NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KIỂM SOÁT TỰ ĐỘNG MỨC ĐỘ Ô NHIỄM NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP QUA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Trong khi đó hệ thống kiểm soát tự động cho phép giám sát thường xuyên tình trạng ô nhiễm nước thải từ các khu công nghiệp, phát hiện và cảnh báo kịp thời cho các cơ quan chức năng để có

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

QUA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Giảng viên hướng dẫn : TS Phạm Duy Phong Sinh viên thực hiện : Trần Việt Trung

HÀ NỘI - 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Chuyên ngành: Điện tử - Viễn thông

TÊN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KIỂM SOÁT TỰ ĐỘNG MỨC ĐỘ Ô NHIỄM NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

QUA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Giảng viên hướng dẫn : TS Phạm Duy Phong

Sinh viên thực hiện : Trần Việt Trung

LỜI MỞ ĐẦU

Tại Việt Nam, tình trạng ô nhiễm môi trường nước do nước thải công nghiệp gây ra đang ở mức báo động Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp (KCN) và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm nặng nề

Thời gian qua, thực hiện chủ trương, chính sách của Đảng và Nhà nước về đẩy mạnh phát triển công nghiệp trong tiến trình CNH- HĐH đất nước, mỗi KCN đều là đầu mối quan trọng trong thu hút vốn đầu tư, đặc biệt là vốn đầu tư nước ngoài Việc hình thành các KCN đã tạo động lực lớn cho phát triển công nghiệp, thúc đẩy chuyển dịch cơ cấu kinh tế ở các địa phương, tạo công ăn việc làm cho người lao động KCN còn góp phần thúc đẩy sự hình thành khu đô thị mới, các ngành công nghiệp phụ trợ và dịch vụ

Nhưng mặt trái của các KCN mà ta có thể thấy rõ nhất đó là ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh Theo số liệu năm 2009 tại Hà Nội, tổng khối lượng nước thải xả ra sông Nhuệ và sông Đáy là hơn 28.500 m3/ngày đêm Trong đó, hơn

96 % là nước thải công nghiệp Theo ghi nhận của Bộ Tài nguyên và Môi trường, hiện chỉ có 11 cơ sở xả nước thải ra sông là có xử lý đạt Tiêu chuẩn Việt Nam Theo TTXVN, "Chỉ có một nửa trong số 8 KCN, CCN đã được phê duyệt báo cáo đánh giá tác động môi trường Nhưng chính các KCN, CCN này cũng không thực hiện theo báo cáo đánh giá tác động môi trường đã được phê duyệt" Các chỉ số BOD, oxy hoà tan, các chất NH4, NO2, NO3 ở các sông, hồ, mương nội thành đều vượt quá quy định cho phép

Kiểm soát tự động ô nhiễm nước thải từ các khu công nghiệp là cấp thiết vì hiện nay ô nhiễm môi trường ảnh hưởng trược tiếp đến sức khỏe của người dân sống trên địa bàn các khu công nghiệp Phương pháp đo, thu thập và

xử lý số liệu phần lớn theo phương pháp thủ công dẫn đến tốn nhiều nhân lực, thời gian, khó có thể cảnh báo kịp thời Trong khi đó hệ thống kiểm soát tự động cho phép giám sát thường xuyên tình trạng ô nhiễm nước thải từ các khu công nghiệp, phát hiện và cảnh báo kịp thời cho các cơ quan chức năng để có biện pháp

xử lý ngăn ngừa ô nhiễm Các hệ thống nhập ngoại cũng đã đáp ứng được những nhu cầu đó nhưng có giá thành rất cao

Trong thời gian thực tập và nghiên cứu làm đồ án tại trung tâm Nghiên cứu

và Tư vấn Viễn thông Điện lực, được sự chỉ bảo tận tình của các thầy cùng các anh trong trung tâm em đã xây dựng thành công giải pháp cho hệ thống kiểm soát

tự động mức độ ô nhiễm nước thải qua mạng thông tin di động Báo cáo tốt nghiệp của em gồm 3 chương:

Chương 1: Thực trạng nước thải tại một số khu công nghiệp và giải pháp kiểm tra, theo dõi mức độ ô nhiễm đang được áp dụng

Chương 2: Tìm hiểu đánh giá, lựa chọn công nghệ giám sát, đo đạc và gửi các thông

số giám sát chất lượng nước về trung tâm

Chương 3: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thử nghiệm hệ thống

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy giáo TS Phạm Duy Phong đã tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực tập và làm đồ án tốt nghiệp

Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo chủ nhiệm ThS Đặng Trung Hiếu cùng toàn thể các thầy cô trong Khoa Điện tử Viễn thông Trường Đại học Điện lực đã có những chỉ dẫn, định hướng trong quá trình học tập và trong khi làm đồ án

Em xin chân thành cảm ơn Trương Đại học Điện lực đã tạo điện kiện giúp

đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu tại Trường

Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, bạn bè, những người đã tạo điều kiện, giúp đỡ, động viên em hoàn thành đồ án này

Hà Nội, ngày 10 tháng 01 năm 2014

Sinh viên

Trần Việt Trung

MỤC LỤC

MỤC LỤC 6

DANH MỤC BẢNG BIỂU HÌNH VẼ 8

CHƯƠNG 1 THỰC TRẠNG XẢ THẢI TẠI MỘT SỐ KHU CÔNG NGHIỆP VÀ GIẢI PHÁP KIỂM TRA THEO DÕI MỨC ĐỘ Ô NHIỄM ĐANG ĐƯỢC ÁP DỤNG 9

1.1 Thực trạng xả thải tại một số khu công nghiệp hiện nay 9

1.1.1 Khu công nghiệp Tiên Sơn- Bắc Ninh 9

1.1.2 Khu công nghiệp Phố Nối A – Hưng Yên 10

1.1.3 Thực trạng tại khu công nghiệp Sài Đông B 10

1.2 Giải pháp kiểm tra theo dõi mức độ ô nhiễm nước thải 11

1.3 Đánh giá chung 12

CHƯƠNG 2 TÌM HIỂU ĐÁNH GIÁ, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ GIÁM SÁT, ĐO ĐẠC VÀ GỬI CÁC THÔNG SỐ GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC VỀ TRUNG TÂM 14 2.1 Tìm hiểu và lựa chọn các thông số đánh giá chất lượng nước 14

2.1.1 Độ pH 14

2.1.2 Nhiệt độ 14

2.1.3 Độ mầu 14

2.1.4 Hàm lượng oxigen hòa tan (DO) 15

2.1.5 Hàm lượng chất rắn (TS) 15

2.1.6 Lựa chọn thông số cần giám sát phù hợp với nhu cầu sử dụng của doanh nghiệp 15

2.2 Công nghệ truyền thông giữa thiết bị đo đạc giám sát và trung tâm 15

2.2.1 Truyền thông qua mạng hữu tuyến 16

2.2.1.1 Chuẩn RS485 16

2.2.1.2 Truyền tín hiệu điều khiển qua đường truyền ADSL 16

2.2.2 Truyền thông qua mạng vô tuyến 17

2.2.2.1 Truyền sóng radio - RF 17

2.2.2.2 Truyền thông qua mạng di động GSM, GPRS, 3G 18

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG 20 3.1 Phần cứng hệ thống 20

3.1.1 Phần cứng thiết bị đo giám sát 20

3.1.1.1 Module thu thập các thông số đánh giá chất lượng nước 20

3.1.1.2 Module nguồn cho thiết bị đo giám sát 21

3.1.1.3 Module gửi tín hiệu giám sát về trung tâm 21

3.1.2 Phần cứng thiết bị giám sát tại trung tâm 22

3.1.2.1 Module nhận các thông số đánh giá chất lượng nước từ thiết bị đo gửi về 22 3.1.2.2 Module giao tiếp với máy tính để giám sát các đại lượng của nước thải 22 3.1.3 Hình ảnh thiết bị sau khi hoàn thiện 23

