BÁO CÁO MÔN HỌC CÁC VẤN ĐỀ HIỆN ĐẠI CỦA KỸ THUẬT MÁY TÍNH ĐỀ TÀI HỆ THỐNG BÁO CHÁY THÔNG MINH ỨNG DỤNG IOT VỚI ĐẦU PHUN NƯỚC TỰ ĐỘNG

Lý do chọn đề tài Ngày nay công nghệ ngày càng phát triển,kèm theo đó là sự xuất hiện hàng loạt của thiết bị điện tử.Đó cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến hỏa hoạn do chập cháy

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ



BÁO CÁO MÔN HỌC CÁC VẤN ĐỀ HIỆN ĐẠI CỦA KỸ THUẬT MÁY TÍNH

ĐỀ TÀI

HỆ THỐNG BÁO CHÁY THÔNG MINH ỨNG DỤNG IOT VỚI

ĐẦU PHUN NƯỚC TỰ ĐỘNG

Giảng viên hướng dẫn: TS Hoàng Gia Hưng , Phạm Hùng Mạnh

Sinh viên thực hiện:Hoàng Văn Thành

Mã sinh viên :19020630

Hà Nội, 12/2022

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới các thầy, cô giáo và cán bộ Khoa Điện tử viễn thông, Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội phụ trách môn học “Các vấn đề hiện đại của kỹ thuật máy tính” đã truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho em trong thời gian học tập

3

Mục lục

Danh mục hình ảnh 3

I Tổng quan 4

1.1 Lý do chọn đề tài 4

1.2 Giới thiệu 4

II Nội dung 5

2.1 Cấu tạo 5

2.2 Nguyên lý hoạt động 8

2.1 Ưu điểm 9

2.2 Nhược điểm 9

2.3 Ứng dụng 10

III Kết luận 10

IV Tài liệu tham khảo 10

Danh mục hình ảnh Figure 1: Sơ đồ cấu trúc hệ thống báo cháy thông minh ứng dụng IOT 5

Figure 2: Cảm biến nhiệt độ 6

Figure 3 :Cảm biến phát hiện ngọn lửa 7

Figure 4:Cảm biến khí gas 7

Figure 5: Cảm biến siêu âm 8

Figure 6: Arduino mega 8

Figure 7: Sơ đồ hoạt động của hệ thống báo cháy thông minh ứng dụng IOT 9

I Tổng quan

1.1 Lý do chọn đề tài

Ngày nay công nghệ ngày càng phát triển,kèm theo đó là sự xuất hiện hàng loạt của thiết bị điện tử.Đó cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến hỏa hoạn do chập cháy các vật dụng điện.Ngoài ra , hiện nay vẫn còn rất nhiều hộ gia đình sử dụng bếp ga để phục

vụ cho việc nấu nướng.Điều đó dẫn đến có rất nhều vụ cháy nổ bình ga đầy đáng tiếc.Hậu quả của hỏa hoạn là rất nghiêm trọng,những mất mát thương tâm xảy ra đá phần đến từ việc không phát hiện và xử lí đám cháy kịp thời.Do đó cần có một hệ thống thiết bị tự động nhận ra bất thường của nhiệt độ và thực hiện biện pháp xử lí kịp thời để có thể giảm thiểu tổn thất nhiều nhất có thể.Vì vậy nên trong bài báo cáo này ,em giới thiệu “Hệ thống báo cháy thông minh ứng dụng công nghệ IoT với đầu phun nước tự động”

1.2 Giới thiệu

IOT đúng như tên gọi của nó, các vật thể ,thiết bị sẽ được kết nối và tương tác với nhau thông qua internet.Các thiết bị này có thể trao đổi thông tin với nhau thông qua mạng lưới này.Đặc biệt,tất cả có thể được điều khiển từ xa.Công nghệ hiện đại này có rất nhiều ứng dụng trong đời sống hằng ngày

Hệ thống báo cháy tự động trong bài báo cáo này sử dụng IOT để đọc các dữ liệu

về ngon lửa,nhiệt độ ,và khói được đo bằng các cảm biến để từ đó phân tích những dữ liệu trên để xem xét lúc nào thì vòi phun tự động sẽ được kích hoạt Hệ thống phát hiện cháy thông minh với vòi phun nước tự động được sử dụng để giải quyết vấn đề phản ứng chậm,không xủ lí kịp thời khi hỏa hoạn xảy ra

5

II Nội dung

2.1 Cấu tạo

các bộ phận chính như sau:

+ Arduino Mega

+ Cảm biến nhiệt độ

+ Cảm biến khí ga

+ Cảm biến ngọn lửa

+ Cảm biến siêu âm

+ Hệ thống vòi phun

+ Máy tính kết nối

+ Module wifi

+ Đèn led

+ Còi báo cháy

Figure 1: Sơ đồ cấu trúc hệ thống báo cháy thông minh ứng dụng IOT

Đầu vào cung cấp số liệu để hệ thống phân tích, cảm biến và mô-đun Wi-Fi hoạt động như một bộ phát cho số đọc của cảm biến Cảm biến nhiệt độ, cảm biến khí gas và cảm biến ngọn lửa là đầu vào Các đầu ra là LED và Còi báo cháy Hệ thống nước được

bơm bằng máy bơm nước 12 V chạy bằng Arduino và được điều khiển bằng rơle 5 V

Trường hợp khi hỏa hoạn,các cảm biến của hệ thống : cảm biến nhiệt độ,cảm biến khi gas,cảm biến ngọn lửa sẽ không ngừng cung cấp dữ liệu đến Arduino Các dữ liệu cập nhật được gửi vào một mô-đun Wi-Fi để dịch dữ liệu sang dạng thống kê Một trang web được tạo để phân tích dữ liệu và phản hồi, được trích xuất có điều kiện để khởi chạy vòi phun nước

