3.3.1 Yêu cầu của phần mềm
Vì thiết kế hệ thống ta chọn thiết kế bằng VXL nên việc giải quyết bài toán phụ thuộc vào thuật toán là chủ yếu.
Chức năng phần mềm:
Khi cấp điện hệ thống bắt đầu hoạt động, Khi lúc này cảm biến đưa tín hiệu vào cho VXL, VXL nhận tín hiệu và xử lý dữ liệu rồi đưa lên hiển thị LCD, và gửi nhiệt độ độ ẩm qua cho remote hiển thị giá trị hiện tại. Khi có trường hợp quá nhiệt hoặc có rò khí gas, VXL sẽ gửi ra loa, kích cho relay bật phun nước, đồng thời gửi tín hiệu đến remote và điện thoại người dùng thông qua modul sim hoặc bluetooth. Ngoài ra VXL chờ nhận tín hiệu của bật hoặc tắt đèn bằng remote RF và tin nhắn từ điện thoại gửi cho module sim.
Remote khi cấp điện sẽ chờ nhận tín hiệu từ mạch phát sau đó xử lý để hiển thị lên LCD, đồng thời khi nhấn nút thì sẽ gửi tín hiệu cho bên chủ, để bật hoặc tắt đèn. và nhận tín hiệu phản hồi từ mạch chủ.
Người dùng sẽ thấy các thông số của của cảm biến thông qua remote, tin nhắn hoặc có thể mở App để kiểm tra. Mọi thông số đều được hiển thị trên remote và điện thoại. Nếu có sự cố thì người dùng có thể điều khiển đóng ngắt thiết bị và kích hoạt phun nước để khắc phục.
3.3.2 Lưu đồ giải thuật
46
47
48 Giải thích lưu đồ:
Khi cấp điện hệ thống bắt đầu hoạt động, Khi lúc này cảm biến đưa tín hiệu vào cho vi điều khiển, vi điều khiển nhận tín hiệu và xử lý dữ liệu rồi đưa lên hiển thị LCD, và gửi nhiệt độ độ ẩm qua cho remote hiển thị giá trị hiện tại. Khi có trường hợp quá nhiệt theo ngưỡng cài đặt hoặc có rò khí gas, vi điều khiển sẽ gửi ra loa, kích cho relay bật phun nước, đồng thời gửi tín hiệu cho module sim để module gửi tin nhắn cho điện thoại. Ngoài ra vi điều khiển chờ nhận tín hiệu của bật hoặc tắt đèn bằng remote RF và tin nhắn từ điện thoại gửi cho module sim.
Khi trạng thái đèn hoặc phun sương thay đổi sẽ gửi tín hiệu qua remote để báo trạng thái đang bật hay tắt.
Lưu đồ chương trình con điều khiển thiết bị bằng module sim:
Giải thích lưu đồ:
Bắt đầu khởi tạo phần cứng cho sim. Kiểm tra ngat =1 xoá dữ liệu, nếu sai kiểm tra new = 1 cho biến j = 4 bắt đầu chạy j. Nếu chuỗi nhận về là xoá thì tiến hành xoá sms trong sim sau đó phản hồi lại cho điện thoại. Nếu nhận về = battb1 thì bật thiết bị 1 gửi phản hồi, nếu nhận về = battb2 thì bật thiết bị 2 gửi phản hồi, nếu nhận về = tattb1 thì tắt thiết bị 1 gửi phản hồi, nếu nhận về = tattb2 thì bật thiết bị 2 gửi phản hồi tới điện thoại người dùng.
49
Lưu đồ chương trình con ngắt :
50 Giải thích lưu đồ:
Bắt đầu nếu có dữ liệu gửi vào thì tiến hành nhận. Kiểm tra 4 ký tự đầu có bằng +CMT không. Nếu có thì new=1 sai thì bỏ qua. Kiểm tra giá trị nhận về có khác khoảng trắng không, nếu đúng tiếng hành nhận sai thì bỏ qua. Kiểm tra giá trị nhận đã lớn hơn 89 nếu đúng thì xoá, sai thì bỏ qua. Kiểm tra giá trị nhận > 5 và new = 0 thì ngat = 1 sai bỏ qua rồi kết thúc.
Lưu đồ chương trình điều khiển bằng Remote :
51 Giải thích lưu đồ:
Remote khi cấp điện sẽ chờ nhận tín hiệu từ mạch phát sau đó xử lý để hiển thị lên LCD, đồng thời khi nhấn nút thì sẽ gửi tín hiệu cho bên chủ, để bật hoặc tắt đèn, thiết bị. Khi nhấn nút bật/tắt thiết bị 1 thì sẽ gửi tín hiệu tới mạch chủ và VXL nhận được tín hiệu đó sẽ thực hiện bật/tắt thiết bị 1 và nhận tín hiệu phản hồi từ mạch chủ.. Tương tự như thiết bị 2.