3.2 Phần mềm hệ thống 24

3.2.1 Yêu cầu và chức năng cơ bản của phần mềm 24

3.2.2 Thiết kế giao diện và các module phần mềm 24

3.2.3 Cấu trúc khung dữ liệu 29

3.2.4 Chương trình phần mềm 29

3.2.4.1 Module xử lý giao tiếp kết nối cổng COM 29

3.2.4.2 Module xử lý nhận bản tin SMS từ Trạm đo hiện trường gửi về 31

3.2.4.3 Module xử lý xuất báo cáo theo các khoảng thời gian và theo mã Trạm 35 3.2.4.4 Module xử lý cài đặt hệ thống 37

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 43

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

DANH MỤC BẢNG BIỂU HÌNH VẼ

Hình 1.1 Trạm xử lý nước thải tập trung tại khu CN Tiên Sơn- Bắc Ninh 9

Hình 1.2 Các thông số đánh giá chất lượng nước 12

Hình 2.1 Một số senso giám sát các thông số nước thải 15

Hình 2.2 Mô hình cáp dữ liệu truyền theo chuẩn RS485 16

Hình 2.3 Mô hình hệ thống truyền thông qua đường truyền ADSL 17

Hình 2.4 Mô hình hệ thống truyền thông qua sóng radio 18

Hình 2.5 Mô hình hệ thống truyền thông qua mạng di động 19

Hình 3.1 Sơ đồ mạch nguyên lý module xử lý trung tâm 20

Hình 3.2 Sơ đồ mạch nguyên lý khối nguồn cho bộ xử lý trung tâm 21

Hình 3.3 Sơ đồ mạch nguyên lý khối gửi tín hiệu giám sát về trung tâm 21

Hình 3.4 Sơ đồ mạch nguyên lý khối nhận tín hiệu giám sát về trung tâm 22

Hình 3.5 Sơ đồ mạch nguyên lý khối giao tiếp với máy tính 22

Hình 3.6 Mạch giám sát tại trung tâm sau khi hoàn thiện 23

Hình 3.7 Mạch giám sát tại trung tâm sau khi đóng hộp 23

Hình 3.8 Mạch thiết bị đo giám sát sau khi hoàn thiện 23

Hình 3.6 Giao diện hiển thị các tham số đo được tại các trạm đo hiện trường 26

Hình 3.7 Giao diện chiết xuất các tham số của trạm đo hiện trường theo các khoảng thời gian 27

Hình 3.8 Giao diện cài đặt hệ thống 28

CHƯƠNG 1 THỰC TRẠNG XẢ THẢI TẠI MỘT SỐ KHU CÔNG NGHIỆP VÀ GIẢI PHÁP KIỂM TRA THEO DÕI MỨC ĐỘ Ô NHIỄM ĐANG ĐƯỢC ÁP DỤNG 1.1 Thực trạng xả thải tại một số khu công nghiệp hiện nay

Theo ước tính, mỗi KCN thải khoảng từ 3.000-10.000 m3 nước thải/ngày đêm Như vậy, tổng lượng nước thải công nghiệp của các KCN trên cả nước lên khoảng 500.000-700.000 m3/ngày đêm Theo số liệu thống kê, trong số khoảng 150 KCN chỉ

có khoảng 20% là có hệ thống xử lý nước thải tập trung Ngay cả ở những KCN đã có trạm xử lý nước thải tập trung, thì chất lượng thực tế của các công trình này vẫn còn hạn chế, chưa đạt được những tiêu chuẩn quy định, gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ở một số KCN tập trung các ngành công nghiệp nhẹ như dệt may, thuộc da, ngành hoá chất

Theo đoàn khảo sát, em được tiến hành khảo sát thực tế tại các khu công nghiệp:

Tiên Sơn - Bắc Ninh, Phố Nối - Hưng Yên, Sài Đông B – Hà Nội và thu được một số kết

quả như sau:

1.1.1 Khu công nghiệp Tiên Sơn- Bắc Ninh

Nước thải công nghiệp được thu gom và xử lý tại Trạm xử lý nước thải chung của Khu công nghiệp (giai đoạn I công suất 4000m3/ngày đêm) bằng phương pháp vi sinh, sau đó được để lắng tại các hồ điều hoà để lắng đọng thêm bùn và tạp chất có hại Trạm xử lý nước thải khu công nghiệp Tiên Sơn có tổng vốn đầu tư 18 tỷ đồng, áp dụng công nghệ sinh học- hoá lý với hệ thống các thiết bị máy móc tiên tiến nhập từ các nước châu Âu

Hình 1.1 Trạm xử lý nước thải tập trung tại khu CN Tiên Sơn- Bắc Ninh

Theo đoàn khảo sát, em đã được cùng nhóm thực hiện khảo sát tại Công ty Gạch ốp lát Thăng Long - Khu CN Tiên Sơn - Bắc Ninh Tại đây có trạm xử lý nước thải được xây dựng

từ năm 2003 gồm các công đoạn sau: trung hoà, đông tụ, lắng, lọc, xử lý bùn

Nước thải được đưa vào từ các phân xưởng sản xuất Môi trường nước có tính kiềm nên để trung hoà người ta thêm acid vào nước nhờ hệ thống bơm định lượng bơm Cứ sau một khoảng thời gian thì bơm một lượng nhất định Máy khuấy 1 hoạt động liên tục Sau khi trung hoà nước qua bể đông tụ, tại đây liên tục thêm PAC và khuấy nhằm tăng khả năng lắng cho các chất bẩn Hệ thống lắng gồm hai bể chìm Khâu cuối cùng là bể lọc áp lực Bùn tạo ra được đưa sang máy ép và đưa về tái sử dụng Một phần nước được tuần hoàn quay lại sản xuất, một phần thải ra ngoài sau một số lần tái sử dụng

1.1.2 Khu công nghiệp Phố Nối A – Hưng Yên

Thực hiện đã khảo sát trạm xử lý nước thải tại Nhà máy thép Việt Ý Các công đoạn

1.1.3 Thực trạng tại khu công nghiệp Sài Đông B

Khu công nghiệp Sài Đồng B (Long Biên, Hà Nội) được Thủ tướng Chính phủ giao cho Công ty Điện tử Hà Nội (Hanel) làm chủ đầu tư để đầu tư xây dựng và kinh doanh cơ

sở hạ tầng KCN từ năm 1996-1997 Từ khi hoàn thành và đưa vào khai thác đến nay, trung bình tại KCN này luôn có hơn 20 doanh nghiệp thuê đất làm nhà máy, xưởng sản xuất

Nhưng sau 14 năm đi vào hoạt động, KCN này không hề có nhà máy xử lí nước thải Cũng theo số liệu của Bộ TNMT, mỗi ngày KCN Sài Đồng B thải ra môi trường từ 2.000m3 - dưới 5.000m3 nước thải chưa qua xử lý Nước thải từ KCN theo các ống cống đổ ra kênh Cầu Bây, nguy hiểm hơn, nước thải từ đây dẫn thẳng ra hệ thống sông Nhuệ, sống Đáy

1.2 Giải pháp kiểm tra theo dõi mức độ ô nhiễm nước thải

Tại các KCN và khu chế xuất, trong qua trình hoạt động đã thải ra nước bẩn- nước bị ô nhiễm do lượng xút, axit và một số hoá chất làm độ pH tăng cao, độ ôxy hoà tan trong nước khá thấp… Đặc biết tạo ra lượng Nitơrit cao và các kim loại nặng làm ảnh nghiên trọng đến môi trường nước

Để kiểm soát được mức độ ô nhiễm nước thải công nghiệp cần có các hệ thống tự động đo và phân tích được chất lượng nước, cụ thể là đo và kiểm soát được các thông số cơ bản sau:

nghiệp hoạt động trong khu công nghiệp để giám sát và chứng minh cho chất lượng xử lý nước thải của mình

Để kiểm soát được các nguồn nước thải tại các KCN ở Việt Nam, cần lắp đặt các hệ thống tự động kiểm soát ô nhiễm nước thải của từng KCN, để cho các cơ quan chức năng quản lý về môi trường có công cụ kiểm soát được Như vậy số luợng cần thiết các hệ thống

tự động kiểm soát ô nhiễm nước thải sẽ là rất lớn mới kiểm soát được toàn bộ số luợng KCN

CHƯƠNG 2 TÌM HIỂU ĐÁNH GIÁ, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ GIÁM SÁT, ĐO ĐẠC VÀ GỬI CÁC THÔNG SỐ GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC VỀ TRUNG

TÂM 2.1 Tìm hiểu và lựa chọn các thông số đánh giá chất lượng nước

2.1.2 Nhiệt độ

Nhiệt độ cũng là một trong những thông số mà Bộ Tái nguyên Môi trường quy định đối với nước thải khi xả ra môi trường Theo quy chuẩn nước thải quốc gia về nước thải công nghiệp thì nước có nhiệt độ nhỏ hơn 40 độ C thì đủ điều kiện xả ra môi trường

2.1.3 Độ mầu

Nước nguyên chất không có màu Màu sắc gây nên bởi các tạp chất trong nước (thường là do chất hữu cơ chất mùn hữu cơ – acid humic), một số ion vô cơ (sắt…), một số loài thủy sinh vật… Các hợp chất hữu cơ có màu trong nước cũng có thể tác dụng vói clo trong quá trình lọc nước tạo ra 1 số sản phẩm độc như clorofooc,…

Theo quy chuẩn nước thải quốc gia về nước thải công nghiệp thì nước ở pH băng 7 thì độ mầu khoảng 20 thì đủ điều kiện xả ra môi trường

2.1.4 Hàm lượng oxigen hòa tan (DO)

Oxigen hòa tan trong nước (DO) không tác dụng với nước về mặt hóa học Hàm lượng DO trong nước phụ thuộc nhiều yếu tố như áp suất, nhiệt độ, thành phần hóa học của nguồn nước, số lượng vi sinh, thủy sinh vật…

Hàm lượng oxigen hòa tan là một chỉ số đánh giá “tình trạng sức khỏe” của nguồn nước Hàm lượng DO có quan hệ mật thiết đến các thông số COD và BOD của nguồn nước Nếu hàm lượng DO quá thấp, thậm chí không còn, nước sẽ có mùi và trở nên đen do trong nước lúc này diễn ra chủ yếu là các quá trình phân hủy yếm khí, các sinh vật không thể sống được trong nước này nữa

2.1.6 Lựa chọn thông số cần giám sát phù hợp với nhu cầu sử dụng của doanh nghiệp

Theo tiêu chuẩn Việt Nam số QCVN 24: 2009/BTNMT có tất cả hơn 30 thông số để đánh giá chất lượng của nước thải Trong quá trình khảo sát em được biết, trong hệ thống quan trắc môi trường tự động chúng ta cần lựa chọn một vài thông số phù hợp với nhu cầu

sử dụng của từng doanh nghiệp để chúng ta giám sát Vừa làm tối ưu hệ thống nhỏ gọn trong việc thi công, vừa giảm chi phí đầu tư cho doanh nghiệp

