Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế và Thi Công Hệ Thống IoT Xử Lý Khí Thải

• Tác giả: Nguyễn Hoài Tâm
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Thái
• 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 và Thi Công Hệ Thống IoT Xử Lý Khí Thải
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.5. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
• 1.6. BỐ CỤC ĐỒ ÁN
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. TỔNG QUAN IOT (INTERNET OF THINGS)
• 2.2. CÔNG NGHỆ WIFI (WIRELESS FIDELITY)
• 2.3. CÁC CHUẨN GIAO TIẾP I2C, UART, RS485-MODBUS-RTU
• 2.3.1. Chuẩn giao tiếp I2C
• 2.3.2. Chuẩn giao tiếp UART
• 2.3.3. Chuẩn giao tiếp RS485-Modbus RTU
• 2.4. VI ĐIỀU KHIỂN ESP32
• 2.5. GIAO THỨC HTTP
• 2.5.1. Các phương thức yêu cầu của HTTP
• 2.6. CÁM BIẾN VÀ THIẾT BỊ
• 2.6.1. Cảm biến nồng độ pH - HI6100805
• 2.6.2. Cảm biến gió AM1000-3-BV
• 2.6.3. Cảm biến chất lượng không khí MQ135
• 2.6.4. Động cơ Servo DS 3218
• 2.6.5. Động cơ Step 57HSE 2.8 DRIVER ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
• 2.6.6. MÀN HÌNH DWIN
• 2.6.7. CÁC PHẦN MỀM SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI
• 3. CHƯƠNG 3: NỘI DUNG THỰC HIỆN
• 3.1. YÊU CẦU HỆ THỐNG
• 3.2. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
• 3.3. THIẾT KẾ PHẦN MỀM
• 3.3.1. Quy trình vận hành hệ thống
• 3.3.2. Giao diện màn hình DWIN
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ
• 4.1. KẾT QUẢ PHẦN CỨNG
• 4.2. KẾT QUẢ PHẦN MỀM DWIN
• 4.2.1. Hiển thị dữ liệu cảm biến
• 4.2.2. Cập nhật RTC thời công
• 4.2.3. Hiểu chuẩn các cảm biến
• 4.2.4. Hiển thị các đề tài
• 4.3. KẾT QUẢ TRÊN APP
• 4.4. THỬ NGHIỆM ĐỘ CHÍNH XÁC VỚI HỆ THỐNG
• 4.4.1. Kiểm nghiệm kết quả đo của cảm biến gió
• 4.4.2. Kiểm nghiệm pH so với dung dịch đo chuẩn
• 4.4.3. Kiểm nghiệm và theo dõi điều khiển tác động gió
• 4.4.4. Kiểm nghiệm điều khiển bơm xút vào nồng độ pH
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. KẾT LUẬN
• 5.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về Thiết Kế và Thi Công Hệ Thống IoT Xử Lý Khí Thải

Hệ thống IoT xử lý khí thải đang trở thành một giải pháp quan trọng trong việc giám sát và quản lý chất lượng không khí. Với sự phát triển của công nghệ, việc áp dụng IoT vào lĩnh vực này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả mà còn giảm thiểu chi phí. Hệ thống này cho phép thu thập dữ liệu từ các cảm biến và xử lý thông tin theo thời gian thực, từ đó đưa ra các quyết định kịp thời nhằm cải thiện chất lượng môi trường.

1.1. Khái niệm về Hệ Thống IoT và Ứng Dụng trong Xử Lý Khí Thải

Hệ thống IoT (Internet of Things) là mạng lưới các thiết bị kết nối với nhau, cho phép thu thập và trao đổi dữ liệu. Trong xử lý khí thải, IoT giúp giám sát các thông số như nồng độ khí độc, nhiệt độ và độ ẩm, từ đó đưa ra các biện pháp xử lý kịp thời.

1.2. Lợi ích của Việc Áp Dụng IoT trong Quản Lý Khí Thải

Việc áp dụng IoT trong quản lý khí thải mang lại nhiều lợi ích như giảm thiểu ô nhiễm, tiết kiệm chi phí vận hành và nâng cao hiệu quả giám sát. Hệ thống có khả năng tự động hóa quy trình xử lý, giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người.

