IUH | BÁO CÁO THỰC HÀNH DỰ ÁN KỸ THUẬT | HỆ THỐNG PHÁT HIỆN VÀ CẢNH BÁO HỎA HOẠN DÙNG CAMERA THỜI GIAN THỰC.

Hỏa hoạn, đặc biệt tại các khu công nghiệp (KCN), nhà xưởng, và kho bãi, từ lâu đã trở thành một vấn nạn nghiêm trọng và dai dẳng tại Việt Nam. Các sự cố cháy nổ không chỉ gây ra những thiệt hại kinh tế khổng lồ mà còn đe dọa trực tiếp đến tính mạng con người, để lại những hậu quả xã hội nặng nề. Mức độ nghiêm trọng của vấn đề này được thể hiện rõ qua các số liệu thống kê chính thức. Theo báo cáo của Cục Cảnh sát Phòng cháy, chữa cháy và Cứu nạn, cứu hộ (PCCC và CNCH), chỉ riêng trong năm 2023, toàn quốc đã xảy ra 3.440 vụ cháy, làm 146 người thiệt mạng, 109 người bị thương, và gây thiệt hại về tài sản sơ bộ ước tính lên đến 878 tỷ đồng.1 Một thực tế đáng báo động là các KCN và nhà xưởng thường là những điểm nóng về cháy nổ. Đây là nơi tập trung một lượng lớn các vật liệu dễ cháy như hóa chất, giấy, gỗ, đệm mút, tạo điều kiện cho các đám cháy bùng phát nhanh và lan rộng.2 Phân tích sâu hơn về các vụ cháy lớn cho thấy một quy luật đáng lo ngại: các sự cố nghiêm trọng nhất thường xảy ra vào ban đêm hoặc ngoài giờ làm việc.2 Đây không phải là một sự trùng hợp ngẫu nhiên. Khoảng thời gian này tương ứng trực tiếp với sự thiếu vắng hoặc giám sát hạn chế của con người. Khi không có người túc trực, một đám cháy nhỏ ban đầu có thể âm ỉ phát triển trong nhiều giờ, đến khi được phát hiện thì đã trở thành một thảm họa không thể kiểm soát. Điều này cho thấy sự phụ thuộc vào giám sát thủ công là một điểm yếu chí mạng trong công tác PCCC tại các cơ sở sản xuất và lưu trữ. Vấn đề cốt lõi không chỉ đơn thuần là phát hiện cháy, mà là phát hiện kịp thời trong điều kiện không có sự hiện diện của con người. Thực trạng này đặt ra một yêu cầu cấp thiết về một giải pháp giám sát tự động, bền bỉ, hoạt động 24/7 như một "người gác đêm" không mệt mỏi, có khả năng cảnh báo ngay từ những giây phút đầu tiên của sự cố.

BÁO CÁO THỰC HÀNH

Môn: DỰ ÁN KỸ THUẬT TÊN DỰ ÁN: HỆ THỐNG PHÁT HIỆN VÀ CẢNH BÁO HỎA HOẠN DÙNG CAMERA THỜI GIAN THỰC.

Lớp học phần: DHDI18A – N2

GV hướng dẫn: TS Phạm Quốc Khanh

Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Dương

Mã số sinh viên: 22640401

Tháng 08 năm 2025

Table of Contents

BÁO CÁO THỰC HÀNH: HỆ THỐNG PHÁT HIỆN VÀ CẢNH BÁO HỎA

HOẠN DÙNG CAMERA THỜI GIAN THỰC 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VÀ ĐẶT VẤN ĐỀ 3

1.1 Thực trạng và tính cấp thiết của đề tài 3

1.2 Mục tiêu nghiên cứu và phạm vi dự án 4

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ 5

2.1 Phân tích các phương pháp phát hiện hỏa hoạn truyền thống 5

2.2 Phương pháp phát hiện cháy bằng thị giác máy tính 6

2.3 ĐỀ GIẢI PHÁP 7

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH TIÊU CHUẨN QUỐC GIA (TCVN) 9

