Nghiên cứu KHKT Kỹ Thuật cơ khí HỆ THỐNG ĐO THÂN NHIỆT KHỬ KHUẨN TỰ ĐỘNG TÍCH HỢP PHẦN MỀM VÀ WEB QUẢN LÍ

Đ i dịch covi do vi r t co ro na gây ra t đầu t n m 2019 tr n thế gi i và đến nay vẩn chưa d ng l i và có chiều hư ng gia t ng không ch nư c ta mà tr n toàn thế gi i đ đ l i hậu qu n ng nề, c c iến th của covi – 19 xu t hiện hiện ngày càng nhiều và ggay ra đ i dịch tr n toàn thế gi i. Trong đó những quốc gia có nền y học ph t tri n cũng chịu nh hư ng n ng nề do dịch covi – 19 gây ra như Mỹ vẫn là quốc gia chịu nh hư ng n ng nề nh t i đ i dịch v i h n 765.700 ca tử vong trong tổng số gần 46.772.000 ca nhiễm. Hai quốc gia xếp ngay sau Mỹ lần lượt là Ấn Độ (h n 34.259.700 ca nhiễm, h n 457.770 ca tử vong) và razil (h n 21.793.400 ca nhiễm, h n 607.500 ca tử vong). Đ ng ch ý, số liệu thống k một số quốc gia cũng như ý kiến đ nh gi của c c chuy n gia y tế cho r ng, số ca nhiễm Covid19 cũng như số ca tử vong tr n toàn thế gi i có th còn cao h n nhiều so v i những con số được công ố. Đi n hình như t i Nga, C quan Thống k nhà nư c của Nga (Rosstat) ngày 2910 thông o, ít nh t 44.265 ngư i t i Nga đ tử vong trong th ng 9 v a qua do dịch Covid19 và những nguy n nhân li n quan, ngh a là cao gần g p đôi con số 24.031 do chính phủ công ố trư c đó.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐĂK NÔNG

-  -

CUỘC THI KHOA HỌC KỸ THUẬT CẤP TỈNH DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC

NĂM HỌC 2021 - 2022 BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU DỰ ÁN

HỆ THỐNG ĐO THÂN NHIỆT KHỬ KHUẨN TỰ ĐỘNG TÍCH HỢP

PHẦN MỀM VÀ WEB QUẢN LÍ

LĨNH VỰC DỰ THI: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

ĐĂK NÔNG, 12/2021

II GIẢ THIẾT KHOA HỌC:

1 Gi thuyết khoa học ……….…… …… … … trang 3

2 Gi thuyết khoa học và ph t i u mục ti u nghi n cứu…… … ….… trang 3 III TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU:

1 Gi i thiệu và tổng quan về v n đề nghi n cứu……….…… … trang 3

2 Gi i thiệu và tổng quan về mục đích nghi n cứu……… … trang 4

IV THIẾT KẾ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

1.1 Trình tự thực hiện ……….………… … ….trang 5 1.2 Nghi n cứu về c m iến đo nhiệt độ, khử khuẩn…….……….trang 6,7,8 1.3 nghi n cứ về hệ thống tịnh tiến đo thân nhiệt tự động …….… ….trang 9,10 1.4 Nghi n cứu về phần mềm hi n thị nhiệt độ tự động có giọng nói:.trang 11,12,13 1.5 Nghi n cứu về hệ thống We qu n lý thông tin học sinh và truy xu t dữ liệu

LỜI CẢM ƠN

V i sự iết n sâu s c, ch ng em nhóm t c gi dự n nghi n cứu khoa học Hệ

thống đo thân nhiệt khử khuẩn tự động tích hợp phần mềm và We qu n lí xin

chân thành gửi l i c m n đến S gi o dục và đào t o t nh Đ kNông đ t o sân

ch i ổ ích cho ch ng em; an gi m hiệu trư ng THPT L Quý Đôn, gi o vi n chủ

nhiệm l p 11A1, c ng toàn th quý thầy cô trong tổ Lí – Hóa – Sinh nói riêng và

toàn th thầy cô trong trư ng đ t o mọi điều kiện cho nhóm ch ng em hoàn thành

s n phẩm nghi n cứu

Dự n nghi n cứu khoa học của ch ng em được thực hiện trong th i gian a

th ng Trong qu trình tr i nghiệm nghi n cứu dự n li n quan đến l nh vực kỹ

thuật c khí, phần mềm, nhóm ch ng em không tr nh kh i thiếu xót chính vì vậy

nhóm r t mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp th m t phía thầy cô, an gi m

kh o cuộc thi và c c n có quan tâm đến dự n này T đó nh m gi p ch ng em

nâng cao n ng lực nghi n cứu khoa học kỹ thuật cho n thân và đ c iệt là gi p

nhóm c i tiến kỹ thuật và hoàn thiện s n phẩm nghi n cứu

Cuối c ng, nhóm nghi n cứu xin gửi l i chia sẻ, lòng iết n đến gia đình, n

è luôn động vi n và t o mọi điều kiện đ nhóm hoàn thành dự n này

Trân trọng cảm ơn!

