Thiết kế hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh

Đề tài: Thiết kế hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, nhiều tài liệu lưu dạng file mềm, nhiên cịn số lượng lớn tài liệu quan trọng khơng lưu dạng file mềm tính bảo an tồn bảo mật khơng cao Với thực trạng nay, nhiều công ty cho tra sản phẩm tủ tài liệu thơng minh tiết kiệm diện tích song việc điều khiển đóng mở tủ thủ cơng cịn gây nhiều khó khăn cho người vận hành Vậy tốn đặt để bảo quản lượng tài liệu cách an tồn nhất, tiết kiêm diện tích tìm kiếm tài liệu cách nhanh đóng mở tủ dễ dàng Ngày nay, giới chứng kiến thay đổi to lớn sản xuất công nghiệp việc áp dụng thành tựu cách mạng khoa học công nghệ Cùng với thay đổi sản xuất công nghiệp, ngành khoa học công nghệ tự động hố có bước phát triển vượt bậc trở thành ngành mũi nhọn giới Tủ lưu trữ tài liệu thông minh đời hi vọng giải việc lưu trữ, bảo quản cách hiệu Với đề tài giao “Thiết kế hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh” Dưới hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Quang Địch với hỗ trợ anh Nguyễn Ngọc Hồng đồ án trình bày chương: Chương 1: Tổng quan tủ lưu trữ tài liệu thông minh Chương 2: Các hệ thống vận hành Chương 3: Phương pháp điều khiển động Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển Chương 5: Thiết kế giao diện Chương 6: Kết thực nghiệm Chương Tổng quan hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TỦ LƯU TRỮ TÀI LIỆU THƠNG MINH 1.1.Tổng quan tủ tài liệu thơng minh Tủ tài liệu hay gọi tủ hồ sơ, dùng để lưu trữ tài liệu, hồ sơ, giấy tờ quan trọng Theo mục đích sử dụng chia tủ hồ sơ thành loại tủ hồ sơ dành cho văn phịng tủ hồ sơ dành cho việc lưu trữ tài liệu quan trọng yêu cầu tính bảo mật cao(tủ hồ sơ nhà nước) Từ người ta đưa phương án thiết kế cho hai loại tủ hồ sơ Dưới vài hình ảnh hai loại tủ này: Tủ hồ sơ văn phịng Hình 1 Ảnh minh họa tủ hồ sơ văn phòng Chương Tổng quan hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thơng minh Trong điều kiện diện tích chật hẹp, với giấy tờ cơng ty nhiều Nếu khơng có nơi cất giữ tập trung khiến cho giấy tờ bị vứt bừa bãi khơng ngăn nắp làm giảm diện tích làm việc nhân công ty Không mà mà việc cất cất giữ không tập trung làm cho việc tìm kiếm khó khăn Với thiết kế đơn giản, tủ hồ sơ văn phòng thiết kế với nhiều tầng, nhiều ngăn mang lại nhiều lợi ích cho việc cất giữ hồ sơ hiệu Tủ hồ sơ nhà nước Hình Ảnh minh họa tủ hồ sơ nhà nước Với số lượng hồ sơ lớn, cần nhiều tủ hồ sơ lưu trữ hết lượng hồ sơ Nếu thiết kế đơn giản tủ gồm nhiều ngăn đơn giản tủ hồ sơ văn phịng vân chưa phát huy hết hiệu sử dụng diện tích tủ hồ sơ văn phịng cần có khoảng cách đê tìm kiếm sử dụng tài liệu Chương Tổng quan hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh Để giải tốn diện tích nhiều cơng ty, tập đồn đưa Phương án thiết kế ghép nhiều tủ đơn di chuyển ghép lại với tạo thành hệ thống Như vậu tiết kiệm lướng diện tích lớn khoảng cách giũa tủ Đến thấy thiết kết nhiều công ty hồn hảo nhiên cịn có vấn đề đáng để quan tâm là: việc di chuyển tủ cần lấy tài liệu cịn khó khăn nhiều công sức Để giải vấn đề em thành viên nhóm đưa ý tưởng dùng động để vân hành việc đóng mở tủ, đưa hệ thống điề khiển vào để vận hành hệ thống cách đơn giản hiệu Tủ lưu trữ tài liệu thông minh gồm phần sau: - tủ Master cố định (tủ điều khiển toàn phần) tủ ngồi tay phải khơng có tay quay - nhiều tủ Slave di động (tủ điều khiển cục bộ) tủ cịn lại có tay quay Với đặc tính trình bày phần 1.2 1.2 Các đặc tính tủ lưu trữ tài liệu thơng minh Cơ có 12 đặc tính: Tiết kiệm không gian Hệ thống thiết kế gồm nhiều hệ thống Giá nhiều tầng dạng Modul, giá xếp liên tiếp, cạnh kết hợp với hệ thống chuyển động thơng minh, thiết kế phù hợp với loại phịng lưu trữ có kết thước khác Các giá xếp liên tiếp tận dụng triệt để khoảng không gian nhỏ hẹp phục vụ cho mục đích lưu trữ an tồn tiết kiệm diện tích Khi có nhu cầu truy xuất, sử dụng tài liệu : Hệ thống động chuyển động dịch chuyển Giá, tạo khoảng cách an tồn để người sử dụng thao tác Giá tài liệu lưu trữ Hệ thống điều khiển thơng minh, dễ dàng Hệ thống Giá tích hợp hình cảm ứng với hệ điều hành thơng minh, tích hợp chức vận hành Giá, kết hợp vận hành tay đơn giản Với hình điều khiển, nhân viên lưu trữ dễ dàng thao tác hình cảm ứng máy tính thơng qua kết nối Internet Phát cảnh báo cháy Tất khoang dều lắp đặt hệt thống cảm biến khói để giám sát tất khoang tài liệu Khi có cảnh báo bất thường, hệ thống tự động cảnh báo loa, hình, đồng thời tự động cắt nguồn trường hợp khẩn cấp Chương Tổng quan hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh Cảm biến tia hồng ngoại để bảo vệ an toàn cho người hành Giữa cột giá trang bị cảm biến tia hồng ngoại Khi có người vào bên khỏi Giá có xuất vật cản, q trình vận hành đóng mở tủ tài liệu, Hệ thống dừng trình dịch chuyển Tủ tài liệu cảnh báo hệ thống âm thông qua hệ thống Loa Khi thời gian định mà hệ thống báo Khoang chứa tài liệu khơng có người, Giá tự động đóng lại đồng thời trước vận hành cảnh báo hệ thống âm Chức cảnh báo, chống ẩm mốc, đo nhiệt độ, độ ẩm hẹn thơng gió Với việc trang bị hàng hoạt cảm biến nhiệt độ , độ ẩm kết hợp với điều khiển thông minh hệ thống vận hành thơng gió, điều hịa nhiệt độ Giá di động thông minh cho phép hiển thị cảnh báo cho người sử dụng thông số nhiệt độ, độ ẩm khoang tài liệu Các hệ thống nhiệt độ độ ẩm, người sử dụng tùy chọn để phù hợp với tài liệu mà lưu trữ Khi phát thấy độ ẩm hay nhiệt độ ngồi phạm vi cho phép, Giá thơng minh tự động bất hệ thống thơng gió khoang tủ, đảm bảo cho nhiệt độ ẩm tối ưu bảo vệ tài liệu, tránh tình trạng ẩm mốc, gây hư hại đến tài liệu.Khi nhiệt độ, độ ẩm trở tình trạng ổn định, hệ thống tự động ngắt Ngồi ra, Người dùng hẹn định kỳ để thực thơng gió cho tất khoang tài liệu thơng qua hình giao tiếp thông minh Chức bảo vệ động Nếu Động tải có cố máy móc q trình vận hành, khóa Rotor động tự dộng ngắt điện, sau cố xử lý, tự động khôi phục vận hành Chức hiển thị số Giá hình chờ Tất hình điều khiển Giá thơng thị số Giá nàm hình chế độ chờ Sau thời gian hình khơng điều khiển, hình chuyển sang chế dộ chờ số Giá mà không cần dùng Nhãn giấy, Bảng thị hay Led thị An toàn Điện Hệ thống trang bị đầy đủ hệ thống bảo vệ, thiết bị chống dị điện Khi phát có Dịng dò, ngắn mạch, ngắt mạch… hệ thống tự động ngắt nguồn điện Chức chiếu sáng tự động thơng qua đèn lối Hệ thống có tích hợp đèn chiếu sán đèn lối đi, kết hợp hệ thống tìm kiếm hỗ trợ người