Tiểu luận đồ án tốt nghiệp: Thiết kế thiết bị thu thập thông tin cho hệ thống quản lý giám sát xe công trình

• Tác giả: Trần Hùng Mạnh
• Người hướng dẫn: PGS. Hoàng Sĩ Hồng
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật đo và tin học công nghiệp
• Đề tài: Thiết kế thiết bị thu thập thông tin hiện trường ứng dụng trong hệ thống quản lý, giám sát xe công trình
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN
• 1. CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VỀ GIÁM SÁT HÀNH TRÌNH VÀ VẤN ĐỀ QUẢN LÝ, GIÁM SÁT XE TRONG CÁC DOANH NGHIỆP XÂY DỰNG HIỆN NAY
• 1.1. Tìm hiểu chung về Giám sát hành trình
• 1.2. Lịch sử ra đời của thiết bị giám sát hành trình
• 1.3. Cấu tạo chung của một thiết bị giám sát hành trình
• 1.4. Lợi ích của việc sử dụng thiết bị giám sát hành trình
• 1.5. Vấn đề quản lý, giám sát xe trong cách doanh nghiệp xây dựng
• 1.6. Xây dựng giải pháp thiết kế hệ thống
• 1.7. Xây dựng yêu cầu của hệ thống
• 1.8. Kết luận chương
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 2.1. Thiết kế tổng thể
• 2.2. Thiết kế sơ đồ nguyên lý
• 2.2.1. Khối hiển thị, thông báo
• 2.2.2. Khối xử lý trung tâm – MCU
• 2.2.3. Khối lưu trữ dữ liệu
• 2.2.4. Khối cảm biến, IN/OUT
• 2.2.5. Khối GSM/GPRS
• 2.2.6. Khối RS232/Debug
• 2.3. Thiết kế PCB
• 2.4. Thiết kế phần mềm
• 2.4.1. Thiết kế phần mềm nhúng – Firmware cho MCU
• 2.4.2. Thiết kế giao diện người quản lý
• 2.5. Thiết kế vỏ hộp
• 2.6. Kết luận chương
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ
• 3.1. Kết quả thiết kế, chế tạo và đóng hộp sản phẩm
• 3.2. Thử nghiệm hoạt động của thiết bị
• 3.2.1. Thử nghiệm hoạt động của từng module trong thiết bị
• 3.2.2. Các bài test về độ bền cơ học
• 3.2.3. Kiểm tra hoạt động của thiết bị
• 3.2.4. Giao diện người quản lý
• 3.3. Kết luận chương
• KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• appendix.1. Hướng phát triển trong tương lai
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về thiết bị thu thập thông tin

Thiết bị thu thập thông tin là một phần quan trọng trong hệ thống giám sát xe công trình. Nó giúp quản lý và theo dõi hoạt động của các phương tiện trong môi trường làm việc khắc nghiệt. Thiết bị này sử dụng các cảm biến như DHT11 và DS18B20 để đo nhiệt độ và độ ẩm, cùng với các module như GPS và GSM/GPRS để thu thập và truyền tải dữ liệu. Việc thiết kế thiết bị này không chỉ nhằm mục đích thu thập thông tin mà còn để cải thiện quy trình quản lý xe công trình. Theo đó, thiết bị sẽ cung cấp thông tin về nhiệt độ, điện áp, tọa độ và tốc độ của xe, từ đó giúp người quản lý có cái nhìn tổng quan về tình trạng hoạt động của xe. Điều này không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình làm việc mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên.

1.1. Các thành phần của thiết bị

Thiết bị thu thập thông tin bao gồm nhiều thành phần quan trọng như bộ vi điều khiển (MCU), cảm biến, module GPS và GSM. Bộ vi điều khiển đóng vai trò trung tâm trong việc xử lý dữ liệu từ các cảm biến và truyền tải thông tin đến máy chủ. Cảm biến DHT11 và DS18B20 được sử dụng để đo nhiệt độ và độ ẩm, trong khi module GPS giúp xác định vị trí của xe. Module GSM/GPRS cho phép thiết bị gửi dữ liệu thu thập được lên hệ thống quản lý. Việc tích hợp các công nghệ này vào thiết bị giúp nâng cao khả năng giám sát từ xa và cải thiện quy trình cải tiến quy trình quản lý xe công trình.

