Giám sát chất lượng không khí trong hầm giữ xe ứng dụng công nghệ giao tiếp không dây zigbee

TÓM TẮT Đề tài “Giám sát chất lượng không khí trong hầm giữ xe ứng dụng công nghệ giao tiếp không dây Zigbee” là một đề tài tương đối mới mẻ nhưng mang tính cấp thiết lớn đối với tình hì

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG

GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ

TRONG HẦM GIỮ XE ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ

GIAO TIẾP KHÔNG DÂY ZIGBEE

GVHD: ThS TRƯƠNG NGỌC ANH SVTH: VŨ THẾ LÂN

MSSV: 11141292 SVTH: LÊ VÕ HOÀNG TUẤN MSSV: 11141321

S K L 0 0 3 9 4 5

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TRONG HẦM GIỮ XEỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIAO TIẾP KHÔNG DÂY ZIGBEE

Tp Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 6 năm 2015

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: VŨ THẾ LÂN

Họ và tên sinh viên: LÊ VÕ HOÀNG TUẤN

MSSV: 11141292 MSSV: 11141321 Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT

ĐIỆN TỬ – TRUYỀN THÔNG Lớp: 11141CLDT2

Giảng viên hướng dẫn: ThS TRƯƠNG NGỌC ANH ĐT: 0902680065

Ngày nhâ ̣n đề tài: 1/4/2015 Ngày nộp đề tài: 20/7/2015

1 Tên đề tài:

GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TRONG HẦM GIỮ XE

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIAO TIẾP KHÔNG DÂY ZIGBEE

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

Yêu cầu đặt ra:

- Hệ thống hoạt động ổn định

- Giám sát chính xác các thông số yêu cầu

- Thời gian xử lý tương đối nhanh

- Thiết kế nhỏ, gọn

3 Nội dung thực hiê ̣n đề tài:

- Nghiên cứu những lý thuyết liên quan đến đề tài

- Lựa chọn những phương án hợp lý và khả thi

- Lựa chọn linh kiện phù hợp

- Đọc tín hiệu nhận về từ cảm biến, xử lý

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

***

4 Sản phẩm:

 Phần cứng:

- Hai nút mạng cảm biến giám sát các thông số theo yêu cầu ban đầu

- Một điểm host thu nhận các dữ liệu qua giao tiếp không dây và truyền tải lên internet

 Phần mềm:

- Giám sát các thông số thu thập được trên web

- Lưu trữ được các thông số trên internet

TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên Sinh viên: LÊ VÕ HOÀNG TUẤN MSSV: 11141321

Họ và tên Sinh viên: VŨ THẾ LÂN MSSV: 11141292

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG Tên đề tài: GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TRONG HẦM GIỮ XE ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIAO TIẾP KHÔNG DÂY ZIGBEE Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: ThS TRƯƠNG NGỌC ANH NHẬN XÉT 1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

5 Đánh giá loại:

6 Điểm:……….(Bằng chữ: )

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015

Giáo viên hướng dẫn

(Ký & ghi rõ họ tên)

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 1

Họ và tên Sinh viên: VŨ THẾ LÂN MSSV: 11141292

Họ và tên Sinh viên: LÊ VÕ HOÀNG TUẤN MSSV: 11141321

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG Tên đề tài: GIÁM SÁT CHẤT LƢỢNG KHÔNG KHÍ TRONG HẦM GIỮ XE ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIAO TIẾP KHÔNG DÂY ZIGBEE Họ và tên Giáo viên phản biện: ThS Nguyễn Văn Hiệp NHẬN XÉT 7 Về nội dung đề tài & khối lƣợng thực hiện:

8 Ƣu điểm:

9 Khuyết điểm:

10 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

11 Đánh giá loại:

12 Điểm:……….(Bằng chữ: )

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015

Giáo viên phản biện

(Ký & ghi rõ họ tên)

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 2

Họ và tên Sinh viên: VŨ THẾ LÂN MSSV: 11141292

Họ và tên Sinh viên: LÊ VÕ HOÀNG TUẤN MSSV: 11141321

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG Tên đề tài: GIÁM SÁT CHẤT LƢỢNG KHÔNG KHÍ TRONG HẦM GIỮ XE ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIAO TIẾP KHÔNG DÂY ZIGBEE Họ và tên Giáo viên phản biện:

NHẬN XÉT 13 Về nội dung đề tài & khối lƣợng thực hiện:

14 Ƣu điểm:

15 Khuyết điểm:

16 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

17 Đánh giá loại:

18 Điểm:……….(Bằng chữ: )

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015

Giáo viên phản biện

(Ký & ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Nhómthực hiện báo cáo xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới quý thầy cô trong khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao nói riêng, và toàn thể quý thầy cô trong trường Đại học Sư Phạm Kĩ Thuật Tp.HCM nói chung, đã cung cấp những kiến thức nền tảng, kiến thức chuyên ngành và những kiến thức khác có liên quan, đồng thời cũng tạo điều kiện cho nhóm để có thể hoàn thành tốt đồ án đúng hạn cũng như hướng dẫn, gợi ý ứng dụng vào công việc sau này

Nhóm thực hiện báo cáo cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Giáo viên hướng dẫn – Thầy Ths Trương Ngọc Anh – khoa Điện - Điện tử, trường Đại học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM đã tận tình hướng dẫn, định hướng cho nhóm thực hiện báo cáo, hỗ trợ nhóm cũng như là đưa ra những lời khuyên bổ ích trong suốt thời gian học tập và quá trình nghiên cứu, hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này

Bên cạnh đó, nhóm thực hiện báo cáo cũng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn chung lớp, chung khoa và chung trường đã giúp đỡ, chỉ dẫn nhóm trong suốt thời gian thực hiện đồ án cũng như là những năm học qua, nhóm cũng xin gửi lời cảm

