Đồ án tốt nghiệp Điện tử công nghiệp Giám sát nhiệt độ độ ẩm phòng bảo quản thuốc

Trường ĐHBRVT TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA - VŨNG TÀU KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT - NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Điện tử công nghiệp ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM TRONG PHỊNG BẢO QUẢN THUỐC GVHD: Ths Phạm Chí Hiếu SVTH: Huỳnh Trung Vẫn Nguyễn Văn Hiếu Lớp: DH16DT TP Vũng Tàu – Năm 2020 Trường ĐHBRVT Mục Lục CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined 1.1 Đặt vấn đề Error! Bookmark not defined 1.2 Thể thức, phương thức nghiên cứu Error! Bookmark not defined 1.3 Mục tiêu đề tài Error! Bookmark not defined 1.4 Tính tối ưu đề tài Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CÁCH BẢO QUẢN THUỐC VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA THUỐC Error! Bookmark not defined 2.1 Giới thiệu chung Error! Bookmark not defined 2.2 Cách bảo quản thuốc Error! Bookmark not defined 2.3 Khái niệm thuốc Error! Bookmark not defined 2.4 Lợi ích thuốc Error! Bookmark not defined 2.5 Khái niệm Internet of things (viết tắt IoT) Error! Bookmark not defined 2.6 Đặc tính IoT Error! Bookmark not defined 2.7 Ứng dụng IoT Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ Error! Bookmark not defined 3.1 Kit RF Thu Phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua CP2102Error! Bookmark not defined 3.1.1 Thông số kỹ thuật ESP8266 NodeMCU Lua CP2102Error! Bookmark not define 3.1.2 Sơ đồ chân Error! Bookmark not defined 3.2 Bộ điều khiển relay kênh Error! Bookmark not defined 3.3 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 Error! Bookmark not defined 3.4 Giới thiệu hình LCD 16x2 Error! Bookmark not defined 3.4.1 Hình dáng kích thước LCD Error! Bookmark not defined 3.4.2 Chức chân LCD Error! Bookmark not defined 3.4.3 Sơ đồ khối HD44780 Error! Bookmark not defined 3.4.4 Các ghi Error! Bookmark not defined Trường ĐHBRVT 3.4.5 Khởi tạo LCD Error! Bookmark not defined 3.4.5.1 Mạch khởi tạo bên chip HD44780 Error! Bookmark not defined 3.4.5.2 Khởi tạo lệnh: (chuỗi lệnh) Error! Bookmark not defined 3.4.6 Module chuyển đổi I2C cho LCD 16x2 Error! Bookmark not defined 3.5 Máy phun sương Error! Bookmark not defined Ưu điểm hệ thống phun sương: Error! Bookmark not defined 3.6 Máy nén khí kho lạnh Error! Bookmark not defined Cơng thức tính phịng lạnh: Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MƠ HÌNH THỰC TẾError! Bookmark not defined 4.1 Sơ đồ kết nối thiết bị Error! Bookmark not defined 4.2 Thiết kế Web chương trình nạp code Node MCU ESP 8266Error! Bookmark not 4.2.1 Viết code cho ESP 8266 Error! Bookmark not defined 4.2.1.1 Phần xử lý điều khiển Error! Bookmark not defined 4.2.1.2 Nạp chương trình Chuẩn bị: Error! Bookmark not defined Tiến hành: Error! Bookmark not defined 4.3 Mạch phần cứng Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀIError! Bookmark not d 5.1 Kết luận Error! Bookmark not defined 5.1.1 Kết đạt Error! Bookmark not defined 5.1.2 Hạn chế đề tài Error! Bookmark not defined 5.2 Hướng phát triển Error! Bookmark not defined Trường ĐHBRVT CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Khái niệm đo nhiệt độ có từ lâu, tất đại lượng vật lý nhiệt độ quan tâm đến nhiều Nhiệt độ yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất vật chất mơi trường sống Trong việc quản nhiệt độ phòng thuốc lĩnh vực đo lường điều khiển, trình đo nhiệt độ xử lý kết giữ vai trò quan trọng Ngày công nghiệp phát triển mạnh, việc kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm bảo quản loại thuốc, lưu trữ sản phẩm phịng chứa quan trọng Thơng thường, với loại thuốc lưu trữ, nhiệt độ, độ ẩm phịng phải ln trì mức định Ở nước ta, nhiều người dự trữ thuốc làm theo phương pháp thủ công Khi bảo quản thuốc, q trình sinh hóa diễn ra, nhiệt độ độ ẩm tăng nhanh Để kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm phòng thuốc, hàng ngày phải dùng thiết bị đo gắn vào đầu phòng thuốc điểm khác nhau, ghi vào sổ Với phương pháp thủ công này, việc đo nhiệt độ, độ ẩm khơng xác, khơng đo nhiệt độ, độ ẩm tủ thuốc, không theo dõi nhiệt độ, độ ẩm thường xuyên Vì với yêu cầu em thầy giao cho đề tài: “Giám sát nhiệt độ - độ ẩm phòng bảo quản thuốc” Em mong nhận đạo hướng dẫn thầy cơ, ý kiến đóng góp bạn sinh viên để đề tài em hoàn thiện 1.2 Thể thức, phương thức nghiên cứu Trong trình thực hiện, em nghiên cứu, tìm hiểu qua sách, báo, tài liệu internet, nghiên cứu sở lý thuyết kỹ thuật bảo quản thuốc, ứng dụng kiến thức biết lập trình IoT xây dựng hệ thống giám sát điều khiển qua websever Sau thiết kế mạch điều khiển, sau tiến hành lắp ráp mạch, hồn thiện mơ hình 1.3 Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu mơ hình điều khiển máy lạnh máy phun sương qua websever - Nghiên cứu sở lý thuyết để xây dựng mơ hình dựa kiến thức học Trường ĐHBRVT lập trình IoT Trường ĐHBRVT - Ứng dụng công nghệ gần gũi với sống người để xây dựng lên hệ thống điều khiển từ xa - Xây dựng hệ thống đơn giản, thơng minh, tốn (cả tiền đầu tư bảo dưỡng), không phụ thuộc vào ứng dụng sẵn có mà thay đổi Độ bền hệ thống cao mang lại hiệu kinh tế cao 1.4 - Tính tối ưu đề tài Sử dụng mạng internet qua máy tính điện thoại, đơn giản việc sử dụng góp phần nâng cao chất lượng bảo quản thuốc - Tiết kiệm chi phí th nhân cơng giám sát tăng tính hiệu giám sát - Chi phí đầu tư thấp, hệ thống ổn định có độ bền cao - Mơ hình đơn giản, dễ thao tác sử dụng - Có tính linh động, mở rộng phát triển theo nhu cầu khách hàng sau Trường ĐHBRVT CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ THUỐC VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA THUỐC 2.1 Giới thiệu chung Hiện nay, thuốc quan trọng cho người Thuốc yếu tố quan trọng công tác chăm sóc sức khoẻ nhân dân, có trách nhiệm bảo đảm cung ứng đủ nhu cầu hợp lí thuốc chữa bệnh cho nhân dân tiến hành hoạt động có liên quan để bảo đảm cung ứng tốt, bao gồm sản xuất, mua bán, xuất nhập, phân phối, tồn trữ, bảo đảm chất lượng thuốc, sử dụng thuốc hợp lí, an tồn Những năm gần cơng nghiệp Dược nhiều nước nước ta phát triển mạnh mẽ; số mặt hàng thuốc đưa thị trường sử dụng ngày nhiều điều trị gây khó khăn cho việc quản lí thuốc Chi phí thuốc ngày tăng ngân sách Y tế, đặc biệt nước phát