NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ CHẾ TẠO NÚT CẢM BIẾN KHÔNG DÂY KẾT HỢP DÙNG NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI SỬ DỤNG CHO MẠNG CẢM BIẾN CẢNH BÁO CHÁY

TRƯỜNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT MẬT MÃBÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ CHẾ TẠO NÚT CẢM BIẾN KHÔNG DÂY KẾT HỢP DÙNG NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI SỬ D

TRƯỜNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT MẬT MÃ

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ CHẾ TẠO NÚT CẢM BIẾN

KHÔNG DÂY KẾT HỢP DÙNG NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

SỬ DỤNG CHO MẠNG CẢM BIẾN CẢNH BÁO CHÁY

Sinh viên thực hiện: Đặng Trường Giang – CT030217

Lê Ngọc Bảo – Đàm Khắc Thành -

Người hướng dẫn: thầy Lê Đức Thuận

Hà Nội, 17/09/2021

MỤC LỤC

Chương 1.Tình hình hỏa hoạn và giải pháp khắc phục

1.1 Tình hình hỏa hoạn trên thế giới

1.2 Tình hình hỏa hoạn ở Việt Nam

1.3 Giải pháp phòng chống hỏa hoạn

1.4 Ứng dụng mạng cảm biến không dây trong cảnh báo cháy

1.4.1 Mạng cảm biến không dây

1.4.2 Mạng cảm biến không dây trong cảnh báo cháy

Chương 2: Thiết kế nút cảm biến không dây sử dụng năng lượng mặt trời

2.1 Phân tích chức nâng củâ nủt

2.1.1 Bộ cảm biến

2.1.2 Bộ xử lý

2.1.3 Bộ truyền thông

2.1.4 Bộ cảnh báo

2.1.5 Bộ nguồn

2.2 Các thiết bị cần dùng

2.2.1 Modul arduino nano

2.2.2 Modul NRF24N01

2.2.3 DHT22

2.2.4 Cảm biến phát hiện lửa(Flame sensor)

2.2.5 Còi báo đông Buzzer

2.2.6 Thiết kế mạch nguồn

2.2.6.1 Pin năng lượng mặt trời

2.2.6.2 TP4056 Mô-đun sạc pin Li-Ion có bảo vệ

2.2.6.3 Pin – Ion 18650

2.2.6.4 Mạch ổn áp 5V (mạch tăng áp )

2.3 Thiết kế nút cảm biến

2.3.1 Sơ đồ mạch của nút cảm biến:

2.3.2 Lứủ đồthuật toán

Chương 3 Kết quả

3.1 Kết quả thực hiện

3.2 Những vấn đề chưa thực hiện được

MỞ ĐẦU

Phòng cháy và chữa cháy (PCCC) là vấn đề luôn được quan tâm hàng đầu trongsản xuất và sinh hoạt, bởi vì nếu để xảy ra cháy thì hậu quả là không thể lường trướcđược Tại Việt Nam, các quy định về PCCC đã được tổ chức thành luật Phòng Cháy

và Chữa Cháy.Hàng năm, Nhà nước thường xuyên tổ chức các tuần lễ, tháng cao điểm

về an toàn vệ sinh lao động và phòng chống cháy nổ nhưng nhiều vụ cháy lớn vẫn xảy

ra, gây nhiều thiệt hại lớn về người và của Theo kết luận của các cơ quan chức năng,phần lớn các vụ cháy ở trên gây hậu quả nghiêm trọng là do hệ thống báo cháy khônghoạt động hoặc không phát tín hiều cảnh báo kịp thời Thêm vào đó, do hệ thống báocháy không được kết nối tới trung tâm PCCC nên phải mất một thời gian khá lâu lựclượng chức năng mới tiếp cận được khu vực hỏa hoạn.Việt Nam nằm trong khu vực

có khí hậu gió mùa nên vào mùa khô, nhiều khu vực rừng có nguy cơ cháy rất cao Dođịa hình hiểm trở, lực lượng kiểm lâm và lâm trường còn mỏng, các trang bị phòngcháy và chữa cháy còn thiều thốn, nên nếu để xảy ra cháy thì hậu quả rất nghiêmtrọng.Từ thực tế nêu trên, phát hiện sớm và cảnh báo cháy kịp thời có ý nghĩa rất lớntròng phòng chống cháy nổ, giúp hạn chế thiệt hại khi xảy ra hỏa hoạn.Với khả năng

sử dụng năng lượng hiểu quả, mô hình trao đổi thông tin tin cây, công nghệ mạng cảmbiến không dây đang ngày càng chứng tỏ được ưu điểm của nó trong các hệ thốnggiám sát tự động Từ những yêu cầu thực tế đó, nhóm nghiên cứu chúng em đã chọn

đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo nút cảm biến không dây kết hợp dùng nguồn năng lượng mặt trời sử dụng cho mạng cảm biến cảnh báo cháy”, với mong muốn xây dựng

nên một hệ thống có khả năng giám sát liên tục và cảnh báo sớm nguy cơ cháy, giúphạn chế tối đa hậu quả do hỏa hoạn gây ra.Hiện nay, các hệ thống cảnh báo cháy chưatối ưu về tính tự động cũng như chưa đảm bảo tính chính xác và xử lý một cách nhanhchóng.Mục tiêu chính của đề tài nhằm xây dựng giải pháp tối ưu cho việc phát hiệnhỏa hoạn và thực hiện phương thức xử lý, chữa cháy một cách nhanh chóng kịp thời

Hệ thông cần đảm bảo tính tối ưu năng lượng, hoạt động ổn đinh và chính xác

Giải pháp đưa ra nhằm đáp ứng các yêu cầu như sau:

Quản lý các thiết bị và các nút trong mạng ,Giám sát truy cập, điều khiển thông quagiao diện từ xa,Tự động đưa ra cảnh báo và xử lý hỏa hoạn ,Sử dụng nguồn nănglượng mặt trời làm nguồn nuôi cho các nút cảm biến nhằm đảm bảo tối ưu năng lượng

và tính ổn định của hệ thống

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Cơ sở lý thuyết về mạng cảm biến khôngdây,thông số kỹ thuật các thiết bị,tính toán thông số mạch, tính chọn thiết bị phù hợp

Phương pháp thực nghiệm: Thiết kế, mô phỏng mạch trên phần mềm máy tính =>xây dựng mô hình phần cứng => viết chương trình => test thử => Kết nối và thửnghiệm

Đối tượng:Nghiên cứu phương thức truyền dữ liệu,cách thức giao tiếp và nguyên lýhoạt động của các thiết bị trong mạch,nghiên cứu xây dựng giao diện

Phạm vi:Nghiên cứu lý thuyết,xây dựng mô hình,thử nghiệm

hương 1.Tình hình hỏa hoạn và giải pháp khắc phục

1.1 Tình hình hỏa hoạn trên thế giới

Hỏa hoạn vẫn luôn là vấn đề cần được quan tâm và có biện pháp khắc phục bởimột khi đã xảy ra hỏa hoạn sẽ để lại thiệt hại cả người và của Từ trước đến nay đã córất nhiều biện pháp được để ra nhưng vấn đề hỏa hoạn vấn là mối lo ngại lớn đối vớicon người Sau đây là một số vụ hỏa hoạn lớn trên thế giới cho thấy hậu quả nghiêmtrọng nếu không phòng chống và xử lý kịp thời:

* Hỏa hoạn tại nhà thờ Đức Bà Paris(15/4/2019)

Nhà thờ Đức bà Paris vào chiều 15/4/2019 (giờ địa phương) đến nay đã được kiểmsoát, song di sản văn hóa mà nước Pháp và nhân loại mất đi sau vụ cháy này vẫnkhiến thế giới phải nuối tiếc

1

Công trình hàng trăm năm tuổi này đã in đậm trong ký ức mỗi người khi biết đếnnền văn hóa Pháp nói riêng và châu Âu nói chung.

Trong lịch sử nhân loại, nhiều vụ cháy lớn cũng đã xảy ra, phá hủy những côngtrình di sản văn hóa lớn của thế giới

Hình 1.1.1 Nhà thờ Đức Bà Paris bốc cháy ngùn ngụt ngày 15/4

* Cháy rừng Amazon

Có ít nhất 74.155 vụ cháy rừng ở Brazil từ tháng 1 đến tháng 8 năm 2019, đại diệncho số vụ cháy rừng cao nhất kể từ khi Brasil bắt đầu thu thập dữ liệu vào năm 2013,theo Cơ quan Vũ trụ của Brasil, Viện nghiên cứu không gian quốc gia (INPE), sửdụng các vệ tinh để theo dõi các vụ cháy

Hình 1.1.2 Cháy rừng Amazon (ảnh 1)

Hơn 60 phần trăm của Amazon được nằm trong biên giới của Brasil, và hơn mộtnửa các vụ cháy rừng xảy ra trong rừng nhiệt đới Amazon, khu rừng nhiệt đới lớn nhấtthế giới được coi là "quan trọng để chống lại ấm lên toàn cầu.

Hình 1.1.3 Cháy rừng Amazon ( ảnh 2)

Có những đám cháy đang bùng cháy trong rừng nhiệt đới ở bốn bang Amazon củaBrazil gồm Amazonas, Rondônia, Mato Grosso và Pará Ít nhất 39.194 vụ cháy đãđược phát hiện ở Amazonas, đây là bang lớn nhất ở Brazil (theo khu vực) và có "vùngmưa nhiệt đới lớn nhất thế giới" Brasil đã tuyên bố tình trạng khẩn cấp vào ngày 11tháng 8 Tuy nhiên thủ tướng Jair Bolsonaro đã yêu cầu từ chối sự giúp đỡ các quốcgia như G7, các quốc gia châu Á, hoặc các quốc gia châu Âu, Điều náy làm tệ hạidẫn đến khu vực rừng Amazon và ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu và 20% lượng oxy

do rừng Amazon cung cấp bay đi lên khí quyển và có ảnh hưởng liên quan đến trái đấtsau này

Hình 1.1.4 Cháy rừng Amazon (ảnh 3)

Bảng 1.1.1 Bảng thống kê các vụ cháy/năm trên thế giới 3 năm gần đây nhất

Vật chất Con người

2020 875.489 vụ Thiệt hại lên

tới gần 500 tỷđôla

Chết khoảng6.539 người

Bị thương24.956 người

Sự cố chậpcháy ,do conngười,thiênnhiên

2019 723.621 vụ Thiệt hại lên

tới gần 521 tỷđôla

Chết khoảng7.625 người

Bị thương25.853 người

Sự cố chậpcháy ,do conngười,thiênnhiên

2018 712.862 vụ Thiệt hại lên

tới gần 497 tỷđôla

Chết khoảng6.423 người

Bị thương23.519 người

Sự cố chậpcháy ,do conngười,thiênnhiên

1.2 Tình hình hỏa hoạn ở Việt Nam

* Vụ cháy trung tâm thương mại quốc tế ICT tại thành phố Hồ Chí Minh năm 2002

Nguyên nhân dẫn đến hỏa hoạn chiều 29/10/2019 là khi hàn các bulong định vịtrên trần, thợ hàn để vảy xỉ nhiệt độ khoảng 1.700 độ C bắn vào xốp cách âm (có thểbắt cháy từ nhiệt độ 300 độ C) gây cháy lan nhanh và cháy lớn Sau khi đám cháy lanrộng, thợ hàn không kiểm soát được đám cháy, đã đóng cửa phòng xảy ra cháy và đểmặc cho đám cháy tiếp tục phát triển

Vụ hỏa hoạn cướp đi sinh mạng 60 người, làm 70 người khác bị thương Tổngthiệt hại tài sản hơn 32 tỷ đồng Các đơn vị thiệt hại do cháy có mua bảo hiểm gồmITC (mua bảo hiểm của Bảo Minh 12 tỷ đồng, đã được tạm ứng đền bù 5 tỷ đồng),Công ty bảo hiểm quốc tế Mỹ AIA mua bảo hiểm 7,2 tỷ đồng đã nhận đủ

So với những vụ cháy thường gặp trong năm thường xảy ra vào mùa khô ở các khu

ổ chuột, khu dân cư nghèo, đông đúc thì đây là một trong những trường hợp hoả hoạn

ở trong cao ốc hiếm gặp nhưng lại có nhiều khả năng tái diễn trong tương lai, trongđiều kiện các cao ốc được xây lên ngày càng nhiều tại Thành phố Hồ Chí Minh

Hình 1.2.2 trung tâm thương mại quốc tế ICT

* Cháy kho hàng Hoa Việt trên phố Ngụy Như Kon Tum – Hà Nội năm 2019

Theo ghi nhận, có khoảng 10 kho hàng bị cháy, trong đó chủ yếu là các kho hàngchứa dược phẩm của các công ty dược phẩm liên doanh Eloge France - Việt Nam,dược phẩm Đông Á, Công ty dược Vĩnh Phúc… Ngoài ra, còn có các kho hàng chứa

đồ điện, đồ gỗ của một số công ty khác

Thiệt hại do vụ cháy nói trên gây ra là rất lớn, có thể lên tới hàng trăm tỉ đồng

Hình 1.2.3 kho hàng Hoa Việt trên phố Ngụy Như Kon Tum – Hà Nội

* Cháy rừng cùng lúc 4 nơi ở Thừa Thiên Huế 2019

Ngày 28/6/2019, tại tỉnh Thừa Thiên Huế đã cùng lúc xảy ra 4 điểm cháy rừng trêndiện rộng

20 hộ dân sống ven đồi tại phường Hương Hồ, thị xã Hương Trà gần đó đã được didời khẩn cấp

Trên đây là một số vụ cháy điển hình ở Việt Nam trong nhưng năm gần đây.Bêncạnh đó, theo số liệu cập nhật từ Tổng cục Lâm nghiệp cho thấy, tính đến 30/11/2020,

cả nước đã xảy ra 179 vụ cháy rừng gây thiệt hại 645 ha rừng

Hình 1.2.4 Cháy rừng ở Thừa Thiên Huế

Bảng 1.2.2 Bảng thống kê các vụ cháy/năm ở nước ta 3 năm gần đây nhất

Sự cố chậpcháy ,do conngười,thiênnhiên

2019 4.026 vụ Thiệt hại

595,179 tỷđồng

Chết 105 người,bị thương 326người

Sự cố chậpcháy ,do conngười,thiênnhiên

2018 2.012 vụ Thiệt hại

485,273 tỷđồng

Chết 98người ,bịthương 254người

Sự cố chậpcháy ,do conngười,thiênnhiên

1.3 Giải pháp phòng chống hỏa hoạn

- Ngăn chặn triệt tiêu nguồn nhiệt gây cháy, quản lý chặt chẽ nguồn lửa, nguồn nhiệt

sử dụng trong sản xuất hoạt động kinh doanh, trong sinh hoạt

- Cách ly chất cháy với nguồn lửa, nguồn nhiệt với máy móc htiết bị với các khâu hoạtđộng sản xuất có khả năng sinh nhiệt, gây cháy

- Hạn chế diện tích sản xuất, diện tích bảo quản chất cháy với máy móc thiết bị tới mức cần thiết.

- Ngăn chặn đường phát triển của lửa như xây tường ngăn cháy, cửa ngăn cháy đê baovành đai trống, lắp đặt thiết bị chống cháy lan

- Lắp đặt hệ thống báo cháy và chữ cháy tự động, bán tự động

1.4 Ứng dụng mạng cảm biến không dây trong cảnh báo

cháy

1.4.1 Mạng cảm biến không dây

Một mạng cảm biến không dây bao gồm số lượng lớn các nút được triển khai dầyđặc bên trong hoặc ở rất gần đối tượng cần thăm dò, thu thập thông tin dữ liệu Vị trícác cảm biến không cần định trước vì vậy nó cho phép triển khai ngẫu nhiên trong cácvùng không thể tiếp cận hoặc các khu vực nguy hiểm Khả năng tự tổ chức mạng vàcộng tác làm việc của các cảm biến không dây là những đặc trưng rất cơ bản của mạngnày Với số lượng lớn các cảm biến không dây được triển khai gần nhau thì truyềnthông đa liên kết được lựa chọn để công suất tiêu thụ là nhỏ nhất (so với truyền thôngđơn liên kết) và mang lại hiệu quả truyền tín hiệu tốt hơn so với truyền khoảng cáchxa

Hình 1.4.5 Cấu trúc cơ bản của mạng cảm biến không dây

Câc nủt câm biến đứợc triế!n khâi trồng mồt trứợ#ng câm biến (sếnsồr fiếld).Mồ+i nủt câm biến đứợc phât tân trồng mâng cồ khâ nâng thủ thâp thồng sồ liếủ,đinh tủyến sồ liếủ vế bồ thủ nhân (Sink) đế! chủyế!n tợi ngứợ#i dủ#ng (Usếr) vâ# đinhtủyến câc bân tin mâng thếồ yếủ câủ tứ# nủt Sink đến câc nủt câm biến Sồ liếủđứợc đinh tủyến vế phíâ bồ thủ nhân (Sink) thếồ câủ trủc đâ liến kết khồng cồ cợ

sợ hâ tâng nến tâng (Mủltihồp Infrâstrủctủrếlếss Architếctủrế), tức lâ# khồng cồcâc trâm thủ phât gồc hây câc trủng tâm điếủ khiế!n Bồ thủ nhân cồ thế! liến lâctrức tiếp vợi trâm điếủ hâ#nh (Tâsk Mânâgếr Nồdế) củâ ngứợ#i dủ#ng hồâc giân tiếpthồng qủâ Intếrnết hây vế tinh (Sâtếllitế)

Mồ+i nủt câm biến bâồ gồm bồn thâ#nh phân cợ bân lâ#: bồ câm biến, bồ xứ ly,

bồ thủ phât khồng dây vâ# ngủồn điến Tủy# thếồ ứng dủng củ thế!, nủt câm biếncồ#n cồ thế! cồ câc thâ#nh phân bồ! sủng nhứ hế thồng tí#m vi trí, bồ sinh nâng lứợngvâ# thiết bi di đồng Câc thâ#nh phân trồng mồt nủt câm biến đứợc thế! hiến trếnhí#nh 2 Bồ câm biến thứợ#ng gồm hâi đợn vi thâ#nh phân lâ# đâủ đồ câm biến(Sếnsồr) vâ# bồ chủyế!n đồ!i tứợng tứ/sồ (ADC) Câc tín hiếủ tứợng tứ đứợc thủnhân tứ# đâủ đồ, sâủ đồ đứợc chủyế!n sâng tín hiếủ sồ bâ=ng bồ chủyế!n đồ!i ADC, rồimợi đứợc đứâ tợi bồ xứ ly Bồ xứ ly, thứợ#ng kết hợp vợi mồt bồ nhợ nhồ, phântích thồng tin câm biến vâ# qủân ly câc thủ tủc cồng tâc vợi câc nủt khâc đế! phồihợp thức hiến nhiếm vủ Bồ thủ phât đâm bâồ thồng tin giứ>â nủt câm biến vâ#mâng bâ=ng kết nồi khồng dây, cồ thế! lâ# vồ tủyến, hồng ngồâi hồâc bâ=ng tín hiếủqủâng Mồt thâ#nh phân qủân trồng củâ nủt câm biến lâ# bồ ngủồn Bồ ngủồn, cồthế! lâ# pin hồâc â?cqủy, củng câp nâng lứợng chồ nủt câm biến vâ# khồng thây thếđứợc nến ngủồn nâng lứợng củâ nủt thứợ#ng lâ# giợi hân Bồ ngủồn cồ thế! đứợc hồ+trợ bợi câc thiết bi sinh điến, ví dủ nhứ câc tâm pin mât trợ#i nhồ

1.4.2 Mạng cảm biến không dây trong cảnh báo cháy

* Ưu điểm :

Hiện nay, công nghệ cảm biến không dây chưa được áp dụng một cách rộng rãi ởnước ta, do điều kiện về kỹ thuật, kinh tế và nhu cầu sử dụng Song công nghệ này vẫnđem lại những ưu điểm và lợi ích vượt trội, hứa hẹn sẽ được lắp đặt và sử dụng phổbiến trong tương lai không xa

Như chúng ta đã biết, đối với hệ thống cảnh báo có dây nếu xảy ra sự cố về đườngtruyền hoặc hỏng bất kì một bộ phận, một nút nào đó thì sẽ ảnh hưởng tới cả hệ thống.Mặt khác, việc thay thế và sửa chữa cho hệ thống có dây cũng khá phức tạp và ảnhhưởng đến hệ thống chung, chưa kể vấn đề nhiễu tín hiệu trên đường truyền, hệ thống

có cấu trúc phức tạp

Khắc phục được các vấn đề đó, hệ thống cảnh báo cháy không dây có thể hoạt độngmột cách ổn định bởi các nút và các bộ phận được liên kết với nhau nhưng một khimỗi bộ phận gặp vấn đề thì hoàn toàn có thể khắc phục và xử lý một cách độc lập màkhông ảnh hưởng đến hoạt động của mạng Bên cạnh đó, việc thay thế và sửa chữacũng dễ dàng hơn rất nhiều.

* Lợi ích của việc sử dụng nguồn năng lượng mặt trời cho hệ thông cảnh báo cháy không dây:

- Trong các vụ cháy, việc duy trì nguồn điện cho mạng có dây là vô cùng khó khăn

- Trường hợp nếu nguồn cấp tổng bị hoản hoạn làm hỏng thì hệ thống sẽ bị ảnhhưởng

=> Với phương pháp sử dụng nguồn năng lượng mặt trời để duy trì nguồn điện cho

hệ thống, các nút trong mạng hoàn toàn có thể hoạt động một cách ổn định, nếu mộtnút bị hỏa hoạn phá hủy thì không ảnh hưởng đến các nút khác và quá trình truyền dữliệu của mạng Nguồn điện sẽ được tích trữ và nạp vào pin để cấp nguồn cho hệ thốngmỗi khi cần để đảm bảo hệ thống sẽ không bị mất nguồn điện Một ưu điểm lớn củaviệc sử dụng nguồn điện bằng năng lượng mặt trời đó là tiết kiệm một lượng chi phílớn so với việc cấp nguồn điện trực tiếp

Như vậy việc lắp đặt một hệ thống phát hiện cảnh báo cháy kịp thời là vô cùng quan trọng

Hiện nay đã có rất nhiều hệ thống cảnh báo cháy đã được lắp đặt nhưng nhìn chung vẫn chưa đáp ứng được độ chính xác cao và cảnh báo kịp thời Do vậy, với mong muốn cảnh báo sớm nguy cơ cháy, giúp hạn chế tối đa hậu quả do hỏa

hoạn gây ra, nhóm chúng em đã xây dựng Hệ thống mạng cảm biến cảnh báo cháy sử dụng năng lượng mặt trời

hương 2: Thiết kế nút cảm biến không dây sử dụng năng

lượng mặt trời

2.1 Phân tích chức năng của nút

Để xây dựng một mạng cảm biến, trước hết phải xây dựng các nút cấu thànhmạng – Nút cảm biến Các nút này phải thoả mãn một số nhu cầu nhất định, tuỳ theoứng dụng, chúng phải có: kích thước nhỏ, giá thành rẻ, hoạt động hiệu quả về nănglượng, có các thiết bị cảm biến chính xác có thể cảm nhận, thu thập các thông số củamôi trường, có khả năng tính toán, mã hoá và khả năng truyền thông thu phát sóng đểgiao tiếp với các nút lân cận Mỗi nút cảm biến được cấu thành bởi 4 thành phần cơbản: bộ cảm nhận (a sensing unit), bộ xử lý (a processing unit), bộ nguồn (a powerunit), bộ truyền thông (a transreceiver unit)

Trong mạng cảm biến không dây chống cháy rừng, một nút sẽ có 4 bộ cơ bảnngoài ra có thêm bộ cảnh báo, cấu trúc của một nút như sau:

* Sơ đồ khối :

Hình 2.1.6 sơ đồ khối của một nút cảm biến

2.1.1 Bộ cảm biến

Trong mạng cảm biến chống cháy rừng, Bộ cảm biến của một nút thành viên trongmạng phải có khả năng đọc được các thông số của môi trường bao gồm: nhiệt độ mộitrường, độ ẩm môi trường và chỉ số hồng ngoại xung quanh khu vực cảm biến, vậynên, bộ cảm biến sẽ sử dụng 2 loại cảm biến: cảm biến DHT22 và cảm biến phát hiệnlửa (flame sensor)

+ Cảm biến DHT22 sẽ thực hiện chức năng đọc nhiệt độ và độ ẩm môi trường sau đóđưa về bộ xử lý bằng phương thức giao tiếp 1 dây

+ Cảm biến phát hiện lửa sẽ đọc chỉ số hồng ngoại của môi trường sau đó xuất ra tínhiệu dạng digital hoặc analog tuỳ theo người sử dụng

2.1.2 Bộ xử lý

Bộ xử lý thực hiện chức năng đọc giá trị trả về từ cảm biến sau đó kiếm tra đóng gói

dữ liệu và gửi lên nút trạm cơ sở để giám sát Trong mạng này, bộ xử lý là arduinonano, nó thực hiện đọc giá trị hồng ngoại từ cảm biến phát hiện lửa, giao tiếp vsdht22, kiểm tra và gửi dữ liệu này về nút cơ sở

2.1.3 Bộ truyền thông

Mạng cảm biến chống cháy rừng không dây sử dụng modul sóng RF24L01 để thựchiện nhiệm vụ truyền thông không dây giữa các nút thành viên Modul RF24L01 sẽgiao tiếp với bộ xử lý trung tâm (arduino nano) để truyền dữ liệu đọc đc từ cảm biếnđến nút chủ trong mạng

và ổn định

Hình 2.1.7 cấu trúc bộ nguồn của mạng cảm biến không dây dùng pin mặt trời

2.2 Các thiết bị cần dùng

2.2.1 Modul arduino nano

Arduino Nano là một bảng vi điều khiển thân thiện, nhỏ gọn, đầy đủ ArduinoNano nặng khoảng 7g với kích thước từ 1,8cm - 4,5cm

Arduino Nano có chức năng tương tự như Arduino Duemilanove nhưng khácnhau về dạng mạch Nano được tích hợp vi điều khiển ATmega328P, giống nhưArduino UNO Sự khác biệt chính giữa chúng là bảng UNO có dạng PDIP (PlasticDual-In-line Package) với 30 chân còn Nano có sẵn trong TQFP (plastic quad flatpack) với 32 chân Trong khi UNO có 6 cổng ADC thì Nano có 8 cổng ADC BảngNano không có giắc nguồn DC như các bo mạch Arduino khác, mà thay vào đó cócổng mini-USB Cổng này được sử dụng cho cả việc lập trình và bộ giám sát nốitiếp Tính năng hấp dẫn của arduino Nano là nó sẽ chọn công xuất lớn nhất với hiệuđiện thế của nó

Bảng 2.2.3 Đặc điểm kỹ thuật Arduino Nano