Đặt vấn đề Nhiệt độ cơ thể là chỉ số khi chúng ta dùng các dụng cụ chuyên dụng để đo một cách chính xác về nhiệt độ trên cơ thể. Thế giới rộng lớn này động vật được chia ra làm hai loại dựa theo nhiệt độ đó là động vật hằng nhiệt và động vật biến nhiệt. Theo đó động vật biến nhiệt sẽ có nhiệt độ thay đổi chịu tác động của yếu tố môi trường theo tập tính thích nghi. Còn động vật hằng nhiệt là luôn giữ nhiệt độ ở một mức ổn định và không có sự thay đổi nhiều khi nhiệt độ bên ngoài môi trường thay đổi.
Con người là động vật hằng nhiệt. Nhiệt độ bình thường của con người ở vùng lõi hay còn gọi là vùng trung tâm như tim, gan, phổi, nội tạng là từ 36,5 đến 37,1 độ C. Còn nhiệt độ trung bình sẽ là 36,8 độ C. Tuy nhiên nhiệt độ bình thường này sẽ có các chỉ số khác nhau tại tuỳ từng vị trí đo hoặc tuỳ theo độ tuổi người được đo.
Dựa vào nhiệt độ cơ thể mà các bác sĩ, chuyên gia có thể chuẩn đoán được sức khỏe của mỗi bệnh nhân vì vậy chúng ta có thể thấy rằng việc xác định nhiệt độ cơ thể có ý nghĩa rất lớn với tình trạng sức khỏe của con người. Ở Bồ Đào Nha và các nước phát triển trên thế giới đã và đang không ngừng nghiên cứu về phương pháp đo nhiệt độ không xâm lấn. Các phòng thí nghiệm cũng được sử dụng làm lớp học và cũng cần được giám sát. Tuy nhiên, giám sát phải đảm bảo các điều kiện khác nhau xuyên suốt các hoạt động trong phòng thí nghiệm và giảng dạy với chất lượng dữ liệu đáng tin cậy.
Sự thoải mái về nhiệt được xếp hạng bởi những người cư ngụ trong tòa nhà có tầm quan trọng lớn hơn so với hình ảnh và âm thanh thoải mái và chất lượng không khí. Nhiệt độ thoải mái có thể thấp tới 17 °C và cao tới 30°C nhiệt sự thoải mái bị ảnh hưởng bởi sáu yếu tố: nhiệt độ không khí, nhiệt độ bức xạ, tốc độ không khí, độ ẩm, cách nhiệt của quần áo và nhiệt trao đổi chất. Bốn yếu tố đầu tiên có thể được đo lường và hai yếu tố cuối cùng là các yếu tố được cá nhân hóa. Đối với địa điểm trong văn phòng ở Việt Nam, các nhà khoa học khuyến nghị là 23 độ C (±5 độ C ).
3 Đồ Án Tốt Nghiệp Hình 1. 2 Thiết bị đo nhiệt độ không tiếp xúc chống đại dịch COVID-19 Nhiệt độ có thể được đo bằng các phương pháp tiếp xúc và không tiếp xúc. Tuy nhiên, để cung cấp liên hệ chính xác phép đo, đối tượng thử nghiệm và cảm biến phải ở trạng thái cân bằng nhiệt, điều này có thể dẫn đến thời gian phản hồi lâu hơn và đọc độ không chính xác được bù đắp bởi nhiệt độ môi trường xung quanh. Hơn nữa, phép đo không tiếp xúc sử dụng tia hồng ngoại bức xạ cung cấp dữ liệu nhiệt độ nhanh chóng và chính xác mà không cần chạm trực tiếp.
Trong những năm gần đây, phương pháp đo lường không xâm lấn đã được sử dụng cho nhiều ứng dụng như y tế, giám sát môi trường, nhà tự động hóa, điện tử ô tô, hàng không vũ trụ và các ứng dụng quân sự. Năm 2023 là một năm rất quan trọng không chỉ về kinh tế, xã hội mà nó còn mang một ý nghĩa rất to lớn về khoa học kĩ thuật. Các chuyên gia khẳng định rằng cả thế đang phục hồi và phát triển mạnh mẽ sau thời kì khủng hoảng của đại dịch Covid-19. Chính vì thế đây được xem như một thời cơ vô cùng thuận lợi để nước ta đẩy mạnh việc ứng dụng khoa học kĩ thuật vào trong đời sống.
Để đáp ứng nhu cầu hội nhập quốc tế đòi hỏi Việt Nam phải không ngừng cải thiện và quan tâm nhiều hơn đến các thiết bị đo nhiệt độ. Điều đó bắt buộc chúng ta phải áp dụng khoa học và công nghệ. Để đáp ứng nhu cầu đó các hệ thống thu thập nhiệt độ hồng ngoại không tiếp xúc dựa trên IOT để giám sát hoạt động được ra đời. 4 Đồ Án Tốt Nghiệp Dựa vào ứng dụng của công nghệ, khoa học IOT, cho phép giám sát mọi hoạt động một cách dễ dàng.
Người sử dụng không cần phải không cần thiết phải có mặt, có thể đi du lịch nghỉ dưỡng mà không cần lo lắng hay quan ngại gì vì đã có hệ thống thu thập nhiệt độ hồng ngoại không tiếp xúc dựa trên IOT để giám sát hoạt động.3 Nội dung và mục tiêu đề tài Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, phân tích và thiết kế được mạch có khả năng đo, giám sát, hiển thị và đưa ra cảnh báo tự động thông qua các thông tin thu thập về. Thông tin nhiệt độ được cảm biến đo chuyển tới khối xử lý dữ liệu. Hệ thống được đề xuất kết hợp cảm biến nhiệt độ MLX90614 để thu thập nhiệt độ của con người hoặc vật thể và màn hình LCD để hiển thị và báo động khi nhiệt độ quá cao. Các dữ liệu mà hệ thông lấy được sẽ được đưa lên firebase và app để tiện lợi cho quá trình giám sát.
Nội dung thực hiện. + Nội dung 1: Tìm hiểu và nghiên cứu cấu tạo phần cứng, nguyên lí hoạt động, tính năng của các module ESP8266 Node MCU, cảm biến hồng ngoại không tiếp xúc MLX90614, màn hình LCD 16x2 và module I2C. + Nội dung 2: Giao tiếp Module ESP8266 Node MCU với cảm biến hồng ngoại không tiếp xúc MLX90614. +Nội dung 3: Giao tiếp Module ESP8266 Node MCU với màn hình LCD 16x2 và module I2C.
+Nội dung 4: Tìm hiểu về Firebase. +Nội dung 5:Thiết kế, lập trình và điều khiển các thiết bị +Nội dung 6: Thiết kế mô hình sản phẩm +Nội dung 7:Đánh giá kết quả thực hiện 5 Đồ Án Tốt Nghiệp 1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Đề tài “ Hệ thống thu thập nhiệt độ hồng ngoại không tiếp xúc dựa trên IOT” với mục đích kiểm tra, hiển thị nhiệt độ giúp giảm thiểu độ phức tạp và tăng độ chính xác các dữ liệu đo được so với các phương pháp đo nhiệt độ truyền thống. Đây cũng có thể được coi là một bước tiến lớn trong việc đo nhiệt độ cơ thể để kiểm tra, dự đoán tình trạng sức khỏe con người.
Tuy nhiên trong đề tài này, chúng em chỉ mới nghiên cứu, hoàn thành hệ thống dưới phạm vi phòng thí nghiệm trong nhà trường và có điểm hạn chế là chưa áp dụng được vào qui mô lớn trong công nghiệp.5 Kết luận chương Trong chương này chúng em đã giới thiệu và trình bày một cách tổng quan về “ Hệ thống thu thập nhiệt độ hồng ngoại không tiếp xúc dựa trên IOT”. Hệ thống sẽ giúp ta kiểm tra nhiệt độ ở một khoảng cách nhất định mà không cần phải tiếp xúc từ đó có thể đưa ra cảnh báo tự động thông qua các dữ liệu được thu về nếu vượt ngưỡng cho phép. Các dữ liệu đo được sẽ được hiển thị trên LCD và Firebase. 6 Đồ Án Tốt Nghiệp CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÍ THUYẾT, PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ HỆ THỐNG THU THẬP NHIỆT ĐỘ HỒNG NGOẠI KHÔNG TIẾP XÚC DỰA TRÊN IOT. Trong chương này, đầu tiên em sẽ giới thiệu sơ bộ về lịch sử phát triển và hình thành, cấu trúc cơ bản của hệ thống IOT. Sau đó, chúng em sẽ nêu lên những cơ sở lí thuyết về quang học và phổ ánh sáng hấp thụ nhiệt độ. Tiếp đến, em sẽ xây dựng sợ đồ khối và chức năng của từng khối cho hệ thống để có thể dễ dàng thấy được một cách tổng quan nhất về đề tài mà chúng em nghiên cứu.
