Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Ngành công nghiệp dệt may giữ vai trò là một trong những ngành kinh tế trọng điểm tại Việt Nam, thu hút lực lượng lao động rất lớn tham gia vào quy trình sản xuất. Tuy nhiên, môi trường làm việc trong các nhà máy dệt may luôn tiềm ẩn nhiều yếu tố độc hại và rủi ro nghề nghiệp nghiêm trọng như: nồng độ bụi bông, bụi hóa chất cao lơ lửng trong không khí, khí thải sinh ra từ hệ thống máy móc, điều kiện ánh sáng không đạt chuẩn tại các khu vực thao tác, cùng nguy cơ hỏa hoạn do vật liệu dệt may có tính bắt lửa cao. Những tác nhân này trực tiếp gây ra các bệnh lý về phổi, đường hô hấp, mắt, da và các bệnh nghề nghiệp mãn tính cho công nhân.
Mặc dù các doanh nghiệp đã áp dụng quy định bảo hộ lao động và bố trí nhân sự giám sát an toàn, hình thức kiểm tra thủ công bộc lộ nhiều hạn chế về tính liên tục, khả năng phản ứng tức thời và phạm vi bao quát. Mặt khác, các hệ thống tự động hóa công nghiệp hiện có trên thị trường đa phần được thiết kế cho các nhà máy quy mô lớn với chi phí đầu tư và bảo trì rất cao, không tương thích với điều kiện tài chính và hạ tầng của các cơ sở sản xuất quy mô vừa và nhỏ. Do đó, yêu cầu cấp thiết đặt ra là phải xây dựng một hệ thống giám sát an toàn tự động, vận hành liên tục 24/7, có chi phí triển khai tối ưu, độ trễ thấp và tích hợp công nghệ Internet of Things (IoT) để quản lý đa điểm từ xa.
Khóa luận xác định các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể bao gồm:
- Giám sát và thu thập dữ liệu từ các cảm biến đo nồng độ bụi (PM1.0, PM2.5, PM10), nồng độ khí CO2, nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng và phát hiện dấu hiệu cháy nổ (khói, khí dễ cháy, ngọn lửa) trong nhà máy thông qua mạng truyền thông không dây LoRa.
- Tự động kích hoạt cơ chế cảnh báo tại chỗ bằng âm thanh và hình ảnh khi các thông số môi trường vượt ngưỡng nguy hiểm cho phép.
- Thiết kế giao diện người dùng trực quan trên màn hình cảm ứng gắn tại bộ xử lý trung tâm bằng thư viện đồ họa LVGL.
- Hiển thị đồng bộ dữ liệu thời gian thực lên màn hình giám sát trung tâm và nền tảng Web quản trị từ xa.
- Thực hiện điều khiển đóng/ngắt các thiết bị điện phụ tải (đèn chiếu sáng, quạt thông gió, thiết bị phụ trợ) trực tiếp từ màn hình hoặc thông qua ứng dụng Web với lệnh truyền nhận qua LoRa.
- Xây dựng chức năng hẹn giờ (Timer) tự động điều khiển trạng thái làm việc của các thiết bị.
- Triển khai cơ chế lưu trữ dữ liệu đệm cục bộ nhằm bảo đảm an toàn dữ liệu và khôi phục đồng bộ khi xảy ra sự cố mất kết nối mạng Internet.
- Xây dựng trang Web quản lý tích hợp biểu đồ trực quan hóa dữ liệu lịch sử phục vụ công tác thống kê, phân tích.
- Đối tượng nghiên cứu: Phương thức giao tiếp giữa vi điều khiển với các module cảm biến/chấp hành, các chuẩn giao thức truyền thông không dây (LoRa, Wi-Fi), chuẩn giao tiếp phần cứng (I2C, SPI, UART) và giải pháp tích hợp giữa tầng phần cứng nhúng với nền tảng điện toán đám mây Google Firebase.
- Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống mô hình thực nghiệm hoàn chỉnh gồm 01 bộ xử lý trung tâm (Gateway), 01 thiết bị cảm biến (Sensor Node) và 02 thiết bị điều khiển (Control Node), vận hành thử nghiệm trong điều kiện môi trường nhà xưởng dệt may quy mô vừa và nhỏ.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đồ án xây dựng dựa trên khung lý thuyết về mạng cảm biến không dây (WSN), hệ thống nhúng điều khiển phân tán và nền tảng đám mây IoT:
- Chuẩn truyền thông không dây:
- Wi-Fi (IEEE 802.11 b/g/n): Tần số 2.4 GHz, đảm nhiệm truyền nhận dữ liệu tốc độ cao giữa bộ xử lý trung tâm và máy chủ đám mây.
