Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu cảm biến đo thông số môi trường và giám sát qua mạng Internet

• Tác giả: Phạm Ngọc Hiếu
• Người hướng dẫn: TS. Đoàn Hữu Chức
• Trường học: Trường Đại Học Quản Lý Và Công Nghệ Hải Phòng
• Chuyên ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp
• Đề tài: Nghiên Cứu Một Số Cảm Biến Đo Thông Số Môi Trường Và Giám Sát Qua Mạng Internet
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hải Phòng

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CẢM BIẾN ĐO CÁC THÔNG SỐ CỦA MÔI TRƯỜNG
• 1.1. Cảm biến đo nhiệt độ
• 1.1.1. Khái niệm
• 1.1.2. Đo nhiệt độ bằng điện trở
• 1.1.3. Đo nhiệt độ bằng bán dẫn
• 1.1.4. Đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt
• 1.2. Cảm biến đo độ ẩm
• 1.2.1. Cảm biến độ ẩm đất điện dung
• 1.2.2. Cảm biến đo độ ẩm đất điện trở
• 1.2.3. Cảm biến DHT11
• 1.2.4. Cảm biến mưa
• 2. CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ ARDUINO
• 2.1. Tổng quan về arduino
• 2.2. Phần mềm arduino IDE
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1. Hệ thống nhiệt độ, độ ẩm không khí
• 3.1.1. Giới thiệu các linh kiện cần dùng
• 3.1.2. Thiết kế hệ thống
• 3.2. Hệ thống đo độ ẩm đất
• 3.2.1. Giới thiệu các linh kiện cần dùng
• 3.2.2. Thiết kế hệ thống
• 3.3. Hệ thống báo mưa xuất dữ liệu ra màn hình
• 3.3.1. Giới thiệu các linh kiện cần dùng
• 3.3.2. Thiết kế hệ thống
• 3.4. Đưa dữ liệu lên internet
• 3.4.1. Giới thiệu về blynk
• 3.4.2. Công nghệ truyền nhận dữ liệu
• 3.4.3. Giới thiệu chuẩn giao tiếp uart
• 3.4.4. Thiết kế hệ thống
• 3.4.5. Kết luận chương
• KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Nghiên cứu cảm biến môi trường

Nghiên cứu về cảm biến môi trường là một lĩnh vực quan trọng trong việc giám sát và bảo vệ môi trường. Các cảm biến thông minh được sử dụng để thu thập dữ liệu về các thông số như nhiệt độ, độ ẩm, và chất lượng không khí. Việc sử dụng Internet of Things (IoT) trong lĩnh vực này cho phép kết nối và truyền tải dữ liệu một cách hiệu quả. Các cảm biến khí hạu và cảm biến chất lượng không khí đóng vai trò quan trọng trong việc theo dõi tình trạng môi trường. Hệ thống giám sát môi trường không chỉ giúp phát hiện sớm các vấn đề mà còn cung cấp thông tin cần thiết để đưa ra các quyết định kịp thời nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

1.1 Cảm biến đo nhiệt độ

Cảm biến đo nhiệt độ là một trong những loại cảm biến phổ biến nhất. Chúng có thể được phân loại thành nhiều loại như cảm biến điện trở, cảm biến bán dẫn và cảm biến cặp nhiệt. Mỗi loại cảm biến có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Cảm biến điện trở thường có độ chính xác cao và ổn định theo thời gian, trong khi cảm biến bán dẫn có kích thước nhỏ gọn và độ nhạy cao. Việc lựa chọn loại cảm biến phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Sự phát triển của công nghệ IoT đã giúp cho việc giám sát nhiệt độ trở nên dễ dàng hơn, cho phép người dùng theo dõi từ xa thông qua các ứng dụng trên điện thoại hoặc máy tính.

1.2 Cảm biến đo độ ẩm

Cảm biến đo độ ẩm là thiết bị quan trọng trong việc theo dõi độ ẩm của không khí và đất. Chúng có thể được chia thành cảm biến độ ẩm tương đối và cảm biến độ ẩm tuyệt đối. Cảm biến điện dung và cảm biến điện trở là hai loại cảm biến phổ biến trong việc đo độ ẩm. Cảm biến điện dung hoạt động dựa trên sự thay đổi điện dung giữa hai tấm kim loại khi độ ẩm thay đổi, trong khi cảm biến điện trở sử dụng sự thay đổi điện trở của vật liệu hấp thụ độ ẩm. Việc sử dụng cảm biến độ ẩm trong các ứng dụng như nông nghiệp thông minh và hệ thống HVAC giúp cải thiện hiệu quả sử dụng tài nguyên và bảo vệ môi trường.

II. Hệ thống giám sát môi trường qua Internet

Hệ thống giám sát môi trường qua Internet là một ứng dụng quan trọng của IoT. Hệ thống này cho phép thu thập và phân tích dữ liệu từ các cảm biến môi trường và truyền tải thông tin đến người dùng qua mạng Internet. Việc giám sát từ xa giúp người dùng có thể theo dõi tình trạng môi trường một cách liên tục và kịp thời. Các cảm biến thông minh có khả năng tự động gửi dữ liệu về trung tâm điều khiển, từ đó giúp đưa ra các quyết định nhanh chóng và chính xác. Hệ thống này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân.

2.1 Công nghệ truyền nhận dữ liệu

Công nghệ truyền nhận dữ liệu là yếu tố quan trọng trong việc xây dựng hệ thống giám sát môi trường. Các công nghệ như Wi-Fi, Bluetooth, và Zigbee được sử dụng để kết nối các cảm biến môi trường với mạng Internet. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu về khoảng cách, băng thông và tiêu thụ năng lượng. Công nghệ truyền nhận dữ liệu hiệu quả giúp đảm bảo rằng thông tin được truyền tải một cách nhanh chóng và chính xác, từ đó nâng cao hiệu quả của hệ thống giám sát.

2.2 Phân tích dữ liệu môi trường

Phân tích dữ liệu môi trường là bước quan trọng trong việc sử dụng thông tin thu thập từ các cảm biến môi trường. Các công cụ phân tích dữ liệu giúp người dùng hiểu rõ hơn về tình trạng môi trường và đưa ra các quyết định kịp thời. Việc áp dụng các phương pháp phân tích dữ liệu tiên tiến như học máy và trí tuệ nhân tạo có thể giúp phát hiện các xu hướng và mẫu trong dữ liệu, từ đó hỗ trợ trong việc quản lý và bảo vệ môi trường. Sự kết hợp giữa cảm biến thông minh và phân tích dữ liệu mở ra nhiều cơ hội mới trong việc giám sát và cải thiện chất lượng môi trường.