3.1 TCVN 7568-29:2023 – Yêu cầu đối với đầu báo cháy video 9

3.2 TCVN 5738:2021 và TCVN 3890:2023 9

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG 10

4.1 Sơ đồ khối và kiến trúc hệ thống 10

4.2 Lựa chọn và chuẩn bị phần cứng 10

4.3 Thiết kế và phát triển phần mềm 12

4.4 Thiết lập hệ thống cảnh báo 22

CHƯƠNG 5 PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ VÀ TÀI CHÍNH 22

5.1 Phân tích chi phí đầu tư và vận hành 22

5.2 Phân tích lợi ích kinh tế và tính toán ROI 23

CHƯƠNG 6 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 23

6.1 Phương pháp và môi trường thử nghiệm 23

6.2 Phân tích kết quả và thảo luận 24

CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 26

7.1 Tóm tắt kết quả chính 26

7.2 Hướng phát triển và kiến nghị 26

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

BÁO CÁO THỰC HÀNH: HỆ THỐNG PHÁT HIỆN VÀ CẢNH BÁO HỎA HOẠN

DÙNG CAMERA THỜI GIAN THỰC

LỜI MỞ ĐẦU

Trong bối cảnh công nghiệp hóa và đô thị hóa mạnh mẽ, an toàn phòng cháy, chữa cháy(PCCC) đã trở thành một thách thức mang tính chiến lược đối với Việt Nam Hỏa hoạn,đặc biệt tại các khu vực tập trung sản xuất như khu công nghiệp, nhà xưởng và kho bãi,không chỉ gây ra thiệt hại kinh tế khổng lồ mà còn đe dọa trực tiếp đến tính mạng conngười và để lại những hậu quả xã hội nặng nề Trước thực trạng đó, việc tìm kiếm mộtgiải pháp PCCC hiệu quả, đáng tin cậy và tự động hóa là một yêu cầu cấp thiết

Báo cáo này trình bày kết quả của dự án "Hệ thống phát hiện và cảnh báo hỏa hoạn dùngcamera thời gian thực," một đề tài nghiên cứu nhằm giải quyết các điểm yếu chí mạngcủa hệ thống giám sát thủ công và các công nghệ báo cháy truyền thống Dự án này tậptrung vào việc thiết kế và triển khai một hệ thống giám sát hoạt động 24/7, có khả năngnhận diện các dấu hiệu trực quan của khói và lửa từ giai đoạn khởi phát

Mục tiêu chính của đồ án bao gồm việc phát triển một giải pháp có khả năng phát hiệnsớm, đạt độ chính xác cao và có tính tin cậy tuyệt đối, đồng thời phải tuân thủ các tiêuchuẩn kỹ thuật hiện hành của Việt Nam Thông qua việc phân tích chuyên sâu cácphương pháp công nghệ, từ các cảm biến vật lý truyền thống đến các thuật toán dựa trênthị giác máy tính, báo cáo này sẽ chứng minh tính ưu việt của giải pháp đề xuất Báo cáocũng đưa ra phân tích chi phí, hiệu quả kinh tế và đề xuất các hướng phát triển để nângcao hơn nữa tính thương mại và hiệu quả của hệ thống trong tương lai

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VÀ ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Thực trạng và tính cấp thiết của đề tài

Đặt vấn đề: Tính cấp thiết của việc phòng chống cháy nổ tại Việt Nam

Hỏa hoạn, đặc biệt tại các khu công nghiệp (KCN), nhà xưởng, và kho bãi, từ lâu đã trởthành một vấn nạn nghiêm trọng và dai dẳng tại Việt Nam Các sự cố cháy nổ không chỉgây ra những thiệt hại kinh tế khổng lồ mà còn đe dọa trực tiếp đến tính mạng con người,

để lại những hậu quả xã hội nặng nề Mức độ nghiêm trọng của vấn đề này được thể hiện

rõ qua các số liệu thống kê chính thức Theo báo cáo của Cục Cảnh sát Phòng cháy, chữacháy và Cứu nạn, cứu hộ (PCCC và CNCH), chỉ riêng trong năm 2023, toàn quốc đã xảy

ra 3.440 vụ cháy, làm 146 người thiệt mạng, 109 người bị thương, và gây thiệt hại về tàisản sơ bộ ước tính lên đến 878 tỷ đồng.1

Một thực tế đáng báo động là các KCN và nhà xưởng thường là những điểm nóng vềcháy nổ Đây là nơi tập trung một lượng lớn các vật liệu dễ cháy như hóa chất, giấy, gỗ,đệm mút, tạo điều kiện cho các đám cháy bùng phát nhanh và lan rộng.2 Phân tích sâuhơn về các vụ cháy lớn cho thấy một quy luật đáng lo ngại: các sự cố nghiêm trọng nhấtthường xảy ra vào ban đêm hoặc ngoài giờ làm việc.2 Đây không phải là một sự trùnghợp ngẫu nhiên Khoảng thời gian này tương ứng trực tiếp với sự thiếu vắng hoặc giámsát hạn chế của con người Khi không có người túc trực, một đám cháy nhỏ ban đầu cóthể âm ỉ phát triển trong nhiều giờ, đến khi được phát hiện thì đã trở thành một thảm họakhông thể kiểm soát Điều này cho thấy sự phụ thuộc vào giám sát thủ công là một điểmyếu chí mạng trong công tác PCCC tại các cơ sở sản xuất và lưu trữ Vấn đề cốt lõi khôngchỉ đơn thuần là

phát hiện cháy, mà là phát hiện kịp thời trong điều kiện không có sự hiện diện của conngười Thực trạng này đặt ra một yêu cầu cấp thiết về một giải pháp giám sát tự động, bền

bỉ, hoạt động 24/7 như một "người gác đêm" không mệt mỏi, có khả năng cảnh báo ngay

từ những giây phút đầu tiên của sự cố

1.2 Mục tiêu nghiên cứu và phạm vi dự án

Để giải quyết vấn đề trên, dự án này hướng đến việc thiết kế và triển khai một hệ thốngcảnh báo hỏa hoạn dùng camera thời gian thực theo tiêu chuẩn cho không gian mở nhưnhà xưởng, kho bãi có diện tích 1000m², đồng thời có khả năng mở rộng trong tươnglai Để đạt được mục tiêu tổng quát đó, đồ án tập trung vào các mục tiêu cụ thể sau:

● Phát hiện sớm (Early Detection): Xây dựng một hệ thống có khả năng nhận diện các dấu hiệu trực quan của lửa và khói ngay từ giai đoạn khởi phát, tận dụng "thờigian vàng" quý giá để ngăn chặn đám cháy lan rộng

● Độ chính xác cao (High Accuracy): Ứng dụng các thuật toán xử lý hình ảnh tiên tiến để hệ thống có khả năng phân biệt thông minh giữa lửa thật và các vật thể gâynhiễu, giảm thiểu tối đa tỷ lệ báo động giả (false positives)

● Hoạt động tin cậy (Reliability): Thiết kế một hệ thống hoàn chỉnh từ phần cứng đến phần mềm, có khả năng hoạt động ổn định và liên tục 24/7, tự động gửi cảnh

● Tuân thủ tiêu chuẩn (Compliance): Nghiên cứu, phân tích và đối chiếu các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống với các Tiêu chuẩn Quốc gia Việt Nam (TCVN) hiện hành về PCCC, đảm bảo giải pháp không chỉ hiệu quả về công nghệ mà còn phù hợp với các quy định pháp lý khi triển khai thực tế.1

Việc xem xét yếu tố pháp lý ngay từ giai đoạn thiết kế là một thành phần then chốt của dự

án Một hệ thống dù có hiệu quả công nghệ đến đâu cũng không thể được đưa vào sửdụng rộng rãi nếu không đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn quốc gia Do đó, mục tiêu tuânthủ pháp lý được đặt ngang hàng với các mục tiêu kỹ thuật, thể hiện sự hiểu biết về tầmquan trọng của việc tích hợp giải pháp kỹ thuật vào khung pháp lý hiện hành

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ

2.1 Phân tích các phương pháp phát hiện hỏa hoạn truyền thống

Các hệ thống báo cháy truyền thống, đã được triển khai rộng rãi trong nhiều thập kỷ, hoạtđộng dựa trên nguyên tắc phát hiện các sản phẩm vật lý của sự cháy thông qua các cảmbiến điểm Các loại cảm biến phổ biến bao gồm cảm biến khói và cảm biến nhiệt

Ưu điểm: + Chi phí thấp: So với hệ thống camera thông minh, chi phí đầu tư ban đầu cho

cảm biến khói và nhiệt thấp hơn đáng kể, phù hợp với ngân sách của nhiều cá nhân vàdoanh nghiệp

+ Độ tin cậy cao: Các cảm biến này hoạt động dựa trên nguyên lý vật lý đã được chứngminh và sử dụng trong nhiều thập kỷ, mang lại độ ổn định và tin cậy cao

+ Dễ lắp đặt và sử dụng: Hầu hết các cảm biến đều có thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt ởnhiều vị trí khác nhau mà không yêu cầu hệ thống dây dẫn phức tạp (đối với cảm biếnkhông dây)

+ Hoạt động trong điều kiện thiếu sáng: Không giống như camera, các cảm biến nàykhông phụ thuộc vào ánh sáng môi trường, có thể hoạt động hiệu quả trong bóng tối hoặckhi có khói dày đặc

Nhược điểm: + Thời gian phản ứng chậm: Đây là nhược điểm lớn nhất Các cảm biến

này chỉ phát hiện đám cháy khi đã có đủ khói hoặc nhiệt độ đạt đến ngưỡng nhất định,thường là khi đám cháy đã bùng phát, làm mất đi "thời gian vàng" để dập tắt

+ Thông tin hạn chế: Hệ thống chỉ báo có cháy trong một khu vực cụ thể mà không cungcấp thông tin trực quan về vị trí, mức độ và diễn biến của đám cháy Điều này gây khókhăn cho lực lượng chức năng khi tiếp cận và xử lý

+ Bị ảnh hưởng bởi môi trường: Cả cảm biến khói và nhiệt đều có thể bị ảnh hưởng bởicác yếu tố môi trường, dẫn đến cảnh báo giả

+ Khó khăn trong bảo trì: Bảo trì hệ thống cảm biến đòi hỏi phải kiểm tra từng thiết bịmột, tốn kém chi phí nhân công và thời gian, đặc biệt với các hệ thống lớn

2.2 Phương pháp phát hiện cháy bằng thị giác máy tính

Sự phát triển của công nghệ thị giác máy tính và trí tuệ nhân tạo (AI) đã mở ra một hướngtiếp cận hoàn toàn mới cho bài toán phát hiện hỏa hoạn Thay vì sử dụng các cảm biếnđiểm thụ động, phương pháp này sử dụng camera như một "cảm biến ma trận" để giámsát chủ động và toàn diện một khu vực rộng lớn Hệ thống không chờ đợi các hiện tượngvật lý lan truyền đến cảm biến, mà nó chủ động "nhìn" và phân tích các dấu hiệu trựcquan của hỏa hoạn (hình dạng, màu sắc, chuyển động của ngọn lửa; hình thái, mật độ củacột khói) ngay tại nguồn phát

Ưu điểm: + Phát hiện sớm và phản ứng tức thì: Đây là ưu điểm lớn nhất Hệ thống

camera có thể nhận diện các dấu hiệu hỏa hoạn (khói, lửa) ngay từ khi chúng mới xuấthiện, trước khi nhiệt độ hoặc nồng độ khói đạt ngưỡng kích hoạt cảm biến truyền thống.Điều này giúp tận dụng "thời gian vàng" để dập tắt đám cháy, hạn chế tối đa thiệt hại.+ Độ chính xác cao và giảm cảnh báo giả: Nhờ các thuật toán xử lý hình ảnh và trí tuệnhân tạo (AI), hệ thống có khả năng phân biệt khói thực và các vật thể tương tự (như khóibụi, hơi nước, sương mù), cũng như phân biệt ánh sáng lửa và các nguồn sáng khác Điềunày giúp giảm đáng kể số lần cảnh báo giả, tránh lãng phí nguồn lực và gây hoang mang.+ Cung cấp thông tin chi tiết và trực quan: Hệ thống không chỉ đưa ra cảnh báo mà còncung cấp hình ảnh, vị trí và diễn biến của đám cháy Điều này giúp lực lượng chức năng

có cái nhìn trực quan, đưa ra quyết định nhanh chóng và chính xác hơn về phương án xử

lý

+ Linh hoạt và dễ dàng mở rộng: Camera có thể được lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau, baophủ một khu vực rộng lớn Khi cần mở rộng phạm vi giám sát, chỉ cần thêm camera vàtích hợp vào hệ thống hiện có mà không cần đi lại đường dây phức tạp như các cảm biếntruyền thống

+ Giám sát 24/7: Hệ thống hoạt động liên tục mà không bị ảnh hưởng bởi yếu tố conngười (như mệt mỏi, thiếu tập trung) Điều này đặc biệt quan trọng vào ban đêm hoặc ởnhững khu vực không có người giám sát

+ Chi phí vận hành: Thấp hơn về lâu dài Hệ thống tự động hoạt động, giảm chi phí nhân

sự giám sát Chi phí điện năng có thể cao hơn một chút do máy chủ xử lý dữ liệu

Nhược điểm: + Chi phí đầu tư ban đầu cao: Đây là rào cản lớn nhất Chi phí cho các

camera chuyên dụng, máy chủ xử lý dữ liệu và phát triển/mua bản quyền phần mềm AIthường cao hơn đáng kể so với việc lắp đặt các cảm biến khói và nhiệt đơn giản

+ Phụ thuộc vào chất lượng hình ảnh Hiệu quả của hệ thống phụ thuộc vào chất lượnghình ảnh từ camera Trong điều kiện ánh sáng yếu, sương mù dày đặc hoặc vật cản chekhuất tầm nhìn, khả năng phát hiện của hệ thống có thể bị giảm sút

+ Yêu cầu băng thông mạng lớn: Để xử lý hình ảnh thời gian thực, hệ thống cần mộtđường truyền mạng ổn định và có băng thông lớn Đối với các cơ sở hạ tầng cũ hoặc ởnhững khu vực có kết nối internet kém, đây có thể là một vấn đề

2.3 ĐỀ GIẢI PHÁP

Để đưa ra quyết định lựa chọn giải pháp phù hợp nhất cho mục tiêu của đồ án, cần có một

sự so sánh trực quan giữa hai phương pháp trên các tiêu chí kỹ thuật và kinh tế quantrọng

Tiêu chí Hệ thống Cảm biến

Truyền thống

Hệ thống Phântích Hình ảnh(Camera)

Tốc độ phát hiện Chậm (Phụ thuộc vào tốc

độ lan truyền củakhói/nhiệt)

Rất nhanh (Gầnnhư tức thời khi

có dấu hiệu trongtầm nhìn)

Độ chính xác & Báo động

giả

Dễ báo động giả với bụi,hơi nước, thay đổi nhiệt độđột ngột

Phụ thuộc vàochất lượng thuậttoán, nhưng các

mô hình AI hiệnđại có khả nănggiảm báo động giảrất tốt

Khả năng cung cấp thông

tin

Rất hạn chế (Chỉ báo khuvực có cháy)

Rất chi tiết (Hìnhảnh/video trực

quan về vị trí, quy

mô, diễn biến)

Phù hợp với không gian Kém hiệu quả với không

gian rộng, trần cao, thôngthoáng

Rất phù hợp vớikhông gian rộng,trần cao, phức tạp

Chi phí đầu tư ban đầu Thấp Cao (Do chi phí

camera chất lượngcao và máy chủ xửlý)

Chi phí vận hành & bảo trì Cao (Bảo trì từng cảm biến

riêng lẻ)

Thấp hơn về lâudài (Giảm chi phínhân sự giám sát,bảo trì tập trung)

Dựa trên nhu cầu cảnh báo hỏa hoạn trên một không gian mở và có nhu cầu mở rộngtrong tương lai sẽ không hiệu quả và không thể đảm bảo nếu sử dụng phương pháp cảnhbáo hỏa hoạn bằng cảm biến

Giải pháp được đề xuất là: Thiết kế hệ thống cảnh báo hoả hoạn bằng camera

Lý do lựa chon:

Từ bảng so sánh, có thể thấy rằng việc lựa chọn công nghệ không chỉ dựa trên ưu vànhược điểm chung, mà phải xuất phát từ sự phù hợp với bối cảnh ứng dụng cụ thể Đốivới mục tiêu của đồ án là bảo vệ các không gian mở, rộng lớn như nhà xưởng và kho bãinơi có nguy cơ cháy cao, tốc độ lan truyền nhanh và sự giám sát của con người bị hạn chế

hệ thống dựa trên cảm biến điểm tỏ ra không hiệu quả do thời gian phản ứng chậm.Ngược lại, hệ thống dựa trên phân tích hình ảnh cung cấp khả năng phát hiện tức thờingay tại nguồn và cung cấp thông tin trực quan vô giá Do đó, lựa chọn hệ thống báo cháydựa trên phân tích hình ảnh không chỉ là một sự ưu tiên, mà là một quyết định kỹ thuậthợp lý và vượt trội, được điều chỉnh để giải quyết các thách thức đặc thù của môi trườngứng dụng

+ Linh hoạt và dễ dàng mở rộng: Camera có thể được lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau,bao phủ một khu vực rộng lớn Khi cần mở rộng phạm vi giám sát, chỉ cần thêm camera

và tích hợp vào hệ thống hiện có mà không cần đi lại đường dây phức tạp như các cảmbiến truyền thống

+ Chi phí vận hành: Thấp hơn về lâu dài Hệ thống tự động hoạt động, giảm chi phí nhân

sự giám sát Chi phí điện năng có thể cao hơn một chút do máy chủ xử lý dữ liệu

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH TIÊU CHUẨN QUỐC GIA (TCVN)

3.1 TCVN 7568-29:2023 – Yêu cầu đối với đầu báo cháy video

Một hệ thống báo cháy chuyên nghiệp không thể chỉ hiệu quả về mặt công nghệ mà cònphải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn pháp lý TCVN 7568-29:2023 là tiêu chuẩnquan trọng nhất, quy định các yêu cầu kỹ thuật, phương pháp thử nghiệm và tính năngcủa đầu báo cháy video (VFD) hoạt động trong quang phổ nhìn thấy được.2 Tiêu chuẩnnày được xây dựng trên cơ sở chấp nhận hoàn toàn tương đương với ISO/TS 7240-29:2017 nhưng có một số sửa đổi để phù hợp với điều kiện môi trường tại Việt Nam.Tiêu chuẩn này đưa ra các yêu cầu khắt khe mà một VFD phải đáp ứng, bao gồm:

● Khả năng chống nhiễu và loại trừ báo động giả: VFD phải có khả năng loại trừ các nguồn sáng không phải là cháy để tránh báo động giả, bao gồm đèn LED, đèn sợi đốt và các loại đèn chuyên dụng khác Các thử nghiệm được thiết lập để đảm bảo thiết bị không bị báo động lỗi trong các điều kiện ánh sáng xung quanh khác nhau, cả trong nhà và ngoài trời

● Điều kiện hoạt động: VFD phải hoạt động ổn định trong dải nhiệt độ rộng, với cácthử nghiệm ở điều kiện nóng khô và lạnh Đối với VFD ngoài trời, dải nhiệt độ làm việc được quy định từ -10°C đến 70°C

● Tính toàn vẹn của hệ thống: Tiêu chuẩn yêu cầu VFD phải có khả năng giám sát ống kính (phát hiện khi ống kính bị che) và không bị tê liệt một phần hay toàn bộ

do cháy gây ra

● Tài liệu và ghi nhãn: Nhà sản xuất phải chuẩn bị tài liệu thiết kế chi tiết về phần cứng và phần mềm, bao gồm sơ đồ khối, sơ đồ mạch và các công cụ được sử dụngtrong giai đoạn thiết kế và triển khai Mỗi VFD phải được ghi nhãn rõ ràng với các thông tin kỹ thuật cần thiết

Sự tồn tại của các yêu cầu thử nghiệm này cho thấy một hệ thống đơn giản dựa trên quytắc màu sắc sẽ khó có thể vượt qua, đặc biệt là các thử nghiệm về khả năng loại trừ báođộng giả từ các nguồn sáng đa dạng Điều này củng cố thêm quan điểm rằng để tuân thủtiêu chuẩn và đảm bảo độ tin cậy tuyệt đối, việc ứng dụng các mô hình học sâu có khảnăng phân biệt tinh vi hơn là một yêu cầu tất yếu đối với các hệ thống camera PCCC thế

hệ mới

● TCVN 3890:2023 (Phương tiện phòng cháy chữa cháy cho nhà và công trình – Trang bị, bố trí, kiểm tra, bảo dưỡng) đặt hệ thống VFD vào bối cảnh tổng thể củaviệc trang bị các phương tiện PCCC cho nhà xưởng Tiêu chuẩn này quy định về việc trang bị, bố trí hệ thống báo cháy tự động và các phương tiện chữa cháy khác,đảm bảo một giải pháp PCCC toàn diện và đồng bộ.

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG

4.1 Sơ đồ khối và kiến trúc hệ thống

Kiến trúc của hệ thống bao gồm các khối chức năng chính được thiết kế để hoạt động liềnmạch :

1. Camera giám sát: Thu nhận luồng hình ảnh/video từ khu vực cần giám sát

2. Máy chủ xử lý: Tiếp nhận và chạy thuật toán phát hiện cháy trên luồng video thời gian thực

3. Phần mềm xử lý ảnh và AI: Phân tích hình ảnh, nhận diện khói/lửa, và đưa ra quyết định cảnh báo

4. Hệ thống cảnh báo: Khi phát hiện cháy, khối này sẽ kích hoạt các thiết bị cảnh báo tại chỗ (còi báo động, đèn chớp) và gửi thông báo từ xa (tin nhắn

SMS/Email)

5. Người quản lý: Tiếp nhận thông tin cảnh báo từ hệ thống và tiến hành các biện pháp ứng phó cần thiết

4.2 Lựa chọn và chuẩn bị phần cứng

Để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả, việc lựa chọn phần cứng là một yếu

tố quan trọng Dựa trên nhu cầu giám sát diện tích 1000m² với mỗi camera bao phủ150m², cần trang bị tối thiểu 8 camera Chi phí cho các hạng mục phần cứng được ướctính như sau:

Bảng 4.1: Chi phí đầu tư ban đầu (ước tính)

Hạng mục Số lượng Đơn giá (VNĐ) Thành tiền

10.000.000

Tổng chi phí ước

tính

50.000.00

● Camera IP: Báo cáo gốc đưa ra dải giá khá rộng Phân tích thị trường cho thấy camera IP ngoài trời Full HD 1080p có giá phổ biến từ 1.1 triệu đến 1.5 triệu VNĐ, trong khi các dòng 5MP chất lượng cao hơn có giá từ 1.2 triệu đến 1.8 triệuVNĐ.9 Mức giá 1.5 đến 2.5 triệu VNĐ cho một camera IP chất lượng cao để đảm bảo hiệu quả giám sát là một ước tính hợp lý và an toàn cho một hệ thống chuyên nghiệp

● Máy chủ xử lý: Yêu cầu một máy chủ có cấu hình mạnh để xử lý video thời gian thực, đặc biệt nếu áp dụng các mô hình học sâu phức tạp Báo cáo đề xuất sử dụngCPU Intel i7/Xeon và GPU NVIDIA RTX 3060/4060 Mức giá của riêng card đồ họa RTX 3060 hiện tại dao động từ 7.2 đến 9 triệu VNĐ, trong khi các dòng RTX

4060 có giá từ 8.7 đến 10.9 triệu VNĐ.11 Điều này khẳng định chi phí ước tính

20-30 triệu VNĐ cho toàn bộ máy chủ là chính xác và cần thiết để đảm bảo hiệu suất

xử lý dữ liệu video thời gian thực

4.3 Thiết kế và phát triển phần mềm

Dự án sử dụng ngôn ngữ lập trình Python và thư viện xử lý ảnh OpenCV để kết nối vớiluồng video từ camera Thuật toán phát hiện lửa ban đầu dựa trên quy tắc màu sắc vàchuyển động Quá trình này bao gồm:

Xây dựng và huấn luyện mô hình phát hiện

Trong phần này chúng tôi xin trình bày giải thuật xác định lửa Giải thuật này chủ yếudựa trên nguyên tắc tiếp cận mô hình màu ,do tính đơn giản và hiệu quả của nó Do đóchúng tôi chọn không gian màu RGB và YCbCr Việc phân loại một điểm ảnh được cho

là lửa được chúng tôi xác định qua 7 điều kiện Một điểm được cho là lửa khi nó thỏa mãn

cả 7 điều kiện khá chặt chẽ qua sơ đồ sau:

hình 1: Sơ đồ giải thuật phát hiện lửa

- Lấy ảnh RGB.

Mô hình màu RGB sử dụng mô hình bổ sung trong đó ánh sáng đỏ, xanh lá và xanh lamđược tổ hợp với nhau theo nhiều phương thức khác nhau để tạo thành các màu khác Mộthình ảnh được tạo bởi các pixel, mỗi pixel được đại diện bởi không gian các vector màu