Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ thống quan trắc môi trường bằng GSM
THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG BẰNG GSM Phạm Huỳnh Quang Thành (*) và Hà Đăng Khang(**) (*) E-mail: quangthanh1987@gmail.com (**) E-mail: khanghanguyen@yahoo.com (*),(**) Sinh viên lớp 05DV khoa Điện - Điện Tử trường Đại Học Lạc Hồng TÓM TẮT Hệ thống quan trắc tự động sẽ thay thế nhân viên ngành môi trường. Hệ thống này giúp nâng cao độ chính xác, tính ổn định cho việc quan trắc. Đồng thời giảm đến mức thấp nhất những sai sót do quá trình thao tác bằng tay gây ra. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Đồng Nai là một trong những vùng trọng điểm phía Nam, hiện tại Tỉnh đã có 17 khu công nghiệp đã được Chính phủ phê duyệt thành lập, tỷ lệ lấp đầy trong Khu công nghiệp ngày càng được tăng lên. Bên cạnh đó, GDP trên địa bàn cũng tăng theo nhịp điệu phát triển của nền kinh tế. Do vậy, sức ép về môi trường ngày càng tăng. Sau khi sự kiện Vedan xảy ra cho thấy cần phải có biện pháp kỹ thuật để giám sát chất lượng nước thải các công ty, nhà máy trước khi thải vào môi trường. Nước thải (Hình 1)[1]: là ống xả nước thải chưa qua xử lý của công ty Vedan Hình 1 : Nước thải Hình 2 : Hậu quả Hậu quả (hình 2) [1] : tác động đến hệ sinh thái . Hậu quả (hình 2)[2] : sự ô nhiễm từ nhà máy Vedan. Từ vấn đề này, nhóm thực hiện đã triển khai nghiên cứu chế tạo một hệ thống quan trắc tự động. 2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG Sau khi tham khảo một vài hệ thống quan trắc tự động trong và ngoài nước. Nhóm đã đưa ra mô hình quan trắc như sau. 2.1. Yêu cầu đặt ra: Thu thập cơ sở dữ liệu quan trắc khắp mọi nơi trên địa bàn tỉnh Đồng Nai để ta có thể quản lý và kiểm tra bất cứ lúc nào. Khi hệ thống gặp vấn đề phải có một cơ chế thông báo đến nhà quản trị những sự cố xảy ra nhằm khắc phục kịp thời. Các cảm biến có 2 dạng ngõ ra: điện áp(0-5V) hoặc dòng (4-20ma). Cảm biến (hình 4)[1]: là cảm biến đo nhiệt độ. Cảm biến (hình 4)[2]:Cảm biến này mang lại độ chính xác trong các ứng dụng môi trường bụi bẩn như HVAC/VAV (Heating Ventilation Air Conditioning/Variable Air Volume) bằng cách cách ly chip cảm biến với môi trường bụi. Cảm biến đo lưu lượng MEMS mang tín hiệu đầu ra khuếch đại, bù nhiệt độ với độ chính xác và độ lặp cao, thậm chí với lưu tốc cực thấp. Độ chính xác này cực kỳ quan trọng trong các hệ thống điều khiển nhiệt độ tại vùng phức tạp. Hình 4: Cảm biến 2.2. Giải quyết yêu cầu: Để giải quyết được vấn truyền dữ liệu từ các trạm về trung tâm. Do yêu cầu về giá thành, ta có 2 phương án để lựa chọn, với mục đích là làm giảm giá thành. Phương án 1 là sử dụng Modem GSM. Phương án 2 là sử dụng điện thoại di động. Phương án 1: Sử dụng Modem Hình 5: Modem GSM Hình 3: Mô hình quan trắc Chủ yếu modem GSM/GPRS hoạt động trên các băng tần như sau 900 / 1800 MHz hoặc 900 / 1900 MHz. Về cấu tạo modem GSM/GPRS là một hệ thống mạch vi xử lý có một khe cắm thẻ SIM, bộ nhớ . tất cả được đặt bên trong một cái hộp và có một ăng ten kết nối bên ngoài. Kích thước của các modem GSM/GPRS rất nhỏ chỉ khoảng 100 x 78 x 32 mm và trọng lượng cũng rất nhẹ chỉ khoảng 125 g nên rất dễ cho việc di chuyển lắp đặt. Các modem GSM/GPRS có thể hỗ trợ truy cập Internet trên môi trường GSM/GPRS , đường truyền dữ liệu, SMS, tín hiệu thoại (bao gồm cả FAX và các dịch vụ TCP/IP). Hầu hết các modem GSM/GPRS sẽ được điều khiển bởi các câu lệnh AT (theo các chuẩn GSM 07.07 và GSM 07.05) Phương án 2: Sử dụng điện thoại di động. Hình 6: Điện thoại di động Hoạt động trên băng tần 900/1800/1900 Mhz, gửi và nhận tin nhắn, gọi điện thoại. Hình 7: Board điện thoại di động Hình 7[1]: cho ta chuẩn truyền dữ liệu giữa máy vi tính và điện thoại di động - M-Bus sử dụng 2 pin để truyền và nhận dữ liệu, tốc độ truyền 9600 bps, 8 bits dữ liệu, odd parity, 1 bit stop. - F-Bus sử dụng 3 pin để truyền và nhận dữ liệu, tốc độ truyền 115200 bps, 8 bits dữ liệu, no parity, 1 bit stop. Do yêu cầu đặt ra phải rẻ, khi gặp sự cố phải có linh kiện thay thế ngay lập tức. Và phù hợp với địa hình của tỉnh Đồng Nai. Sơ đồ mạch gồm các linh kiện sau: 8051(89s52), ADC0809, LM324, 7414, Max 232, màn hình LCD… 2.3. Lưu đồ lập trình: Tại các trạm: Nhóm thực hiện đã tiến hành viết chương trình điều khiển hệ thống. Lưu đồ bên dưới là giải thuật của chương trình. Hình 8: Lưu đồ Khi bật nguồn, hệ thống sẽ yêu cầu nhập số trung tâm tin nhắn, số này sẽ phụ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ. Nhập số điện thoại tại trung tâm. Nhập thời gian để gửi dữ liệu từ các trạm về trung tâm. Đến đây, kết thúc quá trình nhập các thông số. Tiếp đến xử lý dữ liệu để gửi dữ liệu về trung tâm. Cứ như thế, hệ thống sẽ gửi dữ liệu về theo thời gian mà người dùng đã thiết lập. Tại trung tâm: Hình 9: Phần mềm Hình 9[1]: giao diện phần mềm tại trung tâm. Tại trung tâm gồm có máy vi tính, điện thoại di động. Khi có tín hiệu từ các trạm gửi về thì phần mềm sẽ thu thập dữ liệu gồm ngày, tháng, năm, các thông số môi trường vào file có định dạng là db (Microsoft Access). Từ đây, nhân viên xử lý dữ liệu này để làm báo cáo tác động môi trường. Hệ thống có khả năng thông báo đến nhà quản trị của hệ thống khi database gặp sự cố như mất kết nối. Và kiểm tra và hiển thị tình trạng của phần cứng và cơ sở dữ liệu. 3. KẾT LUẬN. Hệ thống ra đời góp phần rất vào công việc quan trắc, giám sát trực tuyến các chỉ tiêu môi trường, giảm thiểu công việc đi quan trắc bằng tay của nhân viên ngành môi trường. Không những thế mà còn góp phần làm cho môi trường ngày càng sạch thêm, và cải thiện môi trường sống của con người. Hình 10[1] là sản phẩm đã được làm ra sau nhiều tháng . Hình 10: Sản phẩm 4. HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chúng ta thiết kế thêm bản đồ để xác định vị trí của các trạm và xem kết quả quan trắc qua internet. Hình 11: Xem kết quả qua internet 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] -Nguyễn Thị Ngọc Mai (Chủ Biên), Lập Trình Cơ Sở Dữ Liệu 6.0, NXB Lao Động – Xã Hội, 2004. [2] -Nguyễn Đức Thành, Đo lường điều khiển bằng máy tính, NXB Đại Học Quốc Gia TP HCM, 2005. [3] - Lê Tiếng Thường – Điện Tử Căn Bản. [4] - TS. Hoàng Minh Trí – Giáo Trình Đo Lường Cảm Biến. [5] - Tống Văn On và Hoàng Đức Hải – Họ Vi Điều Khiển 8051. - http://www.diendandientu.com [6] - Lê Hoàng Anh – Tài Liệu Học Vi Điều Khiển. +http://www.tienphong.vn/Tianyon/PrintView.aspx?ArticleID=156692&ChannelID=2 +http://www.vinabot.com/2009/04/d6f-p-mems-cam-bien-o-luu-luong-chong.html +http://www.oneoff-tshirt.com/greenblog/?p=28 . việc đi quan trắc bằng tay của nhân viên ngành môi trường. Không những thế mà còn góp phần làm cho môi trường ngày càng sạch thêm, và cải thiện môi trường. khoa Điện - Điện Tử trường Đại Học Lạc Hồng TÓM TẮT Hệ thống quan trắc tự động sẽ thay thế nhân viên ngành môi trường. Hệ thống này giúp nâng cao