EBOOK- LUẬN VĂN

Giám sát và cảnh báo gas dùng SIM 900A, ESP8266

Đồ án giám sát và báo động khí gas được các sinh viên thực hiện ở các đồ án môn học xoay quanh các nội dung như: Thu thập giá trị cảm biến và báo động bằng chuông và sms. Và nó chỉ có duy nhất 1 board mạch được sử dụng để đảm nhận xử lí mọi việc. Nội dung chính đề tài:
• Sử dụng Arduino Mega 2560 làm vi điều khiển cho bộ xử lí trung tâm.
• Sử dụng Arduino Uno R3 làm vi điều khiển cho bộ xử lí thứ cấp.
• Dùng kit Wi-fi ESP8266 NodeMCU đưa dữ liệu lên web.
• Giám sát giá trị cảm biến ở các khu vực qua biểu đồ trên web thingspeak.com
• Cảnh báo từ xa thông qua cuộc gọi và tin nhắn sms dùng module SIM 900A

Mô hình đồ án giám sát khí gas qua IOT và báo động qua điện thoại dùng module SIM 900A
Mô hình đồ án giám sát khí gas qua IOT và báo động qua điện thoại dùng module SIM 900A

1. Mục tiêu đồ án và nội dung nghiên cứu

Ngày nay có lẽ khí gas chắc không còn xa lạ với mọi nhà bởi nó rất hữu ích giúp ta ở hầu hết mọi hoạt động từ nấu nướng ở gia đình đến áp dụng nhiều trong các dây chuyền sản xuất trong công nghiệp…Nhưng khi sử dụng nó cũng tồn tại các mối nguy hiểm như: có rò rỉ ta không phát hiện kịp thời mà tiếp xúc và vô tình ngửi phải sẽ ảnh hưởng lớn đến sức khỏe, tín mạng. Thậm chí, khi có tia lửa trong vùng không gian tồn tại khí gas sẽ gây ra cháy nổ.

Đồ thị thu thập dữ liệu khí gas qua Internet dùng ESP8266 và server miễn phí thingspeak.com
Đồ thị thu thập dữ liệu khí gas qua Internet dùng ESP8266 và server miễn phí thingspeak.com

Mục tiêu đồ ánGiám sát và cảnh báo khí gas dùng SIM 900A và ESP8266” như sau:

  • Thu thập dữ liệu nồng độ khí gas hiển thị lên LCD.
  • Khi một khu vực trong hệ thống gặp nguy hiểm, cả hệ thống đều báo động và nhận biết được đó là khu vực nào để hiển thị lên LCD.
  • Kết nối wi-fi cho hệ thống và đưa dữ liệu lên web thingspeak.com.
  • Điều khiển mở loa báo động khi phát hiện rò rỉ khí gas nguy hiểm.
  • Báo nguy hiểm thông qua gọi điện và tin nhắn điện thoại.

Nội dung nghiên cứu:

  • Thiết kế khối cảm biến, khối hiển thị, khối báo động tại chỗ, khối up dữ liệu lên web, khối báo động qua tin nhắn, khối truyền nhận dữ liệu bằng sóng RF.
  • Thiết kế và thi công bộ xử lí thứ cấp, bộ xử lí trung tâm.
  • Thiết kế và thi công mạch nguồn.
  • Viết code cho Arduino Mega 2560, Arduino Uno R3.
  • Viết code cho ESP8266 NodeMCU.
  • Tạo tài khoản trên web thingspeak.com để liên kết và đưa dữ liệu lên.
  • Thiết kế hộp bảo vệ cho board mạch.
  • Lắp ráp các board mạch, cảm biến vào hộp bảo vệ.
  • Chỉnh sửa các lỗi điều khiển, lỗi lập trình và lỗi của các thiết bị.
  • Chạy thử nghiệm hệ thống.

