GIỚI THIỆU
Tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài
Năm 2020 đánh dấu một cột mốc quan trọng khi toàn cầu đối mặt với đại dịch COVID-19, được xem là thảm họa lớn nhất của nhân loại kể từ Thế chiến thứ hai.
Từ các nước đang phát triển đến những quốc gia phát triển nhất, tất cả đều nỗ lực ngăn chặn đại dịch bằng cách huy động mọi tiềm lực kinh tế, quốc phòng và y tế, cùng với sự đóng góp của toàn cộng đồng.
Viêm đường hô hấp cấp do vi-rút Cô-rô-na (Covid-19) đã trở thành mối nguy hiểm hàng đầu của nhân loại Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đã công nhận Covid-19 là đại dịch toàn cầu, cho thấy đây không chỉ là vấn đề của cá nhân, tổ chức hay quốc gia mà là mối quan tâm chung của toàn thế giới.
Sự gia tăng liên tục về số ca nhiễm và tử vong do dịch bệnh đã tạo ra lo ngại không chỉ cho người dân Việt Nam mà còn cho toàn thế giới Tình hình này đặc biệt ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động kinh doanh của các doanh nghiệp, gây đứt gãy chuỗi cung ứng và làm giảm tốc độ phát triển kinh tế tại Việt Nam.
Để ứng phó hiệu quả với dịch Covid-19, việc áp dụng công nghệ trong phòng chống dịch là rất cần thiết Điều này không chỉ giúp doanh nghiệp Việt Nam duy trì hoạt động mà còn hỗ trợ họ sống chung với dịch, từ đó giảm thiểu tác động tiêu cực do sự lây lan của bệnh tật đối với cán bộ và công nhân viên lao động.
Đối tượng nghiên cứu
Dưới tác động của dịch Covid-19, nền kinh tế - xã hội Việt Nam gặp nhiều khó khăn, khiến nhiều doanh nghiệp bị ảnh hưởng nghiêm trọng Tuy nhiên, một số doanh nghiệp cung cấp hàng thiết yếu vẫn phải duy trì hoạt động để đảm bảo an sinh cho cộng đồng.
Việc duy trì hoạt động của các doanh nghiệp với số lượng lớn nhân viên làm tăng nguy cơ lây nhiễm chéo khi có ca mắc Covid-19 Do đó, nghiên cứu và áp dụng công nghệ để giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm giữa các nhân viên đang trở thành mối quan tâm hàng đầu của nhiều doanh nghiệp.
Mục đích nghiên cứu
Mặc dù thị trường hiện đã có nhiều giải pháp phòng, chống dịch Covid-19, nhưng chúng vẫn còn nhiều hạn chế, khiến cho các doanh nghiệp chưa thể lựa chọn được phương án tối ưu nhất.
Nhóm sẽ phân tích điểm mạnh và điểm yếu của các sản phẩm nhằm đề xuất giải pháp tối ưu cho công tác phòng, chống dịch Covid-19 tại doanh nghiệp Mục tiêu chính là giảm thiểu tình trạng lây nhiễm chéo giữa nhân viên, ngăn chặn nguy cơ ngưng hoạt động của doanh nghiệp, duy trì chuỗi cung ứng và bảo đảm việc làm cho người lao động.
Nhiệm vụ nghiên cứu
- Khảo sát tình hình dịch Covid-19 ảnh hưởng đến hoạt động các doanh nghiệp tại Việt Nam
- Tìm hiểu hệ lụy, tác hại của dịch Covid-19 lên các doanh nghiệp
- Khảo sát các giải pháp hiện có trên thị trường
- Khảo sát nhu cầu của doanh nghiệp về các mong muốn để tránh lây nhiễm chéo khi hoạt động trong mùa dịch
- Tính toán và thiết kế thi công mô hình hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid, giúp tránh lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp
- Thi công mô hình và lập trình cho hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid, giúp tránh lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp
- Hoàn thiện hệ thống phòng, chống tình trạng lây nhiễm chéo Covid-19 giữa các nhân viên tại doanh nghiệp
Phương pháp nghiên cứu
- Tìm hiểu thực trạng của vấn đề
- Tìm hiểu nhu cầu khách hàng, khảo sát thị trường
- Phỏng vấn cùng chuyên gia tại Sở Y Tế tỉnh An Giang
- Tìm hiểu các giải pháp hiện có trên thị trường Đánh giá điểm mạnh, điểm yếu của các giải pháp hiện có trên thị trường
Tổng hợp kết quả từ việc áp dụng kiến thức chuyên ngành cho thiết kế hệ thống chống tình trạng lây nhiễm chéo Covid-19 nhằm đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng và doanh nghiệp Hệ thống này không chỉ giúp giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm mà còn nâng cao sự an toàn và tin tưởng của khách hàng trong bối cảnh dịch bệnh Việc triển khai các giải pháp hiệu quả sẽ góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và duy trì hoạt động kinh doanh ổn định.
Các kết quả đạt được của đề tài
Hệ thống cảm biến hiện đại có khả năng đo thân nhiệt và nhận diện khuôn mặt nhân viên tại cổng rà soát Khi phát hiện thân nhiệt vượt quá 37.5 độ, hệ thống sẽ kích hoạt loa cảnh báo tại chỗ và tự động đóng cổng, ngăn không cho nhân viên đi qua Đồng thời, dữ liệu sẽ được truyền về máy tính chủ và hiển thị cảnh báo cho người quản lý, giúp nâng cao hiệu quả kiểm soát an toàn sức khỏe.
Hệ thống máy chủ kết nối qua wifi giúp nhận diện hình ảnh và đo thân nhiệt từng nhân viên, đồng thời cảnh báo khi có nhân viên có thân nhiệt cao Hệ thống cho phép truy xuất nhanh chóng thông tin như tên nhân viên và bộ phận làm việc, hỗ trợ người quản lý dễ dàng nhận diện và truy cập dữ liệu liên quan đến các bộ phận hoặc F1.
- Hệ thống có thể hoạt động liên tục 24/24
- Dễ sử dụng, cài đặt dễ dàng, phù hợp đa số doanh nghiệp.
Kết cấu của đồ án
- Tình hình và mục đích nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài
- Đối tượng, nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu
- Các kết quả đạt được của đề tài và kết cấu của đồ án
Chương 2: Tổng quan giải pháp
- Khảo sát hiện trạng vấn đề
Chương 3: Phương pháp giải quyết
- Khảo sát ý kiến và nhu cầu giải quyết vấn đề
- Các giải pháp hiện có
- Khảo sát chuyên gia về tính khả thi của giải pháp
Chương 4: Quy trình thiết kế
- Xây dựng ý tưởng thiết kế
- Giới thiệu các linh kiện sử dụng trong đề tài
- Xây dựng sơ đồ nguyên lý mạch và thiết kế
- Xây dựng hệ thống nhận dạng khuôn mặt
Chương 5: Thi công sản phẩm
- Quy trình thực hiện lắp ráp mô hình và hệ thống
Chương 6: Đánh giá kết quả, kết luận
- Ưu và nhược điểm của mô hình hệ thống
- Hướng phát triển đề tài
TỔNG QUÁT GIẢI PHÁP
Phát hiện vấn đề
Chủ đề “Phòng chống và đẩy lùi dịch Covid-19” đã dẫn dắt nhóm tác giả chọn nghiên cứu về ảnh hưởng của dịch Covid-19 đối với hoạt động của các doanh nghiệp tại Việt Nam Việc tìm hiểu tác động này không chỉ giúp nhận diện những thách thức mà các doanh nghiệp đang phải đối mặt, mà còn tìm ra các giải pháp hiệu quả nhằm phục hồi và phát triển trong bối cảnh dịch bệnh.
Với chủ đề này, nhóm tác giả đã tư duy phản biện và xây dựng được những vấn đề nhằm xây dựng đề tài dự án nhóm như sau:
• Các biện pháp phòng chống dịch tại các doanh nghiệp còn hạn chế
• Các doanh nghiệp phải dừng hoạt động trong mùa dịch Covid-19 do tình trạng lây nhiễm chéo giữa các nhân viên tại doanh nghiệp vẫn còn xảy ra
• Công tác phòng chống dịch ở một số doanh nghiệp còn chủ quan, kiểm soát chưa chặt chẽ
Nhóm tác giả đã dựa vào 7 tiêu chí sau để đánh giá các đề tài:
1 Dễ sử dụng kiến thức và kinh nghiệm của bản thân
2 Nhiều người muốn tham gia giải quyết vấn đề này
3 Dễ dàng tiếp cận được với các bên liên quan đến vấn đề
4 Mang lại lợi ích cho xã hội
5 Có thể hoàn thành trong thời gian quy định
6 Dễ thu thập thông tin cho vấn đề này
7 Không đòi hỏi chi phí thực hiện cao
Sau khi xem xét các tiêu chí, nhóm đã chọn vấn đề “Các doanh nghiệp phải dừng hoạt động trong mùa dịch Covid-19 do tình trạng lây nhiễm chéo giữa các nhân viên” là vấn đề quan trọng nhất, được nhiều người quan tâm và mong muốn tìm giải pháp.
Nhóm tác giả đã chọn nghiên cứu vấn đề giảm tình trạng lây nhiễm chéo giữa các nhân viên tại doanh nghiệp, với mục tiêu tìm ra các giải pháp hiệu quả để nâng cao sức khỏe và an toàn cho đội ngũ lao động.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT
Khảo sát ý kiến và nhu cầu giải quyết vấn đề
Việc khảo sát nhu cầu khách hàng là bước thiết yếu trong quy trình dự án, giúp thu thập thông tin và ý kiến từ khách hàng và các bên liên quan Dữ liệu này cung cấp cái nhìn sâu sắc về mong muốn và khao khát của họ, từ đó cho phép chúng ta xác định và chuyển đổi các thông tin thu thập được thành nhu cầu giải quyết vấn đề một cách hiệu quả.
Nhóm tiến hành khảo sát như cầu giải quyết của đối tưởng liên quan thông qua phỏng vấn trực tiếp chủ doanh nghiệp
Phương pháp: Phỏng vấn chủ doanh nghiệp qua điện thoại
• Đối tượng phỏng vấn: Chú Hoàng Công Danh (Chủ doanh nghiệp gốm Danh Lan)
• Mục tiêu: Xác định ảnh hưởng, hậu quả của việc nhân viên bị nhiễm Covid lên các công ty, doanh nghiệp
Kết quả nhóm tác giả đã thu được như sau:
Câu 1: Chú có nhận thấy là tình hình Covid-19 diễn ngày ra ngay càng phức tạp và khó kiểm soát không?
Trả lời: Có, không những thế mà ngày còn có những chủng mới ngày càng khó lường hơn
Là chủ doanh nghiệp, việc nhân viên nhiễm Covid-19 nhưng vẫn đi làm có thể dẫn đến tình trạng phong tỏa, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động và uy tín của doanh nghiệp Sự lây lan của virus không chỉ gây ra rủi ro cho sức khỏe của nhân viên mà còn có thể dẫn đến gián đoạn trong quy trình làm việc, giảm năng suất và tăng chi phí Do đó, việc quản lý sức khỏe nhân viên và thực hiện các biện pháp phòng ngừa là rất cần thiết để bảo vệ doanh nghiệp khỏi những tác động tiêu cực này.
Có, đây là một vấn đề mà nhiều doanh nghiệp, dù lớn hay nhỏ, luôn phải trăn trở Nguy cơ lây nhiễm trong toàn bộ doanh nghiệp từ một nhân viên là rất cao, nhưng việc kiểm soát tình hình lại gặp khó khăn do số lượng nhân viên đông đảo và sự bất tiện trong quá trình kiểm tra.
Câu 3: Nếu điều đó xảy ra chú có những cách giải quyết nào để vượt qua khó khăn không?
Chú đã lên kế hoạch cắt giảm nhân công và giảm sản lượng sản phẩm để duy trì hoạt động trong thời gian khó khăn Đồng thời, chú sẽ tìm kiếm thêm nhiều hợp đồng nhỏ để dễ dàng quản lý và đảm bảo dòng tiền thu hồi ngay.
Câu 4: Vậy chú có muốn giải quyết tình trạng nhân viên bị nhiễm dịch Covid mà vẫn đi làm không?
Chú muốn sản xuất mặt nạ có khả năng chống khuẩn hiệu quả, cho phép người dùng đeo lâu hơn mà không cần thay thế thường xuyên, giúp tiết kiệm chi phí Ngoài ra, việc gắn chip vào những công dân nhập cảnh hoặc người nhiễm bệnh cũng có thể là một giải pháp để kiểm soát tình hình.
Kết luận: Các chủ doanh nghiệp đều nhận thức rõ ràng về nguy cơ tiềm ẩn từ việc nhân viên nhiễm Covid và khả năng lây nhiễm cho đồng nghiệp Đây là một thách thức lớn mà doanh nghiệp phải đối mặt, tuy họ muốn tìm giải pháp nhưng lại gặp khó khăn trong việc triển khai các biện pháp hiệu quả.
Nhóm đã tiến hành khảo sát và đánh giá các ưu điểm, nhược điểm của các giải pháp hiện có để từ đó đề xuất giải pháp phù hợp và xây dựng mục tiêu thiết kế hiệu quả.
Các giải pháp hiện có
Bước khảo sát giúp chúng ta đánh giá các giải pháp hiện có trên thị trường và cách mà xã hội đã và đang giải quyết vấn đề, từ đó hiểu rõ lý do tại sao vấn đề vẫn chưa được giải quyết triệt để Qua khảo sát, chúng ta có thể nhận diện ưu nhược điểm của các giải pháp hiện tại, giúp có cái nhìn tổng quát hơn về vấn đề và tránh lặp lại những giải pháp đã tồn tại.
3.2.1 Kiểm tra thân nhiệt, rửa tay sát khuẩn và khai báo y tế thủ công
Hình 3.1 Kiểm tra thân nhiệt, rửa tay sát khuẩn và khai báo y tế thủ công
Kiểm tra thân nhiệt, rửa tay sát khuẩn và khai báo y tế thủ công là những biện pháp phổ biến để kiểm soát dịch Covid-19 tại Việt Nam Các doanh nghiệp, từ nhỏ đến lớn, đã áp dụng những phương pháp này để quản lý lượng nhân viên ra vào nơi làm việc Các công cụ cần thiết rất đơn giản, bao gồm máy đo thân nhiệt cầm tay, dung dịch rửa tay sát khuẩn và giấy khai báo y tế Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm, phương pháp này cũng có những nhược điểm cần được xem xét.
Vận hành, thủ tục đơn giản Nhân viên kiểm tra phải tiếp xúc với nhiều người ra vào
Chi phí thấp, nhưng quy trình ra vào của nhân viên tốn nhiều thời gian Địa điểm kiểm soát nằm trong khuôn viên doanh nghiệp, tuy nhiên vẫn chưa thể phân biệt rõ ràng giữa nhân viên bên trong và bên ngoài khu vực này.
Bảng 3.1 Ưu nhược điểm của giải pháp kiểm tra thân nhiệt, rửa tay sát khuẩn và khai báo y tế thủ công
3.2.2 Kiểm tra thân nhiệt, rửa tay sát khuẩn tự động và khai báo y tế điện tử
Hình 3.2 Kiểm tra thân nhiệt, rửa tay sát khuẩn và khai báo y tế điện tử
Phương pháp mới được cải tiến nhằm nâng cao hiệu quả trong công tác phòng, chống Covid-19 đã được một số doanh nghiệp áp dụng để cải thiện quy trình kiểm soát nhân viên ra vào Phương pháp này mang lại nhiều ưu điểm, nhưng cũng tồn tại một số nhược điểm cần được xem xét.
Sử dụng ít nhân công Chi phí cao
Giảm tình trạng nhân viên kiểm soát tiếp xúc với các nhân viên ra vào
Vị trí đặt máy bắt buộc phải đặt trong khuôn viên của doanh nghiệp Chưa thể tách biệt ra ngoài khuôn viên
Thời gian kiểm tra, khai báo nhanh chóng, không mất nhiều thời gian
Bảng 3.2 Ưu nhược điểm của giải pháp kiểm tra thân nhiệt, rửa tay sát khuẩn tự động và khai báo y tế điện tử
Kết luận: sau khi tham khảo qua các giải pháp hiện có trên thị trường:
- Đa số các biện pháp vẫn sử dụng phương pháp thủ công là thuê nhân công kiểm soát
- Tốn khá nhiều thời gian cho việc làm thủ tục kiểm soát
- Vẫn chưa đảm bảo an toàn cho doanh nghiệp vì vị trí kiểm soát vẫn nằm trong khuôn viên doanh nghiệp.
Xây dựng chỉ số mục tiêu thiết kế
Sau khi khảo sát thực trạng và yêu cầu của khách hàng thì nhóm xây dựng những chỉ số mục tiêu thiết kế như sau:
MỤC TIÊU THIẾT KẾ Độ chính xác Quá trình kiểm soát nhân viên ra vào tại doanh nghiệp tự động và chính xác Độ an toàn
Sàn lọc người nghi nhiễm, không cho đi vào doanh nghiệp
Số lượng nhân viên trực kiểm soát Tự động để đỡ tốn nguồn lực
Thời gian kiểm soát Thời gian nhanh hơn
Giá thành của hệ thống Giá phù hợp với các doanh nghiệp
Nguy cơ ảnh hưởng đến doanh nghiệp do Covid-19
Giảm tối đa nguy cơ dịch Covid-19 ảnh hưởng đến hoạt động của doanh nghiệp và nhân viên
Bảng 3.3 Bảng mục tiêu thiết kế
Xây dựng bộ đặc tính kỹ thuật từ ý kiến khách hàng:
Sau khi xác định các yêu cầu kỹ thuật cho mô hình hệ thống kiểm soát phòng, chống dịch Covid-19 tại doanh nghiệp, nhóm đã phát triển giải pháp phù hợp.
Nội dung Yêu cầu Thiết kế kỹ thuật Độ chính xác
Quá trình kiểm soát nhân viên ra vào tại doanh nghiệp tự động và chính xác
Cảm biến đo thân nhiệt bằng tia hồng ngoại có khả năng nhận diện khuôn mặt và tự động điều khiển đóng cổng khi phát hiện nhân viên có thân nhiệt vượt quá 37.5 độ C, đảm bảo an toàn cho môi trường làm việc.
Sàn lọc người nghi nhiễm, không cho đi vào doanh nghiệp
Cảm biến phát hiện người có thân nhiệt cao sẽ kích hoạt loa cảnh báo khi phát hiện nhân viên có thân nhiệt vượt quá 37.5 độ C Đồng thời, thiết bị cũng truyền dữ liệu qua wifi để hiển thị thông tin của người nghi nhiễm cho nhân viên trực.
Số lượng nhân viên trực kiểm soát
Tự động hóa để tránh lây nhiễm
Hệ thống đo thân nhiệt tự động, loại bỏ nhu cầu kiểm tra thủ công Với khả năng đo nhanh chóng và chính xác bằng tia hồng ngoại, hệ thống này còn có khả năng truyền dữ liệu qua kết nối wifi, giúp cải thiện hiệu quả kiểm soát sức khỏe.
Giá thành của máy Giá phù hợp với các doanh nghiệp
Làm với các thiết bị điện Arduino dễ sử dụng và giá mềm
Bảng 3.4 Bảng xây dụng đặc tính kỹ thuật
Sau khi tổng hợp kết quả khảo sát và đã tìm hiểu các giải pháp trên thị trường, nhóm đã xây dụng giải pháp gồm các tiêu chí:
- Giảm số lượng nhân viên trực
- Giảm thời gian kiểm soát
- Hệ thống truyền dữ liệu nhanh chóng và cảnh báo khi có phát hiện nhân viên có thân nhiệt cao hơn 37.5 o C
Dữ liệu thu thập được sẽ được truyền về máy tính trung tâm để phục vụ cho việc truy xuất Khai báo y tế, xác định bộ phận làm việc của người nghi nhiễm và nhanh chóng truy vết các F1.
- Hệ thống hoạt động ổn định, an toàn và chính xác để đảm bảo cho các doanh nghiệp
- Giá thành phù hợp với các doanh nghiệp lớn nhỏ.
Khảo sát chuyên gia về tính khả thi của giải pháp
Nhóm đã tiến hành khảo sát với các chuyên gia trong lĩnh vực này để xác định những vấn đề còn thiếu sót, từ đó lựa chọn giải pháp phù hợp nhất.
Nhóm đã chọn khảo sát bằng phương pháp Phỏng vấn qua điện thoại
• Tên người phỏng vấn: Th.S Nguyễn Hữu Viên
• Nghề nghiệp: Nhân viên Sở Y Tế tỉnh An Giang
• Tuổi & giới tính: 41 tuổi / Nam
• Mục tiêu: Làm thế nào để giảm thiểu ảnh hưởng của dịch Covid-19 lên các doanh nghiệp?
Khi thiết kế hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid, doanh nghiệp cần chú ý đến việc đảm bảo quy trình kiểm tra an toàn, sử dụng công nghệ hiện đại để phát hiện sớm các triệu chứng và lịch sử tiếp xúc Hệ thống này không chỉ giúp ngăn chặn lây nhiễm chéo mà còn tạo ra môi trường làm việc an toàn hơn cho nhân viên Lợi ích của việc triển khai hệ thống này bao gồm giảm thiểu rủi ro sức khỏe, tăng cường niềm tin của nhân viên vào sự chăm sóc sức khỏe tại nơi làm việc, và duy trì hoạt động sản xuất kinh doanh ổn định.
Sau khi phỏng vấn rút ra kết luận:
- Phương pháp kiểm tra thân nhiệt, phòng, chống dịch Covid-19 còn làm theo cách thủ công khá phổ biến là thuê nhân công đứng kiểm soát người ra vào
- Hiện tại các doanh nghiệp cần nâng cao phương pháp phòng, chống dịch để đạt hiệu quả cao hơn
- Nên áp dụng công nghệ vào công tác phòng, chống dịch Covid-19 tại các doanh nghiệp
- Hệ thống máy móc cần dễ sử dụng, hoạt động ổn định, giá thành phù hợp
- Hệ thống máy móc được áp dụng vào cần phải cho kết quả chính xác để kiểm soát chặt chẽ hơn
Phương pháp này giúp tăng cường công tác phòng, chống dịch Covid-19 trong doanh nghiệp, tạo điều kiện cho nhân viên an tâm làm việc Nhờ đó, doanh nghiệp có thể duy trì hoạt động liên tục, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động chung.
Cán bộ nhân viên doanh nghiệp đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định của đời sống vật chất và tinh thần của người dân, nhờ vào khả năng làm việc liên tục và thu nhập ổn định.
- Từ đó, góp phần rất lớn trong việc thành công phòng, chống Covid-19 của Nhà nước.
QUY TRÌNH THIẾT KẾ
Giới thiệu mô hình hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid giúp tránh lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp
Hệ thống tự động giúp doanh nghiệp kiểm soát nguy cơ lây nhiễm chéo hiệu quả với ít nhân lực Ngoài ra, hệ thống còn tích hợp chức năng nhận diện người ra vào, cho phép theo dõi từ xa nhằm giảm thiểu tình trạng tiếp xúc gần.
❖ Hệ thống giám sát được lắp đặt tại cổng chính:
Hệ thống giám sát tại cổng chính sử dụng ESP32 và camera OV2640 để nhận diện khuôn mặt nhân viên từ cơ sở dữ liệu trên máy chủ, đồng thời đo nhiệt độ cơ thể bằng cảm biến hồng ngoại không tiếp xúc MLX90614.
- Màn hình hiển thị được thông tin nhân viên cũng như nhiệt độ thân nhiệt của nhân viên đo được
Hệ thống sử dụng cảm biến siêu âm US015 để xác định khoảng cách từ nhân viên đến cảm biến nhiệt độ hồng ngoại không tiếp xúc MLX90614 Sóng siêu âm sẽ kích hoạt cảm biến nhiệt hồng ngoại, cho phép đo nhiệt độ trong một khoảng cách đã được cài đặt trước.
Cửa tự động được điều khiển bởi động cơ servo MG996G sẽ tự động mở khi nhận diện được nhân viên công ty và không phát hiện dấu hiệu thân nhiệt cao.
Hệ thống giám sát tại cổng chính được trang bị chuông cảnh báo, tự động thông báo khi nhiệt độ của nhân viên vượt quá mức cho phép (>37,5 o C), giúp cả nhân viên và bảo vệ kịp thời nắm bắt tình hình.
Hình 4.1 Mô hình hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid giúp tránh lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp
Hệ thống máy chủ kết nối wifi sử dụng ESP32 để giám sát thân nhiệt nhân viên ngay tại cổng Khi phát hiện thân nhiệt vượt quá 37,5 độ C, cửa sẽ tự động đóng và đèn cảnh báo sẽ được kích hoạt.
- Dữ liệu thu được từ kit thu phát wifi BLE ESP32 và camera OV2640 sẽ được truyền về phòng máy chủ ngay chốt bảo vệ
Tại phòng máy chủ, màn hình máy tính bảo vệ có khả năng truy xuất thông tin cần thiết về nhân viên khi phát hiện thân nhiệt cao hơn 37,5 o C.
+ Hồ sơ nhân viên gồm các thông tin như: họ và tên, số chứng minh, quê quán, địa chỉ, năm sinh, mã nhân viên, phòng ban làm việc
Nhân viên có thể xem lịch trình của mình thông qua việc quét mã QR để khai báo y tế, giúp truy vết những địa điểm mà họ đã đi qua.
Doanh nghiệp có thể nhanh chóng và hiệu quả xác định các trường hợp F1, F2 bằng cách truy xuất dữ liệu về những nhân viên trong phòng/ban làm việc cùng với nhân viên nghi nhiễm.
Bảo vệ sẽ yêu cầu nhân viên kiểm tra sức khỏe hoặc thực hiện xét nghiệm nhanh tại phòng cách ly của doanh nghiệp nhằm ngăn chặn sự lây lan sang các nhân viên khác.
Hình 4.2 Giao diện máy chủ truy xuất các thông tin của nhân viên nghi nhiễm
Giải pháp của nhóm hỗ trợ chủ doanh nghiệp kiểm tra tình trạng lây nhiễm chéo một cách hiệu quả mà không cần tốn nhiều nhân lực Việc ứng dụng khoa học và công nghệ sẽ nâng cao hiệu quả trong quá trình rà soát này.
Giới thiệu linh kiện
4.2.1 Kit thu phát wifi BLE ESP – 32 CAM OV2640
Hình 4.3 Module thu phát wifi BLE ESP32 – CAM OV2640
Mạch tích hợp với bộ xử lý chính là module ESP32 kết hợp với Camera OV2640, được ứng dụng rộng rãi trong truyền hình ảnh, xử lý ảnh qua Wifi, Bluetooth, và các ứng dụng IoT.
Tên Mô tả Điện áp cung cấp 5V
Bộ nhớ ngoài Khe cắm thẻ microSD lên đến 4GB
Bluetooth Chuẩn Bluetooth 4.2 BR/EDR và BLE
Tốc độ truyền UART 115200 bps
Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật của module thu phát wifi BLE ESP32 – CAM OV2640
❖ Các chân của ESP-32 CAM:
Hình 4.4 Sơ đồ chân của module ESP-32 CAM (Nguồn: Internet)
+ ESP32-CAM có 3 chân GND, 1 chân 3.3V và 1 chân 5V Tuy nhiên ta nên sử dụng nguồn 5V để đảm bảo hoạt động ổn định
+ Chân Vcc là chân nguồn output không nên sử dụng để cấp nguồn cho ESP32-
4.2.2 Cảm biến nhiệt không tiếp xúc MLX90614
Hình 4.5 Cảm biến nhiệt không tiếp xúc MLX90614 (Nguồn: Internet)
❖ Thông số kỹ thuật của cảm biến:
Cảm biến nhiệt hồng ngoại không tiếp xúc MLX90614 cho phép đo nhiệt độ của các đối tượng trong khoảng từ -70 °C đến 382.2 °C, với độ phân giải đầu ra đạt 0,14 °C và giao thức truyền dữ liệu mặc định là SMBus.
- Cảm biến sử dụng tia IR để đo nhiệt độ của đối tượng mà không cần tiếp xúc vật lý và được xây dựng từ 2 chip là:
+ Đầu báo nhiệt hồng ngoại MLX81101
+ Điều hoà tín hiệu ASSP MLX90302 được thiết kế đặc biệt đẻ xử lý đầu ra của cảm biến hồng ngoại
- Cảm biến này giao tiếp với bộ vi điều khiển bằng giao thức I2C
- Khoảng cách giữa đối tượng và cảm biến: 2cm – 5cm
❖ Các chân của cảm biến:
- Chân SCL (Serial Clock) và chân SDA (Serial Data): hỗ trợ giao tiếp I2C
4.2.3 Cảm biến siêu âm US – 015
Hình 4.6 Cảm biến nhiệt khoảng cách siêu âm US – 015 (Nguồn: Internet)
- Module đo khoảng cách siêu âm US-015 được sử dụng để nhận biết khoảng cách từ đối tượng đến cảm biến nhờ sóng siêu âm
- Module có khả năng thực hiện chức năng đo khoảng cách không tiếp xúc từ 2cm ~ 4m
Module này hoạt động với điện áp cung cấp 5V và có công suất tiêu thụ tĩnh dưới 3mA Nó hỗ trợ chế độ giao tiếp GPIO, mang lại sự ổn định và độ tin cậy cao cho các cơ quan giám sát.
- Góc cảm biến: 15 đến 35 độ
- Khoảng cách cảm biến: 0,75in (2cm) đến 13ft (4m)
- Sai số: 0.3cm (khoảng cách càng gần, bề mặt vật thể càng phẳng sai số càng nhỏ)
- Độ chính xác: lên đến 0,04in (1,0mm)
Arduino là một vi điều khiển nhỏ gọn cho phép người dùng lập trình và thực hiện các dự án điện tử một cách dễ dàng, mà không cần đến các công cụ chuyên dụng để nạp mã.
+ Phần cứng gồm một board mạch mã nguồn mở có thể lập trình được
+ Phần mềm hỗ trợ phát triển tích hợp IDE (Integrated Development Environment) dùng để soạn thảo, biên dịch code và nạp chương trình cho board
❖ Các ngõ vào/ra của Arduino Uno R3:
Hình 4.7 Arduino Uno R3 (Nguồn: Internet)
- Chân xuất tín hiệu ra digital:
Chân Serial 0 (RX) và 1 (TX) trên Arduino Uno được sử dụng để truyền (TX) và nhận (RX) dữ liệu TTL Serial, cho phép giao tiếp với các thiết bị khác thông qua hai chân này.
+ Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM với độ phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 2 8 -1 tương ứng với 0V → 5V)
Chân giao tiếp SPI bao gồm 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO) và 13 (SCK), không chỉ đảm nhận các chức năng thông thường mà còn được sử dụng để truyền phát dữ liệu qua giao thức SPI với các thiết bị khác.
+ Chân lấy tín hiệu analog (A0 → A5): cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit (0
→ 2 10 -1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V
+ Đặc biệt có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với các thiết bị khác
- Chân cấp nguồn cho cảm biến:
+ GND (Ground): cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino UNO
Arduino UNO cung cấp hai mức điện áp đầu ra: 5V với dòng tối đa 500mA và 3.3V với dòng tối đa 50mA Để cấp nguồn ngoài cho Arduino UNO, bạn cần kết nối cực dương của nguồn với chân Vin (Voltage Input) và cực âm với chân GND.
+ RESET: việc nhấn nút reset trên board để reset vi điều khiển tương đương với việc chân Reset được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ
Hình 4.8 Động cơ Servo MG996R (Nguồn: Internet)
- MG996R là phiên bản nâng cấp của MG995 có khả năng phản hồi nhanh hơn và mô-men xoắn lớn hơn
Động cơ RC servo này có khả năng quay từ 0 đến 180 độ nhờ vào chu kỳ hoạt động của sóng PWM được cung cấp Đặc biệt, động cơ được trang bị bánh răng kim loại, mang lại độ kéo mạnh mẽ và độ bền cao.
- Kích thước sản phẩm: 40,7 x19,7 x 42.9mm
- Sản phẩm Rally: 9.4kg / cm (4.8V), 11kg / cm (6V)
- Tốc độ phản ứng: 0.17sec / 60degree (4.8V) 0.14sec / 60degree (6V)
Màn hình LCD 1602, sử dụng driver HD44780, có khả năng hiển thị 2 dòng với mỗi dòng chứa 16 ký tự Thiết bị này được trang bị các cổng song song, cho phép điều khiển nhiều chân cùng một lúc.
- LCD 1602 có thể được phân loại thành các kết nối 8 cổng và 4 cổng Nếu kết nối
8 cổng được sử dụng thì tất cả các cổng Digital của Arduino gần như bị chiếm hoàn toàn nên kết nối 4 cổng sẽ được sử dụng tốt hơn
- Điện áp hoạt động là 5 V
- Khoảng cách giữa hai chân kết nối là 0.1inch tiện dụng khi kết nối với Breadboard
- Tên các chân được ghi ở mặt sau của màn hình LCD hổ trợ việc kết nối, đi dây điện
- Có đèn led nền, có thể dùng biến trở hoặc PWM điều chình độ sáng để sử dụng ít điện năng hơn
- Có thể được điều khiển với 6 dây tín hiệu
❖ Sơ đồ chân của LCD:
- VSS: tương đương với GND - cực âm
- VDD: tương đương với VCC - cực dương (5V)
- Constrast Voltage (Vo): điều khiển độ sáng màn hình
- Register Select (RS): điều khiển địa chỉ nào sẽ được ghi dữ liệu
- Read/Write (RW): Bạn sẽ đọc (read mode) hay ghi (write mode) dữ liệu
- Enable pin: Cho phép ghi vào LCD
D0 - D7 là 8 chân dữ liệu, trong chế độ đọc (read mode), mỗi chân có thể nhận giá trị HIGH hoặc LOW, và trong chế độ ghi (write mode), nó cũng sẽ nhận giá trị tương tự.
- Backlight (Backlight Anode (+) và Backlight Cathode (-)): Tắt bật đèn màn hình LCD
Hình 4.10 Giao tiếp I2C (Nguồn: Internet)
- Một chuẩn giao tiếp nối tiếp 2 dây được gọi là I2C
- Một giao tiếp I2C gồm 2 dây: Serial Data (SDA) và Serial Clock (SCL)
+ SDA là đường truyền cho master và slave để gửi và nhận tín hiệu, vì vậy dữ liệu được truyền từng bit dọc theo một đường duy nhất
+ SDL là đường truyền xung nhịp để đồng bộ và chỉ theo 1 hướng
- Buzzer là một loại linh kiện phát âm thanh có thể chuyển tín hiệu điện thành tín hiệu âm thanh
- Trong mô hình, buzzer được sử dụng để báo động cho người dùng biết nhiệt độ vượt qua ngưỡng cho phép
Hình 4.12 Cấu tạo của buzzer (Nguồn: Internet)
❖ Thông số kỹ thuật: Điện áp hoạt động 3V – 24V
Dòng hoạt động 20mA/5VDC
Tần số cộng hưởng 3000Hz ±500Hz Đầu ra âm thanh tối thiểu 95dB/10cm
Nhiệt độ làm việc -20 o C đến 80 o C
Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật của buzzer
4.2.9 Module đồng hồ thời gian thưc RTC DS3231
Module này đảm nhận việc theo dõi thời gian chính xác và đi kèm với một pin dự phòng, giúp RTC hoạt động liên tục ngay cả khi nguồn điện chính bị ngắt.
- Module RTC hoạt động trên giao thức I2C và kết nối với cùng một dây bus.
Giới thiệu các công cụ lập trình
Arduino IDE được viết tắt là Arduino Intergrated Development Environment, là một trình soạn thảo văn bản giúp ta viết code để nạp vào board mạch Arduino
Bản thân Arduino là một nền tảng mã nguồn mở bao gồm phần cứng (bảng mạch lập trình) và phần mềm (IDE):
- Phần cứng bao gồm các board mạch được thiết kế sẵn với các cảm biển, linh kiện
- Phần mềm của Arduino giúp sử dụng các cảm biến, linh kiện đó một cách linh hoạt
Arduino IDE được viết bằng ngôn ngữ lập trình Java Đây là ứng dụng đa nền tảng (cross – platform), ngôn ngữ code cho các chương trình của Arduino là C/C++
Arduino IDE tích hợp thư viện phần mềm "wiring", giúp đơn giản hóa quá trình lập trình Một chương trình chạy trên Arduino được gọi là sketch và có định dạng tệp ino.
Hình 4.13 Giao diện Arduino IDE
Vùng lệnh của IDE bao gồm các nút menu như File, Edit, Sketch, Tools và Help, cùng với các biểu tượng phía dưới cho phép người dùng truy cập nhanh vào các chức năng thường dùng.
Bảng 4.3 Các nút lệnh menu của Arduino IDE
- Vùng viết chương trình: Đây là nơi sẽ viết các đoạn mã của mình
Hình 4.14 Vùng viết chương trình trong Arduino IDE
- Vùng thông báo (debug): Những thông báo từ IDE sẽ được hiển thị tại đây
Hình 4.15 Vùng thông báo trong Arduino IDE
Microsoft Visual Studio là một môi trường phát triển tích hợp từ Microsoft Visual Studio cùng cấp cho người dùng những chức năng như:
- Đa nền tảng: Hỗ trợ sử dụng trên nhiều nền tảng khác nhau như Windows, Linux và Mac Systems
Visual Studio hỗ trợ đa ngôn ngữ lập trình như C#, F#/C++, HTML, CSS, Visual Basic và JavaScript, giúp dễ dàng phát hiện và thông báo lỗi trong các chương trình.
- Hỗ trợ website: Visual Studio hỗ trợ website, đặc biệt trong công việc soạn thảo và thiết kế web
Hình 4.16 Giao diện của Microsoft Visual Studio C#
Thanh menu (khung cam) trong Visual Studio chứa các danh mục chức năng chính Khi người dùng cài đặt thêm các trình cắm hỗ trợ như Visual Assist, thanh menu sẽ tự động cập nhật để hiển thị các menu mới từ các trình cắm này.
Toolbar (khung xanh lá) cung cấp các công cụ hỗ trợ người dùng trong việc viết mã và gỡ lỗi Các công cụ trên thanh này có thể thay đổi khi bắt đầu quá trình gỡ lỗi, giúp tối ưu hóa trải nghiệm lập trình.
- Toolbox (khung vàng): Đây là vùng chứa tất cả các control mà chúng ta có thể sử dụng cho project
Khu vực code (khung đỏ) là nơi để viết mã nguồn cho chương trình Cửa sổ lập trình của một tập tin trong dự án sẽ xuất hiện khi người dùng nhấp đúp vào tập tin đó trong cửa sổ Solution Explorer.
- Solution Explorer (khung tím): Đây là vùng quản lý các file trong project mà chúng ta đang làm việc
- Error List (khung xanh dương): Đây là cửa sổ hiển thị danh sách lỗi (Error) hoặc cảnh báo (Warning) phát sinh trong quá trình viết mã nguồn (source code)
- Output: Đây là cửa sổ hiển thị các thông tin, trạng thái của Solution khi build hoặc của chương trình khi debug
- Vùng design (khung hồng): Đây là vùng thiết kế giao diện và hiển thị kết quả giao diện mà chúng ta đã viết mã giao diện ở khu vực code
Hình 4.17 Vùng design của Microsoft Visual Studio C#
THI CÔNG SẢN PHẨM
Mô hình lắp ráp của cổng rà soát
Hình 5.1 Phần đo nhiệt độ gồm cảm biến siêu âm đo khoảng cách và cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc
Hình 5.2 Màn hình được lắp tại cổng rà soát để nhân viên biết nhiệt độ của mình
Hình 5.3 Servo điều khiển cổng đóng/mở và chuông báo động
Hình 5.4 Phần cứng mô hình của hệ thống cổng rà soát
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN
Kết quả đạt được
Sau khi thực hiện đề tài “Xây dựng mô hình hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid nhằm ngăn chặn lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp”, nhóm tác giả đã áp dụng những kiến thức học được tại trường vào thực tiễn một cách cụ thể và hiệu quả.
Sử dụng cảm biến và động cơ trong mô hình giúp đạt được các kết quả mong muốn như đo nhiệt độ, hiển thị thông tin trên màn hình và nhận diện khuôn mặt.
- Sử dụng các công cụ lập trình như Arduino để điều khiển mô hình
Tuy nhiên, nhóm cũng đã gặp một số khó khăn và khắc phục những khó khăn đó như:
Việc sử dụng công cụ lập trình như Visual Studio mang lại nhiều thách thức cho nhóm, bởi đây là một công cụ phổ biến nhưng khả năng tiếp cận với các công cụ lập trình trong lĩnh vực Kỹ thuật y sinh vẫn còn hạn chế.
Nhóm đã tìm kiếm sự hướng dẫn từ giảng viên và tự học qua các diễn đàn về Visual Studio cơ bản, giúp việc thiết kế và lập trình cho máy chủ trở nên dễ dàng hơn Điều này cũng mang lại cơ hội cho nhóm khám phá và hiểu biết thêm về các công cụ lập trình.
Kết quả đạt được: Đề tài “Xây dựng mô hình hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm
Hệ thống giám sát Covid tại doanh nghiệp bao gồm hai phần chính: một hệ thống lắp đặt tại cổng chính và một máy chủ Điểm nổi bật của hệ thống là khả năng giả lập nhiệt độ và lưu trữ thông tin nhân viên Mô hình này còn tích hợp các chức năng quan trọng như nhận diện khuôn mặt, đo thân nhiệt, hiển thị nhiệt độ cùng thông tin nhân viên (Tên – Phòng/Ban làm việc) và cảnh báo khi nhiệt độ vượt mức cho phép, giúp ngăn ngừa lây nhiễm chéo hiệu quả.
Ưu điểm và nhược điểm của mô hình
Sau khi hoàn thành và thử nghiệm mô hình hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid, nhóm tác giả đã nhận diện được những ưu điểm và nhược điểm của hệ thống này trong việc ngăn chặn lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp.
- Giảm các ca nhiễm Covid đi vào và gây lây nhiễm Covid tại công ty
Để đảm bảo an toàn 5K trong công tác phòng chống dịch tại doanh nghiệp, hệ thống tự động được thiết lập nhằm duy trì khoảng cách an toàn giữa người giám sát và nhân viên công ty.
- Hệ thống giúp giám sát nhân viên ra vào và truy vết các F1, F2 tại doanh nghiệp nhanh chóng, kịp thời, giúp công tác phòng chống dịch hiệu quả
- Ứng dụng công nghệ giúp doanh nghiệp an tâm hoạt động sản xuất trong mùa dịch
- Sản phẩm dễ sử dụng và giá thành không cao
Hệ thống đo nhiệt chỉ có khả năng đo cho một nhân viên tại mỗi thời điểm, do đó, để phục vụ cho số lượng lớn nhân viên trong công ty, cần lắp đặt nhiều cảm biến và cổng rà soát.
- Khoảng cách cảm biến nhiệt độ gần, phải đưa gần tới đo được nhiệt độ
- Chưa thực hiện được việc truy xuất dữ liệu di chuyển của nhân viên
- Chỉ mới đo được thân nhiệt, chưa phát hiện được các trường hợp không triệu chứng do nhiễm Covid.
Hướng phát triển của đề tài
Nhóm nghiên cứu đã đề xuất xây dựng mô hình hệ thống cổng rà soát nhân viên nhiễm Covid, nhằm ngăn chặn lây nhiễm chéo tại các doanh nghiệp Mô hình này có thể được áp dụng rộng rãi hơn nữa tại các khu công nghiệp bằng cách tích hợp thêm nhiều tính năng hữu ích.
- Hệ thống Test nhanh tự động người nghi nhiễm Covid
- Thay camera nhận diện khuôn mặt thành camera đo thân nhiệt hồng ngoại để có thể theo dõi nhiều người cùng một lúc
- Có thể kết nối với Sổ sức khỏe điện tử để giám sát và chăm sóc sức khỏe người lao động hiệu quả hơn