- LoRa (Long Range): Hoạt động trên dải tần 410 MHz – 441 MHz (mặc định 433 MHz) sử dụng kỹ thuật điều chế Chirp Spread Spectrum (CSS) từ chip Semtech SX1278 (tích hợp trên module E32-433T20D), đáp ứng khả năng truyền dữ liệu xuyên vật cản ở cự ly xa với mức tiêu thụ năng lượng thấp.
- Chuẩn giao tiếp ngoại vi phần cứng:
- I2C (Inter-Integrated Circuit): Giao tiếp đồng bộ 2 dây (SDA, SCL) với cơ chế định địa chỉ thiết bị để kết nối các cảm biến SHT31, CCS811, BH1750FVI và module thời gian thực DS1307.
- SPI (Serial Peripheral Interface): Giao tiếp đồng bộ 4 dây tốc độ cao (SCK, MISO, MOSI, SS/CS) ở chế độ Full-Duplex để điều khiển màn hình cảm ứng TFT LCD 3.5 inch IC driver ILI9488.
- UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter): Giao tiếp nối tiếp dị bộ 2 dây (TX, RX) phục vụ kết nối module LoRa E32, cảm biến bụi PMS7003 và module phát âm thanh DFPlayer Mini (MP3-TF-16P).
- Nền tảng đám mây:
- Google Firebase: Sử dụng Firebase Realtime Database định dạng JSON để đồng bộ dữ liệu hai chiều thời gian thực giữa Gateway và Web App; Firebase Authentication nhằm bảo mật truy cập của người quản lý; kết hợp Firebase Storage và liên kết xuất dữ liệu qua Google Sheets.
- Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp phân tích yêu cầu: Xác định thông số kỹ thuật môi trường dệt may và các tiêu chuẩn an toàn lao động.
- Phương pháp phân tích và nghiên cứu tư liệu: Nghiên cứu tài liệu kỹ thuật của linh kiện, các đề tài về an toàn phòng cháy chữa cháy và đo lường chất lượng không khí.
- Phương pháp thiết kế hệ thống: Thiết kế phân tầng phần cứng (mạch in PCB, vỏ hộp) và phần mềm (lưu đồ thuật toán đa tác vụ).
- Phương pháp thực nghiệm và đánh giá: Lắp đặt mạch thực tế, cho hệ thống chạy liên tục để kiểm tra độ tin cậy, đo đạc độ trễ và sai số hoạt động (ngưỡng chấp nhận ±10%).
Thiết kế và triển khai hệ thống
Hệ thống được thiết kế theo kiến trúc phân tán gồm 4 khối chính, phối hợp chặt chẽ qua hạ tầng truyền thông không dây:
[ Sensor Node ] --(LoRa 433MHz)--> [ Gateway ESP32 ] <--(Wi-Fi)--> [ Firebase Cloud ]
[ Control Node ] <--(LoRa 433MHz)-- [ TFT LCD LVGL ] ^
|
[ Web Dashboard ]
| Khối hệ thống |
Vi điều khiển / IC chính |
Linh kiện & Cảm biến tích hợp |
Chức năng chính |
Giao tiếp |
| Thiết bị cảm biến (Sensor Node) |
ESP32 Dual-Core |
PMS7003, SHT31, CCS811, BH1750FVI, MP-4, KY-026, LoRa E32 |
Thu thập 8 chỉ số môi trường và an toàn cháy nổ; đóng gói gửi định kỳ về Gateway |
I2C, UART, Analog/Digital |
| Thiết bị điều khiển (Control Node) |
ESP32 Dual-Core |
Relay 5V (250VAC/10A), Module DFPlayer Mini (MP3-TF-16P), LoRa E32 |
Đóng ngắt quạt thông gió, hệ thống chiếu sáng; phát âm thanh cảnh báo tự động khi có sự cố |
UART, GPIO Relay |
| Bộ xử lý trung tâm (Gateway) |
ESP32 Dual-Core |
Màn hình TFT LCD 3.5" (ILI9488), RTC DS1307, LoRa E32 |
