Xây dựng thiết bị kiểm soát vào ra tự động dựa trên thân nhiệt cơ thể

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Đề tài: XÂY DỰNG THIẾT BỊ KIỂM SOÁT VÀO RA TỰ ĐỘNG DỰA TRÊN THÂN NHIỆT CƠ THỂ Giáo viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Thanh Tùng Thái Nguyên, ngày 2 tháng 10 năm 2021 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn: Giảng viên hướng dẫn Th.S Nguyễn Thanh Tùng, khoa công nghệ điện tử và truyền thông, trường Đại học công nghệ thông tin và truyền thông Đại học Thái Nguyên đã hướng dẫn tận tình, tạo dựng cho em vốn kiến thức cơ bản không chỉ giúp em hoàn thành tốt bài thực tập tốt nghiệp của mình mà còn giúp em có một hành trang tri thức chuẩn bị bước vào cuộc sống. Cùng các thầy cô giáo trong khoa công nghệ điện tử và truyền thông, trường đại học công nghệ thông tin và truyền thông – đại học thái nguyên đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Thái nguyên,ngày…. tháng 10 năm 2021 Sinh viên thực hiện MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 2 MỤC LỤC 3 DANH MỤC HÌNH ẢNH 5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 7 1.1. Tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài 7 1.1.1. Trên thế giới 7 1.1.2. Trong nước 8 1.2. Tính cấp thiết của đề tài. 9 1.3. Phạm vi nghiên cứu 10 1.4. Mục tiêu của đề tài 10 1.5. Nội dung của đề tài 10 1.6. Tìm hiểu về thân nhiệt cơ thể người. 10 CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ 13 2.1. Yêu cầu thiết kế 13 2.2. Giải pháp thiết kế 13 2.2. Lựa chọn linh kiện 14 2.2.1. Arduino Uno. 14 2.2.2. Cảm biến MXL90614. 18 2.2.3. LCD 16X2. 20 2.2.4. I2C 30 2.2.5. Module MP3 Player Mini. 31 2.2.6. Nguồn. 33 2.2.7. Loa. 33 2.2.8. Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại E18D80NK. 34 2.2.9. Động cơ SERVO. 35 2.3.Phần mềm phụ trợ. 37 2.3.1. Cài đặt phần mềm Arduino IDE 37 2.3.2.Hướng dẫn sử dụng phần mềm Arduino IDE. 40 CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG THIẾT BỊ KIỂM SOÁT VÀO RA TỰ ĐỘNG DỰA TRÊN THÂN NHIỆT CƠ THỂ. 43 3.1. Thiết kế phần cứng 43 3.2. Thiết kế phần mềm 45 3.3. Một số hình ảnh của sản phẩm 47 KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ 49 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC 52 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Hình ảnh hệ thống camera đo thân nhiệt tự động và kiểm soát vào ra 9 Hình 2.1. Sơ đồ khối của hệ thống. 13 Hình 2.2. Arduino Uno. 14 Hình 2.3. Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn. 15 Hình 2.4. Cấu tạo của Arduino. 16 Hình 2.5. Các ngõ vàongõ ra của Arduino. 17 Hình 2.6. Cảm biến MXL90614. 19 Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lí Cảm biến MXL90614. 19 Hình 2.8.LCD 16X2. 20 Hình 2.9.Sơ đồ khối của HD44780 . 22 Hình 2.10. Giản đồ xung cập nhật AC . 24 Hình 2.11.Mối liên hệ giữa địa chỉ của DDRAM và vị trí hiển thị của LCD . 24 Hình 2.12. Mối liên hệ giữa địa chỉ của ROM và dữ liệu tạo mẫu kí tự. 25 Hình 2.13.Bảng mã kí tự (ROM code A00) . 25 Hình 2.14.Mối liên hệ giữa địa chỉ của CGRAM, dữ liệu của CGRAM, và mã kí tự. 26 Hình 2.15.Module I2C. 30 Hình 2.16.Module MP3 Player Mini. 31 Hình 2.17. Sơ đồ chân Module MP3 Player Mini. 31 Hình 2.18.Nguồn cho Arduino. 33 Hình 2.19.Loa 5W. 33 Hình 2.20.Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại E18D80NK. 34 Hình 2.21. Sơ đồ chân của E18D80NK. 35 Hình 2.22. Động cơ Động Cơ Servo SG90. 