Luận văn nghiên cứu xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu và cảnh báo môi trường từ xa

Dữ liệu thu thập được tử cáo hoạt động quan trắc này lả đữ liệu không liên tục và chỉ góp phần đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước tại thời điểm tiên hành quan re Ngày nay, v

Trang 1

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập— Tự do — Iạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ho va tên tác giả luận văn : Nguyễn Tiến Đức

Để tài luận văn: Nghiên cứu xây dựng hệ thống thu thập đữ liệu và cảnh

bảo môi trường Lử xa

Chuyên ngành: Kỹ thuật truyền thông

Mã số SV: CD120682

Tác giả, Người hướng dẫn khoa học vả Hội đồng châm luận văn xác nhận tác giá đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 11/4/2015 với các nội dung sau

Trang 2

LOI CAM DOAN

Tôi xin cam doan Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật mày là do tôi nghiên cứu và được

thực biện dưới sự hướng dan cia TS Tran Văn Cúc Các kết quả tham khảo từ các

nguồn tải liệu cũng như các công trinh nghiên cứu khoa học khác được trích din

Trang 3

LOI CAM GN

Trời đầu tiên tôi xin bày tô lòng câm ơn sâu

tới TS Trân Văn Cúc, thấy là

người tân tình hướng dẫn về mặt khoa hợc cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu

và hoàn thanh luận văn

Xin chân thành cảm em các Í

ô giáo Viên Điện tứ - Viễn thông đã chỉ dẫn,

đóng góp nhiều ý kiến bổ ích trong quá trình hoàn thành luận văn

Tôi xin bảy tỏ làng cảm ơn đến cán bộ, lãnh đạo Viện Khoa học kỹ thuật Bưu

điện, nơi tôi làm việc đã tạo điểu kiện lối nhất để tôi hoàn thiện luận văn

Cuổi cùng, tôi xin cắm ơn gia đình, người thân, bạn bẻ đã thường xuyên động, viên, giúp đỡ để tôi hoàn thành luận văn này

Trang 4

2.3.2 Tô chức kzu trữ dif ligu tong cae file 36 2-4 Phân hệ qun lý thông tím quan trắc lich hop lrén céng théng tin dign ta 37

2.4.1 Yêu câu chức năng của phân hệ quản lý thông tin quan trắc _

2.4.2 Mô tả kiên trủc hệ thông [7] - - - - 38

2.4.3 Đặc tá hệ thẳng TH HH HH hai ee se 2.4.4 Thiết kế giao điện người sử ching M

3.1 Thiết bị thu thập đứ liệu Datalogger woe, SB

3.11 Cầu tạo thiết bị thu thập dữ liệu Datalogger:

3.L2 Các tính năng và đặc tính kỹ thuật

bị thư thập đỡ liệu đatalogger

3.1.3 Kết quả đo đạc thử nghiệm ti

3.2 Phan wném thu thập đữ liệu và cảnh bao lai rung (am 56

3.2.1 Các chức năng chính của phan mém - $6

3.2.2 Kết quả đánh giá thứ nghiệm phản mềm: - 62

CHUONG 4: TRIEN KHAI THU NGHIEM THỰC TẾ 1 TẠI ĐỊA BẢN TỈNH

Trang 5

MO DAU

Tài nguyên thiên nhiên có vai trò quan Wong trong su phát triển kinh Lé - x4 héi của một quốc gia Tuy nhiền, hiện nay nhiều nguồn tải nguyễn thiên nhiên như tài

neuyén mước nói chung và tài nguyễn nước mặt nói riêng đang bị khai thác, sử dụng