Nhận dữ liệu LoRa, điều hướng lệnh điều khiển, chạy giao diện LVGL, đồng bộ Firebase, quản lý hẹn giờ (Timer) |
SPI, I2C, UART, Wi-Fi |
| Khối nguồn (Power Supply) |
Nguồn xung / Step-down |
Adapter chuyển đổi nguồn 5VDC / 12VDC độc lập cho từng node |
Cung cấp điện áp ổn định, chống nhiễu nguồn giữa khối xử lý và khối công suất tải |
Cấp nguồn DC |
Thông số kỹ thuật của các linh kiện chính
| Linh kiện / Cảm biến |
Dải đo / Đặc tính kỹ thuật |
Sai số / Độ phân giải |
Chuẩn giao tiếp |
Điện áp hoạt động |
| Plantower PMS7003 |
Đo hạt bụi mịn PM1.0, PM2.5, PM10 (0.3 ~ 10 μm); dải 0 ~ 500 μg/m³ |
Nguyên lý tán xạ Laser (MIE theory) |
UART (TTL) |
4.5V ~ 5.5V |
| Sensirion SHT31 |
Nhiệt độ: -40°C ~ 125°C; Độ ẩm: 0% ~ 100% RH |
Nhiệt độ: ±0.2°C; Độ ẩm: ±2% RH |
I2C (tối đa 1 MHz) |
2.4V ~ 5.5V |
| ScioSense CCS811 |
Nồng độ eCO2 và TVOC; 5 chế độ làm việc (Mode 0 - 4) |
Cảm biến oxit kim loại (MOX) |
I2C |
1.8V ~ 3.3V |
| ROHM BH1750FVI |
Đo cường độ ánh sáng: 1 ~ 65535 lux |
Độ phân giải cao nhất: 0.5 lux |
I2C |
2.4V ~ 3.6V |
| Winsen MP-4 |
Khí dễ cháy (CH4, khí tự nhiên): 300 ~ 10000 ppm |
Cảm biến bán dẫn lớp mỏng |
Analog / Điện áp |
VH = 5V±0.1V |
| KY-026 |
Bức xạ hồng ngoại ngọn lửa (bước sóng đỉnh 760 ~ 1100 nm) |
Góc phát hiện ~60°, IC so sánh LM393 |
Digital / Analog |
3.3V ~ 5.0V |
| LoRa E32-433T20D |
Tần số 410 ~ 441 MHz, công suất 20 dBm (100 mW), cự ly ~3000 m |
Độ nhạy thu: -144 ~ -147 dBm; Buffer: 512 bytes |
UART |
2.5V ~ 5.5V |
| TFT LCD 3.5 inch |
Độ phân giải 320x480 pixels, 65K màu (16-bit) |
IC Driver ILI9488, cảm ứng điện dung |
SPI |
3.3V / 5.0V |
| RTC DS1307 |
Đếm thời gian thực (Giờ, phút, giây, ngày, tháng, năm) |
SRAM 56 bytes, chuyển nguồn pin dự phòng <500nA |
I2C |
3.3V ~ 5.5V |
Triển khai phần mềm và giải thuật
Phần mềm hệ thống được thiết kế theo cấu trúc module hóa với các luồng giải thuật xử lý song song:
- Tại Sensor Node: Thuật toán đọc cảm biến theo chu kỳ, lọc nhiễu tín hiệu, kiểm tra ngưỡng giới hạn an toàn. Khi phát hiện thông số vượt ngưỡng hoặc nhận tín hiệu thăm dò (polling) từ Gateway, vi điều khiển đóng gói khung dữ liệu và phát qua module LoRa.
- Tại Control Node: Thiết bị duy trì trạng thái lắng nghe trên kênh truyền LoRa. Khi nhận gói tin lệnh khớp mã định danh (Node ID), chương trình giải mã lệnh, kích hoạt trạng thái đóng/ngắt các Relay điều khiển thiết bị điện, hoặc gửi lệnh qua UART sang DFPlayer Mini để phát file âm thanh cảnh báo tương ứng.
- Tại Bộ xử lý trung tâm (Gateway): Thực thi vòng lặp đa nhiệm bao gồm: thu nhận gói tin LoRa từ Sensor Node, hiển thị tức thời lên màn hình TFT LCD qua thư viện LVGL, kiểm tra bộ đếm Timer, gửi chuỗi dữ liệu JSON lên Firebase Realtime Database qua kết nối Wi-Fi, và nhận lệnh điều khiển từ xa từ Web Server để phân phối lại cho các Control Node. Khi xảy ra ngắt kết nối Wi-Fi, hệ thống tự động kích hoạt bộ đệm lưu trữ dữ liệu vào bộ nhớ cục bộ để chuẩn bị đồng bộ bù.
- Tại Ứng dụng Web: Xây dựng giao diện Dashboard tương thích trên trình duyệt với tính năng xác thực đăng nhập, giám sát thời gian thực các thông số môi trường, đồ thị diễn biến lịch sử dữ liệu, nút điều khiển đóng/ngắt thiết bị và chức năng cấu hình tài khoản.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan
Trình bày lý do chọn đề tài xuất phát từ nhu cầu thực tiễn trong công tác bảo hộ lao động ngành dệt may trước các nguy cơ bụi bông, khí độc và hỏa hoạn. Xác định tính cấp thiết của việc phát triển một hệ thống tự động hóa giám sát an toàn giá thành hợp lý cho doanh nghiệp vừa và nhỏ. Khảo sát các công trình nghiên cứu liên quan trong và ngoài nước sử dụng nền tảng ESP8266, Arduino, LoRa, SIM/GSM và các dịch vụ đám mây (ThingSpeak, Firebase). Xác định đối tượng, phạm vi nghiên cứu (gồm 1 Gateway, 1 Node Sensor, 2 Node Control) cùng bố cục 5 chương của đồ án.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Cung cấp chi tiết cơ sở lý thuyết về các chuẩn giao thức không dây (Wi-Fi 802.11, công nghệ điều chế LoRa CSS) và giao thức truyền thông có dây (I2C, SPI, UART). Phân tích cấu trúc hoạt động của nền tảng đám mây Google Firebase bao gồm Firebase Realtime Database và Firebase Authentication. Khái quát nguyên lý làm việc, sơ đồ chân và thông số kỹ thuật chi tiết của các phần tử phần cứng: Vi điều khiển ESP32, cảm biến bụi laser PMS7003, cảm biến nhiệt ẩm SHT31, cảm biến khí CCS811, cảm biến quang BH1750FVI, cảm biến khí dễ cháy MP-4, cảm biến lửa KY-026, module thời gian thực DS1307, màn hình cảm ứng TFT LCD 3.5 inch ILI9488, module MP3 DFPlayer Mini và Relay 5V.
Chương 3: Thiết kế hệ thống
Xác định đầy đủ các yêu cầu chức năng và chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống (sai số hoạt động ±10%, sử dụng nguồn 5V/12VDC, độ trễ thấp). Thiết lập sơ đồ khối toàn hệ thống và đặc tả chi tiết 4 khối: Khối cảm biến, Khối điều khiển, Bộ xử lý trung tâm và Khối nguồn. Lựa chọn linh kiện dựa trên các bảng so sánh kỹ thuật (so sánh PMS7003 với SDS011, SHT31 với DHT11/DHT22, CCS811 với MH-Z19B, BH1750 với TSL2561, MP-4 với MQ-2, DS1307 với DS3231). Thiết kế sơ đồ nguyên lý phần cứng, vẽ mạch in PCB và xây dựng toàn bộ lưu đồ giải thuật phần mềm cho Sensor Node, Control Node, Gateway (bao gồm tác vụ Timer, truyền nhận LoRa, đồng bộ Firebase và xử lý giao diện màn hình LVGL).
Chương 4: Thi công hệ thống và kết quả
Trình bày kết quả gia công mạch in, lắp ráp linh kiện, đấu nối ngoại vi và đóng hộp hoàn thiện phần cứng cho 3 khối thiết bị. Giới thiệu giao diện vận hành thực tế trên màn hình TFT LCD của Gateway và hệ thống các trang chức năng trên nền tảng Web quản trị (đăng nhập, bảng điều khiển thiết bị, bảng giám sát cảm biến thời gian thực, trang biểu đồ lịch sử và trang đổi mật khẩu). Tiến hành thử nghiệm chức năng thực tế với các yếu tố nguy hiểm mô phỏng (khói, lửa, bụi, nồng độ khí tăng cao), kiểm tra khả năng truyền nhận LoRa và tính ổn định khi vận hành liên tục.
Chương 5: Kết luận và hướng phát triển
Đánh giá tổng kết các mục tiêu đã đạt được: chế tạo thành công hệ thống phần cứng và phần mềm hoàn chỉnh, đáp ứng đầy đủ yêu cầu giám sát, cảnh báo tự động và điều khiển từ xa với chi phí thấp. Chỉ ra các hạn chế hiện tại về quy mô thử nghiệm mô hình và đề xuất các định hướng mở rộng nghiên cứu trong tương lai.
Kết quả và đóng góp
Kết quả thực nghiệm chính
- Chế tạo hoàn chỉnh phần cứng dạng module hóa được đóng hộp bảo vệ, bao gồm 01 bộ Gateway trung tâm, 01 Sensor Node và 02 Control Node hoạt động đồng bộ.
- Hệ thống thu thập chính xác và truyền nhận ổn định 8 thông số môi trường (Bụi PM1.0/PM2.5/PM10, CO2, nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, khói/khí gas, lửa) thông qua sóng LoRa 433 MHz với độ trễ thấp và sai số nằm trong giới hạn cho phép ±10%.
- Cơ chế cảnh báo tại chỗ phản ứng tức thời: tự động phát âm thanh cảnh báo qua loa và xuất thông tin cảnh báo lên màn hình TFT LCD khi các chỉ số vượt ngưỡng an toàn.
- Hệ thống điều khiển chấp hành vận hành chính xác: đóng/ngắt các Relay điều khiển quạt thông gió và đèn chiếu sáng thông qua nút bấm trên giao diện TFT LCD, qua trang Web hoặc theo lịch trình hẹn giờ (Timer).
- Nền tảng Web quản trị tích hợp Google Firebase hoạt động ổn định, cho phép đăng nhập xác thực, cập nhật dữ liệu liên tục theo thời gian thực và trực quan hóa lịch sử đo lường bằng đồ thị.
Giải pháp và kiến nghị
- Đề xuất giải pháp mạng kết hợp: Sử dụng LoRa cho mạng nội bộ nhà xưởng để vượt qua các rào cản về khoảng cách và tường chắn kim loại/máy móc công nghiệp mà không phụ thuộc vào dây dẫn, kết hợp Wi-Fi tại trạm Gateway để đẩy dữ liệu lên máy chủ đám mây.
- Đề xuất cơ chế lưu trữ cục bộ tạm thời tại Gateway để chống mất mát dữ liệu khi hạ tầng Internet của nhà máy gặp sự cố gián đoạn.
Đóng góp của đề tài
- Tự thiết kế và thi công hoàn chỉnh cả phần cứng (mạch in PCB chuyên dụng) và phần mềm điều khiển nhúng, không sử dụng các kit phát triển rời rạc.
- Tích hợp giao diện đồ họa cảm ứng tại chỗ (LVGL trên TFT LCD) song song với giao diện đám mây (Web App Firebase), giúp công nhân tại phân xưởng và cán bộ tại phòng điều hành đều có thể theo dõi và can thiệp kịp thời.
- Cung cấp một giải pháp kỹ thuật có chi phí lắp đặt và vận hành thấp, khả thi để ứng dụng trực tiếp cho các nhà máy dệt may vừa và nhỏ tại Việt Nam.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Hệ thống mới dừng lại ở quy mô thử nghiệm mô hình với số lượng node giới hạn (01 Sensor Node và 02 Control Node); chưa triển khai đánh giá dài hạn trong môi trường công nghiệp có độ nhiễu điện từ cực cao và bụi sợi đậm đặc liên tục nhiều tháng.
- Hướng nghiên cứu tiếp:
- Mở rộng số lượng node cảm biến và node điều khiển, nâng cấp giao thức truyền thông thành mô hình mạng Mesh (LoRa Mesh) hoặc chuẩn công nghiệp LoRaWAN để quản lý diện tích nhà xưởng lớn.
- Tích hợp thêm các cảm biến chuyên dụng phục vụ các công đoạn dệt nhuộm phức tạp (như cảm biến đo nồng độ hóa chất bay hơi chuyên sâu, cảm biến áp suất, lưu lượng khí).
- Ứng dụng các thuật toán học máy (Machine Learning/AI) tại biên hoặc trên máy chủ để phân tích dữ liệu lịch sử, dự báo sớm các nguy cơ cháy nổ và tự động tối ưu hóa chế độ thông gió, chiếu sáng nhằm tiết kiệm điện năng.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị kỹ thuật cao đối với:
- Sinh viên và học viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Máy tính, Điện tử - Viễn thông, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, IoT: Cung cấp tài liệu thiết kế chi tiết từ sơ đồ nguyên lý mạch, layout PCB, đến kỹ thuật lập trình vi điều khiển ESP32 giao tiếp đồng thời nhiều loại cảm biến qua I2C, SPI, UART.