Cảm biến nhiệt độ: Đây là một thiết bị nhận đầu vào là nhiệt độ môi trường

và chuyển đổi nó thành dữ liệu,nó giúp nhận biệt sự biến đổi nhiệt đổi của môi trường đo.Hệ thống này dùng cảm biến nhiệt độ để nhận biết khi nào có hỏa hoạn

Figure 2: Cảm biến nhiệt độ

Cảm biến ngọn lửa: Là cảm biến có thể phát hiện ra được ngọn lửa trong tầm

phạm vi hoạt động của nó,khoảng 80cm

7

Figure 3 :Cảm biến phát hiện ngọn lửa

Cảm biến khí ga:. Nó dùng để nhận ra sự hiện diện của các loại khí khác nhau.Trong trường hợp có hỏa hoạn,sẽ xuất hiện khói,và cảm biến khí gas được sử dụng để phát hiện nó

Figure 4:Cảm biến khí gas

Cảm biến siêu âm:.Cảm biến siêu âm là thiết bị điện tử đo khoảng cách của một đối tượng mục tiêu bằng cách phát ra sóng siêu âm, sau đó âm thanh phản xạ được chuyển đổi thành tín hiệu điện.Trong hệ thống này,cảm biến siêu âm được dùng để đo mực nước trong bể

Figure 5: Cảm biến siêu âm

Arduino mega : Dùng để điều khiển các cảm biến

Figure 6: Arduino mega

2.2 Nguyên lý hoạt động

Các cảm biến sẽ được điều khiển bởi Arduino để trích xuất các giá trị từ môi trường xung quanh.Tiềm năng xảy ra hỏa hoạn hoặc mức độ nghiêm trọng của vụ hỏa hoạn sẽ được kiểm tra bằng một ngưỡng của các thông số nhiệt độ,nồng độ khói hoặc khi cảm biến ngọn lửa phát hiện ra ngọn lửa.Ví dụ nhiệt độ vượt ngưỡng 80 độ C , nồng độ CO2 vượt quá 30%.Nếu các thông số chạm ngưỡng,hệ thống ngay lập tức được kích hoạt để ngăn chặn sự nguy hiểm.Lúc này máy bơm với hiệu điện thế 12V

9

bằng cảm biến siêu âm

Máy bơm 12 V hút nước từ bể để đưa vào đầu tưới qua đường ống.Một cảm biến siêu âm đọc mực nước trên bể Phản hồi được liên kết với các bản cập nhật IOT điều khiển máy bơm nước bằng các cảm biến khác đã phát hiện ra đám cháy.Ngoài ra đền LED và còi sẽ hoạt động để thể hiện sự nguy hiểm một cách trực quan Node MCU (hình 7) lưu trữdữ liệu và hiển thị liên tục trên điện thoại thông minh

Figure 7: Sơ đồ hoạt động của hệ thống báo cháy thông minh ứng dụng IOT

2.1 Ưu điểm

- Có khả năng phát hiện và xử lí nhanh chóng vụ hỏa hoạn trong phạm vi

- Khá dễ dàng lắp đặt và sử dụng

2.2 Nhược điểm

- Phạm vi vòi phun còn chưa lớn

- Độ chính xác chưa phải là tuyệt đối

2.3 Ứng dụng

sHệ thống có thể được ứng dụng rộng rãi khắp mọi nơi.Bằng sự tiện lợi,độ chính xác cao, hệ thống có thể được lắp đặt tại nhà riêng,nơi có nhiều nguy cơ xảy

ra hỏa hoạn,ví dụ như nhà bếp.Ngoài ra hệ thống cũng có thể được sử dụng để lắp đặt tại các văn phòng ,công trình,tận dụng sự phản ứng nhanh nhạy của hệ thống để

xử lí những trường hợp khẩn cấp

III Kết luận

Hệ thống báo cháy thông minh ứng dụng công nghệ IoT với đầu phun nước

tự động là một giải pháp khá tối ưu cho việc phát hiện và xử lí nhanh chóng các vụ hỏa hoạn,từ đó giảm thiểu thiệt hại xuống mức tối thiểu.Hệ thống phất hiện đám cháy dưạ trên công nghệ IOT,cảm biến nhiệt độ ,cảm biến khí,cảm biến ngọn lửa để

có thể thu thập dữ liệu một cách chính xác và nhanh chóng.Tuy nhiên để đạt được

độ tin cậy 100% ,hệ thống cần có những cải tiến mới hơn,có thể tích hợp học máy với hệ thống dự đoán khả năng cháy nổ dựa trên dữ liệu thu thập được từ các nguồn khác nhau

IV Tài liệu tham khảo

1 https://www.researchgate.net/publication/345062499_A_Smart_Fire_Detection_Syste m_using_IoT_Technology_With_Automatic_Water_Sprinkler

2 https://aws.amazon.com/vi/what-is/iot/