ơn đến gia đình, người thân đã hỗ trợ, tạo điều để có thể hoàn thành đồ án này

Xin chân thành cảm ơn

Nhóm thực hiện đồ án

Vũ Thế Lân Lê Võ Hoàng Tuấn

TÓM TẮT

Đề tài “Giám sát chất lượng không khí trong hầm giữ xe ứng dụng công nghệ giao tiếp không dây Zigbee” là một đề tài tương đối mới mẻ nhưng mang tính cấp thiết lớn đối với tình hình nước ta hiện nay do sự tăng cao của các phương tiện giao thông dẫn dến lượng khí thải tồn đọng trong các hầm giữ xe rất lớn, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người tại khu vực này, nếu không có sự giám sát chặt chẽ và biện pháp xử lí đúng đắn khi có sự cố xảy ra sẽ gây ra hậu quả lớn

Đề tài ứng dụng công nghệ giao tiếp không dây ZigBee để tạo thành một mạng cảm biến không dây giúp thu thập các thông số về chất lượng không khí để quản lí, giám sát và lưu trữ các thông số này bằng các trang web như Data.sparkfun.com và freeboard.io qua đó người quản lí có thể quản lí hệ thống từ

xa mà không cần đo kiểm tại chỗ giúp tiếp kiệm thời gian, chi phí

Nhóm thực hiện báo cáo đã xây dựng được mô hình, bao gồm hai nút mạng thu thập các dữ liệu, một điểm điều phối để đưa các dữ liệu lên internet Đồ án đáp ứng được yêu cầu đề ra tuy nhiên còn vấp phải những hạn chế nhất định

Đề tài phù hợp để ứng dụng trong các hầm giữ xe tại các trung tâm thương mại, khu chung cư và những nơi không khí dễ bị ô nhiễm qua đó có biện pháp xử lí phù hợp

ABSTRACT

The project "Monitoring of air quality in the tunnel parking application Zigbee Wireless technology" is a relatively new topic, but with great urgency to the situation of our country today due to the rise of the local transport emissions leading

to backlog in the huge basement parking, This will directly affect human health in this area, If there is no close monitoring and proper handling measures when problems occur will cause major consequences

The topics technology applications ZigBee wireless communication to make

a wireless sensor network to collect the parameters of air quality and management, monitoring and archiving parameters using sites like Data.sparkfun.com and freeboard.io,the manager can manage remote systems without the need for on-site testing, that helps us save the time and money

Reported-Team have built models, including two network nodes collect data,

a coordinator point to bring the data to the internet.The project has achieved the requirements set out but still faced limitations

This project suitable for applications in the basement parking in the commercial center, apartment buildings and places vulnerable to polluted air through measures including appropriate treatment

MỤC LỤC

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp i

Trang nhận xét của giáo viên hướng dẫn iii

Trang nhận xét của giáo viên phản biện 1 iv

Trang nhận xét của giáo viên phản biện 2 v

Lời cảm ơn vi

Tóm tắt vii

Abstract viii

Mục lục ix

Danh sách các chữ viết tắt xiii

Danh sách các bảng biểu xiv

Danh sách các hình ảnh, biểu đồ xv

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1

1.1Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay 1

1.2Tính cấp thiết của đề tài 1

1.3Mục tiêu nghiên cứu 3

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

1.5Phương pháp nghiên cứu 3

1.6Bố cục của Đồ án: 4

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

2.1 Ảnh hưởng của các loại khí thải từ ô tô, xe máy đến sức khỏe con người: 5 2.1.1 Khí CO 5

2.1.2 Khí CO 2 5

2.1.3 Hydro Carbon (C n H m ) 6

2.1.4 Các oxit nitơ (NOx) 6

2.1.5 Sunfua dioxit (SO 2 ) và các hợp chất SO x 6

2.1.6 PM và các chất khác 7

2.2.1 Module cảm biến khí CO (MQ-7) 7

2.2.2 Module cảm biến khí gas MQ 2 : 8

2.2.3 Module cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT-11 9

2.3 Giới thiệu sơ lược về module Arduino 10

2.3.1 Tổng quan về arduino 10

2.3.2 Phần cứng 11

2.3.3 Phần mềm 18

2.3.4 Arduino mega 2560 21

2.4 Module wifi esp 8266 25

2.5 Kết luận chương: 26

CHƯƠNG 3: MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 27

3.1 Tổng quan mạng cảm biến không dây 27

3.1.1 Khái niệm: 27

3.1.2 Cấu trúc của mạng cảm biến: 27

3.1.3 Đặc điểm của mạng cảm biến không dây 29

3.1.4 Ưu nhược điểm của mạng cảm biến không dây 30

3.1.5 Ứng dụng của mạng cảm biến không dây 30

3.2 Khái quát về ZigBee/ IEEE 802.15.4 31

3.2.1 Khái niệm: 31

3.2.2 Đặc điểm: 32

3.2.3 Kiến trúc liên kết mạng: 34

3.3 Tổng quan về Module Xbee XB24: 38

3.3.1 Thông số kĩ thuật: 38

3.3.2 Hoạt động của Xbee XB24: 40

3.4 Kết luận chương: 44

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ - TÍNH TOÁN, XÂY DỰNG 45

4.1 Yêu cầu và sơ đồ khối hệ thống 45

4.1.1 Yêu cầu của hệ thống 45

4.1.2 Sơ đồ khối hệ thống 45

4.2 Tính toán lựa chọn linh kiện cho các khối 47

4.2.1.1 Khối nguồn 48

4.2.1.2 Khối xử lí 49

4.2.1.3 Khối truyền thông (truyền) 51

4.2.1.4 Khối cảm biến 56

4.2.2 Phần quản lí dữ liệu – Trạm điều phối (Coordinator) 62

4.2.2.1 Khối nguồn: 62

4.2.2.2 Khối xử lí: 62

4.2.2.3 Khối truyền thông (nhận): 64

4.2.2.4 Khối giao tiếp với Ineternet 66

4.3 Xây dựng hệ thống 68

4.3.1 Các nút mạng (Router) 68

4.3.2 Trạm điều phối (Coordinator): 69

4.4 Giám sát và lưu trữ thông tin trên Internet 70

4.4.1 Freeboard.io 70

4.4.2 Data.sparkfun.com 72

4.5 Nguyên lí hoạt động của hệ thống: 74

4.6 Xây dựng phần mềm: 75

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ 78

5.1 Kết quả thực hiện: 78

5.1.1 Mô hình hệ thống giám sát chất lượng không khí hầm giữ xe: 78

5.1.2 Hướng dẫn sử dụng: 81

5.2 Đánh giá hoạt động của mô hình 82

5.2.1 Ưu điểm: 82

5.2.2 Nhược điểm: 82

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 83

6.1 Kết quả nghiên cứu: 83

6.2 Kết luận: 83

6.3 Hướng phát triển: 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84

PHỤ LỤC 85

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 So sánh giữa hai phương pháp thiết kế truyền thống và với arduino 11

