape fragmentation in mountainous northern Vietnam: evidence of accelerated overland flow generation February 2004 Pages 124–146 [5] The Model 52202-10-L/52203-L Tipping Bucket Rain Gauge [Online].Available: http://www.ambientweather.com/rry52202.html [6] RAINEW-211 803-1002 Wired Rain Gauge with Dual Counter [Online].Available: http://www.ambientweather.com/rarawiragawi1.html [7] Micheal Margolis Arduino Cookbook Published by O’Reilly Media Second Edition.December 2011 [8] Microchip (2006) “MCP73833/4 Stand-Alone Linear Li-Ion/Li-Polymer Charge Management Controller Datasheet.” Microchip [Online].Available:http://ww1.microchip.com [9] Veelaert, P Bogaerts, Walter Ultrasonic potential field sesor for obstacle avoidance IEEE-INST electrical electronics engineers INC Aug 1999 Pages 861-866 34 [10] Picaxe Microchip SRF005 Ultrasonic Range [Online].Available: http://www.picaxe.com/docs/srf005.pdf Sensor datasheet [11] S Monk, Programming Arduino Next Steps: Going Further with Sketches New York: McGrawHill, 2013.Pages 85-91 [13]Ralph Roland T, Jephraim C, George Herbert F, Dominic Byron M Design of flood detection system with automatic branch circuit cut-off capabilities and SMSbased waring transmitter A thesis of Mapúa Institute of Technology September 2013 35 ... NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ MAI THẾ PHÚ QUÝ Nghiên cứu xây dựng hệ đo mƣa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho tỉnh Tây Bắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử, Truyền... nhiều hệ thống đo mưa, đo mức lũ thị trường giá chúng tương đối đắt, khó để áp dụng đại trà Tây Bắc Nghiên cứu giúp phổ biến hệ đo mưa ,đo mức lũ đến nhiều khu vực dân khác Không đưa cảnh báo lũ. .. nghiên cứu hoàn thiện đồ án em nhận giúp đỡ chu đáo Thầy, Cô giáo khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại Học Công Nghệ, Đại Học Quốc Gia Hà Nội Đề tài :? ?Nghiên cứu xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ
- Xem thêm -

Xem thêm: Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc , Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình ảnh liên quan

Hình 1 là thống kê số lần xảy ra lũ quét và sạt lở đất ở Tây Bắc trong giai đoạn 1958-2004 [4]:   - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 1.

là thống kê số lần xảy ra lũ quét và sạt lở đất ở Tây Bắc trong giai đoạn 1958-2004 [4]: Xem tại trang 12 của tài liệu.
Hình 2.2: Sơ đồ khối hệ đo mƣa - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 2.2.

Sơ đồ khối hệ đo mƣa Xem tại trang 16 của tài liệu.
Hình 2.3: Sơ đồ khối hệ đo lũ 2.2 Thiết kế phần cứng  - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 2.3.

Sơ đồ khối hệ đo lũ 2.2 Thiết kế phần cứng Xem tại trang 17 của tài liệu.
Hình 2.4: Mạch Arduino UNO cơ bản - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 2.4.

Mạch Arduino UNO cơ bản Xem tại trang 18 của tài liệu.
Hình 2.8: Mô-đun sim900A 2.2.6 Pin năng lƣợng mặt trời  - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 2.8.

Mô-đun sim900A 2.2.6 Pin năng lƣợng mặt trời Xem tại trang 20 của tài liệu.
Hình 2.9 là 1 bảng thu năng lượng mặt trời với công suất trung bình, giá rẻ, phù hợp với hệ thống - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 2.9.

là 1 bảng thu năng lượng mặt trời với công suất trung bình, giá rẻ, phù hợp với hệ thống Xem tại trang 20 của tài liệu.
Hình 2.10: Nguyên lí của cảm biến mức - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 2.10.

Nguyên lí của cảm biến mức Xem tại trang 21 của tài liệu.
Hình 2.13: Sơ đồ chức năng của 74HC165 - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 2.13.

Sơ đồ chức năng của 74HC165 Xem tại trang 22 của tài liệu.
Hình 2.14: Hệ đo mƣa sử dụmng cảm biến mức      b.  Cảm biến siêu âm  - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 2.14.

Hệ đo mƣa sử dụmng cảm biến mức b. Cảm biến siêu âm Xem tại trang 23 của tài liệu.
Bảng 2.2: Các chân của cảm biên siêu âm - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Bảng 2.2.

Các chân của cảm biên siêu âm Xem tại trang 24 của tài liệu.
Hình 2.16: Dòng thời gian cảm biến siêu âm - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 2.16.

Dòng thời gian cảm biến siêu âm Xem tại trang 25 của tài liệu.
Hình 2.17: Arduino IDE 2.3.2 Thuật toán của hệ đo mƣa  - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 2.17.