II. Thách Thức trong Thiết Kế Hệ Thống IoT Xử Lý Khí Thải

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc thiết kế hệ thống IoT xử lý khí thải cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác của cảm biến, khả năng kết nối mạng và bảo mật dữ liệu là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ Chính Xác của Cảm Biến Khí

Độ chính xác của các cảm biến khí là yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hiệu quả của hệ thống. Cảm biến cần được hiệu chỉnh định kỳ để đảm bảo dữ liệu thu thập được là chính xác và đáng tin cậy.

2.2. Vấn Đề Kết Nối Mạng và Bảo Mật

Kết nối mạng ổn định là điều kiện cần thiết để hệ thống hoạt động hiệu quả. Bên cạnh đó, bảo mật dữ liệu cũng là một thách thức lớn, đặc biệt khi thông tin nhạy cảm được truyền tải qua mạng.

III. Phương Pháp Thiết Kế Hệ Thống IoT Xử Lý Khí Thải Hiệu Quả

Để thiết kế một hệ thống IoT xử lý khí thải hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ tiên tiến. Việc lựa chọn linh kiện phù hợp và xây dựng mô hình hoạt động rõ ràng là rất quan trọng.

3.1. Lựa Chọn Linh Kiện và Cảm Biến Phù Hợp

Việc lựa chọn linh kiện và cảm biến phù hợp là bước đầu tiên trong thiết kế hệ thống. Các cảm biến như MQ135, SHT31 và HI6100805 thường được sử dụng để đo lường các thông số khí thải.

3.2. Xây Dựng Mô Hình Hoạt Động của Hệ Thống

Mô hình hoạt động của hệ thống cần được xây dựng rõ ràng, bao gồm các bước thu thập dữ liệu, xử lý và phản hồi. Điều này giúp đảm bảo hệ thống hoạt động trơn tru và hiệu quả.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Hệ Thống IoT Xử Lý Khí Thải

Hệ thống IoT xử lý khí thải đã được áp dụng thành công trong nhiều lĩnh vực, từ nhà máy sản xuất đến các khu công nghiệp. Việc giám sát và xử lý khí thải không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn nâng cao sức khỏe cộng đồng.

4.1. Các Dự Án Thành Công trong Ứng Dụng IoT

Nhiều dự án đã thành công trong việc áp dụng IoT để giám sát khí thải, như các nhà máy sản xuất lớn. Những dự án này đã chứng minh được hiệu quả trong việc giảm thiểu ô nhiễm và cải thiện chất lượng không khí.

4.2. Kết Quả Nghiên Cứu và Đánh Giá Hiệu Quả

Các nghiên cứu cho thấy việc áp dụng hệ thống IoT trong xử lý khí thải đã giúp giảm đáng kể nồng độ khí độc trong không khí. Điều này không chỉ bảo vệ môi trường mà còn nâng cao sức khỏe cho cộng đồng.

V. Kết Luận và Hướng Phát Triển Tương Lai của Hệ Thống IoT Xử Lý Khí Thải

Hệ thống IoT xử lý khí thải đang mở ra nhiều cơ hội mới trong việc quản lý môi trường. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến và giải pháp xanh hơn cho vấn đề ô nhiễm không khí.

5.1. Tương Lai của Công Nghệ IoT trong Quản Lý Khí Thải

Công nghệ IoT sẽ tiếp tục phát triển và cải tiến, mang lại nhiều giải pháp hiệu quả hơn trong việc giám sát và xử lý khí thải. Sự kết hợp giữa IoT và trí tuệ nhân tạo có thể tạo ra những bước đột phá mới.

5.2. Đề Xuất Các Giải Pháp Xanh Hơn

Các giải pháp xanh hơn trong xử lý khí thải sẽ được nghiên cứu và phát triển. Việc áp dụng công nghệ mới và cải tiến quy trình sẽ giúp giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường tốt hơn.