đặt vấn đề, mục tiêu nghiên cứu, giới hạn. Chương 2: Nêu những cơ sở lý thuyết có liên quan Chương 3: Tính toán thiết kế phần cứng Chương 4: Thi công phần cứng, xây dựng mô hình và viết phần mềm Chương 5: Nêu ra một số kết quả nhận xét và đánh giá. Chương 6: Kết luận đề tài những việc làm được, nhận xét ưu, nhược điểm của đề tài và đưa ra hướng phát triển. Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp - Y Sinh 2 Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.
TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY 2. Mô tả hệ thống phòng cháy chữa cháy Hệ thống phòng cháy chữa cháy là một hệ thống gồm các thiết bị liên kết với nhau để phát hiện, cảnh báo và xử lý các sự cố cháy, nổ. Hệ thống này sử dụng các thiết bị cảnh báo bằng âm thanh và hình ảnh để thông báo khi phát hiện lửa, khói, khí CO hoặc các tình huống khẩn cấp khác. Khi cháy nổ xảy ra, hệ thống sẽ tự động phát hiện thông qua các đầu dònhư : khói, nhiệt,ánh sáng, hỗn hợp.
Những thông tin này sẽ được gởi về trung tâm để xử lý và thực hiện các hoạt động báo cháy và dập cháy.1: Sơ đồ hệ thống phòng cháy chữa cháy căn bản. 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 Bộ não xử lý tín hiệu cháy 2 Khi phát hiện khói đạt một mức giới hạn Đầu báo khói cho phép sẽ gởi tín hiệu về tủ báo. Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp - Y Sinh 4 Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Khi phát hiện nhiệt độ đạt một mức giới 3 Đầu báo nhiệt hạn cho phép sẽ gởi tín hiệu về tủ báo. 4 Đầu báo lửa Phát hiện lửa và báo về tủ báo 5 Nút nhấn khẩn Gửi tín hiệu báo cháy Chuông báo 6 Kêu cảnh báo cháy Cung cấp nước cho vòi phun hoạt động 7 Máy bơm dập lửa Điều khiển cấp lương nước cho hệ thống 8 Van điều khiển báo cháy không bị thiếu nước Khi có nhiệt độ tăng lên, tăng khi vượt Đầu phun tự 9 quá 68oC, đầu thủy ngân sẽ vỡ ra phun nước động Sprinkler dập tắt đám cháy 10 Đầu phun khí Phun những khí có khả năng dập cháy 11 Đèn Đèn báo hiệu sẽ sáng báo động 12 Điện thoại Gọi số báo cháy 2.
CÁC PHƯƠNG THỨC GIAO TIẾP 2. Phương thức giao tiếp UART UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) là một giao thức truyền thông nối tiếp phổ biến, thường được sử dụng để truyền dữ liệu giữa các thiết bị điện tử. Hoạt động của UART không đồng bộ, có nghĩa là không cần một xung nhịp chung giữa các thiết bị giao tiếp. Hiện nay, phương thức giao tiếp này đã được tích hợp trong nhiều vi xử lý và thường được dùng để kết nối vi điều khiển với các thiết bị ngoại vi như cảm biến, module GPS, v.
Ngoài ra, UART còn được sử dụng để giao tiếp giữa máy tính và các thiết bị nhúng thông qua các cổng nối tiếp như RS232. Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp - Y Sinh 5 Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Cấu trúc cơ bản của UART: • TX: gởi dữ liệu từ máy phát qua chân TX. • RX: dữ liệu được nhận qua chân này. Các thông số của chuẩn giao tiếp UART: • Tốc độ Baud (Baud rate): là số bit Hình 2.2: Cấu trúc giao truyền được trong 1 giây.
Để truyền được dữ tiếp UART liệu UART thì 2 thiết bị phải có cùng tốc độ Baud. • Khung truyền (Frame): để tránh việc dữ liệu bị mất khi truyền thì khung truyền rất được quan tâm và thiết lập ngày từ đầu. Mỗi khung truyền sẽ có các thành phần như: start bit, word data, parity bit, stop bit.3: UART frame • Start bit: bit này báo tín hiệu bắt đầu của một khung truyền và bắt đầu là mức logic 0, nó còn cho biết là có tín hiệu sắp truyền đến. • Data: là các bit dữ liệu nó có thể có từ 5 tới 9 bit, hệ thống thông thường thì thường có 8bit dữ liệu.
• Parity bit: bit này được sử dụng cho việc phát hiện lỗi. Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp - Y Sinh 6 Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết • Stop bit: là bit kết thúc của khung truyền. Chuẩn giao tiếp I2C I2C là một chuẩn giao tiếp được phát minh để việc trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị trở nên dễ dàng. Nó còn được biết đến như chuẩn giao tiếp Two Wire Interface (TWI), vì chỉ dùng hai đường kết nối là SDA và SCL để truyền dữ liệu.
Trong đó SDA là đường hai chiều dùng để truyền dữ liệu còn SCL là đường một chiều dùng để truyền xung clock.4, hai thiết bị được kết nối trên một bus I2C. Tuy vậy vẫn không có sự nhầm lẫn giữa các thiết bị vì mỗi thiết bị có một địa chỉ riêng. Trên bus I2C, thiết bị chủ (Master) điều khiển các thiết bị tớ (slave) theo địa chỉ, nó tạo ra xung đồng hồ trong quá trình truyền thông. Một bus I2C chuẩn có thể truyền dữ liệu 8 bit với tốc độ 100Kbits/s ở chế độ tiêu chuẩn, 400Kbits/s ở chế độ nhanh và tốc độ cao lên tới 3.
Mỗi bit dữ liệu được truyền trong mỗi xung clock. Tín hiệu trên đường SDA duy trì ở mức ổn định khi xung clock ở mức cao và thay đổi khi xung clock ở mức thấp.4: Mô hình giao tiếp I2C và quá trình truyền 1 bit dữ liệu Quá trình truyền dữ liệu: • Thiết bị chủ: gởi một bit bắt đầu và gởi đúng bit địa chỉ tới thiết bị tớ cũng như bit ghi hoặc đọc. • Thiết bị tớ nhận bit địa chỉ. • Thiết bị chủ truyền dữ liệu cho thiết bị tớ.
• Thiết bị chủ gởi bit kết thúc quá trình truyền dữ liệu. LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ IOT 2. Giới thiệu Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp - Y Sinh 7 Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Internet of Things (IoT) là một mạng lưới các thiết bị thông minh kết nối với nhau và với internet, cho phép chúng giao tiếp, thu thập và chia sẻ dữ liệu mà không cần sự can thiệp của con người. IoT không chỉ giới hạn ở các thiết bị điện tử cá nhân như điện thoại thông minh hay máy tính bảng, mà còn bao gồm một loạt các thiết bị và cảm biến trong các lĩnh vực khác nhau như gia đình, y tế, công nghiệp, nông nghiệp, và thành phố thông minh.
IoT phát triển nhờ vào sự kết hợp của nhiều công nghệ như công nghệ không dây, vi điện tử, cơ điện tử và Internet. Nói một cách đơn giản, IoT là tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, kết nối với Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện các chức năng cụ thể. Các thiết bị IoT có thể liên kết với nhau thông qua nhiều công nghệ như Wi-Fi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, và bao gồm các thiết bị như điện thoại thông minh, bóng đèn, máy giặt, và nhiều thiết bị khác. Một hệ thống IoT cơ bản có dạng như sau: Hình 2.5: Sơ đồ hệ thống IoT cơ bản Trong hệ thống IoT, quá trình hoạt động thường bắt đầu với việc cấp nguồn cho các thiết bị, sau đó các khối chức năng chính sẽ hoạt động như sau: Cảm biến (Sensor Module): Các cảm biến này thu thập dữ liệu từ môi trường xung quanh, như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, chuyển động, và nhiều yếu tố khác.
Khối xử lý trung tâm (Central Processing Unit): Khối này thu thập các tín hiệu từ các cảm biến và thực hiện các thao tác xử lý tính toán để chuẩn bị cho việc truyền hoặc lưu trữ. Khối lưu trữ thông tin (Storage Module): Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp - Y Sinh 8 Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Dữ liệu được xử lý bởi khối xử lý trung tâm và có thể lưu trữ trong khối lưu trữ thông tin. Điều này giúp duy trì thông tin lịch sử và sử dụng phân tích cho mục đích khác trong tương lai. Tương tác ngược (Reverse Interaction): Để tương tác với các thiết bị IoT thì người dùng có thể sử dụng các ứng dụng trên điện thoại, trên web hay qua các ứng dụng giọng nói.Các tín hiệu này sẽ được lưu trữ ở khối lưu trữ thông tin sau đó được xử lý bởi khối trung tâm để thực hiện các tác vụ điều khiển.
Ứng dụng của IoT Iot thì có rất nhiều ứng dụng và 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 APP 2. Ngôn ngữ lập trình Java a) Khái niệm Java là một ngôn ngữ lập trình đa mục đích được phát triển bởi Sun Microsystems và sau này là Oracle Corporation.
Với khả năng nổi bật là chạy trên nhiều nền tảng khác nhau mà không cần phải biên dịch lại mã nguồn. Điều này được thực hiện nhờ vào Java Virtual Machine (JVM), một máy ảo Java được triển khai trên mỗi hệ điều hành. b) Một số ưu điểm của ngôn ngữ Java Độ an toàn và bảo mật: Java được xây dựng với các cơ chế an toàn và bảo mật như kiểm tra kiểu dữ liệu tại thời điểm biên dịch và thời gian chạy, quản lý bộ nhớ tự động, kiểm soát quyền truy cập, và chữ ký số. Độ di động: Mã nguồn Java có thể chạy trên bất kỳ nền tảng nào có Java Virtual Machine (JVM).
Đây là một điều kiện thuận lợi cho việc viết ứng dụng di động và đa nền tảng. Tính đa luồng: Java hỗ trợ lập trình đa luồng, nó cho phép xử lý đồng thời nhiều tác vụ, cải thiện hiệu suất của ứng dụng và tận dụng tốt các bộ xử lý đa nhân. Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp - Y Sinh 9 Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Kiến trúc không phụ thuộc: Java sử dụng mô hình kiến trúc không phụ thuộc (architecture-neutral), cho phép mã nguồn Java được biên dịch thành mã byte giữa tiền (intermediate bytecode) có thể thực thi trên bất kỳ JVM nào. Cú pháp đơn giản: Java có cú pháp gần giống với C++ và C#, nên có thể dễ dàng sử dụng đối với những người đã từng dùng các ngôn ngữ lập trình khác.
Thư viện phong phú: Java đi kèm với một bộ thư viện rất lớn (Java Standard Edition API), cung cấp các lớp và giao diện cho nhiều tác vụ như xử lý chuỗi, đồ họa, mạng, và nhiều hơn nữa.