Thiết Kế Hệ Thống IoT Cảnh Báo Cháy Nổ Trên Hạ Tầng Amazon Cloud Services

• Tác giả: Lê Đức Phong
• Người hướng dẫn: ThS. Trương Quang Phúc
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hệ Thống Nhúng Và IoT
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống IoT Cảnh Báo Cháy Nổ Trên Amazon Cloud
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• 1. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.3. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
• 2. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
• 2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 2.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 4. BỐ CỤC ĐỀ TÀI
• 4.1. TỔNG QUAN VỀ NODEJS
• 4.1.1. Giới thiệu về NodeJS
• 4.1.2. Ưu nhược điểm của NodeJS
• 4.2. TỔNG QUAN VỀ NODEJS FRAMEWORK EXPRESS
• 4.2.1. Giới thiệu về ExpressJS
• 4.2.2. Ưu nhược điểm của ExpressJS
• 4.3. TỔNG QUAN VỀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU MONGODB
• 4.3.1. Giới thiệu về MongoDB
• 4.3.2. Cách thức hoạt động của MongoDB
• 4.3.3. Ưu nhược điểm của MongoDB
• 4.4. TỔNG QUAN VỀ REACT NATIVE VÀ EXPO
• 4.4.1. Giới thiệu về React Native và Expo
• 4.4.2. Những ưu nhược điểm của React Native và Expo
• 4.5. TỔNG QUAN VỀ FIREBASE CLOUD MESSAGING
• 4.6. TỔNG QUAN VỀ JWT - JSONWEBTOKEN
• 4.7. TỔNG QUAN VỀ DOCKER
• 4.7.1. Giới thiệu về Docker
• 4.7.2. Ưu nhược điểm của Docker
• 4.8. TỔNG QUAN VỀ KUBERNETES
• 4.8.1. Các thành phần chính của Kubernetes
• 4.8.2. Ưu và nhược điểm của Kubernetes
• 4.9. TỔNG QUAN VỀ AMAZON WEB SERVICE
• 4.9.1. Giới thiệu về AWS
• 4.9.2. Điểm mạnh của AWS
• 4.9.3. Nhược điểm của AWS
• 4.10. TỔNG QUAN VỀ TERRAFORM
• 4.10.1. Giới thiệu về Terraform
• 4.10.2. Ưu nhược điểm của Terraform
• 5. THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 5.1. YÊU CẦU HỆ THỐNG
• 5.2. ĐẶC TẢ HỆ THỐNG
• 5.2.1. Mô hình tổng quát của hệ thống
• 5.2.2. Sơ đồ khối hệ thống
• 5.3. THIẾT KẾ PHẦN MỀM
• 5.3.1. Thiết kế kiến trúc hệ thống máy chủ
• 5.3.2. Hệ thống mô phỏng cảm biến triển khai bằng AWS
• 5.3.3. Thiết kế chức năng hệ thống
• 5.3.4. Thiết kế cơ sở dữ liệu
• 5.3.5. Thiết kế giao diện ứng dụng
• 5.4. THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CƠ SỞ HẠ TẦNG
• 5.4.1. Xây dựng ứng dụng Docker chạy trên môi trường Kubernetes
• 5.4.2. Triển khai lên môi trường Kubernetes
• 5.4.3. Xây dựng tài nguyên cơ sở hạ tầng Amazon Web Services
• 5.4.4. Thiết kế tự động hóa quy trình phát triển phần mềm
• 6. KẾT QUẢ THỰC HIỆN
• 6.1. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CẢM BIẾN
• 6.2. KẾT QUẢ PHẦN MỀM
• 6.2.1. Kết quả giao diện quản lý cảm biến
• 6.2.2. Kết quả của giao diện hiển thị màn hình chính của ứng dụng
• 6.2.3. Kết quả của giao diện màn hình thông báo hệ thống
• 6.2.4. Kết quả chức năng gọi điện khi có cảnh báo nổ
• 7. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 7.1. Kết quả đạt được
• 7.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Hệ Thống IoT Cảnh Báo Cháy Nổ

Hệ thống IoT cảnh báo cháy nổ trên nền tảng Amazon Cloud Services đang trở thành một giải pháp hiệu quả trong việc phát hiện và cảnh báo sớm các nguy cơ cháy nổ. Với sự phát triển của công nghệ IoT, việc tích hợp các cảm biến thông minh vào hệ thống giúp nâng cao khả năng giám sát và phản ứng kịp thời. Hệ thống này không chỉ giúp bảo vệ tài sản mà còn đảm bảo an toàn cho tính mạng con người.