sử dụng tới nhanh vị trí cần tìm, tiết kiệm thời gian điện sử dụng Chương Tổng quan hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh Khi có người sử dụng truy xuất vào Khoang tài liệu ( phát thông qua cảm biến hồng ngoại) hệ thống đèn chiếu sáng tự động bật Khi hệ thống đóng Giá tài liệu hệ thống đèn chiếu sáng tắt để tiết kiệm điện 10 Vận hành êm ái, tiếng ồn nhỏ Hệ thống động chuyển động với tốc độ khởi hành thấp, nhanh dần chạy chậm dần gần tới giá khác Điều làm cho Giá vận hành êm , nhanh , tránh va chạm , giảm tiếng ồn nâng cao độ bền Giá 11 Hệ thống bảo mật Hệ thống Giá thơng minh tích hợp chế bảo mật cao khóa vân tay thẻ, tự đơng khóa khóa từ xa qua Internet, điện thoại thơng minh để nâng cao tính bảo mật với tài liệu 12 Tích hợp hệ thống tìm kiếm tài liệu Hệ thống trang bị phần mềm tìm kiếm tài liệu Các tài liệu tìm kiếm nhanh chóng thơng qua thơng tin số tầng, số khoang, số thứ tự Giá số kho,… Người dùng thích hợp thơng tin thơng số hệ thống để thuận tiện cho trình tìm kiếm quản lý Hệ thống tìm kiếm kết hợp với tự động di chuyển Giá đèn lối để hướng dẫn người tìm tới nhanh khu vực tìm kiếm Ngồi nhu cầu cần thiết trang bị thêm số tính sau Chức in ấn Tích hợp hệ thống an ninh quản lý tài liệu với công nghệ RFID Hệ thống đảm bảo vận hành sử dụng điện Chương Tổng quan hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh Hình Tủ hồ sơ thiết kết nhiều giá nhiều tầng tiết kiệm không gian 1.3 Chức tủ Slave Kiểm tra lưu trữ - Hệ thống thông báo số lượng tài liệu lưu trữ - Cho phép kiểm tra lượng tài liệu khoang Giá tủ lữu trữ - Cho phép Refresh hệ thống - Xem thông số chi tiết khoang Kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm - Thông báo nhiệt độ, độ ẩm tù hồ sơ hình - Đồ thị thơng báo nhiệt độ, độ ẩm theo thời gian (12h).Đồ thị có khả phóng to để xem chi tiết Mở tủ hồ sơ - Sau nhấn “MỞ CỘT” hệ thống giao diện, thị chế độ thực mở Giá Hệ thống tự động dừng khẩn cấp chạm tay vào hình cảm ứng - Giống với Master song mở cục Giá vận hành Đóng tủ hồ sơ Chương Tổng quan hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh - Sau ấn “ĐÓNG” , hình giao diện chế độ thực thi đống Giá Hệ thống tự động dừng khẩn cấp chạm tay vào hình cảm ứng - Giống với Master song đóng cục Giá vận hành Khóa điện tử - Cấm điều khiển mở tủ tay điện Mở khóa điện tử - Xóa lệnh cấm điều khiển mở tủ tay điện Chức phụ trợ - Thông báo chiều dài hành lang cài đặt - Thông báo khoảng cách - Tổng thước đo - Bật/Tắt đèn Giá - Tra cứu - Tra cứu theo “TỪ KHĨA” “SỐ SERI” tập hồ sơ có Slave - Kiểm tra Tra cứu trước - Bảo dưỡng hệ thống - Mật truy cập “FANGDE” - Bật/Tắt thiết bị đếm người - Khởi động/Cấm nhân viên kiểm tra giá - Cài đặt lực chống chèn ép Trợ giúp - Giới thiệu vận hành tủ hồ sơ thông minh - Thông tin liên hệ chăm sóc khách hang - Các nội dung hướng dẫn sử dụng tủ hồ sơ thông minh 1.4.Chức tủ Master Ngồi chức tủ tủ Slave có tủ Master cịn có thêm chức Quản lý, cài đặt chế độ làm việc cho tủ tài liệu - Sau nhấn “QUẢN LÝ” hệ thống chuyển sang giao diện: “GIAO DIỆN CÁN BỘ QUẢN LÝ” - Hệ thống yêu cầu nhập “NHẬP MẬT KHẨU” để tiếp tục thực thao tác chế độ làm việc Chương Tổng quan hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh Chương Các