Xây dựng hệ thống cảnh báo vị trí cháy cho nhà cao tầng

Với nhiều ưu điểm, vi điều khiển sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác Bằng cách áp dụng vi điều khiển vào trình sản xuất xử lý, vi điều khiển thực thể ưu so với thiết bị điều khiển thơng thường Vì nhiều lý trên, trường Đại Học, Cao Đẳng, vi xử lý thực trở thành môn học quan trọng, board mạch Arduino gần môn học sử dụng để trang bị cho kiến thức vi xử lý, từ mở rộng loại vi xử lý khác có cấu trúc phức tạp 8051,AVR, Qua đợt thực tập này, giúp em hình dung thực tế vi xử lý áp dụng sống đại, cụ thể đề tài: Xây dựng hệ thống cảnh báo vị trí cháy cho nhà cao tầng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THƠNG KHOA CƠNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA - - BÁO CÁO THỰC TẬP CHUYÊN NGÀNH Đề Tài: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẢNH BÁO VỊ TRÍ CHÁY CHO NHÀ CAO TẦNG Giáo viên hướng dẫn: Ths Trần Hồng Hải Sinh viên thực hiện: Dương Phú Quang Lớp: KTĐ-ĐT K14A Thái Nguyên, tháng03, năm 2019 LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần giới với phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp chế tạo linh kiện bán dẫn vi mạch tổng hợp, hướng phát triển vi xử lý hình thành vi điều khiển Với nhiều ưu điểm, vi điều khiển sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác Bằng cách áp dụng vi điều khiển vào trình sản xuất xử lý, vi điều khiển thực thể ưu so với thiết bị điều khiển thơng thường Vì nhiều lý trên, trường Đại Học, Cao Đẳng, vi xử lý thực trở thành môn học quan trọng, board mạch Arduino gần môn học sử dụng để trang bị cho kiến thức vi xử lý, từ mở rộng loại vi xử lý khác có cấu trúc phức tạp 8051,AVR, Qua đợt thực tập này, giúp em hình dung thực tế vi xử lý áp dụng sống đại, cụ thể đề tài: Xây dựng hệ thống cảnh báo vị trí cháy cho nhà cao tầng Nội dung gồm chương: Chương 1: Tổng quan hệ thống Chương 2: Phân tích, thiết kế hệ thống Chương 3:Kết LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Công Nghệ Thông Tin & Truyền Thơng Thái Ngun tạo điều kiện cho em có hội học tập kiến thức mới, bổ ích để chuẩn bị sẵn sàng hành trang tương lai cho em bước vào đời Cảm ơn thầy Trần Hồng Hải, thầy, khoa Cơng Nghệ Tự Động Hóa tận tình hướng dẫn em hồn thành tốt đề tài thực tập chuyên ngành này, giúp cho em mở rộng thêm kiến thức mà chưa học trường giúp em định hướng thêm đường tương lai Một lần em xin cảm ơn thầy, cô nhiều! CHƯƠNG I TỔNG QUAN I.1 Đặt vấn đề Trong năm 2019, nước xảy 2.989 vụ cháy, khiến 73 người tử vong, 163 người bị thương Tổng thiệt hại vụ cháy lên tới 1.590 tỷ đồng Lực lượng phòng cháy chữa cháy lập biên 27.500 trường hợp vi phạm cháy nổ, đồng thời huy động 46.300 lượt cán chiến sĩ trực tiếp cứu chữa 1.539 vụ cháy Những vụ cháy liên quan đến nhà cao tầng, chợ, trung tâm thương mại, khu chung cư có chiều hướng gia tăng Đầu tiên phải kể đến vụ cháy xảy chung cư Carina Plaza (số 1648 Võ Văn Kiệt, phường 16, quận 8, TP.HCM) vào rạng sáng 23/3/2018, làm 13 người tử vong hàng chục người khác bị thương Vụ hỏa hoạn làm cháy 13 xe ô tô, 150 xe máy ảnh hưởng đến phần kết cấu tòa nhà chung cư Những ngày cuối năm 2018, vụ cháy xảy nhà hàng Ruby đường Nguyễn Trãi, phường Xuân Hòa, Thị xã Long Khánh, tỉnh Đồng Nai lại khiến người dân địa phương vơ bàng hồng có tới người thiệt mạng Đây năm xảy nhiều vụ cháy nổ đặc biệt nghiêm trọng số người chết thiệt hại tài sản Trong năm gần đây, tình hình cháy địa bàn tồn quốc có diễn biến phức tạp Tuy số vụ cháy có chiều hướng giảm xảy vụ cháy lớn gây hậu nghiêm trọng Đặc biệt vào mùa khô đợt lễ, tết Nguyên nhân chủ yếu bất cẩn sinh hoạt việc sử dụng điện người dân Tóm lại, việc lắp đặt hệ thống an ninh gia đình có chức báo cháy nhu cầu đáng cần thiết, giúp người dùng an tâm phòng tránh rủi ro đáng tiếc Từ thực tiễn hỏa hoạn nước ta, nên em lựa chọn đề tài: Xây dựng hệ thống cảnh báo vị trí cháy cho nhà cao tầng I.2 Mục tiêu Xây dựng hệ thống cảnh báo vị trí cháy cho nhà cao tầng, phát kịp thời xảy cố cháy, thơng báo vị trí, cảnh báo có xảy cháy để người kịp xử lý cố cháy giúp giảm thiếu tối đa thiệt hại người tài sản cố cháy gây 1.3 Nội dung đề tài Xây dựng thống cảnh báo vị trí cháy cho nhà cao tầng Cách kết nối qua cổng COM, hiển thị cảnh báo cho người dùng qua chương trình thiết kế giao diện Windows Form 1.4 Phạm vi nghiên cứu - Từ việc phân tích đưa đề cần giải mà tốn đặt ra: - Tìm hiểu Arduino cảm biến khói - Xây dựng sơ đồ khối, từ xây dựng mạch nguyên lý, mô proteus - Thực lắp ráp linh kiện mạch in Để nạp cho Arduino em sử dụng phần mền ArduinoIDE - Xây dựng giao diện kết nối cổng COM Sử dụng phần mềm Visual Studio - Viết báo cáo tổng hợp quy trình thực đề tài CHƯƠNG II CÁC THÀNH PHẦN LIÊN QUAN II.1 Giới thiệu chung Arduino Arduino thực gây sóng gió thị trường người dùng DIY (là người tự chế sản phẩm mình) tồn giới vài năm gần đây, gần giống với Apple làm thị trường thiết bị di động, số lượng người dùng cực lớn đa dạng với trình độ trải rộng từ bậc phổ thông lên đến đại học làm cho người tạo chúng phải ngạc nhiên mức độ phổ biến Hình 2.1: Những thành viên khởi xướng Arduino Arduino mà khiến sinh viên nhà nghiên cứu trường đại học danh tiếng MIT, Stanford, Camegie Mellon phải sử dụng; Google muốn hỗ trợ cho đời kit Arduino Mega ADK dùng để phát triển ứng dụng Android tương tác với cảm biến thiết bị khác Arduino thật bo mạch vi xử lý dùng để lập trình tương tác với thiết bị phần cứng cảm biến, động cơ, đèn thiết bị khác Đặc điểm bật Arduino môi trường phát triển ứng dụng dễ sử dụng, với ngơn ngữ lập trình học cách nhanh chóng với người am hiểu điện tử lập trình Và điều làm nên tượng Arduino mức giá thấp tính chất nguồn mở từ phần cứng tới phần mềm Chỉ với khoảng $30, người dùng sở hữu board Arduino có 20 ngõ I/O tương tác điều khiển chừng thiết bị Arduino đời thị trấn Ivrea thuộc nước Ý đặt theo tên vị vua vào kỷ thứ King Arduin Arduino thức đưa giới thiệu vào năm 2005 công cụ khiêm tốn dành cho sinh viên giáo sư Massimo Banzi, người phát triển Arduino, trường Interaction Design Instistute Ivrea (IDII) Mặc dù khơng tiếp thị cả, tin tức Arduino lan truyền với tốc độ chóng mặt nhờ lời truyền miệng tốt đẹp người dùng Hiện Arduino tiếng tới nỗi có người tìm đến thị trấn Ivrea để tham quan nơi sản sinh Arduino Arduino sử dụng rộng rãi giới, ngày chứng tỏ sức mạnh chúng thông qua vô số ứng dụng độc đáo người dùng cộng đồng nguồn mở (open- source) Tuy nhiên Việt Nam Arduino chưa biết đến nhiều Arduino tảng mẫu mở điện tử (open-source electronics prototyping platform) tạo thành từ phần cứng lẫn phần mềm Về mặt kỹ thuật coi Arduino điều khiển logic lập trình Đơn giản hơn, Arduino thiết bị tương tác với ngoại cảnh thông qua cảm biền hành vi lập trình sẵn Với thiết bị này, việc lắp ráp điều khiển thiết bị điện tử dễ dàng hết Arduino phát triển nhằm đơn giản hóa việc thiết kế, lắp ráp linh kiện điện tử lập trình vi xử lí người tiếp cận dễ dàng với thiết bị điện tử mà không cần nhiều kiến thức điện tử thời gian Sau mạnh Arduino so với tảng vi điều khiển khác:  Chạy đa tảng: Việc lập trình Arduino thể thực hệ điều hành khác Windows, Mac Os, Linux Desktop, Android di động  Ngơn ngữ lập trình đơn giản dễ hiểu  Nền tảng mở: Arduino phát triển dựa nguồn mở nên phần mềm chạy Arduino chia sẻ dễ dàng tích hợp vào tảng khác  Mở rộng phần cứng: Arduino thiết kế sử dụng theo dạng module nên việc mở rộng phần cứng dễ dàng  Đơn giản nhanh: Rất dễ dàng lắp ráp, lập trình sử dụng thiết bị  Dễ dàng chia sẻ: Mọi người dễ dàng chia sẻ mã nguồn với mà không lo lắng ngơn ngữ hay hệ điều hành sử dụng  Arduino có nhiều module, module phát triển cho ứng dụng.Về mặt chức năng, bo mạch Arduino chia thành hai loại: loại bo mạch có chip Atmega loại mở rộng thêm chức cho bo mạch Các bo mạch giống chức năng, nhiên mặt cấu số lượng I/O, dung lượng nhớ, hay kích thước có khác Một số bo có trang bị thêm tính kết nối Ethernet Bluetooth Các bo mở rộng chủ yếu mở rộng thêm số tính cho bo mạch II.1.1 Giới thiệu ngơn ngữ lập trình cho Arduino Arduino IDE phần mềm giúp nạp code viết vào board mạch thực thi ứng dụng Arduino IDE chữ viết tắt Arduino Integrated Development Environment, công cụ lập trình với board mạch Arduino Nó bao gồm phần Editor (trình soạn thảo văn bản, dùng để viết code), Debugger (cơng cụ giúp tìm kiếm sửa lỗi phát sinh build chương trình), Compiler interpreter (công cụ giúp biên dịch code thành ngôn ngữ mà vi điều khiển hiểu thực thi code theo yêu cầu người dùng) Thiết kế bo mạch nhỏ gọn, trang bị nhiều tính thơng dụng mang lại nhiều lợi cho Arduino, nhiên sức mạnh thực Arduino nằm phần mềm Mơi trường lập trình đơn giản dễ sử dụng, ngơn ngữ lập trình Wiring dễ hiểu dựa tảng C/C++ quen thuộc với người làm kỹ thuật Và quan trọng số lượng thư viện code viết sẵn chia sẻ cộng đồng nguồn mở lớn Arduino IDE phần mềm dùng để lập trình cho Arduino Mơi trường lập trình Arduino IDE chạy ba tảng phổ biến Windows, Macintosh osx Linux Do có tính chất nguồn mở nên mơi trường lập trình hồn tồn miễn phí mở rộng thêm người dùng có kinh nghiệm Ngơn ngữ lập trình mở rộng thơng qua thư viện C++ Và ngơn ngữ lập trình dựa tảng ngôn ngữ c AVR nên người dùng hồn tồn nhúng thêm code viết AVR vào chương trình muốn Hiện tại, Arduino IDE download từ trang chủ http://arduino.cc/ bao gồm phiên sau: Arduino 1.8.8 II.1.2 Giao diện phần mền Arduino IDE Hình 2.2: Giao diện phần mền Arduino IDE Giao diện phần mềm Arduino IDE có nhiều phần, nhiên ý đến phần quan trọng nêu hình Chức phần sau: Nút kiểm tra chương trình: Dùng để kiểm tra xem chương trình viết có lỗi khơng Nếu chương trình bị lỗi phần mềm Arduino IDE hiển thị thông tin lỗi vùng thơng báo thơng tin Nút nạp chương trình xuống bo Arduino: Dùng để nạp chương trình viết xuống mạch Arduino Trong trình nạp, chương trình kiểm tra lỗi trước sau thực nạp xuống mạch Arduino Hiển thị hình giao tiếp với máy tính: Khi nhấp vào biểu tượng kính lúp phần giao tiếp với máy tính mở Phần hiển thị thông số mà người dùng muốn đưa lên hình Muốn đưa lên hình phải có lệnh Serial.print() đưa thơng số cần hiển thị lên hình Vùng lập trình: Vùng để người lập trình thực việc lập trình cho chương trình Vùng thơng báo thơng tin: Có chức thơng báo thơng tin lỗi chương trình vấn đề liên quan đến chương trình lập II.1.3 Sử dụng số menu thông dụng phần mềm Arduino IDE  Phần Example (ví dụ): Hình 2.3: Lấy ví dụ có sẵn Arduino IDE Phần Example (ví dụ) đưa ví dụ sẵn để người lập trình tham khảo, giảm bớt thời gian lập trình 10 Arduino nano 5V GND D9 Module cảm biến rung WS-420 Vcc GND D0 Bảng 3.1 Đấu nối chân module cảm biến rung WS-420 với Arduino nano -Có chức kêu rung động vượt ngưỡng cho phép 3.2.4 Sơ đồ mạch in mạch điều khiển 36 Hình 3.6: Sơ đồ mạch in mạch điều khiển 3.3 Xây dựng hệ thống lập trình Arduino 3.3.1 Lưu đồ thuật toán 37 38 Bắt đầu DigitalRead (D0) Serial.println(measurement) if (measurement > 5000) DigitalWrite (ledPin, HIGH) Hình 3.8:Lưu đồ thuật tốn 3.3.2.CODE chương trình Arduino: int ledPin = 13; int EP =9; void setup() { pinMode (ledPin, OUTPUT); pinMode (EP, INPUT); //cài đặt đầu vào để chân DOut cảm biến đo Serial.begin(9600); //init serial 9600 // Serial.println(" Vibration demo "); } void loop(){ 39 long measurement =TP_init(); delay(50); // Serial.print("measurment = "); Serial.println(measurement); if (measurement > 2000){ digitalWrite(ledPin, HIGH); } else{ digitalWrite(ledPin, LOW); } } long TP_init(){ delay(1000); long measurement=pulseIn (EP, HIGH); //Đợi chân tích hiệu kích lên mức cao trả số đo return measurement; } 3.4 Dotnetbar 40 Hình 3.9: Hình ảnh giao diện thiết kế có sử dụng số control dotnetbar 3.5 Xây dựng mạch kết nối 41 Hình 3.10: Sơ đồ mạch kết nối 3.6 Kiểm thử hệ thống 42 Hình 3.11: Hình ảnh mạch phần cứng Hình 3.12: Khi nhấn chạy giao diện thiết kế chưa chọn cổng COM nhấn connect cảnh báo 43 Hình 3.13: Lựa chọn cổng COM để kết nối Hình 3.14: Nhấn Connect để nối kết, độ rung ngưỡng cảnh báo 44 Hình 3.15: Khi độ rung vượt ngưỡng cho phép đưa cảnh báo Hình 3.16: Nhấn Disconnect ngắt kết nối 45 Hình 3.17: Nhấn Exit để kết nối lên thông báo CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 4.1 Kết luận hệ thống 46 - Hệ thống chạy đáp ứng yêu cầu mà toán đặt ra: + Đo độ rung +Tạo giao diện nhận độ rung chạy Windown Form + Kết nối mạch phần cứng với visual studio để hiển thị liệu thu từ cảm biến lên form giao diện thiết kế 4.2 Kết thu * Như vậy, với đề tài: Xây dựng hệ thống cảnh báo va đập cho thiết bị -Qua đề tài em thu kiến thức về: +Đã xây dựng hệ thống cảnh báo va đập cho thiết bị thị độ rung lên Window Form +Đem lại kiến thức lập trình visual studio + Hiểu cách kết nối truyền liệu thành công cho thiết bị + Tìm hiểu Window Form: Xây dựng thành cơng phần mềm Window Form thị cảnh báo +Hiểu sử dụng bo mạch điều khiển Arduino 4.2 Hướng phát triển đề tài  Xây dựng hệ thống giám cảnh báo va đập cho thiết sử dụng module sim gửi tin nhắn điện thoại Kết hơp với giao diện xây dựng Windown LỜI CẢM ƠN 47 Trong thời gian thực đề tài thực tập chuyên ngành, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cô bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS.Trần Hồng Hải tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình em thực đề tài thực tập chuyên ngành Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông nói chung, thầy khoa Cơng nghệ Tự động hóa nói riêng dạy cho em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập.Em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt trình học tập hoàn thành đề tài thực tập chuyên ngành Trong trình làm báo cáo thực tập chuyên ngành, khó tránh khỏi sai sót, mong thầy, bỏ qua Đồng thời trình độ lý luận kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên báo cáo tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp thầy, cô để em học thêm nhiều kinh nghiệm hoàn thành tốt báo cáo tới 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://arduino.vn/bai-viet/557-cach-su-dung-cam-bien-rung-voi-arduino [2] https://iotmaker.vn/cam-bien-rung-ws 420.html? fbclid=IwAR1SnMrWqI0SdNLo3pwQ6895yntUiAgox9v1sIeLV7G4F0Th1AZdP0hNtFI [3] https://www.youtube.com/watch?v=235BLk7vk00 [4] http://www.dientuvietnam.net/forums 49 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Thái Nguyên, ngày tháng Giảng viên hướng 50 năm 2019 ... dựng hệ thống cảnh báo vị trí cháy cho nhà cao tầng I.2 Mục tiêu Xây dựng hệ thống cảnh báo vị trí cháy cho nhà cao tầng, phát kịp thời xảy cố cháy, thơng báo vị trí, cảnh báo có xảy cháy để người... dụng sống đại, cụ thể đề tài: Xây dựng hệ thống cảnh báo vị trí cháy cho nhà cao tầng Nội dung gồm chương: Chương 1: Tổng quan hệ thống Chương 2: Phân tích, thiết kế hệ thống Chương 3:Kết LỜI CẢM... lý cố cháy giúp giảm thiếu tối đa thiệt hại người tài sản cố cháy gây 1.3 Nội dung đề tài Xây dựng thống cảnh báo vị trí cháy cho nhà cao tầng Cách kết nối qua cổng COM, hiển thị cảnh báo cho người