II. Thiết kế hệ thống giám sát

Thiết kế hệ thống giám sát xe công trình bao gồm việc xây dựng một kiến trúc tổng thể cho thiết bị. Hệ thống này cần đảm bảo khả năng thu thập và truyền tải dữ liệu một cách hiệu quả. Các yêu cầu thiết kế bao gồm tính năng thu thập thông tin từ các cảm biến, khả năng lưu trữ dữ liệu và giao tiếp với máy chủ. Hệ thống cũng cần có khả năng hoạt động ổn định trong điều kiện môi trường khắc nghiệt của công trường. Việc thiết kế phần mềm nhúng cho MCU là một phần quan trọng trong quá trình này, giúp các linh kiện trong thiết bị có thể hoạt động và giao tiếp với nhau. Hệ thống cũng cần được tối ưu hóa để giảm thiểu tiêu thụ năng lượng, đảm bảo thiết bị có thể hoạt động liên tục trong thời gian dài.

2.1. Thiết kế phần cứng

Phần cứng của thiết bị bao gồm mạch nguyên lý, mạch in và vỏ hộp. Mạch nguyên lý được thiết kế để kết nối các linh kiện như cảm biến, MCU và module truyền thông. Mạch in được thiết kế để đảm bảo tính ổn định và độ bền trong quá trình sử dụng. Vỏ hộp cần được thiết kế sao cho bảo vệ các linh kiện bên trong khỏi bụi bẩn và độ ẩm, đồng thời dễ dàng lắp đặt trên xe công trình. Việc thiết kế phần cứng cần phải tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo thiết bị hoạt động hiệu quả trong mọi điều kiện.

III. Kết quả thử nghiệm và đánh giá

Kết quả thử nghiệm thiết bị cho thấy nó hoạt động ổn định và đáp ứng được các yêu cầu thiết kế. Các thông số như nhiệt độ, độ ẩm, tọa độ và tốc độ của xe được thu thập và truyền tải chính xác. Thiết bị đã được thử nghiệm trong nhiều điều kiện khác nhau và cho thấy khả năng hoạt động tốt trong môi trường khắc nghiệt của công trường. Việc đánh giá hiệu suất của thiết bị cho thấy nó có thể giúp người quản lý theo dõi và giám sát xe công trình một cách hiệu quả. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả công việc mà còn giảm thiểu rủi ro trong quá trình vận hành.

3.1. Đánh giá hiệu suất

Đánh giá hiệu suất của thiết bị được thực hiện thông qua việc so sánh dữ liệu thu thập được với các thông số thực tế. Kết quả cho thấy thiết bị có độ chính xác cao trong việc đo lường và truyền tải thông tin. Các thông số như nhiệt độ và độ ẩm được ghi nhận chính xác, giúp người quản lý có cái nhìn rõ ràng về điều kiện làm việc của xe. Hệ thống cũng cho phép theo dõi thời gian làm việc của xe, từ đó giúp tối ưu hóa quy trình quản lý. Việc sử dụng công nghệ IoT trong thiết kế thiết bị đã mang lại nhiều lợi ích thực tiễn cho doanh nghiệp trong việc giám sát và quản lý xe công trình.

IV. Hướng phát triển trong tương lai

Hướng phát triển trong tương lai của thiết bị thu thập thông tin cho hệ thống giám sát xe công trình sẽ tập trung vào việc cải tiến tính năng và mở rộng khả năng ứng dụng. Việc tích hợp thêm các công nghệ mới như AI và machine learning có thể giúp nâng cao khả năng phân tích dữ liệu và dự đoán tình trạng hoạt động của xe. Ngoài ra, việc phát triển giao diện người dùng thân thiện hơn cũng sẽ giúp người quản lý dễ dàng theo dõi và quản lý xe công trình. Hệ thống cũng cần được tối ưu hóa để giảm thiểu chi phí vận hành và bảo trì, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị.

4.1. Tích hợp công nghệ mới

Tích hợp công nghệ mới như AI và machine learning vào thiết bị sẽ giúp nâng cao khả năng phân tích và dự đoán tình trạng hoạt động của xe. Điều này không chỉ giúp người quản lý có cái nhìn tổng quan hơn về hoạt động của xe mà còn giúp phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn, từ đó có biện pháp xử lý kịp thời. Việc áp dụng công nghệ mới cũng sẽ giúp cải thiện hiệu suất làm việc của thiết bị, từ đó nâng cao hiệu quả quản lý và giám sát xe công trình.