Ấn Độ (h n 34.259.700 ca nhiễm, h n 457.770 ca tử vong) và razil (h n 21.793.400 ca nhiễm, h n 607.500 ca tử vong) Đ ng ch ý, số liệu thống k một

số quốc gia cũng như ý kiến đ nh gi của c c chuy n gia y tế cho r ng, số ca nhiễm Covid-19 cũng như số ca tử vong tr n toàn thế gi i có th còn cao h n nhiều

so v i những con số được công ố Đi n hình như t i Nga, C quan Thống k nhà

nư c của Nga (Rosstat) ngày 29-10 thông o, ít nh t 44.265 ngư i t i Nga đ tử vong trong th ng 9 v a qua do dịch Covid-19 và những nguy n nhân li n quan, ngh a là cao gần g p đôi con số 24.031 do chính phủ công ố trư c đó

Việt nam ch ng ta t khi dịch covit – 19 xu t hiện đến nay nư c ta đ chịu

nh hư ng n ng nề về kinh tế và cũng như về con ngư i Đ c iệt trong n m 2021 làn sóng lần thứ tư xu t hiện t nguồn t thành phố Hồ Chí Minh thành phố đông dân nh t là trung tâm kinh tế của c nư c và lan rộng ra c c t nh phía nam đến nay

đ gây ra hậu qu n ng nề về kinh tế và con ngư i theo số lượng thống k T

th ng 10 đến nay chính phủ đ đưa ra nghị quyết 128 về thích ng an toàn v i cô vit – 19 trong tình hình m i thì khẩu hi u 5K ngày càng được p dụng ch t chẻ

đ phòng ng a dịch nh

Hình ảnh đo thân nhiệt cho học sinh đƣợc thực hiện thủ công bằng máy đo

thân nhiệt cầm tay

Việc đo thân nhiệt và khử khuẩn trư c khi vào công s , c c công ty, xí nghiệp r t quan trọng Gi p ch ng ta ph t hiện kịp th i c c trư ng hợp có nhiệt độ t thư ng,

đ c iệt trong c c trư ng học khi c c em đang trong tuổi hiếu động và là môi trư ng có nguy c lây nhiễm cao Nhưng việc đo thân nhiệt và khử khuẩn cũng như

ki m so t c c thông tin khi đo vẫn còn thủ công, c c thông tin của học sinh khi đo không được ki m so t và nếu có cũng lập thủ công Nhận th y v n đề đó nhóm chúng em m i suy ngh và tìm tòi và đưa ra một iện ph p hữu hiệu là hệ thống

Hệ thống đo thân nhiệt khử khuẩn tự động tích hợp phần mềm và We qu n lí

gi p c n ộ y tế đỡ v t v và gi p cho an gi m hiệu ki m so t thông tin về sức

kh e học sinh hiệu qu cũng góp một phần nh é vào công t c phòng chống dịch của trư ng em nói ri ng và c nư c nói chung trong công t c phòng chống dịch

II Giả thiết khoa học:

1 Giả thuyết:

Tr n c s quan s t thực tế về việc đo thân nhiệt khử khuẩn, qu n lí c c thông tin về sức kh e của trư ng THPT L Quý Đôn và những hi u iết, kiến thức THPT được trang ị, nhóm đ t ra gi i thiết là làm sao đ chế t o và l p r p một hệ thống

v i đầy đủ c c chức n ng sử dụng đo thân nhiệt, khử khuẩn tự động, in thẻ học sinh tích hợp m v ch đ sau khi học sinh đo thân nhiệt xong học sinh sẻ quét m v ch lưu trữ thông tin về sức kh e của mình và xây dựng hệ thống phần mềm cũng như một We qu n lí trực tuyến c c dữ liệu của học sinh trong ngày, h ng tuần, h ng

th ng và cố th thống k học sinh có nhiệt độ t thư ng h ng ngày đ ộ phận y

tế, an gi m hiệu có th n m t được và o c o l n c quan y tế dự phòng của huyện, s

2 Phát biểu mục tiêu nghiên cứu

- Nhóm nghi n cứu sẽ có được những hi u iết sâu rộng h n về c c kiến thức

li n quan được học tr n ghế nhà trư ng đ c iệt trong cuộc c ch m ng 4.0 là cuộc

III.Tổng quan về vấn đề nghiên cứu:

1 Bối cảnh nghiên cứu:

Trư c tình hình dịch ệnh ngày càng phức t p tr n thế gi i và trong nư c C c

ca nhiễm ngày càng t ng cao, c c iến th của covi – 19 ngày càng nhiều và nguy

hi m Tốc độ lây lan dịch ệnh ngày càng nhanh Ch ng ta không th r rô được

mà ph i sống chung trong tr ng th i ình thư ng m i thì v n đề thực hiện 5K

đ ki m so t dịch ệnh là đ c iệt quan trọng

2 Mục đích nghiên cứu:

Xu t ph t t thực tr ng tr n, nhóm nghi n cứu khoa học trư ng THPT L Quý Đôn ch ng em đ suy ngh , nghi n cứu và đề ra gi i ph p hữu hiệu, ít tốn kém trong việc gi i quyết thực tr ng tr n ng việc tìm tòi, thống nh t ý tư ng thiết kế một Hệ thống đo thân nhiệt khử khuẩn tự động tích hợp phần mềm và We qu n

- Nghi n cứu tài liệu t c c nguồn kh c nhau

- Lập kế ho ch nghi n cứu và xây dựng mô hình nghi n cứu:

- Nghi n cứu chức n ng của một số ộ phận c m iến :

- Lập n vẽ thiết kế và hệ thống đo thân nhiệt tự động

- Thiết kế và làm ộ phận truyền động cho c m iến đo thân nhiệt

- Thiết kế và làm ộ phận c m iến tự động phun nư c khử khuẩn và qu t s y

- Thiết kế và làm ộ phận phân mềm hiện thị nhiệt độ tự động

- Thiết kế và viết phần mềm We qu n lí tự động

- Tiến hành l p r p và cho ho t động thử nghiệm

- Đ nh gi kết qu so v i gi thuyết an đầu

- Điều ch nh và hoàn thiện s n phẩm

- Hoàn thiện hồ s dự n nghi n cứu và nộp s n phẩm tham gia dự thi

1.2 Nghiên cứu về đặc điểm của cảm biến đo nhiệt độ và khử khuẩn tự động

Sau qu trình tìm hi u và nghi n cứu nhóm

ch ng em sử dụng C m iến nhiệt độ hồng ngo i không tiếp x c

C m iến nhiệt độ hồng ngo i đo nhiệt độ

ng c ch ph t hiện n ng lượng hồng ngo i

ph t ra t t t c c c vật liệu có nhiệt độ tr n

độ không tuyệt đối (0 ° Kelvin)

Thiết kế c n nh t ao gồm một th u kính đ tập trung n ng lượng hồng ngo i (IR) vào đầu đo, gi p chuy n đổi n ng lượng thành tín hiệu điện có th được hi n thị theo đ n vị nhiệt độ sau khi được nhiệt cho sự thay đổi nhiệt độ môi trư ng Thiết kế này t o điều kiện cho phép đo nhiệt độ t kho ng c ch xa mà không tiếp

x c v i đối tượng cần đo

Do đó, c m iến nhiệt độ hồng ngo i r t hữu ích đ đo nhiệt độ trong c c trư ng hợp trong đó c c c p nhiệt điện ho c c m iến lo i đầu đo kh c không th được sử dụng ho c cho kết qu đo không chính x c vì nhiều lý do Một số trư ng hợp đi n hình là đối tượng cần đo đang di chuy n ho c trong c c ứng dụng y u th i gian cầu

đ p ứng nhanh

Nguyên lý hoạt động:

N ng lượng hồng ngo i (IR) được ph t ra t t t c c c vật liệu có nhiệt độ tr n 0°K

ức x hồng ngo i là một phần của Phổ điện t và n m giữa tần số nh s ng kh kiến (Ánh s ng nhìn th y) và sóng vô tuyến Phần hồng ngo i của phổ kéo dài ư c sóng t 0,7μm đến 1000μm Trong d i sóng này, ch c c tần số t 0,7μm đến 20μm được sử dụng đ đo nhiệt độ thực tế hàng ngày Điều này là do c m iến nhiệt độ

IR hiện có không đủ nh y đ ph t hiện lượng n ng lượng r t nh có sẵn ư c sóng vượt qu 20μm

