giải pháp cho hệ thống kiểm soát tự động mức độ ô nhiễm nước thải qua mạng thông tin di động

Trong thời gian thực tập và nghiên cứu làm đồ án tại trung tâm Nghiên cứuvà Tư vấn Viễn thông Điện lực, được sự chỉ bảo tận tình của các thầy cùng cácanh trong trung tâm em đã xây dựng t

LỜI MỞ ĐẦU

Tại Việt Nam, tình trạng ô nhiễm môi trường nước do nước thải côngnghiệp gây ra đang ở mức báo động Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu côngnghiệp (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 vềđẩy mạnh phát triển công nghiệp trong tiến trình CNH- HĐH đất nước, mỗi KCNđều là đầu mối quan trọng trong thu hút vốn đầu tư, đặc biệt là vốn đầu tư nướcngoài 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 chongười lao động KCN còn góp phần thúc đẩy sự hình thành khu đô thị mới, cácngành 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 vàthành phố Hồ Chí Minh Theo số liệu năm 2009 tại Hà Nội, tổng khối lượng

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 báocáo đánh giá tác động môi trường Nhưng chính các KCN, CCN này cũngkhông 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, mươngnội thành đều vượt quá quy định cho phép

Kiểm soát tự động ô nhiễm nước thải từ các khu công nghiệp là cấpthiết vì hiện nay ô nhiễm môi trường ảnh hưởng trược tiếp đến sức khỏe củangười 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 độngcho phép giám sát thường xuyên tình trạng ô nhiễm nước thải từ các khu côngnghiệp, phát hiện và cảnh báo kịp thời cho các cơ quan chức năng để có biện pháp

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 cácanh 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 tốtnghiệp 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

DANH MỤC BẢNG BIỂU HÌNH VẼ

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/ngàyđêm Như vậy, tổng lượng nước thải công nghiệp của các KCN trên cả nướclên khoảng 500.000-700.000 m3/ngày đêm Theo số liệu thống kê, trong sốkhoảng 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 tếcủa các công trình này vẫn còn hạn chế, chưa đạt được những tiêu chuẩn quyđịnh, gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ở một số KCN tập trung các ngànhcông 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

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 tỷđồng, áp dụng công nghệ sinh học- hoá lý với hệ thống các thiết bị máy móc tiêntiến 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 tyGạch ốp lát Thăng Long - Khu CN Tiên Sơn - Bắc Ninh Tại đây có trạm xử lýnước 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 tínhkiềm nên để trung hoà người ta thêm acid vào nước nhờ hệ thống bơm định lượngbơm Cứ sau một khoảng thời gian thì bơm một lượng nhất định Máy khuấy 1 hoạtđộng liên tục Sau khi trung hoà nước qua bể đông tụ, tại đây liên tục thêm PAC vàkhuấy 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 sửdụng Một phần nước được tuần hoàn quay lại sản xuất, một phần thải ra ngoài saumột 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 côngđoạn xử lý gồm:

lắng đứng sang bể lắng ngang Tại bể lắng ngang vảy cán sẽ được thu bằng hệ thốngcầu trục và máy cào cặn

Theo quy định thì tại khu công nghiệp phố Nối A, chủ đầu tư là Cty Hoà Phát

Tuy nhiên đến tận bây giờ, nước thải vẫn đổ trực tiếp ra các cánh đồng của huyện

Mỹ Hào Lý do của việc chậm trễ này được đại diện chủ đầu tư khu công nghiệp,

do một số nhà máy còn chưa đi vào hoạt động Chính vì vậy, xây dựng nhà máy

trường ảnh hưởng tới sản xuất nông nghiệp của nhiều nông dân quanh vùng

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 Chínhphủ giao cho Công ty Điện tử Hà Nội (Hanel) làm chủ đầu tư để đầu tư xây dựng vàkinh doanh cơ sở hạ tầng KCN từ năm 1996-1997 Từ khi hoàn thành và đưa vàokhai thác đến nay, trung bình tại KCN này luôn có hơn 20 doanh nghiệp thuê đấtlàm 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

Nước thải từ KCN theo các ống cống đổ ra kênh Cầu Bây, nguy hiểm hơn, nướcthải 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 nước bị ô nhiễm do lượng xút, axit và một số hoá chất làm độ pH tăng cao, độ ôxyhoà tan trong nước khá thấp… Đặc biết tạo ra lượng Nitơrit cao và các kim loạinặng làm ảnh nghiên trọng đến môi trường nước

bẩn-Để kiểm soát được mức độ ô nhiễm nước thải công nghiệp cần có các hệthống tự động đo và phân tích được chất lượng nước, cụ thể là đo và kiểm soát được

Qua nghiên cứu các kết quả khảo sát điều tra về tình trạng môi trường của một

số khu công nghiệp và khảo sát thực tế rác thải tại các khu công nghiệp, khu chếxuất ngày càng bất ổn Cụ thể Hà Nội môi trường tại các khu, cụm công nghiệpchưa đảm bảo Thực tế 50% nước thải công nghiệp TP HCM chưa được xử lý, ĐàNẵng: Sáu khu công nghiệp có một hệ thống xử lý nước thải tập trung, thưc tế nướcthải không qua hệ thống xử lý Các Doanh nghiệp thì coi thường bảo vệ môi trường,đây quả là mâu thuẫn khó giải quyết Chính vì vậy việc đưa các hệ thống tự độngkiểm soát sự ô nhiễm nguồn nước thải tại các KCN và khu chế xuất trên cả nước làcần thiết Hệ thống sẽ là công cụ hiệu quả cho các nhà quản lý Nhà nước, cho đơn

vị QLMT tại khu công nghiệp để giám sát nguồn nước đầu ra từ các nhà máy trongkhu CN trước khi đổ vào trạm xử lý nước thải tập trung, cho bản thân các doanhnghiệp 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 đặtcác hệ thống tự động kiểm soát ô nhiễm nước thải của từng KCN, để cho các cơquan chức năng quản lý về môi trường có công cụ kiểm soát được Như vậy sốluợng cần thiết các hệ thống tự động kiểm soát ô nhiễm nước thải sẽ là rất lớn mớikiểm 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

2.1.1 Độ pH

PH là đại lượng toán học biểu thị nồng độ hoạt tính ion H+ trong nước, pHđược sử dụng để đánh giá tính axit hay tính kiềm của dung dịch (nước)

pH = - log(H+)

Sự thay đổi pH dẫn tới sự thay đổi thành phần hóa học của nước (sự kết tủa,

sự hòa tan, cân bằng carbonat…), các quá trình sinh học trong nước Giá trị pH củanguồn nước góp phần xác định chất lượng của nguồn nước Theo quy chuẩn nướcthải quốc gia về nước thải công nghiệp của Bộ Tái nguyên Môi trường thì pH nằmtrong khoảng 6 – 9 thì đủ điều kiện xả ra môi trường

có thể tác dụng vói clo trong quá trình lọc nước tạo ra 1 số sản phẩm độc nhưclorofooc,…

Theo quy chuẩn nước thải quốc gia về nước thải công nghiệp thì nước ở pHbăng 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 phầnhóa 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” củanguồn nước Hàm lượng DO có quan hệ mật thiết đến các thông số COD và BODcủa 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 yếmkhí, 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 30thông số để đánh giá chất lượng của nước thải Trong quá trình khảo sát em đượcbiết, trong hệ thống quan trắc môi trường tự động chúng ta cần lựa chọn một vàithông 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 chodoanh 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 tínhiệu trong các hệ thống đa điểm Chuẩn này được đưa ra bởi Tổ chức viễn thôngcông nghiệp/ Liên minh điện tử công nghiệp, nên còn có tên gọi là TIA/EIA-485hoặc EIA-485 Các mô hình mạng dữ liệu số được thiết lập theo chuẩn này có thểđược sử dụng hiệu quả trong điều kiện có nhiều thiết bị đầu cuối (có thể hỗ trợ lênđến 32 thiết bị), độ dài đường truyền lớn và môi trường truyền có nhiễu Chính vìvậy 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 độchênh lệch điện áp trên đôi dây này để xác định dữ liệu số được truyền Do cặp dâyxoắn có đặc tính điện tương đương nhau nên khi có nhiễu tác động, ảnh hưởng củanhiễu lên cả hai dây là như nhau Điều này dẫn đến độ chênh lệch điện áp giữa haidây không thay đổi và nhiễu không ảnh hưởng nhiều lên dữ liệu Cũng chính vì độchênh lệch điện áp giữa hai dây không thay đổi nhiều nên chuẩn RS485 có thểtruyền 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 thểtruyền thông giữa thiết bị đo đạc và trung tâm thì ta cần kéo một đường cáp xoán đểnối 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 quamạng Internet là mô hình dạng Client – Server, trong đó Server là máy chủ tại trungtâm điều hành, đảm nhận chức năng trao đổi dữ liệu với các Client là thiết bị đogiám sát phía dưới

Quá trình trao đổi dữ liệu từ thiết bị đo phía dưới với trung tâm cụ thể nhưsau: sau khi tạo kết nối giữa thiết bị đo tại từng khu vực giám sát với máy chủ ởtrung 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 đểgiao 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 từclient, 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 truyềnADSL được giới thiệu ở trên, để có thể truyền thông giữa thiết bị đo đạc và trungtâm thì ta cần kéo một đường cáp xoán để nối đến model Việc đó đã thuận tiện hơnrất nhiều so với chuẩn RS485 được giới thiệu ở trên nhưng vẫn còn rất nhiều bấttiện, 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 việcphát triển các phương thức truyền thông tin qua không gian Ngày nay, dựa trênsóng RF, rất nhiều hệ thống thông tin vô tuyến đã ra đời và đóng vai trò quan trọngtrong việc truyền tải tín hiệu, dữ liệu và thông tin qua khoảng cách lớn Có thể kểđến 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 điềuchế tín hiệu từ dạng dữ liệu số chuyển vào các sóng mang với tần số nằm trongkhoảng 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 rấtnhiều ưu thế hơn so với đường truyền hữu tuyến Nhưng khoảng cách truyền sóngradio 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 mạngnày 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 phépthiết 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 tâmnhư được giới thiệu phía trên ta thấy được nhiều ưu điểm hơn rất nhiều so với cácphương án giới thiệu trước đó Vì ngày nay chất lượng mạng đã được các nhà mạngchú trọng rất nhiều Sóng di động được phủ đến khắp mọi nới trên mọi miền tổquốc, nên vân đề về khoảng cách truyền cũng như vị trí đặt trung tâm giám sátkhông còn là vấn đề quan trọng Với nhưng ưu điểm đó nên trong đề tài này em xinđược 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

1 3 HD1

Senso

R3 10k VCC

GND

R4 0R

R2 10K RESET

GND

VCC MOSI

MISO

9 6 10

1 4

P1

VCC RESET29 PC6(/RESET)

PD0(RXD) 30PD1(TXD) 31PD2 (INT0) 32PD3 (INT1) 1PD4 (XCK/T0) 2

VCC 4

GND 5

PB6 (XTAL1/TOSC1) 7

PB7 (XTAL2/TOSC2) 8

PD5 (T1) 9PD6 (AIN0) 10PD7 (AIN1) 11PB0 (ICP1) 12PB1 (OC1A) 13PC5 (ADC5/SCL) 28PB3 (MOSI/OC2) 15PB4 (MISO) 16PB5 (SCK) 17

AVCC 18 AREF 20

AGND 3

PC0 (ADC0) 23PC1 (ADC1) 24PC2 (ADC2) 25PC3 (ADC3) 26PB2 (SS/OC1B) 14PC4 (ADC4/SDA) 27ADC6 19ADC7 22

GND 21

VCC 6

U2 GND VCC

C3 104 VCC

GND

C2 10uF

C1 10uF GND

MOSI MISO SCK R1

4K7 1 D1 VCC

RS RW D4 D6 Linght

PWM

12MHz Y2

22pF C36

22pF C37

S2

1 3 HD2

Senso

R17 10k VCC

GND

R18 0R

S3 P3

S3 ADC1

10mH

R84 1R

C39 104 C41 10uF

C40

104C4210uF +5V

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 thạchanh ngoài tần 12Mhz Với chức năng thu tập dữ liệu tư các đầu cảm biến gửi lên rồisau đó xử lý các số liệu và hiển thị lên màn hình LCD Giao tiếp với Module Sim đểgửi tín hiệu về trung tâm

3.1.1.2 Module nguồn cho thiết bị đo giám sát

D6 10A F1

GND GND

GND

D3 R15 1K POWER

GND

FB 4ON/OFF 5 GND 3 IN 1

GND

POWER

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 nuồicho khối điều khiển trung tâm và module sim

3.1.1.3 Module gửi tín hiệu giám sát về trung tâm

D1

R4 4K7

1

Q3 BC848

R1 470R

R6 1K

GND POWER

1 PWRKEY_OUT 2

DTR 3 RI 4 DCS 5 DSR 6 CTS 7 RTS 8 TXD 9 RXD 10 DISP_CLK 11 DISP_DATA 12 DISP_D/C 13 DISP_CS 14

VDD_EXT 15

NRESET 16

ADC 25VRTC 26

DBG_TXD 27 DBG_RXD 28

SIM_VDD 30 SIM_DATA 31 SIM_CLK 32 SIM_RST 33 SIM_PRESENCE 34

PWM1 35PWM2 36SDA 37SCL 38

KBR4/GPIO1 40KBR3/GPIO2 41KBR2/GPIO3 42KBR1/GPIO4 43KBR0/GPIO5 44

NETLIGHT 52

GPIO11 67GPIO12 68U1

SIM900

GND

DATA_SIM CLK_SIM RESET_SIM V_USIM

R2 470R

R7 1K

MODULE SIM POWER ON/OFF

MODULE SIM RESET

0R

Hình 3.3 Sơ đồ mạch nguyên lý khối 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

D1

R4 1K R747K

1

Q4 BC848

R1 470R

R8 1K

GND

POWER GND

SIM Card socket

LED

R10 10K

POWER MCU_POWER

DATA_SIM CLK_SIM RESET_SIM V_USIM

PWRKEY 1 PWRKEY_OUT 2

DTR 3 RI 4 DCS 5 DSR 6 CTS 7 RTS 8 TXD 9 RXD 10 DISP_CLK 11 DISP_DATA 12 DISP_D/C 13 DISP_CS 14

VDD_EXT 15

NRESET 16

ADC 25VRTC 26

DBG_TXD 27 DBG_RXD 28

SIM_VDD 30 SIM_DATA 31 SIM_CLK 32 SIM_RST 33 SIM_PRESENCE 34

PWM1 35PWM2SDA 3637 SCL 38

KBR4/GPIO1 40KBR3/GPIO2 41KBR2/GPIO3 42KBR1/GPIO4 43KBR0/GPIO5 44

NETLIGHT 52

GPIO11 67GPIO12 68U1

SIM900

GND

DATA_SIM CLK_SIM RESET_SIM V_USIM

R2 470R

R9 1K

NRESET

NETLIGHT STATUS

1

Q3 BC848 PWRKEY

GND

LED_ST R5 10K

GND

C7 104

+5V USB

GND

TXD_PL RXD_PL 1 TXD

DTR_N 2

RTS_N 3

VDD_325 4

RXD 5

RI_IN 6GND 7

NC 8

DSR_N 9DCD_N 10

CTS_N 11

SHTD_N 12 GP3 13 GP4 14 DP 15 DM 16

VO_33 17

NC 24

GND 25PLL_TEST 26

27 OSC2 28

+5V USB +5V USB

R27 4K7

R36 220K

+5V USB +5V USB

+3.3V

R29 4K7 R32 22

R33 220K R34 220K

SIM_TXD SIM_RXD R22 0 R23 0

RXD0

RXD_PL +5V USB

3.1.3 Hình ảnh thiết bị sau khi hoàn thiện

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

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

Hình 3.8 Thiết bị đo giám sát sau khi hoàn thiện