BÞ GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯âNG Đ¾I HàC QUÀN LÝ VÀ CÔNG NGHà HÀI PHÒNG ---------------------------------------------- Đà ÁN TÞT NGHIàP NGÀNH ĐIàN TĀ ĐÞNG CÔNG NGHIàP Sinh viên : Kim Văn Dinh GiÁng viên h°áng dÉn:TS. Đoàn Hữu Chāc HÁi Phòng -2023 -1- BÞ GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯âNG Đ¾I HàC QUÀN LÝ VÀ CÔNG NGHà HÀI PHÒNG ----------------------------------- THIÀT KÀ Hà THÞNG ĐO VÀ GIÁM SÁT ĐÞ ÆM ĐÂT Đà ÁN TÞT NGHIàP Đ¾I HàC Hà CHÍNH QUY NGÀNH ĐIàN TĀ ĐÞNG CÔNG NGHIàP Sinh viên thāc hián : Kim Văn Dinh GiÁng viên h°áng dÉn: TS. Đoàn Hữu Chāc HÁi Phòng - 2023 -2- BÞ GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯âNG Đ¾I HàC QUÀN LÝ VÀ CÔNG NGHà HÀI PHÒNG ---------------------------------------------- NHIàM VĀ Đ TÀI TÞT NGHIàP Sinh viên : Kim Văn Dinh - MSV : 1412102101 Láp : DC 1901 Ngành : Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đà tài : Nghiên cāu, thiết kế hệ thống đo và giám sát nồng độ chÁt độc – hại trong không khí āng dụng công nghệ Internet vạn vật NHIàM VĀ Đ TÀI -3- 1.Nßi dung và các yêu cÅu cÅn giÁi quyÁt trong nhiám vā đà tài tßt nghiáp ( và lý luËn, thāc tißn, các sß liáu cÅn tính toán và các bÁn v¿). Các sß liáu cÅn thiÁt để tính toán.Đßa điểm thāc tËp tßt nghiáp.
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&& CÁC CÁN BÞ H¯àNG DÈN Đ TÀI TÞT NGHIàP -4- Há và tên : Đoàn Hữu Chāc Hác hàm, hác vß : Tiến sĩ C¢ quan công tác : Trường Đại học qu¿n lý và công nghệ H¿i Phòng Nßi dung h°áng dÉn: …………………………………………………………………………. Đề tài tốt nghiệp được giao ngày 07 tháng 11 năm 2022 Yêu cầu ph¿i hoàn thành xong trước ngày 18 tháng 02 năm 2023 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Giảng viên hướng dẫn Kim Văn Dinh Đoàn Hữu Chāc Hải Phòng, ngày tháng năm 2023 TR¯ỞNG KHOA TS. Đoàn Hÿu Chức -5- Cßng Hòa Xã Hßi Chă Nghĩa Viát Nam Đßc lËp - Tā do - H¿nh phúc PHIÀU NHÊN XÉT CĂA GIÀNG VIÊN H¯àNG DÈN TÞT NGHIàP Há và tên giÁng viên :Đoàn Hữu Chāc Đ¢n vß công tác :Trường Đại học Qu¿n lý và Công nghệ H¿i Phòng Há và tên sinh viên : Kim Văn Dinh Chuyên ngành : Điện Tự Động Công Nghiệp Nßi dung h°áng dÉn : Toàn bộ đề tài 1. Tinh thÅn thái đß căa sinh viên trong quá trình làm đà tài tßt nghiáp.
Đánh giá chÃt l°ÿng căa đá án/khóa luËn ( so vái nßi dung yêu cÅu đã đà ra trong nhiám vā Đ.N, trên các mặt lý luËn, thāc tißn, tính toán sß liáu. Ý kiÁn căa giÁng viên h°áng dÉn tßt nghiáp Được b¿o vệ Không được b¿o vệ Điểm hướng dẫn Hải Phòng, ngày.năm 2023 GiÁng viên h°áng dÉn ( ký và ghi rõ họ tên) -6- Cộng hòa xã hội chÿ nghĩa Việt Nam Đßc lËp - Tā do - H¿nh phúc PHIÀU NHÊN XÉT CĂA GIÀNG VIÊN CHÂM PHÀN BIàN Há và tên giÁng viên &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& Đ¢n vß công tác:. Há và tên sinh viên:. PhÅn nhËn xét căa giÁng viên chÃm phÁn bián.
Nhÿng mặt còn h¿n chÁ. Ý kiÁn căa giÁng viên chÃm phÁn bián Được b¿o vệ Không được b¿o vệ Điểm ph¿n biện Hải Phòng, ngày.năm 2023 GiÁng viên chÃm phÁn bián (ký và ghi rõ họ tên) -7- MĀC LĀC CH¯¡NG 1. TâNG QUAN V INTERNET V¾N VÊT. GIàI THIàU V INTERNET V¾N VÊT.
Giái thiáu và Internet of Things (IoT). Lßch sử hình thành .2 CÔNG NGHà ETHERNET. Các đặc tính chung căa Ethernet. Ho¿t đßng căa Ethernet.
Các lo¿i m¿ng Ethernet. Các há thßng Ethernet 10Mb/s :. Các há thßng Ethernet 100 Mb/s – Ethernet cao tốc (Fast Ethernet ). Các há thßng Giga Ethernet.
Giái thiáu và ESP8266 NodeMCU. Arduino Ethernet Shield.17 Thông sß kÿ thuËt. GIàI THIàU CÁC CÀM BIÀN. Nguyên lý ho¿t đßng căa ADC.
ADC d¿ng flash (Flash ADC). ADC xÃp xỉ liên tiÁp. ADC Sigma-Delta. Đß phân giÁi căa ADC.
MODULE CÀM BIÀN KHÍ GA MQ2. MODULE CÀM BIÀN KHÍ GA MQ135. GIÁM SÁT NÞNG ĐÞ KHÍ GAS QUA INTERNET 3. ThiÁt kÁ há thßng&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&26 3.
CÁm biÁn MQ135 và Arduino. Giám sát đß Çm qua Internet .35 TÀI LIàU THAM KHÀO .38 1 LâI NÓI ĐÄU Công nghệ Internet vạn vật IoT đang ngày càng được āng dụng rộng rãi trong mọi mặt cÿa cuộc sống. IoT cũng đang là động lực phát triển cho các lĩnh vực khác như điều khiển, giám sát thiết bị, hệ thống từ xa qua Internet, ví dụ như đo lường, c¿nh báo và điều khiển hệ thống giám sát các thông số cÿa môi trường. Với lý do đó em lựa chọn đề tài ‘Nghiên cāu, thiết kế hệ thống đo và giám sát nồng độ chÁt độc – hại trong không khí āng dụng công nghệ Internet vạn vật ‘ làm đồ án tốt nghiệp cÿa mình.
Trong quá trình thực hiện đồ án em đã được thầy Đoàn Hữu Chāc tận tình hướng dẫn. Em chân thành c¿m ơn những chỉ b¿o hướng dẫn cÿa thầy. Do kiến thāc và thời gian làm đồ án có hạn nên không tránh còn các thiếu sót em rÁt mong các thầy và các bạn góp ý để b¿n đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành c¿m ơn ! Hải Phòng, ngày tháng năm 2023 Sinh viên thực hiện Kim Văn Dinh 2 CH¯¡NG 1.
TâNG QUAN V INTERNET V¾N VÊT 1. GIàI THIàU V INTERNET V¾N VÊT 1. Giái thiáu và Internet of Things (IoT) Khi nhu cầu phát triển các āng dụng liên quan đến Internet ngày càng cao. Và IoT (Internet of things) là một công nghệ quan trọng mà tÁt c¿ các thiết bị có thể kết nối với nhau.
Việc kết nối thì có thể thực hiện qua Wi-Fi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại…Về cơ b¿n, IoT là một hệ thống mạng lưới mà trong đó tÁt c¿ các thiết bị, đối tượng được kết nối Internet thông qua thiết bị mạng (network devices) hoặc các bộ định tuyến (routers). IoT cho phép các đối tượng được điều khiển từ xa dựa trên hệ thống mạng hiện tại. Công nghệ tiên tiến này giúp gi¿m công sāc vận hành cÿa con người bằng cách tự động hóa việc điều khiển các thiết bị.Các thành phần chính trong một hệ thống IoT. - Thiết bị: Mỗi thiết bị sẽ bao gồm một hoặc nhiều c¿m biến để phát hiện các thông số cÿa āng dụng và gửi chúng đến Platform.
- IoT – Platform: • Nền t¿ng này là một phần mềm được lưu trữ trực tuyến còn được gọi là điện toán đám mây, các thiết bị được kết nối với nhau thông qua nó. • Nền t¿ng này thu thập dữ liệu từ thiết bị, toàn bộ dữ liệu được phân tích, xử lý, phát hiện nếu có lỗi phát sinh trong quá trình hệ thống vận hành. - Kết nối Internet: Để giao tiếp được trong IoT, kết nối Internet cÿa các thiết bị là một điều bắt buộc. Wifi là một trong những phương thāc kết nối Internet phổ biến.
- Āng dụng: Āng dụng là giao diện để người dùng điều khiển. Lßch sử hình thành 3 Khái niệm về một mạng lưới thiết bị được kết nối với nhau đã được th¿o luận vào đầu năm 1982, với một máy bán hàng tự động Coke được thực hiện ở Đại học Carnegie Mellon trở thành thiết bị kết nối Internet đầu tiên trên thế giới. Thuật ngữ <Internet of things= được sử dụng lần đầu tiên bởi Kevin Ashton vào năm 1999. Sau đó IoT tr¿i qua nhiều giai đoạn và có bước phát triển nh¿y vọt cho đến ngày nay.
Lịch sử hình thành ➢ Nhà thông minh (Smart Home) BÁt cā khi nào chúng ta nghĩ về các hệ thống IoT, āng dụng quan trọng, hiệu qu¿ và nổi bật nhÁt được nhắc đến chính là Smart Home – āng dụng IOT xếp hạng cao nhÁt trên tÁt c¿ các kênh. Hiện nay do nhu cầu muốn được sở hữu căn hộ thông minh cÿa người dùng ngày càng cao nên nhà thông minh là một trong những āng dụng được nhiều người quan tâm. Một ngôi nhà có thể giúp bạn qu¿n lý các thiết bị điện thông minh điều khiển từ xa, thông qua internet hoặc các thiết bị điện tử bạn đang sử dụng như laptop, điện thoại,… Bạn sẽ có được sự nghỉ ngơi tho¿i mái với smarthome. Bạn không ph¿i mÁt nhiều thời gian và công sāc để đi lên đi xuống bật tắt điện, điều hòa, hay không ph¿i đi ra đi vào để mở rèm cửa, mở cửa nhà, cổng… TÁt c¿ có thể tự động thông qua hệ thống c¿m āng và hệ thống tự động.
Bên cạnh đó, bạn còn có thể kiểm soát ngôi nhà cÿa mình với hệ thống an ninh tự động, hệ thống giám sát từ xa,… 4 Hình 1. Nhà thông minh (Smart Home) ➢ Giao thông thông minh An toàn là điều đầu tiên khi nghĩ đến tác động cÿa IoT đối với giao thông vận t¿i. Ý tưởng đưa ra là các phương tiện có kh¿ năng liên lạc với nhau bằng cách sửdụng dữ liệu đã được phân tích để có thể gi¿m đáng kể các sự cố tai nạn x¿y ra khi tham gia giao thông. Sử dụng c¿m biến, các phương tiện như ô tô, xe buýt được c¿nh báo nguy cơ tiềm ẩn trên đường, hoặc thậm chí là tình trạng ùn tắc giao thông ở một số tuyến đường.
Dịch vụ vận chuyển hàng hóa cũng được āng dụng từ công nghệ này. Công nghệ qu¿n lý lịch trình vận chuyển, tối ưu hóa các tuyến giao hàng, māc tiêu thụ nhiên liệu cÿa phương tiện, giám sát tốc độ cÿa tài xế giao hàng tuân thÿ quy định an toàn nhằm mang lại những lợi ích về kinh tế và sự hài lòng cÿa khách hàng. ➢ Y tÁ thông minh IoT có các āng dụng khác nhau trong chăm sóc sāc khỏe, từ các thiết bị giám sát từ xa đến các bộ c¿m āng tiên tiến và thông minh để tích hợp thiết bị. Nó có tiềm năng để c¿i thiện cách thāc các bác sĩ chăm sóc và giữ cho bệnh nhân an toàn và khỏe mạnh.
Miếng dãn theo dõi sāc khỏe cho bệnh nhân: bạn không cần đến bác sĩ, những thông số về nhịp tim, huyết áp, đều được thu thập từ xa được phân tích sau đó chuẩn đoán để đưa ra tình trạng sāc khỏe hiện tại cÿa bệnh nhân và có thể dự đoán nguy cơ mắc bệnh nhằm có biện pháp phòng ngừa kịp thời. Mô hình chăm sóc sức khỏe ➢ Nông nghiáp (Smart Farming) Mô hình nhà kín là một trong những āng dụng điển hình cÿa công nghệ IoT được áp dụng trong lĩnh vực nông nghiệp. Và ở nước ta đã được áp dụng rộng rãi. Bên trong hệ thống này cây trồng hoàn toàn cách ly với điều kiện thời tiết bên ngoài, việc điều khiển nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng đều tự động hóa.
Đồng thời theo dõi được tình trạng phát triển cÿa cây trồng, xác định thời gian thu hoạch, gi¿m thiểu tối đa công suÁt người lao động.