1.1. Khái Niệm Về IoT Và Hệ Thống Cảnh Báo

IoT (Internet of Things) là một mạng lưới các thiết bị kết nối với nhau, cho phép thu thập và trao đổi dữ liệu. Hệ thống cảnh báo cháy nổ sử dụng công nghệ IoT để phát hiện các dấu hiệu bất thường như khói, nhiệt độ cao, và khí gas, từ đó gửi cảnh báo đến người dùng.

1.2. Lợi Ích Của Việc Sử Dụng Amazon Cloud Services

Amazon Web Services (AWS) cung cấp hạ tầng mạnh mẽ cho việc triển khai hệ thống IoT. AWS cho phép lưu trữ và xử lý dữ liệu lớn từ nhiều cảm biến, đồng thời cung cấp các dịch vụ như Amazon SNS để gửi thông báo đến người dùng một cách nhanh chóng và hiệu quả.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Hệ Thống Cảnh Báo Cháy Nổ

Mặc dù hệ thống cảnh báo cháy nổ mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức trong việc triển khai và duy trì. Các vấn đề như độ tin cậy của cảm biến, khả năng kết nối mạng, và việc xử lý dữ liệu lớn cần được giải quyết để đảm bảo hiệu quả của hệ thống.

2.1. Độ Tin Cậy Của Cảm Biến

Cảm biến khói và nhiệt độ cần phải được kiểm tra định kỳ để đảm bảo hoạt động chính xác. Việc sử dụng cảm biến chất lượng kém có thể dẫn đến cảnh báo sai, gây hoang mang cho người dùng.

2.2. Khả Năng Kết Nối Mạng

Hệ thống cần có khả năng kết nối ổn định để truyền tải dữ liệu từ cảm biến đến trung tâm xử lý. Mất kết nối có thể làm giảm hiệu quả của hệ thống cảnh báo.

III. Phương Pháp Thiết Kế Hệ Thống IoT Cảnh Báo Cháy Nổ

Thiết kế hệ thống IoT cảnh báo cháy nổ bao gồm việc lựa chọn cảm biến phù hợp, xây dựng kiến trúc hệ thống, và triển khai trên nền tảng AWS. Các bước này cần được thực hiện một cách cẩn thận để đảm bảo tính hiệu quả và an toàn của hệ thống.

3.1. Lựa Chọn Cảm Biến Phù Hợp

Việc lựa chọn cảm biến khói, nhiệt độ và khí gas là rất quan trọng. Các cảm biến này cần phải có độ nhạy cao và khả năng hoạt động trong nhiều điều kiện khác nhau.

3.2. Xây Dựng Kiến Trúc Hệ Thống

Kiến trúc hệ thống cần được thiết kế để tối ưu hóa việc thu thập và xử lý dữ liệu. Sử dụng AWS IoT Core để kết nối các cảm biến và xử lý dữ liệu là một giải pháp hiệu quả.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hệ Thống Cảnh Báo Cháy Nổ

Hệ thống IoT cảnh báo cháy nổ đã được triển khai tại nhiều khu vực như chung cư, nhà trọ và các khu vực có nguy cơ cháy nổ cao. Việc ứng dụng công nghệ này giúp nâng cao khả năng phát hiện và phản ứng kịp thời, giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản.

4.1. Triển Khai Tại Các Khu Chung Cư

Nhiều khu chung cư đã áp dụng hệ thống cảnh báo cháy nổ IoT để bảo vệ cư dân. Hệ thống này giúp phát hiện sớm các dấu hiệu cháy và gửi cảnh báo đến người dân ngay lập tức.

4.2. Kết Quả Nghiên Cứu Và Đánh Giá

Các nghiên cứu cho thấy hệ thống cảnh báo cháy nổ IoT đã giảm thiểu đáng kể thời gian phản ứng của lực lượng cứu hỏa, từ đó nâng cao hiệu quả trong việc ứng phó với các tình huống khẩn cấp.

V. Kết Luận Và Tương Lai Của Hệ Thống Cảnh Báo Cháy Nổ

Hệ thống IoT cảnh báo cháy nổ trên nền tảng Amazon Cloud Services không chỉ mang lại lợi ích trong việc bảo vệ tài sản mà còn đảm bảo an toàn cho tính mạng con người. Tương lai của hệ thống này hứa hẹn sẽ còn phát triển hơn nữa với sự tiến bộ của công nghệ.

5.1. Tương Lai Của Công Nghệ IoT

Công nghệ IoT sẽ tiếp tục phát triển, mở ra nhiều cơ hội mới cho việc cải thiện hệ thống cảnh báo cháy nổ. Việc tích hợp AI và machine learning có thể giúp nâng cao khả năng phát hiện và phân tích dữ liệu.

5.2. Định Hướng Phát Triển Hệ Thống

Hệ thống cần được cải tiến liên tục để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng. Việc nghiên cứu và phát triển các giải pháp mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống.