lOMoARcPSD|39222806 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ -------------------------------------------------- BÁO CÁO ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Tên đồ án: Thiết kế hệ thống đo, cảnh báo cháy trong nhà GVHD: Nguyễn Văn Tùng NHÓM THỰC HIỆN: 6 MÃ LỚP: 20231FE6008008 THÀNH VIÊN NHÓM: 1. Nguyễn Khắc Cường MSV: 2020603979 2. Hoàng Tiến Thành MSV: 2020603325 3. Trần Công Vỹ MSV: 2020603236 4.
Vũ Minh Đức MSV: 2020603670 5. Đinh Huy Đức MSV: 2020604158 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 [2] Hà nội 12/2023 Lời Cảm Ơn Trước hết chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội nói chung và quý thầy cô ở khoa Điện tử và chuyên ngành Điện tử - Viễn thông nói riêng đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý giá trong khoảng thời gian em học tập tại trường. Em xin được gửi lời cảm ơn đến thầy Tùng, đã hướng dẫn và giúp đỡ tận tình bọn em nghiên cứu và hoàn thành đồ án này. Những lời nhận xét, góp ý và hướng dẫn của thầy đã giúp em có định hướng đúng đắn trong quá trình thực hiện đề tài, giúp em nhìn ra được ưu khuyết điểm của đề tài và từng bước khắc phục để có được kết quả tốt nhất.
Xin gửi đến thầy lời chúc sức khỏe và ngày càng thành công trên trên mục giảng. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy/Cô đã dành thời gian quý báu để nhận xét và chấm đề tài. Đây sẽ là nhưng đóng góp rất quý giá cho chúng em để hoàn thiện và phát triển đề tài ngày một tốt hơn. Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 [3] TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án "Thiết kế hệ thống đo, cảnh báo cháy trong nhà" tập trung vào nghiên cứu và phát triển một hệ thống báo cháy đáng tin cậy và hiệu quả trong môi trường sống và làm việc.
Mục tiêu chính của đồ án là giảm thiểu rủi ro cháy nổ và bảo vệ tính mạng và tài sản của con người. Trong quá trình nghiên cứu, đồ án tập trung vào các thành phần cốt lõi của hệ thống báo cháy như cảm biến khói, cảm biến nhiệt độ, trung tâm điều khiển và hệ thống cảnh báo âm thanh và ánh sáng. Các yếu tố này được tích hợp một cách thông minh để phát hiện sớm sự cháy, cung cấp cảnh báo kịp thời. Nhóm em đã được sử dụng các kiến thức đã học trong thời gian học tập và làm việc tại trường để hoàn thiện đồ án.
Với việc áp dụng kiến thức về an toàn cháy nổ và công nghệ hiện đại, đồ án "Thiết kế hệ thống do, cảnh báo cháy trong nhà" đóng góp vào việc tăng cường an toàn cho người dùng và giảm thiểu tổn thất do cháy nổ. Hệ thống báo cháy này có thể được triển khai trong nhiều loại công trình xây dựng, từ gia đình cá nhân cho đến tòa nhà thương mại và công nghiệp. Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 [4] Mục Lục PHẦN 1. Nhiệm vụ đề tài.
Phân chia công việc trong nhóm. Tổng quan về cấu trúc ARM và vi xử lí lõi ARM Cortex-M3. Tổng quan về cấu trúc ARM. Tổng quan về vi xử lí lõi ARM Cortex-M3.
Tổng quan về vi điều khiển STM32 và STM32F103C8T6. Vì điều khiển STM32. Vi điều khiển STM32F103C8T6. Lập trình cho STM32.
Tổng quan về cảm biến LM35 và báo khói MQ2. Cảm biến LM35. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG. Mô tả hoạt động của hệ thống.
Yêu cầu hệ thống. Yêu cầu chung. Yêu cầu đối với module cảm biến LM35. Yêu cầu với LCD 1602.
MÔ PHỎNG VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM 25 4. Sơ đồ khối của hệ thống. Những linh kiện sử dụng. Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.
Sơ đồ thiết kế mạch. Viết chương trình code cho vi điều khiển STM32F103C8T6. KẾT QUẢ THỰC HIỆN. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.
Hướng phát triển. TÀI LIỆU THAM KHẢO. Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 [6] DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1 Cấu Trúc Vi Xử Lý ARM Cortex M3.2 The Cortex - M3 processor.3 Kiến trúc của STM32 nhánh Performance và Access.4 Kit phát triển STM32F103C8T6.5 Sơ đồ chân kit STM32F103C8T6.6 Cấu hình trên CubeMX.7 Lập trình trên KeilC.8 Cảm biến LM35.9 Các chân của cảm biến LM35.11 LCD 1602 xanh lá và các chân.1 Sơ đồ khối hệ thống.3 Sơ đồ thiết kế mạch. Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 [7] DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU Bảng 1.1 Bảng phân chia nhiệm vụ.1 Các linh kiện sử dụng.
Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 [8] PHẦN 1. Tổng quan Đồ án "Thiết kế hệ thống báo cháy trong nhà" là một nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực an toàn cháy nổ. Với mục tiêu giảm thiểu rủi ro cháy nổ và bảo vệ tính mạng và tài sản của con người, đồ án tập trung vào việc phát triển một hệ thống báo cháy hiệu quả, đáng tin cậy và dễ sử dụng trong môi trường sống và làm việc. Hệ thống báo cháy trong nhà được thiết kế dựa trên các nguyên tắc cơ bản của an toàn cháy nổ, bao gồm việc phát hiện sớm sự cháy, cung cấp cảnh báo kịp thời và kích hoạt các biện pháp xử lý sự cố cháy.
Đồ án tập trung vào sự phát triển và tích hợp các thành phần chính như cảm biến khói, cảm biến nhiệt độ, trung tâm điều khiển và hệ thống cảnh báo âm thanh và ánh sáng. Các lợi ích của đồ án này là cung cấp một hệ thống báo cháy chất lượng cao, giúp ngăn chặn sự lan rộng của đám cháy, đảm bảo an toàn cho người dùng trong nhà và giảm thiểu tổn thất về tài sản. Nhiệm vụ đề tài Nội dung 1: Tìm hiểu lý thuyết về linh kiện: LM35, STM32, LCD 16x2,… Nội dung 2: Thiết kế mạch mô phỏng, mạch nguyên lí và mạch in trên Proteus, altium,. Nội dung 3: Thiết kế và thực hiện phần mềm, viết code trên KeilC.
Nội dung 4: Kết quả thực hiện và mạch chạy thực tế Nội dung 5: Tổng kết đề tài Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail. Phân chia công việc trong nhóm - Lập danh sách nhiệm vụ: Các nhiệm vụ được liệt kê một cách chi tiết dựa trên yêu cầu của đồ án. Các công việc bao gồm nghiên cứu về nguyên lý máy chấm công bằng vân tay, tìm hiểu về cảm biến và vi xử lý, thiết kế bộ điều khiển, và triển khai giải thuật nhận dạng vân tay. - Xác định kỹ năng cá nhân: Mỗi thành viên đều được yêu cầu chia sẻ kỹ năng và kinh nghiệm cá nhân để có thể phân công công việc phù hợp.1 Bảng phân chia nhiệm vụ STT Công việc Ngày bắt Ngày kết Người thực đầu thúc hiện Đặt tên nhóm,chọn nhóm trưởng, thư kí 14/09/202 1 14/09/2023 Cả nhóm Giao nhiệm vụ 3 nghiên cứ đề tài Họp nhóm chốt ý 17/09/202 2 17/09/2023 Cả nhóm tưởng Đồ án 3 Tìm hiểu nguyên lý, lý thuyết của hệ thống báo cháy 21/09/202 3 28/09/2023 Cả nhóm Đưa ra các phương 3 án, chốt phương án hợp lí Tìm hiểu linh kiện liên quan 01/10/202 4 Chạy mô phỏng đồ 08/10/2023 Cả nhóm 3 án trên các phần mềm Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 [10] 13/10/202 Tiến hành mua linh 14/10/2023 Cường, 3 5 kiện phù hợp Thành - Thiết kế mạch 16/10/223 26/10/2023 Minh Đức, nguyên lý 6 Huy Đức - Thiết kế mạch in Vẽ lưu đồ thuật toán, tìm hiểu 28/10/202 7 code 9/11/2023 Vỹ 3 Viết chương trình 12/11/202 9 24/11/2023 Vỹ, Thành code của mô hình 3 Thực hiện cắm trên 26/11/202 10 board test, kiểm thử 26/11/2023 Cả nhóm 3 chương trình Tiến hành làm mạch 28/11/202 11 2/12/2023 Cường thật 3 Thử nghiệm, đo đạc, 28/11/202 12 hoàn chỉnh sản 30/11/2023 Cả nhóm 3 phẩm Chạy thử và hoàn 13 4/12/2023 4/12/2023 Cả nhóm thiện.
