intTypePromotion=1

Khóa luận tốt nghiệp Công nghệ thông tin: Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác

Chia sẻ: Giang Thành Đạt | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:86

0
19
lượt xem
5
download

Khóa luận tốt nghiệp Công nghệ thông tin: Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của khóa luận này là nghiên cứu và lắp đặt một mạch điện tử với vai trò là một trạm xử lý rác thải có nhiệm vụ là thu thập một cách liên tục các thay đổi của các thông số môi trường xung quanh như nhiệt độ, độ ẩm, chất lượng không khí…, đồng thời truyền các dữ liệu thu thập được về một hệ thống trung tâm xử lý.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp Công nghệ thông tin: Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIÊN GIANG KHOA THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH : CÔNG NGHỆ THÔNG TIN CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - CÔNG NGHỆ CAO ĐỀ TÀI XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ VÀ GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TẠI CÁC NHÀ MÁY XỬ LÝ RÁC Sinh viên : Giang Thành Đạt MSSV : 1703206118 Kiên Giang, 12/2020
  2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIÊN GIANG KHOA THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỀ TÀI XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ VÀ GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TẠI CÁC NHÀ MÁY XỬ LÝ RÁC Người hướng dẫn Sinh viên thực hiện Ths. Đỗ Trung Kiên Giang Thành Đạt MSSV : 1703206118 Kiên Giang, 12/2020
  3. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp này là cột mốc đánh dấu kết thúc quá trình học tập và rèn luyện của em tại Khoa TT&TT - Trường ĐHKG, là ngưỡng cửa để em bước từ môi trường học tập ra đời sống thực tế. Để có được thành quả học tập như ngày hôm nay, không chỉ có sự vất vả nuôi dưỡng và chăm sóc của cha - mẹ, mà còn có sự đóng góp rất nhiều từ những thầy cô đã dìu dắt em từ thuở mới cắp sách đến trường cho đến khi là sinh viên đại học. Đầu tiên, con xin cảm ơn cha mẹ đã vất vả nuôi dưỡng, dạy dỗ con nên người và đặc biệt là tạo điều kiện tốt nhất để cho con có thể được đến trường, được nâng cao kiến thức và giờ đây được ngồi làm đề tài khóa luận này. Với tất cả lòng kính trọng, em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô Khoa Thông tin và Truyền thông trường Đại học Kiên Giang đã thắp đầy ngọn lửa và truyền đạt những kiến thức quý báu để em có thể hoàn thành được luận văn này. Em xin chân thành cám ơn thầy Ths.Đỗ Trung Kiên, thầy đã trực tiếp hướng dẫn và góp ý tận tình trong suốt thời gian thực hiện đề tài để em có thể hoàn thành tốt khoá luận này. Cuối cùng em xin cảm ơn sự chăm sóc của gia đình, sự động viên, giúp đỡ của bạn bè đã tạo điều kiện giúp em hoàn thành tốt khoá luận này. Dù đã rất cố gắng nỗ lực để hoàn thành, song những sai sót là điều khó thể tránh khỏi. Vì vậy, rất mong nhận được sự góp ý quý báu của thầy cô và các bạn để đề tài luận văn được hoàn thiện hơn nữa. Em xin chân thành cảm ơn! Kiên Giang, Ngày 07 tháng 12 năm 2020. Sinh viên thực hiện Giang Thành Đạt GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang ii
  4. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan rằng khoá luận này là công trình nghiên cứu của giáo viên hướng dẫn và bản thân. Các thông tin về số liệu, hình ảnh, kết quả đã được trình bày trong khoá luận này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì khoá luận nào trước đây. Kiên Giang, Ngày 07 tháng 12 năm 2020. Sinh viên thực hiện Giang Thành Đạt GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang iii
  5. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Kiên Giang, ngày 07 tháng 12 năm 2020 Giáo viên hướng dẫn Ths.Đỗ Trung Kiên GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang iv
  6. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 1 ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... Kiên Giang, ngày … tháng … năm 2020 Giáo viên phản biện (Ký và ghi rõ họ tên) GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang v
  7. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 2 ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... Kiên Giang, ngày … tháng … năm 2020 Giáo viên phản biện (Ký và ghi rõ họ tên) GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang vi