2. Bố cục

Với đề tài: “Hệ thống giám sát và báo động khí gas” thì bố cục đồ án như sau:
Chương 1: Tổng Quan.
Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu của đề tài, nội dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đề tài.
• Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết.
Chương này trình bày giới thiệu phần cứng của hệ thống điều khiển, các chuẩn giao tiếp trong quá trình truyền – nhận dữ liệu.
• Chương 3: Tính Toàn Thiết Kế.
Chương này trình bày về cách tính toán, sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý của các board mạnh của hệ thống: mạch điều khiển trung tâm, mạch điều điều khiển thứ cấp, mạch nguồn cung cấp điện áp – dòng điện cho từng bộ xử lí trong hệ thống.
• Chương 4: Thi Công Hệ Thống.
Chương này trình bày về sơ đồ mạch in PCB, cách lập trình, cách kiểm tra các mạch của toàn bộ hệ thống. Bên cạnh đó là hình ảnh thực tế, cũng như kết quả mà hệ thống có tính đến thời điểm hiện tại.
• Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá
Chương này trình bày kiến thức, cũng như kỹ năng mà nhóm được sau khi thực hiện đề tài như: sử dụng các cảm biến, truyền – nhận thông tin qua wifi hay sóng RF, điều khiển các thiết bị bằng board Arduino Mega 2560, board Arduino Uno R3 và đưa dữ liệu lên web dùng ESP8266 NodeMCU.
• Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển.
Chương này trình bày những kết quả mà đề tài đạt được, đồng thời đưa ra hướng phát triển để có được một đề tài hoàn thiện và đáp ứng được nhu cầu cho cuộc sống hiện đại như ngày nay.

3. Nhận xét và đánh giá

a. Nhận xét

Sau thời gian 12 tuần nghiên cứu và thực hiện đề tài, mạch cơ bản đáp ứng được yêu cầu thiết kế ban đầu. Dưới đây là một số nhận xét:
❖ Ưu điểm
– Hệ thống có thể nhận biết khu vực nào nguy hiểm.
– Hệ thống có thể được giám sát và cảnh báo từ xa.
– Một khu vực nguy hiểm cảnh báo toàn hệ thống.
– Giao diện thiết kế dễ sử dụng và đẹp mắt.
❖ Hạn chế
– Tốc độ đáp ứng chưa được nhanh lắm.
– Server được tạo ra là server miễn phí nên có nhiều hạn chế trong lưu trữ dữ liệu và giám sát.
– Hệ thống chưa tự giải quyết được sự cố, mạch chỉ dừng lại mức độ cảnh báo khi phát hiện có khí gas rò rỉ.
– Mạch in chưa tối ưu nhất có thể nên diện tích mạch in còn hơi lớn.

Hệ thống giám sát và cảnh báo khí gas gọi điện đến số điện thoại đã cài đặt trước
Hệ thống giám sát và cảnh báo khí gas gọi điện đến số điện thoại đã cài đặt trước
b. Đánh giá

Sau quá trình vận hành thử hệ thống, nhóm thực hiện đã test khoảng 50 lần và thu lại kết quả là hệ thống đáp ứng được tất cả 50 lần cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và thỏa yêu cầu đặt ra ban đầu. Tuy nhiên vẫn còn một số hạn chế cần khắc phục nếu muốn đưa vào thực tế đời sống như: tin nhắn gửi cảnh báo chỉ được 1 lần, phải khởi động hệ thống lại sau mỗi lần xảy ra sự cố rò rỉ, chưa có hệ thống hỗ trợ giải quyết nguy hiểm, hiện tượng nhiễu do sai sót trong quá trình thi công mạch in và hàn linh kiện.

4. Download đồ án giám sát và cảnh báo khí gas dùng Arduino, esp8266 và sim 900A

Sau khoảng thời 12 tuần nghiên cứu và tìm hiểu, nhóm thự hiện đã hoàn thành quyển đồ án và thi công mô hình theo những yêu cầu đã đặt ra ban đầu. Trong quá trình thực hiện, nhóm đã thu được những kết quả nhất định.
– Sản phẩm thu thập được giá trị khí gas của môi trường.
– So sánh với ngưỡng nguy hiểm để tiến hành cảnh báo.
– Đưa dữ liệu lên web để người dùng có thể giám sát từ xa.
– Cảnh báo qua tin nhắn và gọi điện thông bao khi có sự cố rò rỉ
– Giao tiếp qua lại trong hệ thông với nhau không dây.
– Mô hình thi công có tính thẩm mỹ, an toàn.

Link download đồ án google drive: Tại đây

Xem thêm các quyển đồ án và luận văn Arduino khác.