- Người làm đề tài về mạng cảm biến LoRa và nền tảng IoT: Cung cấp giải pháp triển khai thực tế việc kết hợp module LoRa E32-433T20D với nền tảng Google Firebase và thiết kế giao diện đồ họa nhúng với thư viện LVGL trên màn hình TFT ILI9488.
- Kỹ sư và nhà quản lý kỹ thuật tại các nhà máy sản xuất: Tham khảo mô hình kiến trúc giám sát an toàn lao động phân tán, chi phí thấp nhằm cải thiện điều kiện môi trường làm việc tại các phân xưởng dệt may, da giày, chế biến gỗ.
Câu hỏi thường gặp
1. Hệ thống sử dụng công nghệ truyền thông nào để kết nối giữa các node cảm biến, node điều khiển với bộ xử lý trung tâm?
Hệ thống sử dụng công nghệ truyền thông không dây LoRa thông qua module E32-433T20D (tần số 433 MHz, công suất 20 dBm, cự ly lý thuyết lên đến 3000 m). Module này kết nối với vi điều khiển ESP32 thông qua chuẩn giao tiếp UART.
2. Nồng độ bụi trong không khí được đo lường bằng cảm biến nào và theo nguyên lý gì?
Hệ thống sử dụng cảm biến Plantower PMS7003 để đo nồng độ các hạt bụi mịn PM1.0, PM2.5 và PM10 trong dải đo từ 0.3 μm đến 10 μm. Cảm biến hoạt động dựa trên nguyên lý tán xạ laser (chiếu tia laser vào luồng không khí mẫu) và tính toán nồng độ bụi theo lý thuyết tán xạ MIE.
3. Giao diện người dùng tại bộ xử lý trung tâm (Gateway) được xây dựng bằng công nghệ gì?
Giao diện tại chỗ được thiết kế trên màn hình cảm ứng TFT LCD 3.5 inch (độ phân giải 320x480, IC driver ILI9488, giao tiếp qua bus SPI) sử dụng thư viện đồ họa mã nguồn mở LVGL, cho phép theo dõi giá trị cảm biến và trực tiếp thao tác điều khiển thiết bị.
4. Dữ liệu giám sát từ Gateway được đồng bộ lên máy chủ đám mây qua nền tảng nào?
Gateway kết nối Internet qua Wi-Fi 2.4 GHz tích hợp trên ESP32 để truyền và nhận dữ liệu thời gian thực với nền tảng Google Firebase (sử dụng Firebase Realtime Database dạng JSON, Firebase Authentication để bảo mật người dùng và lưu trữ dữ liệu).
5. Hệ thống xử lý như thế nào khi phát hiện các hiện tượng nguy hiểm (cháy, nồng độ khí gas hoặc bụi vượt ngưỡng)?
Khi phát hiện thông số vượt ngưỡng, vi điều khiển kích hoạt cơ chế cảnh báo: Gateway hiển thị cảnh báo lên màn hình và gửi dữ liệu lên Web; đồng thời lệnh truyền qua LoRa đến Control Node để kích hoạt module DFPlayer Mini phát âm thanh cảnh báo và tự động bật quạt thông gió hoặc ngắt các thiết bị điện liên quan qua Relay.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển và giám sát an toàn nhà máy dệt may" đã hoàn thành trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu và chế tạo thành công một hệ thống IoT giám sát an toàn lao động toàn diện. Bằng việc kết hợp vi điều khiển ESP32, mạng truyền thông không dây LoRa tầm xa và nền tảng đám mây Google Firebase, hệ thống giải quyết hiệu quả bài toán giám sát liên tục các yếu tố môi trường (bụi mịn, khí CO2, nhiệt độ, ánh sáng, cháy nổ) với độ trễ thấp và độ tin cậy cao. Kết quả thực nghiệm phần cứng đóng hộp hoàn chỉnh cùng giao diện giám sát kép (màn hình TFT LCD LVGL và Web Dashboard) khẳng định tính khả thi vượt trội của giải pháp trong việc ứng dụng thực tế tại các nhà máy dệt may quy mô vừa và nhỏ.