  8. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC KIÊN GIANG Độc lập – Tự do – Hạnh phúc PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ và tên người đánh giá: ..................................................................................................... Trách nhiệm trong hội đồng: ................................................................................................ Họ và tên sinh viên: .................................................. MSSV: ............................................... Tên đề tài: ............................................................................................................................. ............................................................................................................................................... Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Đánh giá về chất lượng đề tài tốt nghiệp: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 2. Đánh giá về trình độ, kiến thức của sinh viên (trình bày và trả lời câu hỏi trước hội đồng) …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 3. Điểm số (theo thang điểm 10; số lẻ 0,5): ……………………………………………. 4. Ý kiến đề nghị: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Ngày … tháng … năm 2020. Người đánh giá GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang vii
  9. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................... II LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... III NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN............................................................IV PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP .............................................................. VII Ý KIẾN NHẬN XÉT ..................................................................................................... VII DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................XI DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................... XII DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................XIV CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU .............................................................................................. 1 1.1 MÔ TẢ BÀI TOÁN ..................................................................................................... 1 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI .......................................................................................... 2 1.2.1 MỤC TIÊU TỔNG QUÁT ...................................................................................... 2 1.2.2 MỤC TIÊU CỤ THỂ ............................................................................................... 2 1.3 ĐỐI TƯỢNG & PHẠM VI NGIÊN CỨU ................................................................ 2 1.3.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ................................................................................. 2 1.3.2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU ...................................................................................... 2 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU........................................................................................ 2 1.5 MÔI TRƯỜNG VẬN HÀNH ..................................................................................... 3 1.5.1 PHẦN CỨNG .......................................................................................................... 3 1.5.2 PHẦN MỀM ............................................................................................................ 3 1.6 HƯỚNG GIẢI QUYẾT VÀ KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ........................................ 3 1.6.1 HƯỚNG GIẢI QUYẾT ........................................................................................... 3 1.6.2 KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ...................................................................................... 3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................. 4 2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ INTERNET OF THINGS .................................. 4 2.1.1 INTERNET OF THINGS (IOT) LÀ GÌ? ................................................................. 4 2.1.2 HỆ THỐNG INTERNET OF THINGS (IOT SYSTEM) ........................................ 5 2.1.1.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA IOT ........................................................................ 6 2.1.1.2 NHỮNG LỢI ÍCH MANG LẠI ......................................................................... 7 2.1.1.3 NHỮNG THÁCH THỨC GẶP PHẢI ............................................................... 8 2.2 DỊCH VỤ, NỀN TẢNG SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI ............................................. 9 2.2.1 ESP32 ...................................................................................................................... 9 2.2.1.1 GIỚI THIỆU ..................................................................................................... 9 GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang viii
  10. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác 2.2.1.2 THÔNG SỐ CƠ BẢN ...................................................................................... 11 2.2.1.3 VI ĐIỀU KHIỂN ............................................................................................. 11 2.2.1.4 NĂNG LƯỢNG ............................................................................................... 12 2.2.1.5 TÍNH NĂNG WI-FI ......................................................................................... 12 2.2.2 SƠ LƯỢC CÁC THIẾT BỊ CẢM BIẾN ............................................................... 13 2.2.2.1 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM DHT-11 ...................................................... 13 2.2.2.2 CẢM BIẾN KHÔNG KHÍ MQ-2..................................................................... 14 2.2.2.3 CẢM BIẾN CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ MQ-135 ...................................... 15 2.2.3 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH PHP. ........................................................................... 16 2.2.3.1 GIỚI THIỆU ................................................................................................... 16 2.2.3.2 MÔ HÌNH MVC .............................................................................................. 17 2.2.4 HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU ......................................................................... 19 2.2.4.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU ..................................... 19 2.2.4.2 VAI TRÒ CỦA HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU TRONG LẬP TRÌNH ....... 19 2.2.4.3 HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU MYSQL ..................................................... 19 2.2.4.4 PHPMYADMIN .............................................................................................. 20 2.2.5 HTML ................................................................................................................... 21 2.2.5.1 GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................................... 21 2.2.5.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN .................................................................................. 21 2.2.5.3 CẤU TRÚC ..................................................................................................... 22 2.2.6 CSS ........................................................................................................................ 22 2.2.6.1 GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................................... 22 2.2.6.2 PHÂN LOẠI .................................................................................................... 23 2.2.6.3 TÁC DỤNG ..................................................................................................... 23 2.2.6.4 SỬ DỤNG. ...................................................................................................... 23 2.2.7 JAVASCRIPT ....................................................................................................... 23 2.2.7.1 GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................................... 23 2.2.7.2 KHẢ NĂNG CỦA JAVASCRIPT. ................................................................... 24 2.2.7.2 CÁC THÀNH PHẦN CÚ PHÁP CHÍNH. ....................................................... 24 2.2.8 ANGULARJS ....................................................................................................... 28 2.2.8.1 GIỚI THIỆU CHUNG. ................................................................................... 28 2.2.8.2 CÁC TÍNH NĂNG CƠ BẢN ............................................................................ 28 2.2.8.3 CÁC COMPONENT CHÍNH .......................................................................... 29 2.2.8.4 ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA ANGULARJS................................................... 29 2.2.9 GIAO THỨC MẠNG HTTP ................................................................................. 30 2.2.9.1 CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA HTTP ...................................................... 30 2.2.9.2 CẤU TRÚC CƠ BẢN ...................................................................................... 31 2.2.9.3 CLIENT ........................................................................................................... 31 2.2.9.4 SERVER .......................................................................................................... 32 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ CÀI ĐẶT HỆ THỐNG ................................................. 33 3.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN .................................................................................... 33 3.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG – PHẦN CỨNG............................................................... 34 GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang ix