Bảng 2.2 So sánh giữa các dòng arduino 23

Bảng 3.1 So sánh Zibgee – Wifi – Bluetooth 33

Bảng 3.2Bảng mô tả các chân Xbee XB24 38

Bảng 4.1Các thông số của arduino pro mini 49

DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ

Hình 2.1Module cảm biến khí CO MQ-7 8

Hình 2.2Module cảm biến khí gas MQ-2 9

Hình 2.3Module cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT 11 9

Hình 2.4 Một module Arduino điển hình 10

Hình 2.5 Phần cứng của arduino UNO R3 14

Hình 2.6Các shield điển hình 15

Hình 2.7 Các shield được sử dụng dưới dạng xếp chồng nhau 16

Hình 2.8Một số hình ảnh về Arduino thông dụng hiện nay 17

Hình 2.9 Màn hình làm việc chính của Arduino IDE 18

Hình 2.10 Code sáng tắt led đơn giản trong mục example 19

Hình 2.11 Xe tăng mini 20

Hình 2.12Nhện mini 20

Hình 2.13 Quadcopter 20

Hình 2.14 Thiết bị không người lái UAV 20

Hình 2.15 Máy in 3D Makerbot 21

Hình 2.16 Mặt trước arduino mega 2560 R3 22

Hình 2.17 Arduino UNO R3 24

Hình 2.18 Arduino pro mini 5V 24

Hình 2.19 Module esp8266-12 25

Hình 2.20 Sơ đồ chân esp8266 26

Hình 3.1 Cấu trúc cơ bản của mạng cảm biến không dây 28

Hình 3.2 So sánh các chuẩn giao tiếp không dây 32

Hình 3.3 Cấu trúc liên kết mạng 34

Hình 3.4 Cấu trúc mạng hình sao 35

Hình 3.6 Cấu trúc liên kết mạng hình cây 36

Hình 3.7 Xbee XB24 Series 2 37

Hình 3.8 Sơ đồ chân của Xbee XB24 37

Hình 3.9 Kết nối Xbee module và vi điều khiển thông qua giao tiếp UART 39

Hình 3.10 Gói dữ liệu UART 0x1F truyền qua RF module 39

Hình 3.11 Sơ đồ luồng dữ liệu nội bộ 40

Hình 3.12 Cấu trúc AT command 42

Hình 3.13Một số ứng dụng của mạng cảm biến không dây 43

Hình 4.1 Sơ đồ khối tổng quan 44

Hình 4.2 Sơ đồ khối cụ thể 45

Hình 4.3 Sơ đồ khối nút mạng (Router) 45

Hình 4.4 Sơ đồ khối trạm điều phối 46

Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lí mạch ổn áp 5V 47

Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lí mạch ổn áp 3.3V 47

Hình 4.7 Arduino pro mini 48

Hình 4.8Sơ đồ chân Arduino pro mini 49

Hình 4.9 Xbee 24XB serial 2 50

Hình 4.10Adapter Xbee thực tế 50

Hình 4.11Cách kết nối Xbee vào adapter 51

Hình 4.12Giao diện phần mềm XCTU 51

Hình 4.13Chọn cổng COM tương ứng 52

Hình 4.14Giữ nguyên các thông số mặc định 52

Hình 4.15Tick chọn các module tìm thấy và thêm vào 53

Hình 4.16Cách cấu hình module Xbee 54

Hình 4.17Cách cấu hình module Xbee 54

Hình 4.18Mạch nguyên lí module MQ2 55

Hình 4.19Đường đặc tính của module MQ2 56

Hình 4.20 Sơ đồ nguyên lí module MQ7 57

Hình 4.21 Đường đặc tính của Module MQ7 57

Hình 4.22 Sơ đồ nguyên lí module DHT11 58

Hình 4.23Sơ đồ kết nối DHT11 với MCU 58

Hình 4.24Gửi tín hiệu start 59

Hình 4.25Bit 0 60

Hình 4.26Bit 1 60

Hình 4.27 Arduino mega 2560 62

Hình 4.28Cách cấu hình module Xbee cho coordinator 62

Hình 4.29 Sơ đồ nguyên lí Module ESP8266 64

Hình 4.30 Sơ đồ kết nối của một nút mạng 65

Hình 4.31Lưu đồ giải thuật của một nút mạng 65

Hình 4.32 Sơ đồ kết nối của trạm điều phối 66

Hình 4.33Lưu đồ giải thuật của trạm điều phối 66

Hình 4.34Giao diện sau khi đã thiết kế hoàn chỉnh 68

Hình 4.35Dữ liệu được đăng tải lên trangData.sparkfun.com 70

Hình 4.36Cấu trúc một “khung truyền” 71

Hình 4.37Chương trình để nạp vào arduino pro mini (Router 2) 72

Hình 4.38Lựa chọn đúng các thông số trước khi nạp 73

Hình 4.39Chương trình nạp vào coordinator 74

Hình 5.1Mô hình 2 nút mạng (R) và 1 trạm điều phối (C) 75

Hình 5.2Bên trong coordinator 75

Hình 5.3Bên trong router 75

Hình 5.4Giao diện trang giám sát trên trang freeboard.io 76

Hình 5.5Giao diện trang lưu trữ trên trang data.sparkfun.com 77

Hình 5.6Sơ đồ bố trí các nút mạng và trạm điều phối 78

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay

Ngày nay cùng với sự phát triển rất mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật nói chung

và ngành Điện tử Viễn thông nói riêng, mạng cảm biến không dây ra đời là một trong những thành tựu cao của Khoa học Công nghệ Sức mạnh của WSN nằm ở chỗ khả năng triển khai một số lượng lớn các thiết bị nhỏ có khả năng tự thiết lập cấu hình của hệ thống, ngoài ra việc giảm thiểu chi phí lắp đặt, vận hành, dễ dàng

sử dụng, kích thước nhỏ gọn, khả năng hoạt động tương đối chính xác, giá thành rẻ

và đa chức năng cũng là các yếu tố khiến cho mạng cảm biến không dây trở nên thông dụng trên thế giới Ở Việt Nam, khái niệm mạng cảm biến không dây tuy không phải là quá mới mẻ nhưng vẫn còn rất nhiều tiềm năng cần khai phá và có thể ứng dụng

Sử dụng những thiết bị này để theo dõi theo thời gian thực, ngoài ra cũng có thể

để giám sát điều kiện môi trường, theo dõi cấu trúc hoặc tình trạng thiết bị… Trước

xu thế phát triển nhanh chóng của mạng cảm biến không dây, căn cứ vào tình hình thực tế của nước ta đang cần các hệ thống giám sát các thông số trong môi trường

để phục vụ cho nhiều ngành, nhiều lĩnh vực Luận văn đã chọn hướng nghiên cứu là tìm hiểu về mạng cảm biến không dây và ứng dụng của nó

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Như các phương tiện truyền thông đã đưa tin, tối 14/3/2015, hơn 20 người (gồm nhân viên và khách hàng) đang mua sắm tại siêu thị (đặt tại tầng hầm của tòa nhà) Big C The Garden, Hà Nội bỗng bị ngất xỉu, phải cấp cứu tại bệnh viện Kết quả kiểm tra cho thấy, tầng hầm chứa xe của tòa nhà khả năng lưu thông gió rất ít, do hệ thống lọc khí không đảm bảo đã khiến lượng khí độc trong hầm dồn lên phía trên, theo đường thang máy là nguyên nhân gây ngộ độc hàng loạt (trích

http://www.thanhnien.com.vn/kinh-te/khach-vao-sieu-thi-big-c-bi-ngat-xiu-hang-loat-541535.html)

Ngày 7/4/2015, tại Công ty cổ phần chăn nuôi CP Việt Nam (Đồng Nai) đã xảy

ra một vụ ngộ độc làm 12 công nhân phải cấp cứu, nguyên nhân là do khí gas bị rò

rỉ, gây ngộ độc hoàng loạt (tríchcong-nhan-nhap-vien-vi-ngo-doc-khi-gas-2304909/)

http://www.baodongnai.com.vn/tintuc/201404/12-Trong 3 ngày: 25, 26 và 27/5/2015 hơn 100 công nhân Công ty Asia Garment

khó thở, nôn ói rồi ngất xỉu, phải nhập viện cấp cứu Nguyên nhân là do nhiễm độc khí Amoniac (NH3) rò rỉ từ hệ thống làm lạnh của Công ty chuyên chế biến thực phẩm đông lạnh bên cạnh (trích http://www.thanhnien.com.vn/chinh-tri-xa-hoi/hang-chuc-cong-nhan-o-kcn-amata-nhap-vien-do-ro-ri-nh3-566850.html)

Gần đây nhất là vào ngày 10/6/2015 tại Công ty TNHH Likelion Việt Nam (chuyên sản xuất hàng may mặc, 100% vốn đầu tư Hàn Quốc) ở quận 9, TP HCM

có đến 32 ca cấp cứu với cùng triệu chứng khó thở, nôn ói, nhức đầu, một số ngất xỉu Nguyên nhân ban đầu được cho là do hít phải khí lạ từ việc sơn sửa nhà xưởng của công ty (tríchhttp://www.thanhnien.com.vn/chinh-tri-xa-hoi/32-cong-nhan-nhap-vien-nghi-do-ngo-doc-khi-572445.html)

Trước tình hình cấp thiết như vậy, nếu các công ty, xí nghiệp, tổ chức có trang

bị những hệ thống giám sát các khí dễ gây ngộ độc như khí CO, khí CO2, khí gas, các loại khí dùng để pha chế sử dụng trong công nghiệp…để giám sát, cảnh báo, nhất là ở những nơi đông người thì sẽ hạn chế rất nhiều những vụ việc như trên, bởi

vì ngộ độc khí nguy hiểm tới tính mạng con người và thường là xảy ra hàng loạt

Với thực trạng như vậy thì việc triển khai các hệ thống giám sát, cảnh báo là cần thiết, vấn đề đặt ra là chúng ta sẽ sử dụng phương pháp nào cho hiệu quả nhất Đối với các công ty, nhà xưởng, xí nghiệp xây mới thì có thể tùy tình hình mà sử dụng, tuy nhiên hầu hết những công trình còn lại là đã có sẵn, rất khó để thay đổi kết cấu, nếu sử dụng một hệ thống có dây, sẽ gây bất tiện, không hiệu quả vì tính linh động kém, khó thay đổi, tốn kém chi phí và thời gian lắp đặt Một phương án khác được đưa ra là sử dụng hệ thống không dây, mà cụ thể ở đây là mạng cảm biến không dây Trong khi đó, mô hình mạng cảm biến không dây ở Việt Nam còn rất nhiều tiềm năng cần khai phá Từ thực trạng và những ý tưởng trên, nhóm quyết định thực hiện đề tài “Xây dựng mô hình giám sát hầm giữ xe ứng dụng công nghệ giao tiếp không dây Zigbee” Việc ứng dụng công nghệ này để giám sát hầm giữ xe hay trong các phân xưởng, nơi làm việc khác nhau thì chỉ khác nhau ở các loại cảm biến, điều này tùy thuộc vào nhu cầu của người sử dụng, nhưng về cơ bản thì nguyên lí làm việc và cách thức hoạt động là tương đối giống nhau

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

Nhóm thực hiện báo cáo tập trung nghiên cứu những vấn đề sau:

 Tìm hiểu về các loại khí thải có trong một hầm giữ xe

 Tìm hiểu về mạng cảm biến không dây theo chuẩn Zigbee/ IEEE 802.15.4

 Thiết kế, xây dựng mô hình giám sát và lưu trữ dữ liệu các thông số trong hầm giữ xe thông qua internet

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Trong giới hạn của đề tài, nhóm thực hiện báo cáo chỉ tập trung vào nghiên cứu các đối tượng sau:

 Sự ảnh hưởng các loại khí thải từ ô tô, xe máy đến sức khỏe con người

 Cơ sở lý thuyết về mạng cảm biến không dây sử dụng 2 nút mạng và 1 trạm

điều phối

 Module arduino mega 2560 và arduino pro mini

 Module Xbee S2

 Modulethu phát wifi esp8266

 Cảm biến khí CO, cảm biến chất lượng không khí, cảm biến nhiệt độ, độ ẩm

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Kết hợp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm giám sát sự thay đổi môi trường

Tiến hành theo các bước sau:

 Thu thập dữ liệu, so sánh

 Phân tích các tài liệu và thông tin liên quan

 Mô phỏng và xây dựng ứng dụng

1.6 Bố cục của Đồ án:

Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

 Giới thiệu tình hình nghiên cứu

 Tính cấp thiết của đề tài

 Mục tiêu, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

 Sự ảnh hưởng của các loại khí thải từ ô tô, xe máy đến sức khỏe con người

 Giới thiệu các loại cảm biến sử dụng trong đề tài

 Giới thiệu Module arduino, module Xbee, module wifi esp 8266

Chương 3: MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY

 Tông quan về mạng cảm biến không dây

 Khái quát về Zigbee/ IEEE 802.15.4

 Tổng quan về Xbee ZB24

Chương 4: THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG

 Yêu cầu đặt ra cho hệ thống

 Thiết kế tính toán xây dựng hệ thống

 Nguyên lí hoạt động của hệ thống

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Ảnh hưởng của các loại khí thải từ ô tô, xe máy đến sức khỏe con người:

Trong hầm giữ xe, khí thải từ các loại ô tô, xe máy rất tản ra môi trường vì điều kiện tương đối kín, ngột ngạt chỉ có cửa ngõ ra vào và hệ thống thông hơi Ở điều kiện bình thường chúng ta đã cảm nhận sự thiếu khí, ngột ngạt và khó chịu khi

ở trong một hầm giữ xe, nếu vì một lí do nào đó mà số lượng xe tăng đột biến hoặc

hệ thống thông hơi bị hư hỏng thì lượng khí thải sẽ tăng đột ngột, dẫn đến nguy cơ

bị nhiễm độc là rất cao, thậm chí nguy hiểm đến tính mạng nếu không cứu chữa kịp thời Sau đây nhóm thực hiện báo cáo sẽ trình bày những loại khí thải phổ biến của

ô tô, xe máy

2.1.1 Khí CO

Carbon monoxide, công thức hóa học là CO, là một chất khí không màu, không mùi, bắt cháy và có độc tính cao Nó là sản phẩm chính trong sự cháy không hoàn toàn ( thiếu Oxy và cháy ở nhiệt độ cao) của carbon và các hợp chất chứa carbon

Chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp nguồn thải khí CO trong đời sống: Nhiên liệu xăng, dầu cháy không hết khi được sử dụng cho các động cơ ô tô, xe máy (động

cơ đốt trong), lò sưởi, bếp than và có một lượng đáng kể trong khói thuốc lá…

CO là khí cực kỳ nguy hiểm, do việc hít thở phải một lượng quá lớn CO sẽ dẫn tới thương tổn do giảm ôxy trong máu hay tổn thương hệ thần kinh cũng như có thể gây tử vong Nồng độ chỉ khoảng 0,1% CO trong không khí cũng có thể nguy hiểm đến tính mạng

CO là chất khí không màu, không mùi và không gây kích ứng nên rất nguy hiểm vì người ta không cảm nhận được sự hiện diện của CO trong không khí CO

có tính liên kết với hemoglobin (Hb) trong hồng cầu mạnh gấp 230-270 lần so với ôxy nên khi được hít vào phổi CO sẽ gắn chặt với Hb thành HbCO do đó máu không thể chuyên chở ôxy đến tế bào, dẫn đến tử vong CO còn gây tổn thương tim do gắn kết với myoglobin của cơ tim

2.1.2 Khí CO 2

Điôxít cacbon hay cacbon điôxít (khí carbonic) là một hợp chất ở điều kiện bình thường có dạng khí trong khí quyển Trái Đất Là một hợp chất hóa học được biết đến rộng rãi, nó thường xuyên được gọi theo công thức hóa học là CO2 Trong dạng rắn, nó được gọi là nước đá khô

Khí CO2 được sinh ra từ nhiều nguồn, trong đó có từ khí thải của các loại phương tiện giao thông Bản thân khí CO2 không màu, không mùi, không độc nhưng sẽ gây ngạt nếu hít phải một lượng lớn Khí CO2 cũng chính là nguyên nhân chủ yếu gây ra hiện tượng nhà kính, góp phần làm biến đổi khí hậu

2.1.3 Hydro Carbon (C n H m )

Một dạng nhiên liệu cháy không hết từ động cơ xe thải ra ngoài Trong Hydro Carbon có chứa Hydro carbon thơm - một loại chất gây ung thư Các Hydro Carbon là những chất độc gây rối loạn hô hấp, ngay ở nồng độ thấp chúng cũng có thể làm sưng tấy màng phổi, làm thu hẹp cuống phổi, làm viêm mắt, viêm mũi Hít phải Hydro Carbon ở nồng độ 40 mg/L dẫn đến tức ngực, chóng mặt, rối loạn giác quan, gây cảm giác buồn nôn Ngoài ra chúng còn được coi là nguyên nhân gây ung thư phổi, họng và đường hô hấp Bên cạnh đó Hydro carbon trong khí thải xe máy gây đột biến gen cao hơn so với khí thải từ các loại động cơ khác Chúng ảnh hưởng đến chuyển hóa các hormon sinh dục ở người Chúng có những thuộc tính gây đột biến gen và teratogen, phá hủy sự phát triển của phôi thai

2.1.4 Các oxit nitơ (NOx)

Ở các khu đô thị, giao thông thải ra khoảng 50% lượng NOx trong không khí

NOx được dùng để chỉ hỗn hợp NO và NO2 trong không khí đồng thời cùng có mặt

NO và NO2 đóng vai trò qua trọng trong ô nhiễm không khí Khi lượng khí này tích

tụ nhiều trong cơ thể làm cho người ta cảm thấy chán ăn , đau đầu, mất ngủ, mỏi cơ, thiếu máu… và nhiều biểu hiện khác có hại cho sức khỏe, nếu bị nặng có thể gây đến tử vong NOx kết hợp với Hemoglobin (Hb) tạo thành Methemoglobin (Met Hb), làm Hb không vận chuyển được oxy, gây ngạt cho cơ thể Sau một thời gian tiềm tàng dẫn tới phù phổi cấp, tím tái biểu hiện co giật và hôn mê Khi tiếp xúc với

NOx ở các nồng độ thấp (nhiễm độc mãn tính) có các biểu hiện sau: kích ứng mắt, rối loạn tiêu hóa, viêm phế quản, tổn thương răng

2.1.5 Sunfua dioxit (SO 2 ) và các hợp chất SO x

Trong lĩnh vực ô nhiễm không khí, SO2 là chất ô nhiễm hàng đầu thường được quy kết là một tong những nguyên nhân quan trọng gây tác hại cho sức khỏe của người dân đô thị SO2 kích ứng niêm mạc mắt và các đường hô hấp trên Ở nồng độ rất cao, SO2 gây viêm kết mạc, bỏng và đục giác mạc Trường hợp tiếp xúc

ào ạt với SO2 có thể làm chết người do nguyên nhân ngưng hô hấp Tác hại của SO2

khí hô hấp Ngoài ra, SO2 còn gây tác hại cho cơ quan tạo máu (tủy, lách), gây nhiễm độc da, gây rối loạn chuyển hóa protein – đường, gây thiếu các vitamin B và

số loại cảm biến phù hợp với khả năng và yêu cầu đề tài, đó là: module cảm biến khí CO, module cảm biến khí gas và cảm biến nhiệt độ, độ ẩm

Hình 2.1Module cảm biến khí CO MQ-7

2.2.2 Module cảm biến khí gas MQ 2 :

Thường được dùng trong các thiết bị kiểm tra chất lượng không khí bên trong cao

ốc, văn phòng, thích hợp để phát hiện LPG (khí hóa lỏng), Propane, butane, methane, ancohol, smoke…

Thông số kỹ thuật:

 Điện áp cung cấp: 5VDC

 Tín hiệu đầu ra: Tín hiệu đầu ra số +Tương tự

 Phạm vi phát hiện: 300-10.000 ppm

 Đặc điểm của khí: 1000ppm isobutan

 Độ nhạy sáng: R in air/Rin typical gas≥5

 Dòng tiêu thụ khi nóng: ≤ 180mA

Hình 2.2Module cảm biến khí gas MQ-2

2.2.3 Module cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT-11

Module cảm biến độ ẩm và nhiệt độ DHT11 là cảm biến rất thông dụng hiện

nay vì chi phí rẻ và rất dễ lấy dữ liệu thông qua giao tiếp 1 wire (giao tiếp digital 1 dây truyền dữ liệu duy nhất) Bộ tiền xử lý tín hiệu tích hợp trong cảm biến giúp ta có đƣợc dữ liệu chính xác mà không phải qua bất

kỳ tính toán nào

Hình 2.3Module cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT 11

Thông số kỹ thuật:

 Nguồn: 3 -> 5 VDC

 Dòng sử dụng: 2.5mA max (khi truyền dữ liệu)

 Đo tốt ở độ ẩm 20-80%RH với sai số 5%

 Đo tốt ở nhiệt độ 0 đến 50°C sai số ±2°C

 Tần số lấy mẫu tối đa 1Hz (1 giây 1 lần)

2.3 Giới thiệu sơ lược về module Arduino

2.3.1 Tổng quan về arduino

Arduino là board mạch vi

điều khiển mạch đơn được sử

dụng để làm thiết bị điện tử cho

các dự án đa lĩnh vực theo cách

tiếp cận dễ dàng đối với người sử

dụng Được giới thiệu vào năm

2005, Những nhà thiết kế của

Arduino cố gắng mang đến một

phương thức dễ dàng, không tốn

kém cho những người yêu thích,

sinh viên và giới chuyên nghiệp

để tạo ra những nhiết bị có khả

năng tương tác với môi trường

thông qua các cảm biến và các cơ cấu chấp hành

Hình 2.4 Một module Arduino điển hình

Những ví dụ phổ biến cho những người yêu thích mới bắt đầu bao gồm các robot đơn giản, điều khiển nhiệt độ và phát hiện chuyển động Đi cùng với nó là một môi trường phát triển tích hợp (IDE) chạy trên các máy tính cá nhân thông thường và cho phép người dùng viết các chương trình cho Aduino bằng ngôn ngữ C hoặc C++

Các module Arduino có thể được đặt hàng ở dạng được lắp sẵn hoặc dưới dạng các kit tự-làm-lấy (DIY) Thông tin thiết kế phần cứng được cung cấp công khai để những ai muốn tự làm một mạch Arduino bằng tay có thể tự mình thực hiện được (mã nguồn mở) Giá của một arduino dao động khá lớn vì có nhiều phiên bản khác nhau từ 10 USD đến hơn 100 USD

Board mạch: Vi điều khiển, nguồn cấp, cổng usb để kết nối PC, các I/O…

Môi trường tích hợp IDE: Với nhiều hỗ trợ sẵn và có thể thêm từ cộng

đồng

Cộng đồng phát triển: rộng lớn

Nguồn mở: Hardware và Software, cung cấp đầy đủ sơ đồ nguyên lý, thiết

kế, mã nguồn…có thể sửa đổi cho phù hợp

Để dễ hình dung, chúng ta hãy so sánh việc sử dụng một module arduino để thiết kế và dùng cách truyền thống với vi điều khiển:

Bảng 2.1 So sánh giữa hai phương pháp thiết kế truyền thống và với arduino

STT Phương pháp thiết kế truyền

thống với vi điều khiển

Phương pháp thiết kế với Arduino

(Open Hardware)

1

Đòi hỏi nhiều kĩ năng:

- Hiểu biết chuyên sâu về linh kiện

- Vẽ mạch, hàn mạch

- Lập trình (không có nhiều hỗ trợ

sẵn có do module tự thiết kế không

chuẩn hóa)

Không đòi hỏi nhiều kĩ năng:

- Tập trung vào tư duy hệ thống

- Lập trình được hỗ trợ bởi nhiều thư viện chuẩn hóa của các module

2 Thời gian hoàn thiện ý tưởng khá

hưởng đến thời gian phát triển hệ

thống, giảm tính toàn diện

Tập trung vào hệ thống, có thể thực hiện được các hệ thống phức tạp, toàn diện

4 Phát triển được các kĩ năng thiết kế

và sửa lỗi Tuy nhiên, về sau thì việc sử dụng phương pháp này sẽ không hiệu quả, giảm năng suất, lãng phí thời gian, giải pháp là chuyển sang sử dụng những board mạch, module được thiết kế sẵn như arduino là một ví dụ nhằm làm tăng khả năng

tư duy, lập trình, tiết kiệm thời gian, nâng cao hiệu quả công việc

2.3.2 Phần cứng

Phần cứng bao gồm một bảng mạch điện tử dạng nguồn mở được thiết từ bộ

vi xử lý 8-bit Atmel AVR , hoặc 32-bit Atmel ARM, Arduino chính thức thường sử dụng các dòng chip ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280, và

ATmega2560 Các dòng vi xử lý này cho phép lập trình các ứng dụng điều khiển phức tạp do được trang bị cấu hình mạnh với các loại bộ nhớ ROM, RAM và Flash, các ngõ vào ra digital I/O trong đó có nhiều ngõ có khả năng xuất tín hiệu PWM, các ngõ đọc tín hiệu analog và các chuẩn giao tiếp đa dạng như UART, SPI, TWI (I2C)

 Sức mạnh xử lý

o Xung nhịp: 16MHz

o EEPROM: 1KB (ATmega328) và 4KB (ATmega2560)

o SRAM: 2KB (Atmega328) và 8KB (Atmega2560)

o Flash: 32KB (Atmega328) và 256KB (Atmega2560)

 Đọc tín hiệu cảm biến ngõ vào:

 Digital:

o Các module Arduino đều có các cổng digital có thể cấu hình làm ngõ vào hoặc ngõ ra bằng phần mềm Do đó người dùng có thể linh hoạt quyết định số lượng ngõ vào và ngõ ra

o Tổng số lượng cổng digital trên các mạch dùng Atmega328 là 14, và trên Atmega2560 là 54

 Analog:

o Các module Arduino đều có trang bị các ngõ vào analog với độ phân giải 10-bit (1024 phân mức, ví dụ với điện áp chuẩn là 5V thì độ phân giải khoảng 0.5mV)

 Số lượng cổng vào analog là 6 đối với Atmega328, và 16 đối với Atmega2560

o Với tính năng đọc analog, người dùng có thể đọc nhiều loại cảm biến như nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, ánh sáng, gyro, accelerometer…

 Xuất tín hiệu điều khiển ngõ ra:

o Trong số các cổng digital, người dùng có thể chọn một số cổng dùng

để xuất tín hiệu điều chế xung PWM Độ phân giải của các tín hiệu

o Số lƣợng cổng PWM đối với các module dùng Atmega328 là 6, và đối với các module dùng Atmega2560 là 14

o PWM có nhiều ứng dụng trong viễn thông, xử lý âm thanh hoặc điều khiển động cơ mà phổ biến nhất là động cơ servo trong các máy bay

232 trên các thiết bị hoặc PC có mức tín hiệu là UART 12V Để giao tiếp đƣợc giữa hai mức tín hiệu, cần phải có bộ chuyển mức, ví dụ nhƣ chip MAX232

o Số lƣợng cổng Serial cứng của Atmega328 là 1 và của Atmega2560 là

đó máy tính nhận diện cổng USB này là cổng COM chứ không phải là cổng USB tiêu chuẩn

 SPI:

o Đây là một chuẩn giao tiếp nối tiếp đồng bộ có bus gồm có 4 dây Với tính năng này các module Arduino có thể kết nối với các thiết bị nhƣ LCD, bộ điều khiển video game, bộ điều khiển cảm biến các loại, đọc thẻ nhớ SD và MMC…

 TWI (I2C):

o Đây là một chuẩn giao tiếp đồng bộ khác nhƣng bus chỉ có hai dây Với tính năng này, các module Arduino có thể giao tiếp với một số loại cảm biến nhƣ thermostat của CPU, tốc độ quạt, một số màn hình

OLED/LCD, đọc real-time clock, chỉnh âm lƣợng cho một số loại loa…

Module Arduino sẽ đƣa ra hầu hết các chân I/O của vi điều khiển để sử dụng cho những mạch ngoài Những chân này đƣợc thiết kế nằm phía trên mặt module, thông qua các header cái 0.10-inch (2.5 mm) Các module Arduino Nano, và Arduino-compatible Bare Bones Board và Boarduino có thể cung cấp các chân header đực ở mặt trên của module dùng để cắm vào các breadboard

Hình 2.5 Phần cứng của arduino UNO R3

1 Cổng USB (loại B): đây là cổng giao tiếp để upload code từ PC lên vi điểu khiển Đồng thời nó cũng là giao tiếp serial để truyền dữ liệu giữa vi điểu khiển với máy tính

2 Jack nguồn: để chạy Arduino thì có thể lấy nguồn từ cổng USB ở trên, nhƣng không phải lúc nào cũng có thể cắm với máy tính đƣợc Lúc

đó, ta cần một nguồn 5V đến 12V

3 Hàng Header: đánh số từ 0 đến 12 là hàng digital pin, nhận vào hoặc xuất ra các tín hiệu số Ngoài ra có một pin đất (GND) và pin điện áp tham chiếu (AREF)

4 Hàng header thứ hai: chủ yếu liên quan đến điện áp đất, nguồn

5 Hàng header thứ ba: các chân để nhận vào hoặc xuất ra các tín hiệu analog Ví dụ nhƣ đọc thông số của các thiết bị cảm biến

6 Vi điều khiển AVR: đây là bộ xử lý trung tâm của toàn module Với mỗi mẫu Arduino khác nhau thì con chip này khác nhau Ở con Arduino UNO này thì sử dụng ATMega328

Một khía cạnh quan trọng của Arduino là các kết nối tiêu chuẩn của nó, cho phép người dùng kết nối với CPU của module với các module thêm vào có thể dễ

dàng chuyển đổi, được gọi là Shield Vài Shield truyền thông kết nối với module

Arduino trực tiếp thông qua các chân khác nhau, nhưng nhiều Shield được định địa

chỉ thông qua serial bus I²C-nhiều shield có thể được xếp chồng và sử dụng dưới dạng song song

Hình 2.6 Các shield điển hình

Hình 2.7 Các shield được sử dụng dưới dạng xếp chồng nhau

Các module chính thức của Arduino: chỉ trong vòng 10 năm từ lúc manh nha

ý tưởng đến nay, arduino đã trải qua rất nhiều lần nâng cấp, thay đổi theo hướng hoàn thiện hơn và từ đó cũng xuất hiện khá nhiều biến thể khác nhau, tùy thuộc vào nhu cầu của người sử dụng

(Nguồn: https://www.arduino.cc/en/Main/Products?from=Main.Hardware

https://www.arduino.cc/en/Main/Boards)

h 2.8

Một

số hình ảnh

về Arduino thôn

g dụn

g hiện nay

2.3.3 Phần mềm

Môi trường phát triển tích hợp (IDE) của Arduino là một ứng dụng platform (nền tảng) được viết bằng Java Nó được thiết kế để dành cho các lập trình viên và những người mới tập tành làm quen với lĩnh vực phát triển phần mềm Nó bao gồm một chương trình code editor với các chức năng như đánh dấu cú pháp, tự động brace matching, và tự động canh lề, cũng như compile(biên dịch) và upload chương trình lên module chỉ với 1 cú click chuột Một chương trình hoặc code viết cho Arduino được gọi là một sketch

cross-Các chương trình Arduino được viết bằng C hoặc C++ Arduino IDE đi kèm với một thư viện phần mềm được gọi là "Wiring", từ project Wiring gốc, có thể giúp các thao tác input/output được dễ dàng hơn Có 2 hàm quan trọng nhất là setup() và loop() :

setup() làm nhiệm vụ thiết lập các cài đặt hoặc khởi tạo mode cho các ngoại vi của Arduino Hàm này sẽ được chạy một lần khi module Arduino được reset hoặc khởi động một chương trình

loop() là chương trình chính của Arduino Đoạn code trong loop() sẽ được Arduino chạy vô hạn cho đến khi ngắt nguồn module

Hình 2.9 Màn hình làm việc chính của Arduino IDE

Hình 2.10 Code sáng tắt led đơn giản trong mục example

 Một số ứng dụng của arduino:

Hình 2.12 Xe tăng mini Hình 2.11 Nhện mini

Hình 2.13Quadcopter Hình 2.14Thiết bị không người lái UAV

Hình 2.15Máy in 3D Makerbot

2.3.4 Arduino mega 2560

Arduino mega 2560 là một vi điều khiển dựa trên nền ATmega2560 tốc độ cao, ngoại vi và số chân nhiều nhất, nếu chúng ta có những ứng dụng cần mở rộng thêm nhiều chân, nhiều ngoại vi thì đây là một sự lựa chọn đáng giá Có 54 chân đầu vào / đầu ra số ( trong đó có 15 đầu được sử dụng như đầu ra PWM ), 16 đầu vào analog, 4 UARTs( cổng nối tiếp phần cứng ), một dao động thạch anh 16 MHz, kết nối USB, một jack cắm điện, một đầu ICSP, và một nút reset Arduino mega

2560 chứa tất cả mọi thứ cần thiết để hỗ trợ các vi điều khiển, chỉ cần kết nối với máy tính bằng cáp USB hoặc sử dụng với một bộ chuyển đổi AC-to-DC hay pin Arduino Mega tương thích với hầu hết các shield được thiết kế cho Arduino Duemilanove hoặc Diecimila

Arduino Mega2560 R3 khác với tất cả các bản trước ở chỗ nó không sử dụng chip điều khiển FTDI USB-to-serial Thay vào đó, các tính năng của ATmega16U2 ( ATmega8U2 trong phiên bản 1 và phiên bản 2) được lập trình như một bộ chuyển đổi USB-to-serial

Arduino Mega 2560 R3 có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB

hoặc cấp nguồn ngoài với điện áp khuyên dùng là 7-12V DC và giới hạn là 6-20V

Thường thì cấp nguồn bằng pin vuông 9V là hợp lí nhất nếu bạn không có sẵn

nguồn từ cổng USB Nếu cấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên, bạn sẽ làm

 Điện áp ngõ vào giới hạn DC: 6-20V

 Dòng DC cho mỗi chân I/O: 40 mA

 Dòng cho chân 3.3V: 50 mA

 Số chân Digital: 54 (15 chân PWM)