Arduino IDE 2.3.2 Thuật toán của hệ đo mƣa Xem tại trang 26 của tài liệu.
Hình 2.18: Thuật toán thiết bị đo mƣa sử dụng cảm biến siêu âm - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 2.18.

Thuật toán thiết bị đo mƣa sử dụng cảm biến siêu âm Xem tại trang 27 của tài liệu.
Hình 2.19: Thuật toán thiết bị đo mƣa sử dụng cảm biến mức - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 2.19.

Thuật toán thiết bị đo mƣa sử dụng cảm biến mức Xem tại trang 28 của tài liệu.
Hình 2.20: Thuận toán thời gian lấy mẫu - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 2.20.

Thuận toán thời gian lấy mẫu Xem tại trang 30 của tài liệu.
Hình 2.21: Thuật toán hệ đo mức lũ - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 2.21.

Thuật toán hệ đo mức lũ Xem tại trang 31 của tài liệu.
Hình 3.1: Altium Designer 14 - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 3.1.

Altium Designer 14 Xem tại trang 32 của tài liệu.
Hình 3.3: Mạch mở rộng cảm biến, sạc và hiển thị LED trạng thái. - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 3.3.

Mạch mở rộng cảm biến, sạc và hiển thị LED trạng thái Xem tại trang 33 của tài liệu.
Hình 3.5: Thông số kĩ thuật của gầu đo mƣa 3.2.2 Hình ảnh thực tế của hệ đo mƣa   - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 3.5.

Thông số kĩ thuật của gầu đo mƣa 3.2.2 Hình ảnh thực tế của hệ đo mƣa Xem tại trang 34 của tài liệu.
Hình 3.6: Hộp cảm biến và xử lí thiết bị đo mƣa 3.3 Hệ đo mức lũ  - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 3.6.

Hộp cảm biến và xử lí thiết bị đo mƣa 3.3 Hệ đo mức lũ Xem tại trang 35 của tài liệu.
Hình 3.7: Ống thủy tĩnh 3.3.2 Hình ảnh thực tế của hệ đo lũ  - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 3.7.

Ống thủy tĩnh 3.3.2 Hình ảnh thực tế của hệ đo lũ Xem tại trang 36 của tài liệu.
Hình 3.8: Hình ảnh mô hình của hệ đo mức lũ - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 3.8.

Hình ảnh mô hình của hệ đo mức lũ Xem tại trang 36 của tài liệu.
Thử nghiệm với cảm biến siêu âm sẽ được mô tả chi tiết trong bảng 4.2 Bảng 4.2: Thử nghiệm hệ đo mưa sử dụng cảm biến siêu âm  Lần đo Mực  - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

h.

ử nghiệm với cảm biến siêu âm sẽ được mô tả chi tiết trong bảng 4.2 Bảng 4.2: Thử nghiệm hệ đo mưa sử dụng cảm biến siêu âm Lần đo Mực Xem tại trang 37 của tài liệu.
Bảng 4.1: Thử nghiệm hệ đo mưa sử dụng cảm biến mức - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Bảng 4.1.

Thử nghiệm hệ đo mưa sử dụng cảm biến mức Xem tại trang 37 của tài liệu.
Bảng 4.3 là một số các kết quả đo với thiết bị đo mức lũ: - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Bảng 4.3.

là một số các kết quả đo với thiết bị đo mức lũ: Xem tại trang 39 của tài liệu.
Hình 4.4: Hình ảnh dữ liệu hiển thị trang chủ - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Hình 4.4.

Hình ảnh dữ liệu hiển thị trang chủ Xem tại trang 40 của tài liệu.
Bảng 4.4: Điện năng tiêu thụ của thiết bị đo mưa - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Bảng 4.4.

Điện năng tiêu thụ của thiết bị đo mưa Xem tại trang 40 của tài liệu.
Bảng 4.5: Điện năng tiêu thụ của thiết bị đo mức lũ Thiết bị  Số lượng   Điện áp (V)   Dòng tiêu  - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Bảng 4.5.

Điện năng tiêu thụ của thiết bị đo mức lũ Thiết bị Số lượng Điện áp (V) Dòng tiêu Xem tại trang 41 của tài liệu.
Bảng 4.6: Ước tính chi phí của hệ đo mưa - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Bảng 4.6.

Ước tính chi phí của hệ đo mưa Xem tại trang 41 của tài liệu.
Bảng 4.7: Ước tính chi phí của hệ đo lũ - Nghiên cứu và xây dựng hệ đo mưa, đo mức lũ giá rẻ ứng dụng cho các tỉnh tây bắc

Bảng 4.7.

Ước tính chi phí của hệ đo lũ Xem tại trang 42 của tài liệu.