Đang tải... (xem toàn văn)
Dự án Hệ thống chống ngạt trong ô tô phòng kín và cảnh báo trong xe hơi Dự án Hệ thống chống ngạt trong phòng kín và cảnh báo trong xe hơi Dự án Hệ thống chống ngạt trong phòng kín và cảnh báo trong xe hơi Dự án Hệ thống chống ngạt trong phòng kín và cảnh báo trong xe hơi Dự án Hệ thống chống ngạt trong phòng kín và cảnh báo trong xe hơi
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO -000 - Dự án HỆ THỐNG CHỐNG NGẠT TRONG PHỊNG KÍN VÀ CẢNH BÁO TRONG XE HƠI Nhóm lĩnh vực : 10 - Hệ thống nhúng Danh sách hình ảnh Hình ảnh thử nghiệm phịng kín Thử nghiệm tên xe Bộ phận chng rời Thử nghiệm mơ hình (CO2 CO chưa mức) App Android giám sát Hộp xử lý trung tâm Hộp cảnh báo CO2 Quá mức cửa mở Hộp cảnh báo CO MỤC LỤC ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG CHỐNG NGẠT TRONG PHỊNG KÍN VÀ CẢNH BÁO TRÊN XE HƠI Danh sách hình ảnh Trang Phần I Mở đầu Trang Phần II: Nội dung Trang Chương I Cơ sở lý luận Trang Lịch sử nghiên cứu vấn đề Trang Thực trạng giải pháp Trang Chương II Tiến hành nghiên cứu Trang Nguyên lý hoạt động chung Trang Tiến hành thực nghiệm Trang Kết thực nghiệm Trang Phần III Kết luận Trang Tài liệu tham khảo Trang Phụ lục code cho hệ thống Trang 10 PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngạt xe vấn đề người quan tâm Sự thật kênh thơng tin có nhiều vụ việc thương tâm xảy Biện pháp tốt phịng tránh khơng bỏ qn trẻ xe, người lớn khơng ngủ xe…Tuy nhiên em có bố tài xế xe thường xuyên phải xa phải ngủ xe lý bất khả kháng Việc ngạt xe có nguyên nhân sau: - Quên mở cửa kính tắt máy xe dẫn đến thiếu oxy tăng Co2 người xe tử vong từ từ không hay biết - Nổ máy ngủ xe hệ thống làm mát cưởng sinh khí CO khí CO len lõi vào xe gây sốc tử vong hàm lượng khí CO cao Tương tự việc ngạt nhà kín chủ yếu khí CO ngồi lượng CO2 cao tương đối củng ảnh hưởng đến sức khỏe đặc biệt thận xương Để khắc phục vấn đề em hình thành ý tưởng ch ọn dự án “Hệ thống chống ngạt phịng kín cảnh báo xe hơi” để làm đề tài nghiên cứu Mục tiêu Xây dựng thiết bị cảnh báo nồng độ CO2 CO cao thực hành động để chống ngạt Đối tượng nghiên cứu - Khí CO2, khí CO khơng khí - Ảnh hưởng loại khí sức khỏe - Mức độ ảnh hưởng nồng độ khí CO CO2 khơng khí - Các loại cảm biến, Arduiino thiết bị I/O khác Nhiệm vụ nghiên cứu - Hệ thống hoá vấn đề lý luận liên quan tới CO CO2 sức khỏe - Mơ tả thực trạng, phân tích, đánh giá thực trạng vấn đề ngạt xe phịng kín - Đề xuất giải pháp làm sản phẩm, khuyến nghị mở rộng 5.Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu tài liệu - Phương pháp quan sát - Phương pháp thực nghiệm Phạm vi nghiên cứu - Khí CO CO2 xe phịng kín - Thời gian tháng từ tháng đến tháng 10 Nội dung Chương 1: Cơ sở lý luận ` 1.1 Lịch sử nghiên cứu Đã có máy đo có thị trường sau: 1.1.1 Máy đo khí Co CO15 đo xác cao có cảnh báo nhiên dừng lại việc đo nồng độ khí CO cảnh báo tiếng bip bip Chỉ phù hợp cho việc nghiên cứu 1.1.2 Hệ thống cảnh báo nồng độ CO2, nhiệt độ qua SMS, Email KR3000 Máy đo xác nồng độ khí CO2 gửi cảnh báo qua SMS email thích hợp cho nhà xưởng khơng hiệu cho việc cứu sống người Giá tiền cao, to khó khăn việc di chuyển Thực trạng giải pháp vấn đề nghiên cứu 2.1 Khảo sát thực trạng Những năm gần đây, liên tiếp có vụ chết người liên quan đến việc ngạt khí CO2 CO hay tài xế ngủ qn xe đóng kín mà ngạt thở chết.Ta tự đánh giá nồng độ CO2 khơng khí nên nồng độ CO2 khơng khí đạt đến mức độ ảnh hưởng đến người Chỉ cần phút tiếp xúc mơi trường khơng khí nhiễm CO thơi người cảm thấy choáng váng, sau 15 phút bất tỉnh tử vong Chính mà CO2 CO loại khí gây nguy hại cho người 2.2 Nguyên nhân thực trạng Việc ngạt khí CO2 CO khơng gây đau đớn trọng q trình ngạt nên ta nhận thức thân bị ngạt khí, tỉ lệ tử vong cao Bên cạnh việc chủ quan hay thiếu kiến thức loại khí độc người khơng gian kín gây hậu đáng tiếc… 2.3 Giải pháp thực Cần có thiết bị giúp cảnh báo nồng độ CO2 CO vượt mức cho phép, mở cửa giúp thơng thống khí, thơng báo cho người lớn có trẻ nhỏ bị ngạt khí Chương 2: Tiến hành nghiên cứu 2.1 Nguyên lý hoạt động chung Thiết bị hoạt động theo nguyên lý sơ đồ sau: Cảm biến CO Cảm biến CO2 Wemos Wemos1 Truyền tín hiệu Truyền tín hiệu fire base Tín hiệu nhận fire base Arduino Smart phone Smart phone Role loa Loa loa Modulo sim Role Quạt hút Báo qua điện thoại Thử nghiệm đo đạc thông số thực tế sau : TT Tên Honda civic chổ Toyota FOTUNER Phịng kín 5x4x4 Số người 10 CO max CO2 max ppm 6.15 ppm 9.6 ppm 3200 ppm 2800 ppm 2200 ppm 2.2 Tiến hành thực nghiệm 2.1.1 Chọn dụng cụ thiết bị thực nghiệm Bước 1: Chọn cảm biến CO2 MH-Z19B MH-Z19 Ưu điểm Khuyết điểm Giá tiền Độ nhạy cao, độ phân giải cao, tiêu thụ điện thấp, tuổi thọ cao( năm) Khó kiếm thư viện phù hợp khơng tích hợp cảm biến nhiệt độ 450.000đ Ghi MG811- K11D3-1 Độ nhạy cao, tích Có led báo mạch hợp thêm cảm biến hoạt động led báo nhiệt độ, dễ sử dụng nguồn Tốc độ hồi đáp độ nhạy cao, chạy ổn định, tuổi thọ dài Không bền so với MH-Z19B Thời gian chờ khởi động lâu 700.000đ Thích hợp với ứng dụng có sử dụng vi điều khiển Giá tiền cao 1.090.000đ Ở chúng em chọn cảm biến MH-Z19B Bước 2: Chọn cảm biến CO Ưu điểm Khuyết điểm MQ-7 Độ nhạy cao, thời gian đáp ứng nhanh, tuổi thọ cao, chi phí thấp Nóng sử dụng MQ-135 Đo nhiều loại khí khác CO SO2… Không chuyên dụng Giá tiền 45.000đ 45.000đ Ở chúng em chọn MQ7 tính xác chun dụng Bước 3: Chọn vi điều khiển cho khối truyền tín hiệu Ưu điểm Khuyết điểm Arduino Quen lập trình Khơng tự liên kết với mạng internet ESP8266 Chun I.o.T Khó lập trình Giá tiền 65.000đ 45.000đ Ở chúng em chọn ESP8266 để dễ dàng nâng cấp I.o.T Bước 4: Chọn khối truyền tín hiệu khơng có mạng internet RF 433 Ưu điểm Khuyết điểm Giới hạn khoảng cách Lora, nrf… Khoảng cách xa Giá tiền cao Giá tiền 25.000đ Trên 100.000 đ Ở chúng em chọn RF 433 không cần khoảng cách xa Bước 5: Lập hộp điều khiển trung tâm arduino Kết hợp yếu tố trên, role, pin dây điện, mạch Sim 800L tạo thành hộp điều khiển Bước 6: Lắp ghép chúng lại chuẩn bị viết code 3.1.2 Phần mềm Bước 1: Thiết lập thư viện cho cảm biến tải từ github Bước 2: Tiến hành viết code cho arduino Nạp code cho arduino Bước : Thử nghiệm thực tế Bước : Hoàn thành code sản phẩm 3.2 Kết thực nghiệm Thành công viết code cho arduino ý tưởng Hoàn thành sản phẩm sử dụng tốt cho thực tế PHẦN KẾT LUẬN Tạo sản phẩm hệ thống có ưu điểm sau: - Tiện lợi nhỏ gọn dễ sử dụng - Sử dụng khơng có wifi có wifi - Giám sát theo thời gian thực - Báo động nồng độ khí CO, CO2 mức cho phép - Tích hợp điều khiển loại máy khác quạt hút, máy tạo ozone khử CO mở cửa phòng… - Cảnh báo qua điện thoại - Dễ dàng mở rộng modulo khác báo gas, cháy,… Tuy nhiên sản phẩm cịn có số khuyết điểm : - Chức cảnh báo chưa có nhiều chế độ - Chưa lưu nồng độ CO CO2 theo thời gian thực - Thực nghiệm chưa nhiều loại xe KHUYẾN NGHỊ - Mở rộng chức cho hầm để xe, gần máy phát điện, nhà kho… - Tích hợp thêm nhiều modulo khác báo cháy, báo gas… - Quán lý I.o.T cho hệ thống lớn khách sạn nhiều phòng… TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Minh Tuấn , (2016) Lập trình Arduino cho người bắt đầu, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Thành phố Hồ Chí Minh [2] Phạm Quang Huy, Lê Cảnh Trung (2016) Bài tập thực hành Arduino, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Thành phố Hồ Chí Minh [3] Phạm Quang Huy, Lê Cảnh Trung (2016) Ứng dụng thực tế với Arduino, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Thành phố Hồ Chí Minh [4] vovgiaothong.vn, (2019), Đề phịng tử vong ngạt thở tơ , http://vovgiaothong.vn/de-phong-tu-vong-do-ngat-tho-tren-o-to-da-dung-do [5] Huệ Linh, (2019), Chạy máy phát điện nhà người thương vong , https://anninhthudo.vn/doi-song/chay-may-phat-dien-trong-nha-7-nguoithuong-vong/814019.antd Phụ lục Code báo động cảm biến CO #include #include #define FIREBASE_HOST “canhbao-123.firebaseio.com” #define WIFI_SSID “KHANG” #define WIFI_PASSWORD “Diem1982” #include "MQ7.h" #include MQ7 mq7(A0,5.0); void setup() { Serial.begin(9600);WiFi.begin (WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD); Firebase.begin(FIREBASE_HOST); vw_set_ptt_inverted(true); vw_setup(1024);vw_set_tx_pin(2);} void loop() { int co = mq7.getPPM(); Serial.println(co); 10 delay(5000); if (ppmco2 > 4000){char text[3] = "2"; Serial.print("sent: "); Serial.println(text);vw_send((byte *)text, sizeof(text)); vw_wait_tx(); delay(3000);} Firebase.setFloat (“CO2”, ppmco2);}} Phụ lục Code nhận RF xử lý ( hộp trung tâm) #include SoftwareSerial sim800l(2,3); String SDT="0795428697"; #define Role1 #define Role3 #define Role2 #define Role4 byte msg[VW_MAX_MESSAGE_LEN]; byte msgLen = VW_MAX_MESSAGE_LEN; void setup(){Serial.begin(9600);sim800l.begin(9600); vw_setup(1024); vw_set_rx_pin(8); vw_rx_start(); pinMode(Role1,OUTPUT); pinMode(Role2,OUTPUT); pinMode(Role3,OUTPUT); pinMode(Role4,OUTPUT) ; } void loop() {digitalWrite(Role1, HIGH); digitalWrite(Role2, HIGH); digitalWrite(Role3, HIGH); digitalWrite(Role4, HIGH); if (vw_get_message(msg, &msgLen)) { if (msg[0] == '1'){ 12 digitalWrite(Role1, LOW); digitalWrite(Role2, LOW); callNumber(); } else if (msg[0] == '2') { callNumber();digitalWrite(Role1, LOW); delay(5000); digitalWrite(Role3, LOW);delay(1000); digitalWrite(Role4, LOW); Serial.print("NONG DO CO2 CAO"); delay(1000); } else { digitalWrite(Role1, HIGH);digitalWrite(Role2, HIGH); digitalWrite(Role3, HIGH) digitalWrite(Role4, HIGH);}} void callNumber() { sim.print (F("ATD")); sim.print (SDT); sim.print (F(";rn")); _buffer = _readSerial(); Serial.println(_buffer); } SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO -000 - 13 Dự án HỆ THỐNG CHỐNG NGẠT TRONG PHỊNG KÍN VÀ CẢNH BÁO TRONG XE HƠI Nhóm lĩnh vực : 10 - Hệ thống nhúng Danh sách hình ảnh 14 Hình ảnh thử nghiệm phịng kín Thử nghiệm tên xe Bộ phận chng rời Thử nghiệm mơ hình (CO2 CO chưa mức) App Android giám sát Hộp xử lý trung tâm Hộp cảnh báo CO2 Quá mức cửa mở Hộp cảnh báo CO MỤC LỤC ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG CHỐNG NGẠT TRONG PHỊNG KÍN VÀ CẢNH BÁO TRÊN XE HƠI Danh sách hình ảnh Trang Phần I Mở đầu Trang Phần II: Nội dung Trang 15 Chương I Cơ sở lý luận Trang Lịch sử nghiên cứu vấn đề Trang Thực trạng giải pháp Trang Chương II Tiến hành nghiên cứu Trang Nguyên lý hoạt động chung Trang Tiến hành thực nghiệm Trang Kết thực nghiệm Trang Phần III Kết luận Trang Tài liệu tham khảo Trang Phụ lục code cho hệ thống Trang 10 PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngạt xe vấn đề người quan tâm Sự thật kênh thơng tin có nhiều vụ việc thương tâm xảy Biện pháp tốt phòng tránh khơng bỏ qn trẻ xe, người lớn khơng ngủ xe…Tuy nhiên em có bố tài xế xe thường xuyên phải xa phải ngủ xe lý bất khả kháng 16 Việc ngạt xe có nguyên nhân sau: - Quên mở cửa kính tắt máy xe dẫn đến thiếu oxy tăng Co2 người xe tử vong từ từ không hay biết - Nổ máy ngủ xe hệ thống làm mát cưởng sinh khí CO khí CO len lõi vào xe gây sốc tử vong hàm lượng khí CO cao Tương tự việc ngạt nhà kín chủ yếu khí CO ngồi lượng CO2 cao tương đối củng ảnh hưởng đến sức khỏe đặc biệt thận xương Để khắc phục vấn đề em hình thành ý tưởng ch ọn dự án “Hệ thống chống ngạt phịng kín cảnh báo xe hơi” để làm đề tài nghiên cứu Mục tiêu Xây dựng thiết bị cảnh báo nồng độ CO2 CO cao thực hành động để chống ngạt Đối tượng nghiên cứu - Khí CO2, khí CO khơng khí - Ảnh hưởng loại khí sức khỏe - Mức độ ảnh hưởng nồng độ khí CO CO2 khơng khí - Các loại cảm biến, Arduiino thiết bị I/O khác Nhiệm vụ nghiên cứu - Hệ thống hoá vấn đề lý luận liên quan tới CO CO2 sức khỏe - Mơ tả thực trạng, phân tích, đánh giá thực trạng vấn đề ngạt xe phịng kín - Đề xuất giải pháp làm sản phẩm, khuyến nghị mở rộng 5.Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu tài liệu - Phương pháp quan sát - Phương pháp thực nghiệm Phạm vi nghiên cứu - Khí CO CO2 xe phịng kín - Thời gian tháng từ tháng đến tháng 10 Nội dung Chương 1: Cơ sở lý luận ` 1.1 Lịch sử nghiên cứu Đã có máy đo có thị trường sau: 1.1.2 Máy đo khí Co CO15 đo xác cao có cảnh báo nhiên dừng lại việc đo nồng độ khí CO cảnh báo tiếng bip bip Chỉ phù hợp cho việc nghiên cứu 17 1.1.2 Hệ thống cảnh báo nồng độ CO2, nhiệt độ qua SMS, Email KR3000 Máy đo xác nồng độ khí CO2 gửi cảnh báo qua SMS email thích hợp cho nhà xưởng khơng hiệu cho việc cứu sống người Giá tiền cao, to khó khăn việc di chuyển Thực trạng giải pháp vấn đề nghiên cứu 2.1 Khảo sát thực trạng Những năm gần đây, liên tiếp có vụ chết người liên quan đến việc ngạt khí CO2 CO hay tài xế ngủ qn xe đóng kín mà ngạt thở chết.Ta tự đánh giá nồng độ CO2 khơng khí nên nồng độ CO2 khơng khí đạt đến mức độ ảnh hưởng đến người Chỉ cần phút tiếp xúc mơi trường khơng khí nhiễm CO thơi người cảm thấy choáng váng, sau 15 phút bất tỉnh tử vong Chính mà CO2 CO loại khí gây nguy hại cho người 2.2 Nguyên nhân thực trạng Việc ngạt khí CO2 CO khơng gây đau đớn trọng trình ngạt nên ta nhận thức thân bị ngạt khí, tỉ lệ tử vong cao Bên cạnh việc chủ quan hay thiếu kiến thức loại khí độc người khơng gian kín gây hậu đáng tiếc… 2.3 Giải pháp thực 18 Cần có thiết bị giúp cảnh báo nồng độ CO2 CO vượt mức cho phép, mở cửa giúp thơng thống khí, thơng báo cho người lớn có trẻ nhỏ bị ngạt khí Chương 2: Tiến hành nghiên cứu 2.1 Nguyên lý hoạt động chung Thiết bị hoạt động theo nguyên lý sơ đồ sau: Cảm biến CO Cảm biến CO2 Wemos Wemos1 Truyền tín hiệu Truyền tín hiệu fire base Tín hiệu nhận fire base Arduino Smart phone Smart phone Role loa Loa loa Role Modulo sim Quạt hút Báo qua điện thoại Thử nghiệm đo đạc thông số thực tế sau : TT Tên Honda civic chổ Toyota FOTUNER Phịng kín 5x4x4 Số người 10 CO max CO2 max ppm 6.15 ppm 9.6 ppm 3200 ppm 2800 ppm 2200 ppm 19 Ghi 2.2 Tiến hành thực nghiệm 2.1.1 Chọn dụng cụ thiết bị thực nghiệm Bước 1: Chọn cảm biến CO2 MH-Z19B MH-Z19 Ưu điểm Khuyết điểm Giá tiền Độ nhạy cao, độ phân giải cao, tiêu thụ điện thấp, tuổi thọ cao( năm) Khó kiếm thư viện phù hợp khơng tích hợp cảm biến nhiệt độ 450.000đ MG811- K11D3-1 Độ nhạy cao, tích Có led báo mạch hợp thêm cảm biến hoạt động led báo nhiệt độ, dễ sử dụng nguồn Tốc độ hồi đáp độ nhạy cao, chạy ổn định, tuổi thọ dài Không bền so với MH-Z19B Thời gian chờ khởi động lâu 700.000đ Thích hợp với ứng dụng có sử dụng vi điều khiển Giá tiền cao 1.090.000đ Ở chúng em chọn cảm biến MH-Z19B Bước 2: Chọn cảm biến CO Ưu điểm Khuyết điểm MQ-7 Độ nhạy cao, thời gian đáp ứng nhanh, tuổi thọ cao, chi phí thấp Nóng sử dụng MQ-135 Đo nhiều loại khí khác CO SO2… Không chuyên dụng Giá tiền 45.000đ 45.000đ Ở chúng em chọn MQ7 tính xác chuyên dụng Bước 3: Chọn vi điều khiển cho khối truyền tín hiệu Ưu điểm Khuyết điểm Arduino Quen lập trình Khơng tự liên kết với mạng internet ESP8266 Chun I.o.T Khó lập trình Giá tiền 65.000đ 45.000đ Ở chúng em chọn ESP8266 để dễ dàng nâng cấp I.o.T Bước 4: Chọn khối truyền tín hiệu khơng có mạng internet 20