14 Hoàn thành báo cáo 6/12/3023 6/12/2023 Cường Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 [11] Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 [12] PHẦN 2. Tổng quan về cấu trúc ARM và vi xử lí lõi ARM Cortex-M3 2. Tổng quan về cấu trúc ARM ARM (tử viết tắt của Advanced RISC Machine) là một họ kiến trúc dạng RISC cho các vi xử lý máy tính, dược cấu hình cho các môi trưởng khác nhau. Am Holdings phát triển kiến trúc và cấp phép nó cho các công ty khác, nơi mà sẽ thiết kế các sản phẩm của riêng họ dễ thực hiện một trong những kiến trúc đó bao gồm các SoC và các module hệ thống (SoM) kết hợp với các thành phần khác nhau như bộ nhớ, giao diện, radio.
Họ cũng thiết kế các lõi thực hiện tập lệnh này và cấp phép cho các thiết kế này cho các công ty dối tác dễ thiết kế sản phẩm của riêng họ dựa trên các lõi này. Các bộ xử lý có kiến trúc RISC thưởng yêu cầu ít bỏng bán dẫn hơn các bộ xử lý có kiến trúc diện toán tập lệnh phức tạp (CISC) (như bộ xử lý x86 có trong hầu hết các máy tính cá nhân), giúp cải thiện chi phí, tiêu thụ điện năng và tản nhiệt. Những đặc điểm này là mong muốn đối với các thiết bị nhẹ, di động, chạy bằng pin bao gồm cả điện thoại thông minh, máy tính xách tay và máy tính bảng và các hệ thống nhúng khác. Đối với các siêu máy tính tiêu thụ một lượng diện lớn, ARM cũng có thể là một giải pháp tiết kiệm năng lượng.
ARM Holdings định kỳ phát hành bản cập nhật cho kiến trúc. Các phiên bản kiến trúc ARMv3 dễn ARMv7 hỗ trợ không gian dịu chỉ 32 bit (chip tiền ARMv3, được tạo trước khi ARM Holdings được hình thành, như dược sử dụng trong Acorn Archimedes, có không gian địa chỉ 26 bit) và số học 32 bit; hầu hết các kiến trúc đều có các hướng dẫn có độ dài cổ dịnh 32 bit. Phiên bản Thumb hỗ trợ một tập lệnh có độ dài thay dổi, cung cấp cả hai lệnh 32 và 16 bit để cải thiện mật độ mã. Một số lõi cũ hơn cũng có thể cung cấp thực thi phần cứng cho mã byte Java.
Được phát hành vào năm 2011, kiến trúc ARMv8-A đã thêm hỗ trợ cho không gian địa chỉ 64 bit và số học 64 bit với tập lệnh có độ dài cố định 32 bit mới. Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail. Tổng quan về vi xử lí lõi ARM Cortex-M3 Vi xử lý lõi ARM Cortex dựa trên 3 cấu hình của kiến trúc ARMv7: - Cấu hình A: cho các ứng dụng Application, yêu cầu cao chạy trên các hệ điều hành mở và phức tạp như Linux, Android. - Cấu hình R: cho các ứng dụng thời gian thực Real Time - Cấu hình M: cho các ứng dụng vi điều khiển Microcontroller Bộ vi xử lý ARM Cortex-M3 dựa trên kiến trúc ARMv7-M có cấu trúc thứ bậc.
Nó tích hợp lõi xử lý trung tâm, với các thiết bị ngoại vi hệ thống tiên tiến để tạo ra các khả năng như kiểm soát ngắt, bảo vệ bộ nhớ, gỡ lỗi và theo vết hệ thống.