36 Hình 2.23. Sơ đồ chân Động cơ RC Servo. 37 Hình 2.24 Trang chủ arduino. 37 Hình 2.25 Download arduino. 38 Hình 2.26 Không nhận driver. 38 Hình 2.27 Divice Manager. 39 Hình 2.28 Update Driver Software. 39 Hình 2.29 Browse my computer for driver software. 39 Hình 2.30 Chọn đường dẫn tới folder “driver” . 40 Hình 2.31 : Khởi động Arduino IDE 40 Hình 2.32 Chọn Board Arduino và chọn Port. 41 Hình 2.33 Chọn port. 41 Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống. 43 Hình 3.2 Lưu đồ thuật toán 45 Hình 3.3. Máy đo thân nhiệt không tiếp xúc. 47 Hình 3.4. Mạch điện điều khiển hệ thống . 48 Hình 3.5. Nhiệt độ cơ thể máy đo được. 48 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1. Tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Ngày nay, công nghệ phát triển như vũ bão. Các hệ thống công nghệ cảm biến, đo lường và điều khiển đã làm thay đổi sâu sắc mọi hoạt động sản xuất của con người. Công nghệ cảm biến đang dần thay đổi các công nghệ tương tự và cũng đang đóng vai trò then chốt trong cuộc cách mạng công nghệ. Với sự phát triển thần kỳ của cuộc cách mạng khoa học công nghệ cảm biến đã dần xuất hiện trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống như: khoa học công nghệ, quân sự, y tế, giáo dục, giáo dục, điều khiển, robot, quốc phòng ... nó gọn nhẹ và thuận tiện, giải quyết được khối lượng công việc lớn, giảm kích thước mạch điện tử, nhiều chức năng và độ chính xác cao. Có thể nói công nghệ cảm biến là một cuộc cách mạng trong ngành kỹ thuật điện tử. Hiện nay dịch bệnh Covid19 diễn ra rất phức tạp ở trên thế giới nói chung và nước ta nói riêng. Để hạn chế sự lây lan của dịch bệnh nước ta đã có những biện pháp rất tốt trong công tác phòng và chữa dịch bệnh Covid19, với nền y học hiện đại và công nghệ tiên tiến thì nước ta đã không bị ảnh hưởng nặng nề về nền kinh tế và cả con người, không như một số nước trên thế giới hiện tại đang bị ảnh hưởng nặng bởi Covid19 như: Ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản…để đạt được kết quả đó Việt Nam đã có những biện pháp rất tốt trong công tác phòng trống dịch bệnh như: cách li tại nhà, giãn cách xã hội, thực hiện công tác kiểm dịch tại các khu vực đông dân cư, các khu công nghiệp, các trường học… và biện pháp tốt nhất để phát hiện kịp thời phát hiện dịch bệnh và xử lí nhanh chóng đó là đo thân nhiệt của từng người nhằm kiểm soát nhiệt độ của người vào ra tại các địa điểm đông người tránh để những người có khả năng bị nhiễm bệnh đi vào các khu tập trung đông người. Do đó em quyết định chọn đề tài “Xây dựng thiết bị kiểm soát vào ra tự động dựa trên thân nhiệt cơ thể.” 1.1.1. Trên thế giới Dịch bệnh COVID19 đã được tuyên bố là tình trạng khẩn cấp về sức khỏe cộng đồng toàn cầu. Virus gây bệnh COVID19 đã lây lan sang nhiều quốc gia và khu vực trên thế giới. Các nhà khoa học ở nhiều nước vẫn đang tiến hành nghiên cứu để hiểu rõ hơn về cơ chế gây bệnh của chủng virus này. Tuy nhiên, chúng ta biết rằng virus gây ra COVID19 lây lan khi tiếp xúc trực tiếp với các giọt đường hô hấp của người bị bệnh. Những giọt này thường được tiết ra khi ho hoặc hắt hơi. Một cách phổ biến khác để lây lan virus là dùng tay chạm vào bề mặt bị ô nhiễm, sau đó chạm vào mặt, chẳng hạn như mắt, mũi và miệng. Khi dịch COVID19 tiếp tục lây lan, điều quan trọng nhất là phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa để hạn chế sự lây lan của virus và giảm thiểu tác động của bệnh. Toàn thế giới đang bị ảnh hưởng nặng nề bởi dịch bệnh Covid19, nên không chỉ ở Việt Nam mà các nước trên thế giới cũng đã và đang có những biện pháp rất tốt để phòng ngừa dịch bệnh và đã sáng chế ra nhiều máy móc để phục vụ trong y tế, trong đó có nhiều máy, hệ thống kiểm soát vào ra tự động dựa trên thân nhiệt cơ thể tại nơi tập trung đông người như các công ty, trường học,.. được sử dụng phổ biến ở nhiều nước như Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Mỹ, Nga… đều sử dụng hệ thống kiểm soát vào ra tự động để giám sát và sàng lọc kịp thời tình hình sức khỏe cộng đồng. 1.1.2. Trong nước Đến nay, dịch COVID19 đã lây lan ở hơn 200 quốc gia và khu vực trên thế giới. Hiện dịch bệnh trên thế giới vẫn chưa có dấu hiệu dừng lại, nhất là sau khi các biện pháp phòng, chống dịch được nới lỏng ở một số nước, dịch đã xuất hiện trở lại và tiếp tục gia tăng mạnh. Ở Việt Nam, nguy cơ bùng phát dịch bệnh luôn hiện hữu. Vì vậy, cần có giải pháp sống an toàn phù hợp, nhất là trong thời kỳ chưa có thuốc điều trị đặc hiệu và chưa có vắc xin được sử dụng rộng rãi trong cộng đồng. Đồng thời, thực hiện nghiêm túc các chỉ đạo của Thủ tướng Chính phủ về công tác phòng chống dịch theo “bình thường mới” nhằm đạt được mục tiêu kép là chống dịch có hiệu quả và phát triển kinh tế, xã hội. Trước tình hình dịch bệnh cấp bách như hiện nay, Việt Nam đã không ngừng nghiên cứu, đưa vào sử dụng các hệ thống máy móc giám sát, kiểm tra sức khỏe cộng đồng hiện đại, đồng thời đã thực hiện một số nghiên cứu và ứng dụng thực tế ở nước ta: Nhóm tác giả của Trường cao đẳng Công nghiệp và Xây dựng Bộ Công thương đã nghiên cứu chế tạo thành công các thiết bị tự động phục vụ cho việc kiểm soát dịch Covid19 ra vào cơ quan, giáo viên Trường cao đẳng Công nghiệp và Xây dựng đã nghiên cứu chế tạo thành công hai buồng tự động thực hiện các công việc sát khuẩn tay, sát khuẩn toàn thân và đo nhiệt độ hoàn toàn tự động. Idworld Việt nam đã nghiên cứu và chế tạo hệ thống camera thân nhiệt kết hợp với cổng kiểm soát phân làn đi bộ hệ thống giúp kiểm soát dịch bệnh từ xa một cách tự động và sàng lọc được cái đối tượng có dấu hiệu sốt từ đấy giúp giảm thiểu được sự lây lan của dịch bệnh, sớm phát hiện và cách ly. Sunshine Group đi theo xu hướng 4.0 và tăng cường các biện pháp phòng chống dịch, hệ thống camera an ninh, nhận diện khuôn mặt FaceID kết nối trực tiếp với Sunshine App, trạm kiểm soát an ninh nhiều lớp ... 100% thiết bị tòa nhà. Điều này rất hữu ích cho việc giám sát sự xuất hiện của người lạ và kiểm soát chính xác hành động của cư dân và nhân viên. Nếu một cá nhân có nguy cơ lây nhiễm được phát hiện, hệ thống lập tức trích xuất dữ liệu đối tượng và lịch trình di chuyển nhằm phối hợp hợp tích cực với cơ quan an ninh và y tế khoanh vùng có dịch, tối ƣu trong công tác ngăn ngừa bùng phát dịch bệnh… và còn rất nhiều ứng dụng thực tế khác ở nước ta. Hình 1.1: Hình ảnh hệ thống camera đo thân nhiệt tự động và kiểm soát vào ra 1.2. Tính cấp thiết của đề tài. Hiện nay, theo dõi nhiệt độ cơ thể và khử trùng tay đúng cách là một trong những biện pháp quan trọng để ngăn ngừa nhiễm COVID19. Tăng cường các biện pháp này sẽ giúp phát hiện các trường hợp sốt một biểu hiện của bệnh COVID19 và hạn chế lây nhiễm chéo. Ở nước ta đã có nhiều nghiên cứu khoa học được ứng dụng vào thực tiễn đáp ứng mọi nhu cầu của con người, thể hiện rõ nét ở việc ứng dụng nghiên cứu khoa học vào các sản phẩm. Do tập trung vào nghiên cứu và thực hành, nền y học của đất nước đang phát triển từng ngày, điều này rất rõ ràng trong việc ngăn chặn dịch Covid19. Nước ta đã có máy móc hiện đại để phòng chống dịch Covid19 như nhiệt kế thủ công, hệ thống camera theo dõi thân nhiệt kiểm soát các ra vào tại các khu vực công cộng... Nhưng những hệ thống đo thân nhiệt hiện tại vẫn chưa tối ưu,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VÀ TRUYỀN THÔNG BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Đề tài: XÂY DỰNG THIẾT BỊ KIỂM SOÁT VÀO RA TỰ ĐỘNG DỰA TRÊN THÂN NHIỆT CƠ THỂ Giáo viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Thanh Tùng Thái Nguyên, ngày tháng 10 năm 2021 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn: Giảng viên hướng dẫn Th.S Nguyễn Thanh Tùng, khoa công nghệ điện tử truyền thông, trường Đại học công nghệ thông tin truyền thông - Đại học Thái Nguyên hướng dẫn tận tình, tạo dựng cho em vốn kiến thức khơng giúp em hồn thành tốt thực tập tốt nghiệp mà cịn giúp em có hành trang tri thức chuẩn bị bước vào sống Cùng thầy cô giáo khoa công nghệ điện tử truyền thông, trường đại học công nghệ thông tin truyền thông – đại học thái nguyên tạo điều kiện giúp đỡ em suốt thời gian thực đề tài Thái nguyên,ngày… tháng 10 năm 2021 Sinh viên thực MỤC LỤC BÁO CÁO MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Trong nước 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Mục tiêu đề tài 1.5 Nội dung đề tài 1.6 Tìm hiểu thân nhiệt thể người CHƯƠNG PHÂN TÍCH CƠNG NGHỆ THIẾT KẾ 12 2.1 Yêu cầu thiết kế 12 2.2 Giải pháp thiết kế 12 2.2 Lựa chọn linh kiện 13 2.2.1 Arduino Uno 13 2.2.2 Cảm biến MXL90614 17 2.2.3 LCD 16X2 19 2.2.4 I2C 29 2.2.5 Module MP3 Player Mini 30 2.2.6 Nguồn 32 2.2.7 Loa 32 2.2.8 Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại E18-D80NK 33 2.2.9 Động SERVO 34 2.3.Phần mềm phụ trợ 36 2.3.1 Cài đặt phần mềm Arduino IDE 36 2.3.2.Hướng dẫn sử dụng phần mềm Arduino IDE 39 3.1 Thiết kế phần cứng 42 3.2 Thiết kế phần mềm 43 - Điều khiển servo 46 3.3 Một số hình ảnh sản phẩm 46 KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ 48 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO .50 PHỤ LỤC 51 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Hình ảnh hệ thống camera đo thân nhiệt tự động kiểm sốt vào .8 Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống 12 Hình 2.2 Arduino Uno 13 Hình 2.3 Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn 14 Hình 2.4 Cấu tạo Arduino .15 Hình 2.5 Các ngõ vào/ngõ Arduino 16 Hình 2.6 Cảm biến MXL90614 18 Hình 2.7 Sơ đồ ngun lí Cảm biến MXL90614 18 Hình 2.8.LCD 16X2 19 Hình 2.9.Sơ đồ khối HD44780 21 Hình 2.10 Giản đồ xung cập nhật AC .22 Hình 2.11.Mối liên hệ địa DDRAM vị trí hiển thị LCD 23 Hình 2.12 Mối liên hệ địa ROM liệu tạo mẫu kí tự 23 Hình 2.13.Bảng mã kí tự (ROM code A00) .24 Hình 2.14.Mối liên hệ địa CGRAM, liệu CGRAM, mã kí tự 25 Hình 2.15.Module I2C .29 Hình 2.16.Module MP3 Player Mini .30 Hình 2.17 Sơ đồ chân Module MP3 Player Mini 30 Hình 2.18.Nguồn cho Arduino 32 Hình 2.19.Loa 5W 32 Hình 2.20.Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại E18-D80NK .33 Hình 2.21 Sơ đồ chân E18-D80NK 34 Hình 2.22 Động Động Cơ Servo SG90 35 Hình 2.23 Sơ đồ chân Động RC Servo 36 Hình 2.24 Trang chủ arduino 36 Hình 2.25 Download arduino 37 Hình 2.26 Khơng nhận driver 37 Hình 2.27 Divice Manager .38 Hình 2.28 Update Driver Software 38 Hình 2.29 Browse my computer for driver software .38 Hình 2.30 Chọn đường dẫn tới folder “driver” 39 Hình 2.31 : Khởi động Arduino IDE 39 Hình 2.32 Chọn Board Arduino chọn Port .40 Hình 2.33 Chọn port 40 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 42 Hình 3.2 Lưu đồ thuật toán .44 Hình 3.4 Mạch điện điều khiển hệ thống .47 Hình 3.5 Nhiệt độ thể máy đo 47 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Ngày nay, công nghệ phát triển vũ bão Các hệ thống công nghệ cảm biến, đo lường điều khiển làm thay đổi sâu sắc hoạt động sản xuất người Công nghệ cảm biến dần thay đổi cơng nghệ tương tự đóng vai trị then chốt cách mạng cơng nghệ Với phát triển thần kỳ cách mạng khoa học - công nghệ cảm biến dần xuất hầu hết lĩnh vực đời sống như: khoa học công nghệ, quân sự, y tế, giáo dục, giáo dục, điều khiển, robot, quốc phịng gọn nhẹ thuận tiện, giải khối lượng công việc lớn, giảm kích thước mạch điện tử, nhiều chức độ xác cao Có thể nói cơng nghệ cảm biến cách mạng ngành kỹ thuật điện tử Hiện dịch bệnh Covid-19 diễn phức tạp giới nói chung nước ta nói riêng Để hạn chế lây lan dịch bệnh nước ta có biện pháp tốt cơng tác phịng chữa dịch bệnh Covid-19, với y học đại công nghệ tiên tiến nước ta khơng bị ảnh hưởng nặng nề kinh tế người, không số nước giới bị ảnh hưởng nặng Covid-19 như: Ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản…để đạt kết Việt Nam có biện pháp tốt cơng tác phịng trống dịch bệnh như: cách li nhà, giãn cách xã hội, thực công tác kiểm dịch khu vực đông dân cư, khu công nghiệp, trường học… biện pháp tốt để phát kịp thời phát dịch bệnh xử lí nhanh chóng đo thân nhiệt người nhằm kiểm soát nhiệt độ người vào địa điểm đông người tránh để người có khả bị nhiễm bệnh vào khu tập trung đơng người Do em định chọn đề tài “Xây dựng thiết bị kiểm soát vào tự động dựa thân nhiệt thể.” 1.1.1 Trên giới - Dịch bệnh COVID-19 tuyên bố tình trạng khẩn cấp sức khỏe cộng đồng toàn cầu Virus gây bệnh COVID-19 lây lan sang nhiều quốc gia khu vực giới Các nhà khoa học nhiều nước tiến hành nghiên cứu để hiểu rõ chế gây bệnh chủng virus Tuy nhiên, biết virus gây COVID19 lây lan tiếp xúc trực tiếp với giọt đường hô hấp người bị bệnh Những giọt thường tiết ho hắt Một cách phổ biến khác để lây lan virus dùng tay chạm vào bề mặt bị nhiễm, sau chạm vào mặt, chẳng hạn mắt, mũi miệng Khi dịch COVID-19 tiếp tục lây lan, điều quan trọng phải thực biện pháp phòng ngừa để hạn chế lây lan virus giảm thiểu tác động bệnh - Toàn giới bị ảnh hưởng nặng nề dịch bệnh Covid-19, nên không Việt Nam mà nước giới có biện pháp tốt để phịng ngừa dịch bệnh sáng chế nhiều máy móc để phục vụ y tế, có nhiều máy, hệ thống kiểm soát vào tự động dựa thân nhiệt thể nơi tập trung đông người công ty, trường học, sử dụng phổ biến nhiều nước Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Mỹ, Nga… sử dụng hệ thống kiểm soát vào tự động để giám sát sàng lọc kịp thời tình hình sức khỏe cộng đồng 1.1.2 Trong nước Đến nay, dịch COVID-19 lây lan 200 quốc gia khu vực giới Hiện dịch bệnh giới chưa có dấu hiệu dừng lại, sau biện pháp phòng, chống dịch nới lỏng số nước, dịch xuất trở lại tiếp tục gia tăng mạnh Ở Việt Nam, nguy bùng phát dịch bệnh ln hữu Vì vậy, cần có giải pháp sống an toàn phù hợp, thời kỳ chưa có thuốc điều trị đặc hiệu chưa có vắc xin sử dụng rộng rãi cộng đồng Đồng thời, thực nghiêm túc đạo Thủ tướng Chính phủ cơng tác phịng chống dịch theo “bình thường mới” nhằm đạt mục tiêu kép chống dịch có hiệu phát triển kinh tế, xã hội Trước tình hình dịch bệnh cấp bách nay, Việt Nam không ngừng nghiên cứu, đưa vào sử dụng hệ thống máy móc giám sát, kiểm tra sức khỏe cộng đồng đại, đồng thời thực số nghiên cứu ứng dụng thực tế nước ta: - Nhóm tác giả Trường cao đẳng Công nghiệp Xây dựng - Bộ Công thương nghiên cứu chế tạo thành công thiết bị tự động phục vụ cho việc kiểm soát dịch Covid-19 vào quan, giáo viên Trường cao đẳng Công nghiệp Xây dựng nghiên cứu chế tạo thành công hai buồng tự động thực cơng việc sát khuẩn tay, sát khuẩn tồn thân đo nhiệt độ hoàn toàn tự động - Idworld Việt nam nghiên cứu chế tạo hệ thống camera thân nhiệt kết hợp với cổng kiểm soát phân hệ thống giúp kiểm soát dịch bệnh từ xa cách tự động sàng lọc đối tượng có dấu hiệu sốt từ giúp giảm thiểu lây lan dịch bệnh, sớm phát cách ly - Sunshine Group theo xu hướng 4.0 tăng cường biện pháp phòng chống dịch, hệ thống camera an ninh, nhận diện khuôn mặt FaceID kết nối trực tiếp với Sunshine App, trạm kiểm soát an ninh nhiều lớp 100% thiết bị tịa nhà Điều hữu ích cho việc giám sát xuất người lạ kiểm sốt xác hành động cư dân nhân viên Nếu cá nhân có nguy lây nhiễm phát hiện, hệ thống trích xuất liệu đối tượng lịch trình di chuyển nhằm phối hợp hợp tích cực với quan an ninh y tế khoanh vùng có dịch, tối ƣu cơng tác ngăn ngừa bùng phát dịch bệnh… cịn nhiều ứng dụng thực tế khác nước ta Hình 1.1: Hình ảnh hệ thống camera đo thân nhiệt tự động kiểm sốt vào 1.2 Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, theo dõi nhiệt độ thể khử trùng tay cách biện pháp quan trọng để ngăn ngừa nhiễm COVID-19 Tăng cường biện pháp giúp phát trường hợp sốt biểu bệnh COVID-19 hạn chế lây nhiễm chéo Ở nước ta có nhiều nghiên cứu khoa học ứng dụng vào thực tiễn đáp ứng nhu cầu người, thể rõ nét việc ứng dụng nghiên cứu khoa học vào sản phẩm Do tập trung vào nghiên cứu thực hành, y học đất nước phát triển ngày, điều rõ ràng việc ngăn chặn dịch Covid-19 Nước ta có máy móc phịng chống dịch Covid-19 nhiệt kế thủ công, hệ thống camera theo dõi thân nhiệt kiểm soát vào khu vực công cộng Nhưng hệ thống đo thân nhiệt chưa tối ưu, cách hoạt động khó khăn, giá thành cao chưa phù hợp với việc sử dụng tất điểm đông dân cư đặc biệt truờng học Từ em nghiên xây dựng thiết bị kiểm soát vào tự động dựa thân nhiệt thể để sử dụng phù hợp với khu vực dân vừa nhỏ trường đại học, hệ thống có ưu điểm với hệ thống có mặt thị trường như: dễ vận hành sử dụng, tự động hố tồn bộ,độ xác cao, giá thành rẻ nhiều so với sản phẩm có mặt thị trường nước ta 1.3 Phạm vi nghiên cứu - Tìm hiểu ngơn ngữ lập trình Arduino cho Arduino Uno; - Tìm hiểu Arduino Uno, MLX906 GY-906, Màn hình LCD1602, cảm biến hồng ngoại, loa, DFplayer mini, nguồn Adapter 9V 1A, sevor SG90 - Thiết kế thi công Phần cứng Module giao diện thị, Module điều khiển, đo giám sát thân nhiệt MLX906 GY-906 - Xây dựng thiết bị kiểm soát vào tự động dựa thân nhiệt thể 1.4 Mục tiêu đề tài - Tìm hiểu hệ thống ứng dụng đo giám sát nhiệt độ với MLX906 GY-906 - Xây dựng thiết bị kiểm soát vào tự động dựa thân nhiệt thể - Kiểm tra, đánh giá tính ứng dụng đề tài 1.5 Nội dung đề tài - Tìm hiểu phần mềm lập trình arduino IDE - Tìm hiểu kit Arduino Uno, module DFplayer mini, loa , cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK, hình LCD1602, MLX906 GY-906 - Xây dựng thiết bị kiểm soát vào tự động dựa thân nhiệt thể 1.6 Tìm hiểu thân nhiệt thể người Thân nhiệt nhiệt độ thể khác vùng: - Luôn thay đổi - Da có nhiệt độ thấp - Cao gan trung tâm quan trọng chuyển hóa chất - Thấp máu Loại thân nhiệt: Tùy vị trí đo nhiệt độ, người ta chia làm loại thân nhiệt: - Thân nhiệt trung tâm: Nhiệt độ vùng nằm sâu thể, nhiệt độ trực tiếp ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh học xảy thể, sở hoạt động điều nhiệt thay đổi theo nhiệt độ môi trường Thân nhiệt trung tâm thường đo ba vị trí: + Ở trực tràng: định nhất, điều kiện bình thường dao động khoảng 36,3 - 37,1oC + Ở miệng: thấp trực tràng 0,2 - 0,6 oC + Ở nách: thấp trực tràng 0,5 – oC - Thân nhiệt ngoại vi: Thân nhiệt ngoại vi nhiệt độ da, chịu ảnh hưởng nhiệt độ môi trường nhiều hơn, thân nhiệt ngoại vi thay đổi theo vị trí đo: + Ở trán: trung bình 33,5 oC + Ở lịng bàn tay: 32 oC + Ở mu bàn chân: 28 oC Thân nhiệt kết qủa trình sinh nhiệt tỏa nhiệt - Giảm thân nhiệt Giảm thân nhiệt tình trạng nhiệt độ thể giảm bất thường Bình thường, nhiệt độ thể vào khoảng 37 oC Khi bị chứng hạ thân nhiệt nhiệt độ thể bạn giảm xuống 35oC cần phải cấp cứu Nếu thể không kịp tạo nhiệt tim hệ thống thần kinh quan khác bị rối loạn hoạt động gây nguy hiểm đến tính mạng Giảm thân nhiệt tình trạng nhiều nhiệt thể gây rối loạn thải nhiệt sinh nhiệt làm cho thân nhiệt giảm xuống Có ba trạng thái giảm thân nhiệt: - Giảm thân nhiệt sinh lý: gặp động vật ngủ đông - Giảm thân nhiệt nhân tạo: chủ động giảm thân nhiệt - Giảm thân nhiệt bệnh lý: nhiệt độ môi trường thấp trạng thái bệnh lý thể Trong lâm sàng, bệnh nhân có dấu hiệu giảm thân nhiệt nhiệt độ đo trực tràng 36oC • Nguyên nhân gây giảm thân nhiệt - Giảm thân nhiệt gặp trường hợp bệnh lý rối loạn chuyển hóa nghiêm trọng bệnh xơ gan, đái đường, suy dinh dưỡng, số trường hợp bệnh nhân có sốc 10 Hình 2.30 Chọn đường dẫn tới folder “driver” 2.3.2.Hướng dẫn sử dụng phần mềm Arduino IDE Bước 1: Khởi động Arduino IDE Hình 2.31 : Khởi động Arduino IDE Bước 2: Chọn Board Arduino chọn Port 39 Hình 2.32 Chọn Board Arduino chọn Port Chọn port Hình 2.33 Chọn port 40 Bước 3: Viết code Do diện tích board nhỏ nên Arduino Nano ghi rõ chân Analog Digital Arduino Uno mà phân biệt chân cách thêm ký tự A phía trước số thứ tự chân Analog chữ D trước số thứ tự chân Digital Khi viết code, để giúp trình biên dịch phân biệt chân Analog chân Digital, cần sử dụng chân Analog, thêm ký tự A trước số thứ tự chân, chân Digital cần ghi số thứ tự chân Dưới code demo chớp tắt LED đơn giản, sử dụng LED tích hợp sẵn Arduino Nano nối với chân D13 void setup() { pinMode(13, OUTPUT); // initialize digital pin 13 as an output } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); // turn the LED on delay(1000); // wait for a second digitalWrite(13, LOW); // turn the LED off delay(1000); // wait for a second } 41 CHƯƠNG XÂY DỰNG THIẾT BỊ KIỂM SOÁT VÀO RA TỰ ĐỘNG DỰA TRÊN THÂN NHIỆT CƠ THỂ 3.1 Thiết kế phần cứng Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống - Bảng kết nối chân MLX90614 Arduino UNO R3 GND GND VCC 3.3V SCL SCL SDA SDA Bảng kết nối chân Arduino R3 với MLX90614 LCD1602 I2C Arduino UNO R3 GND GND VCC 5V SCL SCL SDA SDA Bảng kết nối chân Arduino R3 với LCD1602 I2C Cảm Biến Vật Cản Hồng Arduino Ngoại E18-D80NK GND VCC OUT UNO R3 GND 5V A0 42 Bảng kết nối chân Arduino R3 với cảm biến hồng ngoại Module MP3 Arduino UNO Player Mini GND R3 GND VCC 5V RX 12 TX 11 Bảng kết nối chân Arduino R3 với Module MP3 Player Mini Module MP3 LOA Player Mini SPK_1 - SPK_2 + Bảng kết nối chân Module MP3 Player Mini với Loa - Động Động Cơ Servo Arduino UNO SG90 R3 GND GND VCC 5V Control Bảng kết nối chân Servo SG90 với Arduino UNO R3 Hoạt động mạch điện Mạch sử dụng nguồn 9v-1A , cảm biến hồng ngoại phát có vật cản gửi tín hiệu đến chân A0 Arduino, Arduino nhận tín hiệu từ cảm biến hồng ngoại xuất lệnh điều khiển tới modul MP3 player mini phát file âm thiết lập trước loa Sau cảm biến MLX90614 thu nhiệt độ thể gửi giá trị nhiệt độ đo Arduino, Arduino gửi giá trị nhiệt độ đo hiển thị lên LCD đồng thời gửi tín hiệu tới tới modul MP3 player mini để phát file âm thiết lập trước Nếu nhiệt độ nhỏ 37 oC sevor mở barie, nhiệt độ vượt q barie khơng mở 3.2 Thiết kế phần mềm Lưu đồ thuật toán: 43 Hình 3.2 Lưu đồ thuật tốn - Khởi tạo tiền xử lý: - Khởi tạo thư viện LCD i2c, cảm biến MLX90614, module MP3 player mini #include #include #include #include "SoftwareSerial.h" #include "DFRobotDFPlayerMini.h" - #include Khởi tạo chân kết nối biến: 44 #define SERVO_PIN Adafruit_MLX90614 mlx = Adafruit_MLX90614(); LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); double temp_obj; double temp_ob; lcd.init(); lcd.backlight(); mlx.begin(); myDFPlayer.volume(29); pinMode(A0,INPUT_PULLUP); - } Tín hiệu IR==0 :Khi cảm biến hồng ngoại phát có vật cản tín hiệu IR=0 gửi chân A0 Arduino Uno if(digitalRead(A0) == 0){ myDFPlayer.play(3);delay(4000); temp(); } else{} - } Phát loa nội dung 1: Nội dung “Bạn đeo trang đo thân nhiệt thể” - Hiển thị nhiệt độ lên LCD: Hiển thị nhiệt độ thể mà cảm biến MLX90614 đo lên hình LCD 16x2 lcd.setCursor(0,1 ); lcd.print("GOOD HEALTHY !"); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("TEMP BODY:"); lcd.setCursor(10, 0); lcd.print(temp_obj); lcd.setCursor(14, 0); lcd.print("*C"); 45 - Phát loa nội dung 2: Nội dung phát “cơ thể bạn không bị sốt , chúc bạn mạnh khoẻ” - Phát loa nội dung 3: Nội dung phát “Cơ thể bạn bị sốt, bạn nghỉ ngơi đo thân nhiệt lại sau” void sevor(){ if (temp_obj = 37) { Serial.print("NHIET DO"); lcd.clear(); delay(50);} else{ } //man hinh LCD lcd.setCursor(0,1 ); lcd.print("GOOD HEALTHY !"); lcd.setCursor(0, 0); 52 lcd.print("TEMP BODY:"); lcd.setCursor(10, 0); lcd.print(temp_obj); lcd.setCursor(14, 0); lcd.print("*C"); delay(5000); Serial.print("Object temp = "); Serial.println(temp_obj); if(temp_obj >= 37 ){ myDFPlayer.play(1);delay(4000); myDFPlayer.play(6);delay(2000); } else { myDFPlayer.play(2);delay(4000); myDFPlayer.play(6);delay(2000); } } void sevor(){ if (temp_obj