Hệ thống báo cháy sử dụng module sim

Hệ thống báo cháy tự động sử dụng VDK arduino để điều khiển hệ thống, kèm theo đó là cảm biến nhiệt độ (DS18B20) và cảm biên khí gas để phát hiện các mối nguy cơ dẫn đến cháy. Khi hệ thống phát hiện cháy sẽ gửi thông báo về điện thoại và báo loa.

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HĨA  MƠ HÌNH HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2020 KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HĨA  HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2020 KHOA CN ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ MƠN: TỰ ĐỘNG HÓA Độc lập - Tự - Hạnh phúc TP HCM, ngày….tháng 12 năm 2020 NHẬN XÉT ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Tên đồ án: Mơ hình hệ thống báo cháy tự động Sinh viên thực hiện: Giảng viên hướng dẫn: Đánh giá đồ án Về báo cáo: Số trang: Số bảng số liệu: _ Số chương: _ _ Số hình vẽ: _ Số tài liệu tham khảo: _ Sản phẩm: _ Một số nhận xét hình thức báo cáo: Về nội dung đồ án: Về tính ứng dụng: Về thái độ làm việc sinh viên: Đánh giá chung: Điểm sinh viên: (Họ tên sinh viên):……… /10 Người nhận xét (Ký tên ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Lời nói đầu tiên, em xin cảm chân thành cảm ơn thầy hỗ trợ học phần đồ án Trong trình thực đồ án, giúp đỡ thầy em rút cho nhiều học quý giá, giúp em nhiều trình học tập làm việc em tương lai Trong trình thực đồ án , kinh nghiệm em cịn nhiều hạn chế nên khơng tránh khỏi sai sót Mong nhận góp ý thầy để hồn thiện TP Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 12 năm 2020 Tác giả ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU, CỤM TỪ VIẾT TẮT ii DANH MỤC HÌNH ẢNH iii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài .1 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Các khối hệ thống 1.4.1 Khối điều khiển: .2 1.4.2 Khối cảm biến: 1.4.3 Khối hiển thị: 1.4.4 Module sim 800A: .2 1.4.5 Nguồn cung cấp: .2 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .3 2.1 Arduino 2.1.1 Tổng quan arduino 2.1.2 Một vài thông số arduino .3 2.2 Màn Hình LCD (16x2) 2.2.1 Giới thiệu 2.2.2 Thông số kỹ thuật .8 2.2.3 Sơ đồ chân LCD 2.2.4 Địa ba vùng nhớ 2.2.5 Các lệnh điều khiển LCD 10 2.3 Cảm biến nhiệt độ DS18b20 .13 2.3.1 Giới thiệu 13 2.3.2 Sơ đồ chân .14 SVTH: …………………………………………… ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: 2.3.3 Các lệnh 17 2.4 I2C 20 2.5 Model sim800a .21 2.6 Cảm biến MQ-135 .23 2.6.1 Cách sử dụng Cảm biến MQ-135 để phát khí .23 2.6.2 Cách sử dụng cảm biến MQ-135 để đo PPM .24 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ THỰC HIỆN 27 3.1 Lưu đồ giải thuật 27 3.2 Sơ đồ kết nối mơ hình 28 3.3 Sơ đồ khối .29 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 30 4.1 Ảnh chụp hiển thị nhiệt độ vượt 40 �C 30 4.2 Ảnh chụp mơ hình phát có khí gas .31 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ TÀI 32 5.1 Kết đạt .32 5.2 Hạn chế .32 5.3 Hướng phát triển đề tài .32 PHỤ LỤC .34 Code chương trình 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 SVTH: …………………………………………… ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: DANH MỤC KÝ HIỆU, CỤM TỪ VIẾT TẮT KÝ HIỆU THUẬT NGỮ LCD liquid crystal display DC Direct curent I/O Input/output IDE Integrated Development Environment PWM Pulse Width Modulation GSM Grams per square Meter GPRS General Packet Radio Service RAM Random Access Memory SVTH: …………………………………………… ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: DANH MỤC HÌNH ẢNH HÌNH 2.1 ATMEGA8 HÌNH 2.2 CÁC CỔNG RA\VÀO CỦA ARDUINO -7 HÌNH 2.3 LCD HÌNH 2.4 CẢM BIẾN DS18B20 13 HÌNH 2.5 SƠ ĐỒ CHÂN CỦA DS18B20 -14 HÌNH 2.6 KIỂU KẾT NỐI DS18B20 19 HÌNH 2.7 MODULE I2C LCD 16X2 20 HÌNH 2.8 MODULE SIM800A -21 HÌNH 2.9 CẢM BIẾN MQ-135 -23 HÌNH 2.10 ĐẶC TÍNH CỦA MQ-135 -24 HÌNH 2.11 MƠ HÌNH 2D CỦA CẢM BIẾN KHÍ MQ-135 -26 HÌNH 3.1 SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MƠ HÌNH -28 HÌNH 3.2 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MƠ HÌNH 29 HÌNH 4.1 ẢNH CHỤP KHI HỆ THỐNG TRÊN 40 ĐỘ C 30 HÌNH 4.2 ẢNH CHỤP MƠ HÌNH KHI PHÁT HIỆN GAS -31 SVTH: …………………………………………… ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: 2.6.1 Cách sử dụng Cảm biến MQ-135 để phát khí Bạn sử dụng chân kỹ thuật số chân tương tự để làm điều Đơn giản cần cấp nguồn cho mô-đun với 5V bạn nhận thấy đèn LED nguồn mô-đun phát sáng khí, đèn LED đầu tắt có nghĩa chân đầu kỹ thuật số 0V Hãy nhớ cảm biến phải trì thời gian làm nóng trước (được đề cập tính trên) trước bạn thực làm việc với Bây giờ, giới thiệu cảm biến khí mà bạn muốn phát bạn thấy đèn LED đầu mức cao với chân kỹ thuật số, không sử dụng chiết áp đầu tăng cao Bây cảm biến bạn tiếp xúc với khí nồng độ cụ thể này, chân kỹ thuật số tăng cao (5V), chân khác mức thấp (0V) Bạn sử dụng chân analog để đạt điều tương tự Đọc giá trị tương tự (0-5V) vi điều khiển, giá trị tỷ lệ thuận với nồng độ khí mà cảm biến phát Bạn thử nghiệm với giá trị kiểm tra cách cảm biến phản ứng với nồng độ khí khác phát triển chương trình bạn cho phù hợp 2.6.2 Cách sử dụng cảm biến MQ-135 để đo PPM Cảm biến khí MQ-135 áp dụng SnO2 có điện trở cao khơng khí làm vật liệu cảm biến khí Khi có gia tăng khí gây nhiễm, điện trở cảm biến khí giảm với Để đo PPM cảm biến MQ-135, cần xem xét biểu đồ PPM (Rs / Ro) v / s lấy từ biểu liệu MQ135 SVTH: Trang 23 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: Hình 2.10 Đặc tính MQ-135 Hình cho thấy đặc tính nhạy cảm điển hình MQ-135 số loại khí chúng: Nhiệt độ: 20, Độ ẩm: 65%, nồng độ O2 21%, RL = 20kΩ, Ro: điện trở cảm biến 100ppm NH3 khơng khí Rs: điện trở cảm biến nồng độ khí khác Giá trị Ro giá trị điện trở khơng khí lành (hoặc khơng khí mà so sánh) giá trị Rs giá trị điện trở nồng độ khí Trước tiên, bạn nên hiệu chỉnh cảm biến cách tìm giá trị Ro khơng khí lành sau sử dụng giá trị để tìm R theo cơng thức đây: Khi tính Rs Ro, tìm tỷ lệ sau sử dụng đồ thị trên, tính giá trị tương đương PPM cho loại khí cụ thể Các ứng dụng: SVTH: Trang 24 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: Được sử dụng để phát rị rỉ / dư thừa khí Amoniac, oxit nitơ, rượu, hợp chất thơm, sunfua khói  Máy đo chất lượng khơng khí  Mơ hình 2D cảm biến khí MQ-135 Sử dụng kích thước cảm biến MQ135 sau để tạo PCB riêng bạn cho ứng dụng bạn Hình 2.11 Mơ hình 2D cảm biến khí MQ-135 THƠNG SỐ KỸ THUẬT  Nguồn hoạt động: 5V  Loại liệu: Analog  Phạm vi phát rộng SVTH: Trang 25 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN  Tốc độ phản hồi nhanh độ nhạy cao  Mạch đơn giản  Ổn định sử dụng thời gian dài SVTH: GVHD: Trang 26 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: CHƯƠNG 3: CƠ SỞ THỰC HIỆN 3.1 Sơ đồ kết nối mô hình Hình 3.1 Sơ đồ nối dây mơ hình SVTH: Trang 27 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: 3.2 Sơ đồ khối Hình 3.2 Sơ đồ khối mơ hình SVTH: Trang 28 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 4.1 Ảnh chụp hiển thị nhiệt độ vượt 40 �C Hình 4.1 Ảnh chụp hệ thống 40 độ C SVTH: Trang 29 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: 4.2 Ảnh chụp mơ hình phát có khí gas Hình 4.2 Ảnh chụp mơ hình phát gas SVTH: Trang 30 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ TÀI 5.1 Kết đạt - Về phần cứng : Tìm hiểu cách dây cấp điện cho linh kiện đồng thời cung cấp thêm khả bố trí linh kiện - Đi sâu tìm hiểu số thuật tốn điều khiển điều khiển Arduino - Nhận dạng mô đối tượng điều khiển - Hiểu biết thêm dòng lệnh câu lệnh để điều khiển mô hình hoạt động theo ý muốn 5.2 Hạn chế Trong trình làm đồ án , em cố gắng nghiên cứu , thiết kế để đạt kết Tuy nhiên thời gian kiến thức em có hạn, mặt khác số điều kiện thiết bị không cho phép nên đồ án cịn hạn chế thiếu sót - Chưa tạo nút nhấn điều chỉnh nhiệt độ đặt - Chưa khai thác hết chức module sim800a - Phần cứng chưa đẹp mắt - Mơ hình xử lí chậm.- 5.3 Hướng phát triển đề tài Do thời gian thực đề tài có hạn lượng kiến thức định nên đề tài thực đáp ứng phần nhỏ hệ thống hồn chỉnh Vì vậy, để đề tài thêm phong phú , mang nhiều tính thực tế , có khả ứng dụng cao đề tài cần đưa thêm vào yêu cầu sau: -Ngoài việc giám sát module sim800a , ta điều khiển camera để chụp hình sau xử lý ảnh đưa tin nhắn đa phương tiện đến điện thoại SVTH: Trang 31 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: -Sử dụng thêm nhiều cảm biến khác để giám sát : cảm biến phát lửa,cảm biến đo độ ẩm khơng khí … để ứng dụng vào đề tài Như người dùng hình dung tồn khơng gian ngơi nhà - Mở rộng điều khiển nhiều thiết bị gia đình - Hy vọng với phát triển nêu với ý tưởng khác bạn người sau phát triển đề tài này, khắc phục hạn chế, tồn đề tài, làm cho đề tài trở nên phong phú , mang tính ứng dụng cao vào thực tế cược sống, phục vụ cho lợi ích người tương lai SVTH: Trang 32 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: PHỤ LỤC Code chương trình #include #include #include #define ONE_WIRE_BUS #include "SoftwareSerial.h" SoftwareSerial sim800a(2,3); LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4); OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS); DallasTemperature sensors(&oneWire); #define nhiet_do_dat 40 String SDT="0967803956"; int gas = 6; int speaker =7; byte degree[8] = { 0B01110, 0B01010, 0B01110, 0B00000, 0B00000, 0B00000, 0B00000, 0B00000 }; //************************************************************ void setup(void) { Serial.begin(9600); SVTH: Trang 33 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: sensors.begin(); sim800a.begin(9600); pinMode(gas, INPUT); pinMode(speaker,OUTPUT); lcd.init(); lcd.backlight(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("SV: TRAN VAN ANH"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" 2032181003"); delay(3000); lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Do An Hoc Phan 2"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" 2020-2021 "); delay(3000); lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("GVHD: "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" ThS.TRAN HOAN"); delay(3000); lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Nhiet do:"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("MQ135:"); lcd.createChar(1, degree); SVTH: Trang 34 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: } //**************************************************************** void loop(void) { //cam bien DS18B20 sensors.requestTemperatures(); Serial.print("Nhiet do"); Serial.println(sensors.getTempCByIndex(0)); float nhiet_do =(sensors.getTempCByIndex(0)); lcd.setCursor(10,0); lcd.print(round(nhiet_do)); lcd.print(" "); lcd.write(1); lcd.print("C"); if (nhiet_do > nhiet_do_dat) { digitalWrite(speaker,HIGH); // call at("AT",1000); at("ATD"+SDT+";",15000); at("ATH",1000); } else { digitalWrite(speaker,LOW); } //************************************************************* SVTH: Trang 35 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: //cam bien MQ135 if (digitalRead(gas) == HIGH) { lcd.setCursor(7,1); lcd.print("B/Thuong"); digitalWrite(speaker,LOW); } else { lcd.setCursor(7,1); lcd.print("Co Gas "); digitalWrite(speaker,HIGH); //SMS at("AT",1000); at("AT+CMGF=1",1000); at("AT+CSCS=\"GSM\"",1000); at("AT+CMGS=\"" + SDT+"\"",2000); at("Chu y Phat hien co gas",1000); sim800a.write(26); } } void at(String _atcm,unsigned long _dl) { sim800a.print(_atcm+"\r\n"); delay(_dl); } SVTH: Trang 36 ĐỒ ÁN HỌC PHẦN GVHD: TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://arduino.vn/bai-viet/977-huong-dan-su-dung-cam-bien-nhiet-do-ds18b2055degc-den-125degc-sai-so-05degc [2] http://arduino.vn/bai-viet/531-dieu-khien-lcd-bang-arduino-uno [3]https://mlab.vn/index.php?_route_=50176-huong-dan-lap-trinh-module-sim800ava-arduino.html SVTH: Trang 37