  11. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác 3.2.1 THI CÔNG VÀ LẮP ĐẶT .................................................................................... 34 3.2.2 LẬP TRÌNH PHẦN CỨNG .................................................................................. 36 3.2.2.1 ARDUINO IDE ............................................................................................... 36 3.2.2.2 CẤU HÌNH ...................................................................................................... 37 3.2.2.3 LẬP TRÌNH ..................................................................................................... 38 3.3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG – PHẦN MỀM ................................................................ 40 3.3.1 CƠ SỞ DỮ LIỆU ................................................................................................... 40 3.3.2 PHÂN TÍCH CƠ SỞ DỮ LIỆU ............................................................................. 41 3.3.3 LẬP TRÌNH PHẦN MỀM .................................................................................... 48 3.3.3.1 CÀI ĐẶT CHỨC NĂNG VÀ GIAO DIỆN....................................................... 48 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN ............................................................................................... 69 4.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC ............................................................................................ 69 4.2 HẠN CHẾ ................................................................................................................... 69 4.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ............................................................................................ 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 71 GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang x
  12. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật ESP32 Dev Kit .................................................................... 11 Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật của cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT-11 ............................... 14 Bảng 2.3. Giao tiếp DHT-11 với ESP32 ........................................................................... 14 Bảng 2.4. Thông số kỹ thuật MQ-2 ................................................................................... 15 Bảng 2.5. Giao tiếp MQ-2 với ESP32 ............................................................................... 15 Bảng 2.6. Thông số kỹ thuật của MQ-135 ........................................................................ 16 Bảng 2.7. Giao tiếp MQ-135 với ESP32 ........................................................................... 16 Bảng 3.1. Thông số kỹ thuật của nguồn adapter 5V-3A 0530 .......................................... 35 Bảng 3.2. Mô tả giao tiếp phần cứng................................................................................. 35 Bảng 3.3. Bảng ví dụ minh họa cảm biến tại một trạm ..................................................... 40 Bảng 3.4. Bảng taikhoan ................................................................................................... 42 Bảng 3.5. Dữ liệu mẫu cho bảng taikhoan ........................................................................ 42 Bảng 3.6. Bảng tramquantrac ............................................................................................ 43 Bảng 3.7. Dữ liệu mẫu bảng tramquantrac ........................................................................ 43 Bảng 3.8. Bảng donvido .................................................................................................... 43 Bảng 3.9. Dữ liệu mẫu cho bảng donvido ......................................................................... 44 Bảng 3.10. Bảng cambien .................................................................................................. 44 Bảng 3.11. Dữ liệu mẫu cho bảng cảm biến...................................................................... 45 Bảng 3.12. Bảng giatri ....................................................................................................... 45 Bảng 3.13. Dữ liệu mẫu cho bảng cambien....................................................................... 45 Bảng 3.14. Bảng vaitro ...................................................................................................... 46 Bảng 3.15. Dữ liệu mẫu cho bảng vaitro ........................................................................... 46 Bảng 3.16. Bảng chucnang ................................................................................................ 46 Bảng 3.17. Dữ liệu mẫu cho bảng chucnang ..................................................................... 47 Bảng 3.18. Bảng quan hệ vai trò với chức năng................................................................ 47 Bảng 3.19. Dữ liệu mẫu phân công vai trò và chức năng ................................................. 48 GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang xi
  13. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Nhà máy xử lý rác thải ........................................................................................ 1 Hình 2.1. Internet of things.................................................................................................. 4 Hình 2.2. Thống kê các danh mục đã cài đặt các thiết bị IOT từ 2016 – 2020 ................... 5 Hình 2.3. Những đặc điểm chung của IoT .......................................................................... 6 Hình 2.4. Hình ảnh thực tế ESP32-Dev Kit ...................................................................... 10 Hình 2.5. Sơ đồ chân của ESP32 DEVKIT V1 ................................................................. 11 Hình 2.6. Vi điều khiển ESP32 WROOM 32 .................................................................... 12 Hình 2.7. Cảm biến DHT-11 ............................................................................................. 13 Hình 2.8. Cảm biến MQ-2 ................................................................................................. 14 Hình 2.9. Cảm biến MQ-135 ............................................................................................. 15 Hình 2.10. Sơ đồ hoạt động của PHP ................................................................................ 17 Hình 2.11. Sơ lược tổng quát về mô hình MVC ............................................................... 18 Hình 2.12. Giao diện cơ bản của Hệ quản trị cơ sở dữ liệu phpMyAdmin ....................... 21 Hình 2.13. Tất cả các tính năng của AngularJs(‘viblo.asia’) ............................................ 29 Hình 3.1. Sơ đồ khối của toàn hệ thống ............................................................................ 33 Hình 3.2. Sơ đồ nguyên lý của phần cứng hệ thống .......................................................... 34 Hình 3.3. Nguồn adapter 5V – 3A 0530 ............................................................................ 35 Hình 3.4. Mạch - phần cứng (1) ........................................................................................ 36 Hình 3.5. Mạch - phần cứng (2) ........................................................................................ 36 Hình 3.6. Thêm file thông tin board ESP32. ..................................................................... 37 Hình 3.7. Cài đặt board ESP32 .......................................................................................... 38 Hình 3.8. Lưu đồ thuật toán phần cứng ............................................................................. 38 Hình 3.9.Mô hình quan niệm cơ sở dữ liệu của hệ thống phần mềm................................ 41 Hình 3.10. Lưu đồ thuật toán chức năng đăng nhập ......................................................... 48 Hình 3.11. Lưu đồ thuật toán chức năng đăng xuất .......................................................... 49 Hình 3.12. Giao diện chức năng đăng nhập ...................................................................... 49 Hình 3.13. Giao diện chức năng đăng xuất ....................................................................... 49 Hình 3.14. Lưu đồ thuật toán chức năng đăng kí .............................................................. 50 Hình 3.15. Giao diện chức năng đăng kí ........................................................................... 51 Hình 3.16. Điều hướng qua chức năng xem tổng quan ..................................................... 52 Hình 3.17. Giao diện đầu trang Tổng Quan ...................................................................... 52 Hình 3.18. Giao diện giữa trang Tổng Quan ..................................................................... 53 Hình 3.19. Các bảng thống kê số liệu của một trạm theo ngày ......................................... 53 Hình 3.20. Giao diện thống kê chi tiết giá trị cảm biến trong một ngày ........................... 54 Hình 3.21. Giao diện cửa sổ hẹn giờ gửi mail tổng hợp ................................................... 54 Hình 3.22 Sử dụng PHPMailer để thực hiện chức năng gửi mail trích xuất ..................... 55 Hình 3.23. Test chức năng gửi mail tổng hợp của hệ thống(1) ......................................... 55 Hình 3.24. Tập tin tổng hợp đính kèm .............................................................................. 56 Hình 3.25. Kiểm tra chức năng xuất File Excel(1)............................................................ 56 Hình 3.26. Kiểm tra chức năng xuất File Excel(2)............................................................ 57 Hình 3.27. Điều hướng đến trang quản lý trạm quan trắc ................................................. 57 GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang xii
  14. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác Hình 3.28. Giao diện trang quản lý trạm quan trắc ........................................................... 58 Hình 3.29. Cửa sổ giao diện chi tiết trạm và biểu diễn dữ liệu theo thời gian thực .......... 59 Hình 3.30. Chỉ có quản trị viên mới có quyền phân công người quản lý ......................... 60 Hình 3.31. Hay lắp đặt thêm một trạm quan trắc mới ....................................................... 60 Hình 3.32. Cửa sổ chức năng bổ sung cảm biến ............................................................... 61 Hình 3.33. Cửa sổ xem chi tiết và chỉnh sửa cảm biến ..................................................... 61 Hình 3.34. Cửa sổ chỉnh sửa thông tin đơn vị ................................................................... 62 Hình 3.35. Bổ sung thêm đơn vị mới nếu cần ................................................................... 62 Hình 3.36. Điều hướng đến trang xem thông tin cá nhân ................................................. 63 Hình 3.37. Giao diện chỉnh sửa thông tin cá nhân ............................................................ 63 Hình 3.38. Giao diện xem và chỉnh sửa địa chỉ cá nhân ................................................... 63 Hình 3.39. Giao diện xem danh sách trạm quản lý ........................................................... 64 Hình 3.40. Điều hướng đến trang quản lý nhân sự............................................................ 64 Hình 3.41. Giao diện chính của trang quản lý nhân sự ..................................................... 65 Hình 3.42. Giao diện xem và chỉnh sửa thông tin nhân viên ............................................ 65 Hình 3.43. Điều hướng đến trang phân quyền .................................................................. 66 Hình 3.44. Giao diện chính của trang phân quyền và cài đặt ............................................ 66 Hình 3.45. Cửa sổ phân công chức năng cho từng vai trò ................................................ 67 Hình 3.46. Thêm vai trò mới ............................................................................................. 67 Hình 3.47. Thêm chức năng mới nếu cần thiết ................................................................. 68 GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang xiii
  15. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VIẾT TẮT CỤM TỪ IoT Internet of Things Wifi Wireless Fidelity LAN Local Area Network LED Light Emitting Diode AI Artifical Intelligence MAC Medicum Access Control RF Radio Frequency IDE Integrated Development Enviroment CPU Central Processing Unit SDK Software Development Kit SSID Service Set Identifier IP Internet Protocol DHCP Dynamic Host Configuration Protocol HTTP Hypertext Transfer Protocol TCP Transmission Control Protocol API Application Programming Interface MQTT Message Queuing Telemetry Transport GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang xiv
  16. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 MÔ TẢ BÀI TOÁN Có thể nói Việt Nam là một quốc gia đông dân, ước tính hiện nay dân số Việt Nam đã lên đến hơn 95 triệu người, cùng với quá trình gia tăng nhanh chóng về dân số là việc phát triển mạnh mẽ của đô thị hóa, điều này làm nảy sinh những nguy cơ gây tổn hại đến môi trường sống, kèm theo đó là những nỗi lo về biến đổi rất thất thường của môi trường, các vấn đề ô nhiễm, sự nóng lên của Trái Đất. Lượng rác thải tại các đô thị theo đó sẽ tăng nhanh không thế kiểm soát, đây cũng là một vấn đề khiến các nhà chức trách phải đau đầu. Trước tình hình này, đòi hỏi chúng ta cần phải theo dõi sát sao về các biến đổi môi trường ở các nhà máy chứa và xử lý rác thải để nắm bắt tình trạng và có các biện pháp ứng phó kịp thời. Khảo sát tình hình thực tế cho thấy, việc thu thập và lưu trữ dữ liệu về môi trường ở một khu xử lý rác thải như Carbon monoxide (CO),Sulfur dioxide (SO2),Nitrogen dioxide (NO2), nhiệt độ,… được ghi chép và lưu trữ bằng phương pháp thủ công. Do vậy công tác phân tích, đánh giá năng xuất, đưa ra giải pháp tăng năng xuất dựa trên những dữ liệu đó sẽ có nhiều khó khăn, hạn chế. Hình 1.1. Nhà máy xử lý rác thải Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, đề tài “Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác” sẽ giải quyết bài toán này bằng giải pháp cung cấp một hệ thống giám sát thời gian thực chạy trên nền tảng Website. Nhờ vậy, đề tài nghiên cứu giúp cho người quản lý các nhà máy xử lý rác thải sẽ làm việc dễ dàng và nhanh chống dự đoán được những biến đổi của chất lượng không khí, từ đó tiết kiệm được thời gian và công sức đo đạt, kiểm tra, lấy mẩu và phân tích. GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang 1