triển Mỗi nước có đặc điểm riêng kinh tế, xã hội truyền thống văn hóa nên có yêu cầu giải pháp cụ thể giải vấn đề thuốc cho nước Ở Việt Nam, năm qua, Nhà nước ta ban hành nhiều văn sách liên quan đến thuốc, cịn chưa đồng Hiện nay, lượng thuốc chữa bệnh tăng lên nhiều, chủng loại phong phú, đa dạng, chất lượng có tiến bộ, việc cung ứng thuốc cho dân cải thiện, hạn chế mạng lưới phân phối thuốc chưa khắp, có tình trạng lạm dụng thuốc điều trị gây tốn tác hại, cơng tác quản lí nhà nước chưa theo kịp yêu cầu tình hình thực tế Vì Chính phủ ban hành có sách quốc gia thuốc làm sở cho ngành Dược nói riêng ngành Y tế nói chung thực tốt chức chăm sóc bảo vệ sức khoẻ nhân dân thời kì 2.2 Những loại thuốc đa số biết đến Thuốc tiêu hóa, Thuốc đau đầu, giảm đau Thuốc hạ sốt, cảm cúm Nước muối sinh lý Miếng dán salonpas Thuốc sát trùng Các loại dầu gió Các loại thuốc da liễu… Trường ĐHBRVT Hình 1.1 loại thuốc thường gặp Trường ĐHBRVT 2.3 Khái niệm thuốc Thuốc chế phẩm có chứa dược chất dược liệu dùng cho người nhằm mục đích phịng bệnh, chẩn đốn bệnh, chữa bệnh, điều trị bệnh, giảm nhẹ bệnh, Điều chỉnh chức sinh lý thể người bao gồm thuốc hóa dược, thuốc dược liệu, thuốc cổ truyền, vắc xin sinh phẩm 2.4 Lợi ích thuốc Thực tế ngồi yếu tố chủ quan từ người bệnh độ tuổi, giới tính, tình trạng sức khỏe, tâm sinh lý, thói quen ăn uống sinh hoạt, thuốc đóng vai trị quan trọng thành cơng q trình trị liệu 2.5 Khái niệm Internet of things (viết tắt IoT) Internet of things (viết tắt IoT) kịch giới, mà đồ vật, người cung cấp định danh riêng mình, tất có khả truyền tải, trao đổi thông tin, liệu qua mạng mà không cần đến tương tác trực tiếp người với người, hay người với máy tính IoT phát triển từ hội tụ công nghệ không dây, cơng nghệ vi điện tử Internet Nói đơn giản tập hợp thiết bị có khả kết nối với nhau, với Internet với giới bên ngồi để thực cơng việc Hay hiểu cách đơn giản IoT tất thiết bị kết nối với Việc kết nối thực qua Wi-Fi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại… Các thiết bị điện thoại thơng minh, máy pha cafe, máy giặt, tai nghe, bóng đèn, nhiều thiết bị khác Cisco, nhà cung cấp giải pháp thiết bị mạng hàng đầu dự báo: Đến năm 2020, có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối vào Internet, chí số gia tăng nhiều IoT mạng khổng lồ kết nối tất thứ, bao gồm người tồn mối quan hệ người người, người thiết bị, thiết bị thiết bị Một mạng lưới IoT chứa đến 50 đến 100 nghìn tỉ đối tượng kết nối mạng lưới theo dõi di chuyển đối tượng Một người sống thành thị Trường ĐHBRVT bị bao bọc xung quanh 1000 đến 5000 đối tượng có khả theo dõi 2.6 Đặc tính IoT - Tính kết nối liên thơng (interconnectivity): Với IoT, điều kết nối với thông qua mạng lưới thông tin sở hạ tầng liên lạc tổng thể - Tính khơng đồng nhất: Các thiết bị IoT không đồng có phần cứng khác nhau, network khác Các thiết bị network tương tác với nhờ vào liên kết network - Thay đổi linh hoạt: Status thiết bị tự động thay đổi, ví dụ ngủ thức dậy, kết nối bị ngắt, vị trí thiết bị thay đổi, tốc độ thay đổi… Hơn nữa, số lượng thiết bị tự động thay đổi - Quy mơ lớn: Sẽ có số lượng lớn thiết bị quản lý