Cuối cùng sẽ là phân tích thiết kế phần cứng và phần mềm cho hệ thống.1 Lịch sử phát triển và hình thành của hệ thống Internet of things (IoT) Thuật ngữ ” Internet of things”( viết tắt là IoT) dạo gần đây xuất hiện khá nhiều và thu hút không ít sự quan tâm chú ý của thế giới công nghệ. Vì sự bùng nổ của IoT trong tương lai sẽ có tác động mạnh mẽ tới cuộc sống, công việc và xã hội loài người. Thực tế thì Internet of things đã xuất hiện từ nhiều thập kỷ trước. Tuy nhiên mãi đến những năm 1999 cụm từ IoT mới được đưa ra bởi Kevin Ashton, Ông là một nhà khoa học đã sáng lập ra Trung tâm Auto-ID ở đại học MIT, nơi thiết lập các quy chuẩn toàn cầu cho RFID (một phương thức giao tiếp không dây dùng sóng radio) cũng như một số loại cảm biến khác.
Vào năm 1982, đã có những ý tưởng đầu tiên về một mạng lưới các thiết bị thông minh được đưa ra thảo luận rộng rãi. Và đó cũng đánh dấu sự ra đời của chiếc máy bán nước Cocacola ở Đại học Carnegie Mellon. Nó đã trở thành thiết bị đầu tiên được kết nối Internet, có khả năng báo cáo kiểm kho và báo cáo độ lạnh của những chai nước mới đưa vào máy. Năm 1999, Kevin Ashton lần đầu tiên đề cập đến Internet of Things tại buổi thuyết trình của công ty Procter & Gamble.
Năm 2000 – 2013, Internet of things (IoT) được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi vào các lĩnh vực đời sống như đồ gia dụng, thiết bị chăm sóc sức khỏe. 7 Đồ Án Tốt Nghiệp Một số sản phẩm tiêu biểu như: Fibit – đồng hồ theo dõi sức khỏe, máy tạo nhịp tim không dây, dịch vụ vận chuyển hàng không,… Năm 2014, số lượng thiết bị di động và máy móc kết nối với internet vượt dân số thế giới lúc bấy giờ. Và cuối cùng đến năm 2015, các mô hình robot IoT, trang trại IoT được công bố và đưa vào ứng dụng cũng như phát triển cho đến ngày nay Hình 2. 1 Lịch sử phát triển và hình thành của hệ thống IOT.2 Cấu trúc cơ bản của một hệ thống ứng dụng công nghệ IOT Kiến trúc của IOT gồm bốn thành phần cơ bản chính gồm: Vạn vật (Things), Trạm kết nối (Gateways), Hạ tầng mạng (Internet) và cuối cùng là lớp dịch vụ (Service).
Vạn vật (Things): Ngày nay có vô vàn vật dụng đang hiện hữu trong cuộc sống, ở trên các khu canh tác, ở trong nhà hoặc trên chính các thiết bị lưu động của người dùng. Giải pháp IoT giúp các thiết bị thông minh được sàng lọc, kết nối và quản lý dữ liệu của đối tượng nông nghiệp một cách cục bộ, còn các thiết bị chưa thông minh thì có thể kết nối được thông qua các trạm kết nối. Từ đó, các thiết bị, vật dụng sẽ có thể thực hiện nhiệm vụ của mình đối với đối tượng nông nghiệp cần quản lý.