Lưu đồ chương trình kiểm tra nút nhấn :
52 Giải thích lưu đồ:
Chương trình sẽ kiểm tra nút nhấn xem có được người dùng nhấn hay không. Nếu được nhấn thì sẽ gọi hàm chống dội cho nút nhấn sau đó gửi dữ liệu tới VXL. Tiếp đó kiểm tra trạng thái nút nhấn, nếu không còn được nhấn thì kết thúc gửi dữ liệu. Như vậy với mỗi lần nhấn thì sẽ truyền 1 tín hiệu tới VXL mà không bị dội nhiều lần.
53
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN
4.1. KẾT QUẢ PHẦN CỨNG
Qua quá trình thiết kế phần cứng, chọn lựa linh kiện, nhóm đã tiến hành kiểm tra các kết nối các module, linh kiện với nhau và cho ra được sản phẩm như các hình bên dưới:
Hình 4.1 Mạch hệ thống chính
54
4.2. KẾT QUẢ PHẦN MỀM
Hình 4.3 Mạch hệ thống sau khi cấp điện
55
Hình 4.5 Remote điều khiển bật thiết bị 2
56
Hình 4.7 Remote điều khiển bật thiết bị 1
57
58
4.3. NHẬN XÉT
Hệ thống đã hoạt động tương đối tốt. Tuy nhiên quá trình truyền nhận vẫn còn phải có thời gian chờ mới thu được dữ liệu ổn định.
Hệ thống Thực tế Nhiệt độ (độ C) Độ ẩm (%) Nhiệt độ (độ C) Độ ẩm (%) 32 60 31 62 31 65 31 63 29 68 28.5 69 25 63 27 62 30 61 30 63 32 61 31 61 33 64 32 63 28 66 28 65
Hình 4.9 Điều khiển hệ thống qua module sim
Qua bảng trên ta thấy nhiệt độ và độ ẩm giữa thệ thống và thực tế
chênh lệch nhau không quá nhiều. Sai số đối với nhiệt độ là xấp xỉ 1 độ C, đối với độ ẩm là xấp xỉ 2-3%.
59
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
5.1. KẾT LUẬN
Qua đề tài “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG BÁO CHÁY ”, nhóm thực hiện đã nghiên cứu được những vấn đề sau:
- Tìm hiểu về kĩ thuật và phương thức truyền nhận tín hiệu của module sim800L.
- Tìm hiểu về ngôn ngữ C cho lập trình PIC. - Tìm hiểu được board PIC16F887A.
- Xây dựng được hệ thống có thể theo dõi được nhiệt độ, độ ẩm, khói và khí gas.
- Hệ thống đã hoạt động và đo được nhiệt độ trong ngưỡng 20oC đến 50oC, độ ẩm đo được 50% đến 100% thông qua cảm biến.
- Hệ thống tưới nước có thể tự động cảnh báo khi quá nhiệt hay có rò rỉ khí gas. Tự động kích hoạt vòi phun nước khi có cháy. Có thể điều khiển bật tắt thiết bị thông qua điện thoại hoặc remote điều khiển bằng tay.
5.2. HẠN CHẾ VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN
- Trong quá trình thực hiện đề tài còn gặp nhiều khó khăn khi tiếp cận với module mới, mạch thiết kế chưa được đẹp.
- Sai số cảm biến nhiệt độ, độ ẩm khi so với các sản phẩm khác hoạt động cùng lúc.
- Quá trình thu thập dữ liệu thông qua cảm biến vẫn chưa được chính xác. - Nhiệt độ và độ ẩm thu thập được vẫn còn chênh lệch so với dữ liệu có được
từ thực tế.
- Quá trình truyền nhận vẫn còn phải có thời gian chờ mới thu được dữ liệu ổn định. Do hệ thống sử dụng vi điều khiển PIC nên vẫn chưa đáp ứng được thời gian thực.
- Hệ thống có thể được phát triển lên thông qua giao tiếp với máy tính, App điện thoại, có thể điều khiển và lấy dữ liệu từ xa qua wifi.
60
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Nguyễn Đình Phú, “Giáo trình Vi xử lý – Vi điều khiển”, 2013, trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam.
[2] Datasheet DHT11
[3] Datasheet PIC16F87xA [4] Datasheet Modul Sim 800L [5] Datasheet DHT11 [6] Datasheet MQ2 [7] https://xcvn.blogspot.com/2015/12/bai-15-giao-tiep-uart-pic16f887a-ccs- p2.html [8] https://www.youtube.com/watch?v=vqacwt1FL1U Tiếng Anh [9] https://www.youtube.com/watch?v=euv9O_7DZdo [10] https://www.instructables.com/id/Wireless-Remote-Using-24-Ghz- NRF24L01-Simple-Tutor/