N ng lượng hồng ngo i di chuy n theo đư ng thẳng t nguồn và có th ị ph n x

và h p thụ i c c ề m t vật ch t tr n đư ng đi của nó Trong trư ng hợp hầu hết

c c vật th r n, một phần n ng lượng hồng ngo i đập vào ề m t vật th sẽ ị h p thụ và một phần sẽ ị ph n x Điều này cũng p dụng cho c c vật liệu trong suốt ,chẳng h n như : thủy tinh, khí và nhựa m ng nhưng ngoài ra, một số n ng lượng

IR cũng sẽ đi qua vật th Những hiện tượng này được gọi là Độ ph t x của vật th

ho c vật liệu

C c lo i vật liệu và khí kh c nhau có độ ph t x kh c nhau, và do đó sẽ ph t ra IR

c c cư ng độ kh c nhau trong một nhiệt độ nh t định Sự ph t x của vật liệu ho c khí là một chức n ng của c u tr c phân tử và đ c đi m ề m t của nó Nó thư ng không ph i là một chức n ng của màu s c tr khi nguồn màu là một ch t hoàn toàn

kh c v i c th chính của vật liệu Một ví dụ thực tế về điều này là s n kim lo i kết hợp một lượng đ ng k nhôm Hầu hết c c lo i s n có c ng độ ph t x không phân iệt màu s c, nhưng nhôm có độ ph t x r t kh c nhau do đó sẽ làm thay đổi độ

ph t x của s n kim lo i Cũng giống như trư ng hợp v i nh s ng kh kiến, một

số ề m t càng được đ nh óng cao thì ề m t IR sẽ ph n x càng nhiều Do đó,

c c đ c tính ề m t của vật liệu cũng sẽ nh hư ng đến độ ph t x của nó Trong đo nhiệt độ, điều này có ý ngh a trong trư ng hợp vật liệu có độ ph t x th p Do đó, một miếng thép không g được đ nh óng cao sẽ có độ ph t x th p h n nhiều so

v i c ng lo i v i ề m t được gia công thô Điều này là do c c r nh được t o ra i gia công ng n ch n phần l n n ng lượng IR ị ph n x Ngoài c u tr c phân tử và điều kiện ề m t, yếu tố thứ a nh hư ng đến sự ph t x rõ ràng của vật liệu ho c khí là độ nh y ư c sóng của c m iến, được gọi là đ p ứng quang phổ của c m iến Như đ n u tr n, ch c c ư c sóng hồng ngo i trong kho ng 0,7μm và 20μm được sử dụng đ đo nhiệt độ thực tế

Ƣu điểm của cảm biến

Một vài ưu đi m về tính n ng của c m iến nhiệt độ hồng ngo i không tiếp x c

- Kích thư c c m iến nh (28mm x 16mm) và chi phí th p

- Dễ dàng giao tiếp v i MCU thông qua giao thức truyền thông I2C

- C m iến độ nh y nhiệt cho hệ thống điều khi n điều hòa không khí di động

- Theo dõi và ph t hiện chuy n động (nh t là an đ m)

- Ph t hiện góc m của oto

- Ki m so t nhiệt độ c c thiết ị trong công nghiệp

- Ki m so t nhiệt độ trong m y in, m y photocopy, laptop,

Tổng quan dự án:

1.3 Nghiên cứu về hệ thống tịnh tiến đo nhiệt độ tự động:

S đồ khối của

hệ thống truyền động tịnh tiến

1.4 Nghiên cứu về phần mềm hiển thị nhiệt độ tự động có giọng nói:

Qua quá trình nghiên cứu về ứng dụng tr n nền t ng window ch ng

em đ thiết lập và sử dụng phần mềm VISUAL STUDIO đ lập trình phần mềm

ng ngôn ngữ lập trình c#

Sau khi đ ng ký học sinh tr n we site

Sau khi quét m học sinh, thông tin như

- Nếu nhiệt độ tr n 37.5 hệ thống sẽ ph t ra Nhiệt độ của n tr n 37.5, vui lòng đến tr m y tế đồng th i nhiệt độ hi n thị tr n phần mềm màu đ

- Nếu nhiệt độ dư i 36 hệ thống sẽ ph t ra Nhiệt độ của n dư i 36 độ, vui lòng đến tr m y tế đồng th i nhiệt độ hi n thị tr n phần mềm màu vàng

- Nếu nhiệt độ n m trong kho ng 36 - 37.5 hệ thống sẽ ph t ra Xin c m n, nhiệt độ ình thư ng đồng th i nhiệt độ hi n thị tr n phần mềm màu xanh

