Đồ án tốt nghiệp: Hệ thống giám sát và báo động khí gas

Trong bối cảnh khoa học và công nghệ, đặc biệt là điện tử, đang phát triển nhanh chóng, nhu cầu về các thiết bị chính xác, nhanh gọn là rất lớn. Giám sát từ xa và kiểm soát môi trường đã trở thành những ứng dụng then chốt, cung cấp khả năng cảnh báo sớm các nguy hiểm tiềm ẩn. Khí gas, dù thiết yếu trong sinh hoạt và sản xuất, luôn tiềm ẩn rủi ro cháy nổ, gây nguy hại cho sức khỏe và tính mạng nếu rò rỉ không được phát hiện kịp thời. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển một "Hệ thống giám sát và báo động khí gas" thông minh, đáng tin cậy là cực kỳ quan trọng và cần thiết.

Bài báo này hướng đến các sinh viên, nhà nghiên cứu và kỹ sư trong lĩnh vực Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông và Công nghệ Internet of Things (IoT), đặc biệt những ai quan tâm đến các giải pháp giám sát môi trường và an toàn thông minh.

Đồ án này trình bày thiết kế và triển khai một hệ thống giám sát và báo động khí gas thông minh, đáp ứng nhu cầu cấp thiết về an toàn trong các môi trường có nguy cơ rò rỉ khí gas. Hệ thống sử dụng cảm biến khí gas MQ-2 để thu thập dữ liệu nồng độ, sau đó được xử lý bởi các bộ vi điều khiển Arduino Uno R3 tại các trạm thứ cấp. Các trạm này hiển thị thông tin trên LCD và kích hoạt báo động tại chỗ khi nồng độ vượt ngưỡng nguy hiểm.

Điểm nổi bật của hệ thống là khả năng giám sát từ xa và cảnh báo đa dạng. Dữ liệu từ các trạm thứ cấp được truyền không dây về bộ xử lý trung tâm (Arduino Mega 2560) thông qua module RF nRF24L01. Bộ xử lý trung tâm này sau đó sử dụng module ESP8266 NodeMCU để tải dữ liệu lên nền tảng đám mây Thingspeak.com, cho phép người dùng theo dõi trạng thái khí gas theo thời gian thực từ bất kỳ đâu có kết nối internet. Ngoài ra, khi phát hiện nguy hiểm, hệ thống sẽ gửi cảnh báo tức thì qua tin nhắn SMS và cuộc gọi điện thoại thông qua module GSM GPRS SIM900A Mini tới các số điện thoại đã cài đặt.

Hệ thống đã được kiểm thử và cho thấy khả năng hoạt động ổn định, chính xác trong việc phát hiện rò rỉ và cảnh báo. Các kết quả thực nghiệm chứng minh giá trị ứng dụng cao của mô hình. Trong tương lai, hệ thống có thể được cải tiến để tối ưu hóa tốc độ phản hồi, tích hợp thêm cảm biến hồng ngoại phát hiện lửa, kết nối với van điện từ để tự động ngắt nguồn khí gas, và phát triển giao diện web riêng biệt để nâng cao trải nghiệm người dùng.