giao tiếp với Số lượng lớn nhiều so với số lượng máy tính kết nối Internet Số lượng thông tin truyền thiết bị lớn nhiều so với truyền người 2.7 Ứng dụng IoT IoT có ứng dụng rộng vơ cùng, kể số thư sau: - Quản lí chất thải - Quản lí lập kế hoạch quản lí thị - Quản lí mơi trường - Phản hồi tình khẩn cấp - Mua sắm thông minh - Quản lí thiết bị cá nhân - Đồng hồ đo thơng minh - Tự động hóa ngơi nhà - … Trường ĐHBRVT 4.2 Sơ đồ kết nối thiết bị Module hình LCD16x02-I2C ESP 8266 GND GND Vcc 5V SDA D6 SCL D7 Hình 4.1 Sơ đồ nối dây ESP+ DHT11 + LCD 16x02-I2C 4.3 Thiết kế Web chương trình nạp code Node MCU ESP 8266 4.3.1 Thiết kế Web Sử dụng ngôn ngữ Html5 viết chương trình để thiết kế websever theo ý thích Trường ĐHBRVT Hình 4.2 Ảnh thiết kế sơ 4.3.2 Viết code cho ESP 8266 4.3.2.1 Phần khai báo: #include #include #include #include #include "DHTesp.h" char ssid[] = "Huynh Trung Van"; char pass[] = "606386899396"; DHTesp dht; ESP8266WebServer server(80); const int Pump1 = D0; int status_a1 = 0; int status_p1 = 0; const int Pump2 = D4; int status_a2 = 0; int status_p2 = 0; int Temp =0; int Humi =0; Trường ĐHBRVT long timenow = 0; 4.3.2.2 Phần xử lý điều khiển void setup() { pinMode(Pump1,OUTPUT); Trường ĐHBRVT pinMode(Pump2,OUTPUT); digitalWrite(Pump1,0); digitalWrite(Pump2,0); Serial.begin(115200); WiFi.begin(ssid,pass); Serial.println(); // Wait for connection while (WiFi.status() != WL_CONNECTED){ delay(500); Serial.print("."); } Serial.println(); Serial.print("Connected to "); Serial.println(ssid); Serial.print("IP address: "); Serial.println(WiFi.localIP()); if (MDNS.begin ("esp8266")){ Serial.println("MDNS responder started"); } server.on("/",handleRoot); server.on("/inline",[](){ server.send(200,"text/plain", "this works as well"); }); server.on("/auto1", HTTP_GET,[](){ status_a1 = - status_a1 ; digitalWrite(Pump1,status_a1); server.send(200); }); server.on("/auto2", HTTP_GET,[](){ status_a2 = - status_a2 ; Trường ĐHBRVT digitalWrite(Pump2,status_a2); server.send(200); Trường ĐHBRVT }); server.on("/AllButton", HTTP_GET, [](){ String json = "{"; json += "\"auto1\":"+String(status_a1); json += ","; json += "\"auto2\":"+String(status_a2); json += ","; json += "\"Pump1\":"+String(digitalRead(Pump1)); json += ","; json += "\"Pump2\":"+String(digitalRead(Pump2)); json += "}"; server.send(200,"text/json",json); json = String(); }); server.on("/ReadDHT",HTTP_GET,[](){ String json = "{"; json += "\"Temp\":"+String(Temp); json += ","; json += "\"Humi\":"+String(Humi); json += ","; json += "\"Pump1\":"+String(digitalRead(Pump1)); json += ","; json += "\"auto1\":"+String(status_a1); json += ","; json += "\"Pump2\":"+String(digitalRead(Pump2)); json += ","; json += "\"auto2\":"+String(status_a2); json += "}"; Trường ĐHBRVT server.send(200,"text/json",json); json = String(); }); server.begin(); Trường ĐHBRVT Serial.println ("HTTP server started"); dht.setup(D3); } void loop() { server.handleClient(); if(millis()-timenow > 5000) { ReadDHT(); timenow = millis(); } void auto_p1() //DIEU KHIEN BOM TU DONG { if (Humi>72) {status_p1 = 1; digitalWrite(Pump1,status_p1);} if (Humi