lang phi, kém hiệu quả Điều này khiến môi trường nước mặt đan bị phá hoại nghiêm trong, 6 nhiém va suy thoái dến múc báo déng, Sy 6 nhiễm môi trường, nước mặt có ảnh hưởng rất lớn đến các hoạt động kinh tế cũng như sức khỏe cửa người dân Để gứp phần bảo vệ mỗi trường nước mặi, ngay từ dâu rhirtg nắm 2000, 'Tằng cục Mỗi trường đã tiến hành xây dựng mạng lưởi quan trắc môi trường nước zặt ở các lưu vực sông lớn như: sông Nhuệ - Dáy, sông Cầu và sông Dẻng Nai Tuy nhiên, hoạt dộng quan trắc chủ yếu là quan trắc bản tự động có tần suất 3 - 4 lần/ năm Dữ liệu thu thập được tử cáo hoạt động quan trắc này lả đữ liệu không liên

tục và chỉ góp phần đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước tại thời điểm

tiên hành quan (re

Ngày nay, với sự phát triển của khoa học công nghệ nhiều quốc gia trên thế giới

đã đưa vào sử dụng hệ thông quan trắc môi trường nước tư đồng, liên tục nhằm khai thác và sử dụng có hiệu quả nguẫn tài nguyên nước mặt Ở nước ta, hiện số lượng trạm quan trắc môi tưởng nước tự động vẫn còn hạn chế Theo “Quy hoạch tổng thể mạng lưới quan trắc tải nguyên và mới trường quốc gia đến năm 2020”, đến năm 2020 số lượng trại quan tắt nước mắt phải dat 348 trạm, trong dó có 270 trạm quan trắc luợng nước sông, 116 trạm quan trắc chất lượng nước sông, hỗ và

1580 điểm đo mưa

Vị vậy cân thiết phải tăng cường dầu tư lắp dặt rất nhiễu trạm quan trắc môi trường nước trong thời gian tới Những trạm quan trắc môi trưởng nước mặt hiện tay đều đo nước ngoài cụng cp Cac iam quan trắc môi Hường nước tự động, liên tục ngoại nhập giá thành cao, chủ phí duy trì hoạt dộng lớn, khả năng nâng cấp mở rộng rất khó, cụ thể như một số trạm quan trắc môi trường nước mới được Tổng cục

Môi trường bản giao cho dị phương sử dụng các thiết bị của các hãng HACH

(Mỹ), Aqualytic (Đức), khi hỏng đều phải mua module thay thế chỉnh hãng và

9

Trang 6

1.1 Thực trạng ô nhiễm môi trudng tai Vist Nam ouirriieiiriirrie

1.2, Khải quát về giám sát môi trường |5] crecee

1.2.1 Khải niệm giám sắt môi trường ceeeneesrere

1.2.2 Phân loại giảm sắt môi trường

1.3 Các thông số chinh để đánh giá chất lượng của môi trường nước mặt at El]

13.1 pH

1.3.3 Hàm lượng chất rẫn, ninh Hee

1.3.4 D6 duc (Tur — Turbidity)

1.3.5 D6 din dién (UC electrical conductivity)

1.3.6 Oxy hoa tan (DO Dissolved Oxygen)

1.3.7 Nhụ cầu oxy hóa học (COD — Chermieal Oxygen Demand)

1.3.8 Nhu cdu oxy sinh héa (BOD — Biochemical Oxygen Demand)

1.3.9 Dộ muối (S%6 - Salinity) ococoo on inch ene eae

1.3.10 Kim loai va kim foai ning

CHƯƠNG 2 : NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH THE THONGTHU THAP pt LIỆU VẢ CẢNH BẢO MOI TRUONG TU XA

2.1 Mô hình tổng thể hệ thống thu thập dữ liệu vả cảnh báo mỗi trưởng từ xa

2.2 Phân hệ thu thập dữ liệu tại trạm quan trắc

2.2.L Yêu cầu chức năng của phân hệ thu thập dữ liệu tại rạm quan trắc

2.2.2 Sơ ói thiết kế hộ thu thập đứ Rệu Datalogger

2.2.3 Giải pháp nguẫn cập cho thiết bị thu thập đữ liệu Datalogger

2.3 Phân hệ giảm sát và điều khiển tại trung tâm quan trắc

Trang 7

Tình 1 : Mô hình hệ thống thu thập dũ liệu và cảnh báo mỗi trường từ xa 29

Hình 2 : Sơ dỗ khói thiết kể bộ thu thập dữ liệu Đatalogger 32

Hinh 3 : Sơ đỗ giải pháp cung cấp nguồn cho các thiết bị đầu thu - 35 Tỉnh 4: Dũ liệu quam trắc được lưu trữ bimary tại trung tâm 36

Hình 5 ; Định dạng dữ liệu dược lưu trữ theo ngày, tháng, năm ở log file tại trung,

linh 10: Cầu tạo mặt ngoài vỏ thiết bị thu thập đữ liệu Datelogger 52

Hinh 11 : Câu tạo hên treng thiết bị thu thập dữ liệu Datalogger 53

Hình 12: Giao điện đăng nhập cửa phần mêm - - 56 linh 13 : Chức năng phân quyển người sử đựng neo 57 Hình 14 : Chúc năng thiết lập cảu hình hệ thống - - 59

Tĩinh 16 : Chức năng quản lý mức độ nghiệm trọng của cảnh báo 60

Hình 17 : Chúc năng câu hình tham số trạm - él Hình 18 : Đánh giá độ chiếm dụng của phần mễm quân lý giám sáL, Ớ3

Hình 19 : Server hoạt động với 100 thiết bị và khả năng tiêu thụ tài nguyén 64

Hình 20 : Sơ đỗ nguyên lý các thánh phân thiết bị thứ nghiệm lắp đặt tại trạm Hồ

Hình 21 :Thử nghiệm thiết bị thu ¡dập diy ligutai Hé Xuân Hương 67 Tình 2 : Mặt bằng vị trí lắp đặt thử nghiệm tết bị thủ thập đữ hệu Datalogger lại

Hỗ Xuân Hương , - - 68

Tinh 23 - Sơ đề lắp đặt thiết bị thu thập dữ liệu tại trạm TIẻ Xuân Tương 68

Hình 24 : Mặt trước và kích thước tủ thiết bi thu thập đữ liệu (Datalogge) 69

Hình 25 : Tổng thể cột đỡ giản Pim mặt trời rạm Hỏ Xuân Hương, 7Ú

6

Trang 8

Trang 9

DANII MUC BANG BIEU

Bang 1: Bang thirnghiém kênh đo nhiệt độ

Bằng 2 : Bảng thử nghiệm kênh do dộ ẫm cọ re cree

Bảng 3 : Bảng phân quyển người sử dụng,

in 4

Trang 10

BVMT

National Survey of Ai |Khảo sát quốc gia về ô

NSAP Pollution nhiễm không khí Se de

Background Air Pallution | II€ théng tram giám sát ô

BAPMoN, Monitormg Network nhiềm nên không khi ean

Global Enviromnemial | lệ thông trạm giảm sát môi

Monitoring System/ Air tường không khỉ toàn cầu

DO Dissolved Oxygen Oxy hòa tan

cop Chemical Oxygen Demand Nhu cau oxy héa hoc

BOD Biochemical Oxygen Demand _ | Nhu cau oxy sinh hoa

Global System for Mobile | Hệ thống thông tin di động

LCD Liquid crystal display ‘Man hinh tinh thé long

MCU Micro Controller Unit Ehoi vi di¢u khién

Trang 11

DANII MUC BANG BIEU

in 4

Trang 12

MO DAU

9

Trang 13

Chế tạo, lắp đặt cọc định vị, bảo vệ Sensor quan trắc môi trường nước 73

Cầu tạo Sensor quan tric mdi trường nước - - 73 : Các tham số mỗi trường thu thập tại trạm Hò Xuân Hương 74

Dé thị giám sát online các tham số tại trạm IIẻ Xuân Iiương 744

Thông kê chỉ tiêu Do tại trạm Hồ Xuân Hương trong thẳng 2/2015 75

Sơ đồ nguyễn lý các thành phần thiết bị thử nghiệm tại đập tràn hỗ Tuyển

~ ~ - 76

Thử nghiệm thiết bị dữ liêu Datalogger tại Hồ Tuyển Lâm .7ố : Mặt bằng vị trí lắp đặt thiết bị thử nghiệm tai tram [16 Tuyén Lam .77

Hinh 35: Sơ đồ lắp dat thiét bi thu thap dé ligu (Datalogger) tai Hé Tuyén Lam .77

Các tham số môi trường tú thập tại trạm hồ Tuyển Lâm 78 :Dễ thị giám sát online các tham số tại trạm hỗ Tuyển Lâm 7Ế :Để thị giám sát online các tham số tại trạm hể Tuyển Lâm 79

Trang 14

BVMT

Trang 15

BVMT

Trang 16

~ ~ - 76

Trang 17

BVMT

Trang 18

Trang 19

~ ~ - 76

Trang 20

~ ~ - 76

Trang 21

DANII MUC BANG BIEU

in 4

Trang 22

Trang 23

1.1 Thực trạng ô nhiễm môi trudng tai Vist Nam ouirriieiiriirrie

1.2, Khải quát về giám sát môi trường |5] crecee

1.2.1 Khải niệm giám sắt môi trường ceeeneesrere

1.2.2 Phân loại giảm sắt môi trường

1.3 Các thông số chinh để đánh giá chất lượng của môi trường nước mặt at El]

13.1 pH

1.3.3 Hàm lượng chất rẫn, ninh Hee

1.3.4 D6 duc (Tur — Turbidity)

1.3.5 D6 din dién (UC electrical conductivity)

1.3.6 Oxy hoa tan (DO Dissolved Oxygen)

1.3.7 Nhụ cầu oxy hóa học (COD — Chermieal Oxygen Demand)

1.3.8 Nhu cdu oxy sinh héa (BOD — Biochemical Oxygen Demand)

1.3.9 Dộ muối (S%6 - Salinity) ococoo on inch ene eae

1.3.10 Kim loai va kim foai ning

CHƯƠNG 2 : NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH THE THONGTHU THAP pt LIỆU VẢ CẢNH BẢO MOI TRUONG TU XA

2.1 Mô hình tổng thể hệ thống thu thập dữ liệu vả cảnh báo mỗi trưởng từ xa

2.2 Phân hệ thu thập dữ liệu tại trạm quan trắc

2.2.L Yêu cầu chức năng của phân hệ thu thập dữ liệu tại rạm quan trắc

2.2.2 Sơ ói thiết kế hộ thu thập đứ Rệu Datalogger

2.2.3 Giải pháp nguẫn cập cho thiết bị thu thập đữ liệu Datalogger

2.3 Phân hệ giảm sát và điều khiển tại trung tâm quan trắc

Trang 24

DANII MUC BANG BIEU

in 4

Trang 25

MO DAU

9

Trang 26

BVMT

Trang 27

BVMT

Trang 28

6

Trang 29

6

Trang 30

~ ~ - 76

Trang 31

DANII MUC BANG BIEU

in 4

Trang 32

~ ~ - 76

Trang 33

Trang 34

Trang 35

MO DAU

9

Trang 36

DANII MUC BANG BIEU

in 4

Trang 37

MO DAU

9

Tiêu đề	Nghiên cứu xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu và cảnh báo môi trường từ xa
Tác giả	Nguyễn Tiến Đức
Người hướng dẫn	TS. Trần Văn Cúc
Trường học	Viện Khoa Học Kỹ Thuật Bưu Điện
Chuyên ngành	Kỹ thuật truyền thông
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2015
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	75
Dung lượng	175,67 KB