Hình 2.1 Một số senso giám sát các thông số nước thải

2.2 Công nghệ truyền thông giữa thiết bị đo đạc giám sát và trung tâm

2.2.1 Truyền thông qua mạng hữu tuyến

2.2.1.1 Chuẩn RS485

RS485 là một chuẩn mang các đặc tính về điện được sử dụng để truyền tín hiệu trong các hệ thống đa điểm Chuẩn này được đưa ra bởi Tổ chức viễn thông công nghiệp/ Liên minh điện tử công nghiệp, nên còn có tên gọi là TIA/EIA-485 hoặc EIA-485 Các mô hình mạng dữ liệu số được thiết lập theo chuẩn này có thể được sử dụng hiệu quả trong điều kiện

có nhiều thiết bị đầu cuối (có thể hỗ trợ lên đến 32 thiết bị), độ dài đường truyền lớn và môi trường truyền có nhiễu Chính vì vậy mà RS485 được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp

và các ứng dụng khác

Hình 2.2 Mô hình cáp dữ liệu truyền theo chuẩn RS485

Chuẩn RS485 sử dụng một đôi dây xoắn truyền các mức điện áp và đo độ chênh lệch điện áp trên đôi dây này để xác định dữ liệu số được truyền Do cặp dây xoắn có đặc tính điện tương đương nhau nên khi có nhiễu tác động, ảnh hưởng của nhiễu lên cả hai dây là như nhau Điều này dẫn đến độ chênh lệch điện áp giữa hai dây không thay đổi và nhiễu không ảnh hưởng nhiều lên dữ liệu Cũng chính vì độ chênh lệch điện áp giữa hai dây không thay đổi nhiều nên chuẩn RS485 có thể truyền dữ liệu đi xa hơn một số chuẩn cũ hơn như RS232

Dựa vào đặc điểm chính của chuẩn RS485 được giới thiệu ở trên, để có thể truyền thông giữa thiết bị đo đạc và trung tâm thì ta cần kéo một đường cáp xoán để nối hai thiết bị với nhau Nếu thế sẽ rất bất tiện trong quá trình triển khai hệ thống

2.2.1.2 Truyền tín hiệu điều khiển qua đường truyền ADSL

Sử dụng giao thức TCP/IP, mô hình điều khiển chiếu sáng tập trung qua mạng Internet là mô hình dạng Client – Server, trong đó Server là máy chủ tại trung tâm điều hành, đảm nhận chức năng trao đổi dữ liệu với các Client là thiết bị đo giám sát phía dưới

Quá trình trao đổi dữ liệu từ thiết bị đo phía dưới với trung tâm cụ thể như sau: sau khi tạo kết nối giữa thiết bị đo tại từng khu vực giám sát với máy chủ ở trung tâm điều hành, giao thức TCP cho phép kết nối này truyền dữ liệu 2 chiều Server tạo ra một socket, gán cho socket này một tên, cung cấp địa chỉ IP và port để giao tiếp và trở về trạng thái chờ client nối đến socket Client cũng tạo ra một socket và kết nối đến tên socket trên server Khi server phát hiện có yêu cầu kết nối từ client, nó sẽ tạo ra một socket mới và sử dụng socket mới đó để giao tiếp với client Socket cũ tiếp tục đợi kết nối từ các Client khác

Hình 2.3 Mô hình hệ thống truyền thông qua đường truyền ADSL

Dựa vào đặc điểm chính của phương pháp truyền thông qua đường truyền ADSL được giới thiệu ở trên, để có thể truyền thông giữa thiết bị đo đạc và trung tâm thì ta cần kéo một đường cáp xoán để nối đến model Việc đó đã thuận tiện hơn rất nhiều so với chuẩn RS485 được giới thiệu ở trên nhưng vẫn còn rất nhiều bất tiện, chưa hợp lý của đường cáp hữu tuyến