1.5 Nghiên cứu về hệ thống Web quản lý thông tin học sinh và truy xuất dữ liệu quản lý:

Nhóm ch ng em đ l n ý tư ng xây dựng một trang we qu n lý học sinh và truy

xu t dữ liệu qu n lý nhiệt độ, sức khoẻ của c c n học sinh

S đồ trình tự

của We site:

Ch ng em đ thiết kế hệ thống we site ra làm 3 phần

- Hệ thống c s dữ liệu (data ase) sử dụng MySql

- Server sử dụng ngôn ngữ Golang ( một ngôn ngữ xử lý nhanh chóng và r t được ưa chuộng hiện nay)

- We site được viết ng ngôn ngữ HTML/CSS và ANGULAR phi n n 12

Cơ sở dữ liệu:

Nếu như qu n lý danh s ch ng Excel hay Access hay c c phần mềm tư ng tự, việc lọc và tìm kiếm thông tin kh dễ dàng Tuy nhi n, nếu c c n muốn tìm kiếm, lọc theo nhiều trư ng thông tin kh c nhau, nhóm thông tin, thực hiện c c advanced filter thì sẽ r t phức t p

C s dữ liệu là hệ thống ao gồm r t nhiều thông tin, dữ liệu được xây dựng theo một c u tr c nh t định nh m đ p ứng nhu cầu khai th c, sử dụng của nhiều ngư i hay ch y nhiều chư ng trình ứng dụng c ng một l c

Khi p dụng hình thức lưu trữ này, nó sẽ gi p kh c phục được những đi m yếu của việc lưu file thông thư ng tr n m y tính C c thông tin lưu trữ sẽ đ m o được

Sau khi đ t o ng xong, ch ng em đ đưa c s dữ liệu l n tr n không gian m ng

đ có th truy xu t n ngoài

Server:

Qua qu trình nghi n cứu c c lo i ngôn ngữ kh c nhau như PHP, Nodejs, C++, JAVA… Thì nhóm ch ng em đ lựa chọn Golang làm ngôn ngữ lập trình cho server

Server sẽ đ m tr ch công việc kết nối hệ thống c s dữ liệu sau đó tính to n xử lý, lọc kết qu mà ch ng ta mong muốn Thành phần không th thiếu trong server đó là api, thông qua giao thức http 1.0 ch ng ta có th truy xu t dữ liệu r t dễ dàng t ứng dụng

API (Application Programming Interface) là một tập c c quy t c và c chế mà theo

đó, một ứng dụng hay một thành phần sẽ tư ng t c v i một ứng dụng hay thành phần kh c API có th tr về dữ liệu mà n cần cho ứng dụng của mình những

ki u dữ liệu phổ iến như JSON hay XML

REST (REpresentational State Transfer) là một d ng chuy n đổi c u tr c dữ liệu,

một ki u kiến tr c đ viết API Nó sử dụng phư ng thức HTTP đ n gi n đ t o cho giao tiếp giữa c c m y Vì vậy, thay vì sử dụng một URL cho việc xử lý một số thông tin ngư i d ng, REST gửi một y u cầu HTTP như GET, POST, DELETE, vv đến một URL đ xử lý dữ liệu

RESTful API là một ti u chuẩn d ng trong việc thiết kế c c API cho c c ứng dụng

we đ qu n lý c c resource RESTful là một trong những ki u thiết kế API được

sử dụng phổ iến ngày nay đ cho c c ứng dụng (we , mo ile…) kh c nhau giao

tiếp v i nhau Chức n ng quan trọng nh t của REST là quy định c ch sử dụng c c

HTTP method (như GET, POST, PUT, DELETE…) và c ch định d ng c c URL cho ứng dụng we đ qu n c c resource RESTful không quy định logic code ứng

dụng và không gi i h n i ngôn ngữ lập trình ứng dụng, t kỳ ngôn ngữ ho c

framework nào cũng có th sử dụng đ thiết kế một RESTful API

REST ho t động chủ yếu dựa vào giao thức HTTP C c ho t động c n n u tr n

sẽ sử dụng những phư ng thức HTTP ri ng

● GET (SELECT): Tr về một Resource ho c một danh s ch Resource

● POST (CREATE): T o m i một Resource

● PUT (UPDATE): Cập nhật thông tin cho Resource

● DELETE (DELETE): Xo một Resource

Những phư ng thức hay ho t động này thư ng được gọi là CRUD tư ng ứng v i

Create, Read, Update, Delete – T o, Đọc, Sửa, Xóa

Thiết kế API: