Sau khi hoàn thành xong phần thiết kế hệ thống về phần cứng lẫn phần mềm, để kiểm tra xem hệ thống hoạt động nhƣ thế nào? Nhóm đã tiến hành thực nghiệm kiểm chứng hoạt động của hệ thống tại một đoạn đƣờng có nguy cơ sạt lở, đoạn đƣờng này nằm trên tuyến đƣờng hƣớng về Long Xuyên, An Giang, cách cầu Ô Môn khoảng 200m, thuộc quận Ô Môn, thành phố Cần Thơ.
Nhóm đã tiến hành thiết kế và lắp đặt hệ thống thành 3 khối phần cứng nhƣ đã trình bày ở mục Thiết kế phần cứng. Các khối phần cứng bao gồm khối gửi dữ liệu, khối nhận dữ liệu và khối thu thập hình ảnh nhƣ Hình 3.16:
Hình 3. 16 Các khối phần cứng trong đề tài
Kết quả dữ liệu thu đƣợc từ cảm biến đƣợc lƣu trữ trên Google Spreadsheet nhƣ hình sau:
49
Hình 3. 17 Dữ liệu thu đƣợc từ cảm biến và lƣu trữ trên Google Spreadsheet
Cột Flow_water1 và Flow_water2 dùng để lƣu trữ giá trị lƣu lƣợng nƣớc với đơn vị “Lít/phút”; cột Moisture1 và Moisture2 dùng để lƣu trữ giá trị độ ẩm đất với đơn vị “%”.
Hoặc chúng ta cũng có thể xem dƣới dạng biểu đồ các dữ liệu cảm biến từ Bảng 3.17:
50
Hình 3. 18 Biểu đồ dữ liệu thu đƣợc từ cảm biến
Hình ảnh để tham chiếu thu đƣợc từ camera hệ thống và đã qua xử lý để lấy đƣợc đƣờng biên nhƣ hình 3.19 dƣới đây:
51
Hình 3. 19 Hình ảnh tham chiếu gốc và đã qua xử lý lấy đƣờng biên thu đƣợc từ camera
Khi đoạn đƣờng có nguy cơ bị sạt lở thì đƣờng biên của bề mặt đƣờng sẽ có hiện tƣợng thay đổi.Để kiểm tra xem giải thuật xử lý ảnh của nhóm có thể phát hiện đƣợc sự thay đổi này hay không? Nhóm đã tiến hành đặt một khúc cây dài khoảng 2,5m trên bề mặt đoạn đƣờng đó (đặt gần với góc ảnh chụp của camera, lƣu ý là camera phải đƣợc đặt cố định tại một vị trí) để xử lý xem xét sự thay đổi. Kết quả xử lý hình ảnh đƣợc tham chiếu nhƣ hình 3.20 dƣới đây:
52
Hình 3. 20 Hình ảnh đƣợc tham chiếu và đã qua xử lý lấy đƣờng biên
Đƣờng biên thu đƣợc từ ảnh có đặt khúc cây (vùng khoanh tròn) có sự thay đổi so với ảnh tham chiếu gốc ban đầu. Kết quả sau khi lấy ảnh đƣợc tham chiếu trừ cho ảnh tham chiếu gốc sẽ cho thấy đƣờng biên mô tả sự thay đổi của đoạn đƣờng nhƣ hình sau (vùng khoanh tròn):
53
Hình 3. 21 Kết quả ảnh trừ của ảnh tham chiếu gốc và ảnh đƣợc tham chiếu
Để kiểm tra khả năng phát hiện sự thay đổi dựa trên giải thuật xử lý ảnh sử dụng trong đề tài, nhóm đã tiến hành đặt khúc cây với chiều dài không đổi ở vị trí xa góc chụp của camera hơn so với vị trí khúc cây ở Hình 3.20. Hình ảnh cụ thể và đã qua xử lý lấy đƣờng biên nhƣ Hình 3.22 dƣới đây:
54
Hình 3. 22 Hình ảnh khúc cây đƣợc đặt ở vị trí xa góc chụp camera hơn và đã qua xử lý lấy đƣờng biên
55
Hình 3. 23 Kết quả ảnh trừ giữa ảnh tham chiếu gốc với ảnh ở Hình 3.22
Kết quả trên cho thấy, khi đặt khúc cây ở khoảng cách nhƣ Hình 3.22 thì khoảng thay đổi của đƣờng biên sẽ giảm và sẽ hơi khó đƣợc phát hiện hơn so với các vị trí thay đổi ở gần góc chụp của camera.
56
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 1. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC
Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài, với rất nhiều khó khăn gặp phải, nhƣng với nỗ lực tìm hiểu và nghiên cứu cùng sự hƣớng dẫn tận tình của giáo viên hƣớng dẫn, nhóm đã hoàn thành đƣợc đề tài “Thiết kế và thực hiện hệ thống hỗ trợ cảnh báo nguy cơ sạt lở bờ sông” và đạt đƣợc những kết quả nhƣ sau:
- Học đƣợc cách lập trình và phát triển các ứng dụng với vi điều khiển Arduino.
- Hiểu đƣợc cách giao tiếp giữa các module phần cứng với vi điều khiển thông
qua các chuẩn giao tiếp.
- Tìm hiểu và sử dụng các ngôn ngữ lập trình phổ biến hiện nay nhƣ: C/C++,
HTML, PHP, Google Apps Script,...
- Cách sử dụng các dịch vụ và ứng dụng của Google.
- Hiểu đƣợc cách truyền nhận dữ liệu thông qua Internet, cách tạo các trang web
trên host và có hiểu biết cơ bản về các giao thức mạng.
- Có hiểu biết về các giải thuật xử lý ảnh.
- Thiết kế đƣợc phần cứng cho hệ thống.
- Thiết kế đƣợc các phần mềm chạy trên máy tính và giao diện web giúp dễ dàng
tƣơng tác với hệ thống.
Ƣu điểm và hạn chế của hệ thống:
- Ƣu điểm:
+ Dữ liệu thu thập từ hệ thống đƣợc lƣu trữ trên Google Drive giúp tiết kiệm chi phí đầu tƣ cho cơ sở lƣu trữ dữ liệu.
+ Dữ liệu đƣợc upload thông qua Wifi, thuận tiện hơn so với sử dụng dây LAN. + Có camera chụp lại hình ảnh của đoạn đƣờng có nguy cơ sạt lở.
+ Giao diện web và phần mềm xử lý ảnh trực quan, giúp dễ dàng tƣơng tác và truy cập dữ liệu từ cảm biến.
- Hạn chế:
+ Hình ảnh thu đƣợc từ camera chƣa đƣợc upload tự động lên Internet. + Cảm biến lƣu lƣợng khó hoạt động khi đặt dƣới dòng sông.
+ Chƣa xử lý đƣợc hình ảnh của đoạn đƣờng có nguy cơ sạt lở vào ban đêm.
2. ĐỀ NGHỊ HƢỚNG PHÁT TRIỂN
Do giới hạn về mặt thời gian và chi phí nên nhóm chƣa hoàn thiện đƣợc một số tính năng trong đề tài. Nếu có điều kiện nhóm sẽ phát triển thêm đề tài nhƣ sau:
- Upload hình ảnh chụp đƣợc từ camera lên Internet một cách tự động với board
57
- Sử dụng camera có độ phân giải cao hơn để việc xử lý ảnh đƣợc chi tiết và tốt
hơn.
- Sử dụng các cảm biến chuyên dụng và có thể sử dụng thêm các cảm biến khác
để việc giám sát hệ thống đƣợc chính xác hơn.
- Tiếp tục cải tiến và phát triển các giải thuật xử lý ảnh cũng nhƣ các ứng dụng
58
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Lê Thanh Triều, Nguyễn Hoàng Thân. Xây dựng bộ công cụ hỗ trợ triển khai nhanh mạng cảm biến chuẩn ZigBee. Cần Thơ, 2014.
[2] Arduino Reference. URL: http://arduinocc/en/Reference/HomePage.
[3] TS.Đỗ Năng Toàn, TS.Phạm Việt Bình. Giáo trình môn học xử lý ảnh. Đại học Thái Nguyên, Khoa Công nghệ thông tin. Thái Nguyên, tháng 11 năm 2007.
[4] LinkSprite JPEG Color Camera Serial UART Interface With Infrared. URL:
http://www.linksprite.com/upload/file/1291522825.pdf.
[5] Apps Script-Google Developer. URL: https://developers.google.com/apps-
script/reference.