2.2.2 Truyền thông qua mạng vô tuyến

2.2.2.1 Truyền sóng radio - RF

Sóng radio được thí nghiệm thành công từ thế kỷ 19 và là tiền đề cho việc phát triển các phương thức truyền thông tin qua không gian Ngày nay, dựa trên sóng RF, rất nhiều hệ thống thông tin vô tuyến đã ra đời và đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải tín hiệu,

dữ liệu và thông tin qua khoảng cách lớn Có thể kể đến những hệ thống: hệ thống thông tin

di động, hệ thống thông tin viba, thông tin vệ tinh…

Để có thể thu và phát sóng RF, cần sử dụng các module thu và phát sóng, hoặc các module thực hiện cả hai chức năng trên Các module này có khả năng điều chế tín hiệu từ dạng dữ liệu số chuyển vào các sóng mang với tần số nằm trong khoảng từ 3 kHz đến 300 GHz (tần số sóng RF) và phát ra không gian Để thu được dữ liệu, các module thu cũng phải

có khả năng giải điều chế tín hiệu thu được, chuyển đổi về dạng số và đưa về bộ xử lý

Hình 2.4 Mô hình hệ thống truyền thông qua sóng radio

Phương án sử dụng đường truyền vô tuyến sử dụng sóng radio RF đã có rất nhiều ưu thế hơn so với đường truyền hữu tuyến Nhưng khoảng cách truyền sóng radio phụ thuộc rất nhiều vào môi trường phát và công suất phát của thiết bị

2.2.2.2 Truyền thông qua mạng di động GSM, GPRS, 3G

Cơ sở hạ tầng mạng thông tin di động và các dịch vụ do các hệ thống mạng này cung cấp cho phép triển khai truyền thông giữa các thiết bị đầu cuối một cách dễ dàng Mỗi thiết

bị cần có một module thu phát sóng phù hợp với tần số của mạng và được lắp một thẻ SIM Thẻ SIM sẽ được dùng để nhận dạng thuê bao, cho phép thiết bị có thể truy nhập mạng và tiếp cận các dịch vụ mạng Module thu phát sóng sẽ truyền thực hiện việc thiết lập và kết thúc phiên truyền, gửi và nhận các bản tin

Hình 2.5 Mô hình hệ thống truyền thông qua mạng di động

Phương án sử dụng mạng thông tin di động để truyền tín hiệu về trung tâm như được giới thiệu phía trên ta thấy được nhiều ưu điểm hơn rất nhiều so với các phương án giới thiệu trước đó Vì ngày nay chất lượng mạng đã được các nhà mạng chú trọng rất nhiều Sóng di động được phủ đến khắp mọi nới trên mọi miền tổ quốc, nên vân đề về khoảng cách truyền cũng như vị trí đặt trung tâm giám sát không còn là vấn đề quan trọng Với nhưng ưu điểm đó nên trong đề tài này em xin được xử dụng phương án truyền thông qua mạng thông tin di động

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG 3.1 Phần cứng hệ thống

3.1.1 Phần cứng thiết bị đo giám sát

3.1.1.1 Module thu thập các thông số đánh giá chất lượng nước

Hình 3.1 Sơ đồ mạch nguyên lý module xử lý trung tâm

Module trung tâm xử dụng vi điều khiển Atmega 8 với bộ dao động thạch anh ngoài tần 12Mhz Với chức năng thu tập dữ liệu tư các đầu cảm biến gửi lên rồi sau đó xử lý các

số liệu và hiển thị lên màn hình LCD Giao tiếp với Module Sim để gửi tín hiệu về trung tâm

3.1.1.2 Module nguồn cho thiết bị đo giám sát

Hình 3.2 Sơ đồ mạch nguyên lý khối nguồn cho bộ xử lý trung tâm

Với yêu cầu, khồi nguồn phải tạo ra được 2 mức điện áp 5V và 3.8V để nuồi cho khối điều khiển trung tâm và module sim

3.1.1.3 Module gửi tín hiệu giám sát về trung tâm

3.1.2 Phần cứng thiết bị giám sát tại trung tâm

3.1.2.1 Module nhận các thông số đánh giá chất lượng nước từ thiết bị đo gửi về