Đồ án HCMUTE: Hệ thống phòng cháy chữa cháy giám sát qua internet

Đồ án nghiên cứu hcmute hệ thống phòng cháy chữa cháy giám sát qua internet, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài toán .

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ Án Tốt Nghiệp

2019

116
0
0

Phí lưu trữ

35 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay

1.2. Tính cấp thiết của đề tài

1.3. Mục tiêu thiết kế

1.4. Giới hạn đề tài

1.5. Đối tượng phạm vi nghiên cứu

1.6. Phương pháp tiếp cận

1.7. Nội dung đồ án

1.8. Bố cục của đồ án

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN

2.1. Tổng quan PCCC bên ngoài

2.2. Chức năng các thiết bị trong hệ thống báo cháy

2.3. Các chuẩn giao tiếp

2.3.1. Chuẩn giao tiếp UART

2.3.2. Chuẩn giao tiếp I2C

3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

3.1. Thiết kế mô hình hệ thống phòng cháy chữa cháy

3.2. Thiết kế và xây dựng hệ thống

3.2.1. Sơ đồ khối hệ thống

3.2.2. Tính toán, thiết kế phần cứng

3.3. Thiết kế phần mềm cho hệ thống

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ, THỰC NGHIỆM VÀ NHẬN XÉT

4.1. Thi công phần cứng

4.1.1. Thi công mạch

4.1.2. Thi công mô hình

4.2. Kết quả thi công

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1. Kết luận

5.2. Hướng phát triển

PHỤ LỤC 1: TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 2: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG TRANG WEB

Tóm tắt

I. Tổng quan về hệ thống phòng cháy chữa cháy giám sát qua internet tại HCMUTE

Hệ thống phòng cháy chữa cháy (PCCC) giám sát qua internet tại HCMUTE là một giải pháp hiện đại nhằm nâng cao hiệu quả trong việc phát hiện và xử lý các sự cố cháy nổ. Hệ thống này không chỉ giúp bảo vệ tài sản mà còn đảm bảo an toàn cho tính mạng con người. Việc ứng dụng công nghệ Internet of Things (IoT) vào hệ thống PCCC cho phép người dùng giám sát và điều khiển từ xa thông qua các thiết bị kết nối internet. Điều này mang lại sự tiện lợi và nhanh chóng trong việc phản ứng với các tình huống khẩn cấp. Hệ thống được thiết kế với nhiều cảm biến hiện đại, có khả năng phát hiện khói, nhiệt độ và lửa, đồng thời gửi cảnh báo đến người dùng qua tin nhắn hoặc cuộc gọi khi có sự cố xảy ra.

1.1. Tính cấp thiết của hệ thống

Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng, nhu cầu về an toàn cháy nổ ngày càng cao. Hệ thống PCCC giám sát qua internet không chỉ giúp phát hiện sớm các nguy cơ cháy nổ mà còn giảm thiểu thiệt hại do cháy gây ra. Việc sử dụng công nghệ hiện đại giúp nâng cao độ tin cậy của hệ thống, đồng thời giảm thiểu các báo động giả do bụi hoặc khói thuốc lá. Hệ thống này còn cung cấp hướng dẫn thoát hiểm an toàn, giúp người dân nhanh chóng rời khỏi khu vực nguy hiểm. Đầu tư vào hệ thống PCCC thông minh là một bước đi cần thiết để bảo vệ tài sản và tính mạng con người.

1.2. Mục tiêu thiết kế hệ thống

Mục tiêu chính của hệ thống PCCC giám sát qua internet là tạo ra một mô hình có khả năng giám sát và điều khiển từ xa. Hệ thống sẽ được trang bị các cảm biến hiện đại như cảm biến khói, cảm biến nhiệt độ và cảm biến lửa, giúp phát hiện sớm các dấu hiệu cháy. Ngoài ra, hệ thống còn có khả năng gửi thông báo đến người có trách nhiệm qua tin nhắn hoặc cuộc gọi khi có sự cố xảy ra. Việc thiết kế giao diện người dùng thân thiện trên máy tính và thiết bị di động cũng là một phần quan trọng trong mục tiêu này, nhằm đảm bảo người dùng có thể dễ dàng theo dõi và điều khiển hệ thống.