hệ thống vận hành Chương CÁC HỆ THỐNG VẬN HÀNH 2.1 Sơ đồ khối mạch điều khiển trung tâm Với toán đặt thiết kế hệ thống điều khiển việc vận hành hệ thống cách đơn giản nhất, an toàn nhất, nhanh sau thành phần hệ thống điều khiển cách kết nối hệ thống điều khiển 2.1.1 Sơ đồ kết nối mạch điều khiển Hệ thống điều khiển tủ lưu trữ tài liệu thông minh gồm phần chính: - Mạch điều khiển hình giao tiếp - Mạch điều khiển trung tâm - Mạch điều khiển cấu chấp hành Chúng giao tiếp với theo chuẩn MODBUS RS485 Hình Sơ đồ kết nối mạch điều khiển Chương Thiết kế giao diện - Khơng cho phép gói tin - Đảm bảo việc truyền liệu - Tốc độ truyền thấp UDP UDP: - Dùng cho mạng LAN - Cho phép liệu - Không đảm bảo - Tốc độ truyền cao, VolP truyền tốt qua UDP 5.2 Lập trình python Python ngơn ngữ lập trình kịch (scripting language) Guido van Rossum tạo năm 1990 Đến cộng đồng người sử dụng ngơn ngữ đông, so sánh từ bảng xếp hạng ngơn ngữ năm 2016 Python đứng tứ top 10 ngơn ngữ phổ biến Hình Bảng xếp hạng phổ biến ngôn ngữ Python hỗ trợ hầu hết hệ điều hành nay, cách cài đặt đơn giản Nó cài windown, mac, tích hợp sẵn hệ điều hành linux 5.3 Giới thiệu thư viện QT Qt thư viện đa tảng để tạo nên giao diện đồ họa người dùng, chủ yếu với cửa sổ Qt viết C++ thiết kế để sử dụng C++ Tuy nhiên, Chương Thiết kế giao diện dùng thư viện với nhiều ngôn ngữ khác Java hay Python, vv… Qt thư viện mà tập hợp thư viện Chúng rộng thường người ta sử dụng thuật ngữ framework, nghĩa khối kiến trúc tập hợp cung cấp nhiều cơng cụ để việc lập trình trở nên hiệu Qt hình thành từ tập hợp thư viện, gọi module Trong tìm thấy nhiều tính khác - Module OpenGL: Tạo cửa sổ 3D quản lý OpenGL - Module vẽ: dùng để thiết kế hình dạng 2D - Module mạng: Cung cấp công cụ để thao tác với hệ thống mạng VD client chat… - Module SVG: Tạo hình ảnh minh họa vector, kiểu flash - Module script: Dùng để quản lý ngôn ngữ kịch banrnhuw javascript trường hợp muốn them tính cho ứng dụng - Module XML: Dùng để thao tác với tệp cấu trúc mạch lạc theo xml - Module SQL: cho phép truy cập tới sở liệu MySQL, Oracle, SQL v.v… Qt framework đa tảng Hình Sơ đồ minh họa chế hoại động Qt Chương Thiết kế giao diện 5.4 Thiết kế giao diện 5.4.1 Sơ đồ thao tác hình giao diên Hình 5 Sơ đồ thao tác giao diện cảm ứng Khi cấp nguồn khởi động cho hệ thống, hệ thơng Raspberry PI khởi động máy tính thông thường, người vận hành phải đăng nhập đăng mật khẩu, thẻ dấu Chương Thiết kế giao diện vân tay để bắt đầu truy cập vào hệ thống truy cập vào hệ thống mà hình giao diện cho người dùng thao tác Hình Sơ đồ thao tác cài đặt thông số cho tủ Chương Thiết kế giao diện Sơ đồ hình 5.6 5.7 thể thao tác người sử dụng Để đến phần mục cấp thấp phải thao tác qua bước phía trước Ví dụ: muốn đến mục cài đặt chiều quay động người vận hành phải khởi động hệ thống trình khởi động hình chờ Quá trình đăng nhập kết thúc chuyển đến giao diên đăng nhập Tất muốn vận hành hệ thống phải đăng nhập cách sau dùng thẻ, dấu vân tay, mật mã Đăng nhập thành công hệ thống, chọn quản lý sau chọn tủ cài đặt chọn cài đặt nâng cao, cuối chon cài đặt chiều quay động Ở có lựa chọn quay thuân quay nghịch Trong trình thao tác quay lại bước trước tab quay lại hình 5.4.2 Thiết kế giao diện Qtdesigner  Màn hình chờ Hình Màn hình chờ  Màn hình đăng nhập Chương Thiết kế giao diện Hình Màn hình đăng nhập vào hệ thống  Màn hình thị Hình Màn hình thị thơng số chờ thao tác Chương Thiết kế giao diện  Cài đặt thông số cho tủ Slave từ tủ master Hình 10 Giao diên cài đặt nâng cao Chương Kết thực nghiệm Chương KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Kết luân: Trải qua trình tìm hiểu ,thực hành thầy an hem lab rút cho em nhiều học quý giá Cho em hiểu thêm không kiến thức chuyên ngành mà kinh nghiêm làm việc kinh nghiêm song Đúng học phải đôi với hành, q trình làm việc khơng làm nhiều suốt thòi gian cố gắng thầy bạn phòng lab cho em nhiều học quý giá Và sau vài hình ảnh thực tế mà nhóm sinh viên bọn em làm: Hình Tủ hồ sơ với tủ master tủ slave Chương Kết thực nghiệm Hình Động bldc vận hành đóng mở tủ Chương Kết thực nghiệm Hình Giao diện hình Hình Bo mạch điều khiển trung tâm Đề tài: Thiết kết hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh KẾT LUẬN Sau khoảng thời gian đề tài tốt nghiệp, với nỗ lục thân với giúp đỡ bạn bè, thầy cô viện đặc biệ hướng dẫn tận tình thầy PGS.TS Nguyễn Quang Địch đến em hoàn thành đề tài đồ án tốt nghiệp Với cơng việc thực sau: - Tìm hiểu mơ hình tơng quan tủ tài liệu thơng minh Tìm hiểu hệ thống cảm biến tích hợp hệ thống tue tài liệu thơng - minh Tìm hiểu nguyên lý hoạt động phương pháp điều khiển động động BLDC hall - sensor Đưa thuật toán điều khiển cho hệ thống điều khiển tủ tài liệu thơng minh - Thiết kế hình giao diện người dùng Tuy nhiên thời gian có hạn với kiến thức thân nhiều hạn chế nên đề tài thực cịn nhiều thiếu sót như: - Chưa thiết kế mạch điều khiển động BLDC hall sensor Chưa code hình giao diện người dùng… Em mong nhận góp ý thầy, bạn để em hoàn thành đề tài cách tốt Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Quang Địch tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, cảm ơn giúp đỡ tất thầy cô viện, anh Nguyễn Ngọc Hồng bạn lớp q trình thực đề tài Em xin chân tành cảm ơn! Hà Nội, ngày 12 tháng năm 2018 Sinh viên thực Tăng Tuấn Hoàng Phụ Lục Kết nối phần cứng Đề tài: Thiết kết hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh Phụ lục Vi điều khiển trung tâm Đề tài: Thiết kết hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh Phụ lục Nguồn cấp cho vi điều khiển Đề tài: Thiết kết hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh Phụ lục Mạch giao tiếp với thẻ nhớ Phụ lục Kết nối với cảm biến Đề tài: Thiết kết hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh Phụ lục Kết nối với cảm biến hồng ngoại điều khiển quạt ... quan hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TỦ LƯU TRỮ TÀI LIỆU THÔNG MINH 1.1.Tổng quan tủ tài liệu thơng minh Tủ tài liệu hay cịn gọi tủ hồ sơ, dùng để lưu trữ tài. .. ấn Tích hợp hệ thống an ninh quản lý tài liệu với công nghệ RFID Hệ thống đảm bảo vận hành sử dụng điện Chương Tổng quan hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh Hình Tủ hồ sơ thiết kết nhiều... động Chương Thiết kế hệ thống điều khiển Chương 4.THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 4.1 Sơ đồ kết nối hệ thống điều khiển Chương Thiết kế hệ thống điều khiển Hình Sơ đồ hệ thống điều khiển Tủ Hồ Sơ 4.2