II. Cơ sở lý thuyết liên quan đến hệ thống PCCC

Hệ thống PCCC giám sát qua internet tại HCMUTE được xây dựng dựa trên các nguyên tắc cơ bản của phòng cháy chữa cháy và công nghệ IoT. Hệ thống bao gồm nhiều thiết bị như trung tâm báo cháy, đầu báo khói, đầu báo nhiệt, và các thiết bị điều khiển. Mỗi thiết bị có chức năng riêng, phối hợp với nhau để phát hiện và xử lý các sự cố cháy nổ. Các chuẩn giao tiếp như UART và I2C được sử dụng để kết nối các thiết bị trong hệ thống, đảm bảo việc truyền tải dữ liệu nhanh chóng và chính xác. Việc áp dụng các công nghệ này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống mà còn đảm bảo tính linh hoạt và mở rộng trong tương lai.

2.1. Các thiết bị trong hệ thống PCCC

Hệ thống PCCC bao gồm nhiều thiết bị quan trọng như trung tâm báo cháy, đầu báo khói, đầu báo nhiệt, và các thiết bị điều khiển. Trung tâm báo cháy là thiết bị chính, có nhiệm vụ xử lý tín hiệu từ các đầu dò và phát cảnh báo khi có sự cố xảy ra. Đầu báo khói và đầu báo nhiệt giúp phát hiện sớm các dấu hiệu cháy, trong khi các thiết bị điều khiển như van nước và máy bơm đảm bảo cung cấp nước kịp thời cho việc dập lửa. Sự phối hợp giữa các thiết bị này tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh, giúp nâng cao hiệu quả trong việc phòng cháy chữa cháy.

2.2. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống

Hệ thống PCCC hoạt động dựa trên nguyên tắc phát hiện và xử lý sự cố cháy nổ. Khi có dấu hiệu cháy, các đầu dò sẽ gửi tín hiệu về trung tâm báo cháy. Tại đây, tín hiệu sẽ được xử lý và phát cảnh báo đến người dùng qua tin nhắn hoặc cuộc gọi. Đồng thời, hệ thống cũng có khả năng tự động kích hoạt các thiết bị chữa cháy như vòi phun nước hoặc phun khí CO2 để dập tắt đám cháy. Việc ứng dụng công nghệ IoT giúp hệ thống có thể giám sát và điều khiển từ xa, mang lại sự tiện lợi và nhanh chóng trong việc phản ứng với các tình huống khẩn cấp.

III. Kết quả và thực nghiệm

Sau khi hoàn thành thiết kế và thi công, hệ thống PCCC giám sát qua internet đã được thử nghiệm trong môi trường thực tế. Kết quả cho thấy hệ thống hoạt động ổn định, có khả năng phát hiện sớm các dấu hiệu cháy và gửi cảnh báo kịp thời đến người dùng. Các cảm biến đã được kiểm tra và xác nhận độ nhạy cao, giúp giảm thiểu nguy cơ báo động giả. Hệ thống cũng cho phép người dùng theo dõi tình trạng hoạt động qua giao diện web, mang lại sự tiện lợi trong việc quản lý và điều khiển. Những kết quả này chứng minh tính khả thi và hiệu quả của hệ thống trong việc bảo vệ tài sản và tính mạng con người.

3.2. Hướng phát triển trong tương lai

Trong tương lai, hệ thống PCCC giám sát qua internet có thể được mở rộng và cải tiến với nhiều tính năng mới. Việc tích hợp thêm các cảm biến thông minh và công nghệ AI có thể giúp nâng cao khả năng phát hiện và phân tích tình huống cháy nổ. Ngoài ra, việc phát triển ứng dụng di động để người dùng có thể theo dõi và điều khiển hệ thống từ xa cũng là một hướng đi tiềm năng. Những cải tiến này sẽ giúp hệ thống ngày càng hoàn thiện hơn, đáp ứng tốt hơn nhu cầu bảo vệ an toàn cho con người và tài sản.

01/02/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan.  Chương 2: Cơ sở lý thuyết liên quan.  Chương 3: Xây dựng và thiết kế hệ thống  Chương 4: Kết quả,thực nghiệm và nhận xét  Chương 5: Kết luận và hướng phát triển 2 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 2. Tổng quan PCCC bên ngoài 2.1 Mô tả chung về hệ thống báo cháy Hệ thống phòng cháy chữa cháy là hệ thống có số lượng hữu hạn các thiết bị cùng làm việc với nhau để phát hiện đưa ra cảnh báo và xử lý về các sự cố cháy, nổ thông qua các thiết bị cảnh báo thể hiện bằng âm thanh, hình ảnh khi xuất hiện lửa, khói, khí CO hoặc trường hợp khẩn cấp khác đang tồn tại.

Khi có sự cố cháy, nổ xảy ra thì hệ thống sẽ được phát hiện tự động bằng một số các đầu dò khói, đầu dò nhiệt, đầu dò ánh sáng, đầu dò hỗn hợp gửi về trung tâm báo cháy và thực hiện các hoạt động nhằm báo động và dập cháy.1:Sơ đồ hệ thống phòng cháy chữa cháy căn bản 2.2 Chức năng các thiết bị trong hệ thống báo cháy Bảng 2.1: Mô tả các thiết bị trong hệ thống phòng cháy chữa cháy STT Thiết bị Chức năng Trung tâm báo 1 cháy Trung tâm xử lý tín hiệu khi có sự cố xảy ra Đầu báo khói Khi phát hiện khói đạt một mức giới hạn cho phép sẽ 2 gởi tín hiệu về tủ báo. Đầu báo nhiệt Khi phát hiện nhiệt độ đạt một mức giới hạn cho 3 phép sẽ gởi tín hiệu về tủ báo. Đầu báo lửa Phát hiện lửa và báo về tủ báo, lắp đặt tại những nơi 4 có đám cháy phát triển nhanh chóng 5 Nút nhấn khẩn Gửi tín hiệu báo cháy 3 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6 Chuông báo cháy Kêu cảnh báo 7 Máy bơm Cung cấp nước cho vòi phun hoạt động dập lửa Van điều khiển Điều khiển cấp lương nước cho hệ thống báo cháy 8 không bị thiếu nước Đầu phun tự động Khi có nhiệt độ tăng lên, tăng khi vượt quá 68oC, đầu 9 Sprinkler thủy ngân sẽ vỡ ra phun nước dập tắt đám cháy 10 Đầu phun khí Phun khí CO2 để dập tắt đám cháy 11 Đèn Đèn báo hiệu sẽ sáng báo động 12 Điện thoại Gọi số báo cháy 2. Các chuẩn giao tiếp 2.

Chuẩn giao tiếp UART UART là viết tắt của Universal Asynchronous Receiver – Transmitter. Thường là một mạch tích hợp được sử dụng trong việc truyền dẫn dữ liệu nối tiếp giữa máy tính và các thiết bị ngoại vi. Rất nhiều vi điều khiển hiện nay đã được tích hợp UART. UART thường được dùng trong máy tính công nghiệp, truyền thông, vi điều khiển, hay một số các thiết bị truyền tin khác.

UART chuyển đổi giữa dữ liệu nối tiếp và song song. Một chiều, UART chuyển đổi dữ liệu song song bus hệ thống ra dữ liệu nối tiếp đển truyền đi. Một chiều khác, UART chuyển đổi dữ liệu nhận được dạng dữ liệu nối tiếp thành dạng dữ liệu song song cho CPU có thể đọc vào bus hệ thống. Mục đích của UART là truyền thông tin qua lại hay truyền từ vi điều khiển qua vi điều khiển, từ máy tính tới vi điều khiển,…Ở kiểu truyền này, có một đường phát dữ liệu và một đường nhận dữ liệu, tín hiệu xung clock có cùng tần số hay còn Hình 2.2:Mô hình giao tiếp UART được gọi là tốc độ truyền dữ liệu (baud).

Các thông số của chuẩn giao tiếp UART:  Baud rate (Tốc độ Baud): khi truyền nhận không đồng bộ, để hai module hiểu được nhau thì cần một khoảng thời gian cho 1 bit truyền nhận, nghĩa là trước khi truyền thì tốc độ phải được cài đặt đầu tiên. Theo định nghĩa thì tốc độ Baud là số bit truyền trong 1 giây.  Frame (khung truyền): do kiểu truyền thông nối tiếp này rất dễ bị mất dữ liệu nên ngoài tốc độ, khung truyền cũng được cài đặt từ ban đầu để hạn chế sự mất mát dữ liệu. Khung truyền quy định số bit trong mỗi lần 4 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP truyền, các bit báo như start, stop, các bit kiểm tra như parity, số bit trong một data.

 Bit start: là bit bắt đầu trong khung truyền. Bit này nhằm mục đích báo cho thiết bị nhận biết quá trình truyền bắt đầu.  Data: là dữ liệu cần truyền.  Parity bit: là bit kiểm tra dữ liệu.

 Bit stop: là bit báo cáo kết thúc khung truyền.2 Chuẩn giao tiếp I2C I2C là chuẩn giao tiếp được phát minh để đơn giản hóa việc trao đổi dữ liệu. Đôi khi nó cũng được gọi là chuẩn giao tiếp Two Wire Interface (TWI) vì chỉ sử dụng hai kết nối để truyền tải dữ liệu, hai kết nối của I2C là SDA và SCL. SDA là đường truyền dữ liệu hai hướng, còn SDL là đường truyền xung đồng hồ và chủ theo một hướng. Nhìn vào hình 2.4, có thể thấy có hai thiết bị được nối cùng một bus I2C, tuy nhiên không xảy ra sự nhầm lẫn giữa các thiết bị vì mỗi thiết bị sẽ được nhận ra bởi một địa chỉ duy nhất với một quan hệ chủ/ tớ tồn tại trong suốt thời gian kết nối.

Trên một bus I2C thì quyền điều khiển thuộc về thiết bị chủ (Master). Thiết bị chủ nắm vai trò tạo xung đồng hồ và quản lý địa chỉ của thiết bị tớ (Slave) trong quá trình kết nối. Một bus I2C chuẩn truyền 8 bit dữ liệu có hướng trên đường truyền là 100Kbits/s ở chế độ chuẩn, 400Kbits/s ở chế độ nhanh và cao nhất là 3.4Mbits/s ở chế độ cao tốc. Mỗi xung clock có một bit dữ liệu được truyền.

Mức tín hiệu SDA chỉ được thay đổi khi xung clock đang ở mức thấp, và ổn định khi xung clock ở mức cao.3:Mô hình giao tiếp I2C và quá trình truyền 1 bit dữ liệu Quá trình truyền dữ liệu:  Thiết bị chủ xác định đúng địa chỉ của thiết bị tớ. Cùng với việc xác định địa chỉ, thiết bị chủ sẽ quyết định đọc hay ghi vào thiết bị tớ.  Thiết bị chủ gửi dữ liệu tới thiết bị tớ.  Thiết bị chủ kết thúc quá trình truyền dữ liệu.

5 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Khi thiết bị chủ muốn nhận dữ liệu từ thiết bị tớ, quá trình cũng diễn ra tương tự.  Tần số xung nhịp đồng hồ có thể xuống 0 Hz. GSM GSM là một tiêu chuẩn quốc tế cho điện thoại di động, là từ viết tắt của “Global System for Mobile Communications”. Nó cũng đôi khi được gọi là 2G, vì nó là một mạng di động thế hệ thứ hai.

Trong số những thứ khác, GSM hỗ trợ các cuộc gọi đi và đến giọng nói, SMS (Simple Message System), và truyền dữ liệu (thông qua GPRS).1 SIMCOM Một thiết bị sử dụng dữ liệu GPRS hoặc GSM có thể muốn nhận và truyền tải nhiều luồng dữ liệu đồng thời, đó là những dữ liệu Command (lệnh AT), dữ liệu GPRS và GSM. Những dữ liệu về cơ bản là độc lập nhau, do đó không đáp ứng được với chỉ một loại tín hiệu ở một kênh trong một khoảng thời gian vì thế SIMCOM đã được thiết kế theo tiêu chuẩn GSM0710 để có thể truyền dẫn đồng thời nhiều luồng dữ liệu. Cấu trúc khung truyền dữ liệu SIMCOM: Bảng 2.2: Cấu trung khung truyền dữ liệu  Opening Flag và Closing Flag: mỗi khung bắt đầu và kết thúc với một chuỗi bit không đổi 0xF9.  Address Field: chứa các kết nối định dạnh liên kết dữ liệu (DLCI), bit C/R và bit mở rộng trường địa chỉ (EA).

3: Cấu trúc Address Field  Control Field: được xác định trong bảng sau 6 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 2.4: Cấu trúc Control Field  SABM: thiết lập DLC giữa TE và MS.  UA: khung trả lời khung SABM hoặc khung DISC.  DM: khung báo cáo tình trạng kết nối dữ liệu.  DISC: đóng DLC.

 UIH: gửi dữ liệu người dùng.  UI: không hỗ trợ.  Length Field: trường này chỉ xuất hiện khi đã kích hoạt các lựa chọn cơ bản. 5: Cấu trúc Length Field  Information Field: trường mang thông tin dữ liệu người dùng.Lý thuyết cơ bản về IoT 2.1 Giới thiệu IoT là mạng lưới thiết bị kết nối Internet và cũng là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh riêng của mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa con người với con người hay giữa con người và máy tính.

IoT phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi, cơ điện tử và Internet. Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với Internet và thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó. 7 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Việc kết nối có thể thực hiện qua Wi-Fi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth,…Các thiết bị có thể là điện thoại thông minh, bóng đèn, máy giặt,… Một hệ thống IoT cơ bản có dạng như sau: Hình 2.4:Sơ đồ hệ thống IoT cơ bản Trong hệ thống IoT, sau khi được cấp nguồn, khối xử lý trung tâm sẽ nhận tín hiệu từ khối cảm biến, truyền tải thông tin vào khối lưu trữ thông tin. Người dùng có thể biết được các thông tin này bằng việc sử dụng điện thoại, máy tính,…Đồng thời cũng có thể tương tác với các thiết bị khác theo chiều ngược lại.

Nghĩa là, người dùng sẽ dùng điện thoại hoặc máy tính,…gửi đi một tín hiệu điều khiển nào đó, tín hiệu này được lưu vào khối lưu trữ thông tin, sau đó truyền thông tin này vào khối xử lý trung tâm. Lúc này, khối xử lý trung tâm sẽ dựa vào tín hiệu nhận được, xử lý điều khiển các thiết bị đúng theo yêu cầu của người dùng.2 Ứng dụng của IoT Những ứng dụng của IoT thường được phát triển về việc điều khiển các thiết bị qua mạng Internet, bao gồm các thiết bị công cộng và thiết bị gia đình. Từ đó ứng dụng vào nhà thông minh, quản lý công ty, xí nghiệp, quản lý môi trường,… 2.Lập trình web 2.1 Ngôn ngữ lập trình HTML a. Khái niệm HTML là ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản, dùng để tạo ra các trang web.

Ngôn ngữ HTML bao gồm một tập hợp các thẻ dùng để định nghĩa cấu trúc của web, định dạng nội dung trang web, tạo liên kết, chèn âm thanh, hình ảnh, video,…vào trang web. Thẻ trong HTML Mỗi thẻ là một từ khóa, được bao quanh bởi cập dấu ngoặc nhọn. Mỗi thẻ thường bao gồm một cặp thẻ: thẻ mở (bắt đầu định dạng) và thẻ đóng (kết thúc định dạng).

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Bài viết "Hệ thống phòng cháy chữa cháy giám sát qua internet tại HCMUTE" trình bày một giải pháp hiện đại cho việc giám sát và quản lý hệ thống phòng cháy chữa cháy thông qua công nghệ Internet. Hệ thống này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả trong việc phát hiện và xử lý sự cố mà còn đảm bảo an toàn cho người sử dụng và tài sản. Những lợi ích mà hệ thống mang lại bao gồm khả năng giám sát từ xa, cảnh báo kịp thời và giảm thiểu rủi ro cháy nổ, từ đó tạo ra một môi trường an toàn hơn cho cộng đồng.

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về các ứng dụng công nghệ trong quản lý và giám sát, hãy tham khảo bài viết Đồ án hcmute điều khiển và giám sát hệ thống thông qua opc server, nơi bạn sẽ khám phá cách thức giám sát hệ thống qua OPC Server. Ngoài ra, bài viết Đồ án hcmute điều khiển và giám sát thiết bị dựa trên module phân tán cũng cung cấp cái nhìn sâu sắc về việc điều khiển thiết bị thông minh. Cuối cùng, bạn có thể tìm hiểu thêm về Đồ án hcmute mô hình quản lý nhà không dây, một ứng dụng khác của công nghệ trong việc quản lý không gian sống. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng kiến thức và hiểu rõ hơn về các giải pháp công nghệ hiện đại trong lĩnh vực giám sát và quản lý.