  17. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.2.1 Mục tiêu tổng quát Ứng dụng công nghệ IoT vào giám sát môi trường công nghệ cao, giúp đảm bảo sức khỏe con người trong thời đại công nghiệp, góp phần xây dựng một quốc gia xanh, sạch và nói không với ô nhiễm môi trường. 1.2.2 Mục tiêu cụ thể Nghiên cứu và lắp đặt một mạch điện tử với vai trò là một trạm xử lý rác thải có nhiệm vụ là thu thập một cách liên tục các thay đổi của các thông số môi trường xung quanh như nhiệt độ, độ ẩm, chất lượng không khí…, đồng thời truyền các dữ liệu thu thập được về một hệ thống trung tâm xử lý. Xây dựng một hệ thống website đóng vai trò là một trung tâm đón nhận dữ liệu từ các trạm xử lý rác thải. Nhiệm vụ của hệ thống này là biểu diễn, phân tích, giám sát và báo cáo một lượng dữ liệu tương đối lớn nhận được từ các trạm xử lý rác thải theo thời gian thực. 1.3 ĐỐI TƯỢNG & PHẠM VI NGIÊN CỨU 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu • Module ESP32-Dev kit. • Các thiết bị cảm biến. • Ngôn ngữ lập trình Arduino IDE cho Arduino. • Cấu hình và lập trình WebServer , PHP, MySQL. 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu • Giao tiếp giữa ESP32 và các thiết bị cảm biến. • Đọc và hiển thị giá trị đo của cảm biến bằng ESP32. • Lập trình cho ESP32 kết nối và đưa dữ liệu vào database của webserver. • Lập trình webserver để lưu trữ và hiển thị dữ liệu theo thời gian thực. 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU • Xây dựng lắp đặt và lập trình mạch điện tử. • Nghiên cứu cấu trúc và ngôn ngữ lập trình cho ESP32. • Lập trình C++ cho ESP32 sử dụng thư viện đọc các giá trị cảm biến. • Xây dựng hệ thống giám sát các thiết bị cảm biến theo thời gian thực. GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang 2
  18. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác • Nghiên cứu xây dựng WebServer nhận dữ liệu từ cảm biến thông qua ESP32 để lưu vào database và hiển thị theo thời gian thực. 1.5 MÔI TRƯỜNG VẬN HÀNH 1.5.1 Phần cứng • ESP32-Dev kit. • Các cảm biến. • Dây cắm các loại. 1.5.2 Phần mềm • Hệ điều hành cho máy tính từ Windows 10. • Môi trường lập trình cho Arduino: Arduino IDE. • Xampp. • Sublime Text. • WebBrowser: Chrome, Firefox, IE, Edge,… 1.6 HƯỚNG GIẢI QUYẾT VÀ KẾ HOẠCH THỰC HIỆN 1.6.1 Hướng giải quyết Tập trung phân tích hệ thống, chia hệ thống thành 3 tầng để dễ thiết kế, xây dựng: • Tầng Server: Kết nối, xử lý và lưu trữ dữ liệu từ tầng Client. • Tầng Client: Gửi dữ liệu từ tầng Application đến tầng Server; Hiển thị dữ liệu cho người dùng. • Tầng Application: Thu thập và xử lí dữ liệu từ cảm biến, truyền dữ liệu đến tầng Client. 1.6.2 Kế hoạch thực hiện • Nghiên cứu các dịch vụ, nền tảng và giao thức sử dụng trong IoT cần để xây dựng hệ thống. • Phân tích thiết kế hệ thống. • Xây dựng hệ thống. • Ứng dụng hệ thống vào thực tế. • Nghiệm thu và đưa ra phương hướng phát triển. GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang 3
  19. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ INTERNET OF THINGS 2.1.1 Internet of Things (IoT) là gì? Internet of Things, hay IoT, internet vạn vật là đề cập đến hàng tỷ thiết bị vật lý trên khắp thế giới hiện được kết nối với internet, thu thập và chia sẻ dữ liệu. Nhờ bộ xử lý giá rẻ và mạng không dây, có thể biến mọi thứ, từ viên thuốc sang máy bay, thành một phần của IoT. Điều này bổ sung sự “thông minh kỹ thuật số” cho các thiết bị, cho phép chúng giao tiếp mà không cần có con người tham gia và hợp nhất thế giới kỹ thuật số và vật lý. Hình 2.1. Internet of things Internet of things (IoT) dùng để chỉ các đối tượng có thể được nhận biết cũng như chỉ sự tồn tại của chúng trong một kiến trúc tổng hòa mang tính kết nối: Mạng lưới vạn vật kết nối Internet, hay gọi đơn giản hơn là Things. Một bóng đèn có thể được bật bằng ứng dụng điện thoại thông minh là một thiết bị IoT, như một cảm biến chuyển động hoặc một bộ điều chỉnh nhiệt thông minh trong văn phòng của bạn hoặc đèn đường được kết nối. Một thiết bị IoT có thể đơn giản như đồ chơi của trẻ em hoặc nghiêm trọng như một chiếc xe tải không người lái, hoặc phức tạp như một động cơ phản lực hiện chứa hàng ngàn cảm biến thu thập và truyền dữ liệu trở lại để đảm bảo nó hoạt động hiệu quả. Ở quy mô lớn hơn, các dự án thành phố thông minh đang được lấp đầy bằng các cảm biến để giúp chúng ta hiểu và kiểm soát môi trường. Cụm từ Internet of things được đưa ra bởi Kevin Ashton vào năm 1999, tiếp sau đó nó cũng được dùng nhiều trong các ấn phẩm đến từ các hãng và nhà phân tích. Họ cho rằng IoT là một hệ thống phức tạp, bởi nó là một lượng lớn các đường liên kết giữa máy móc, GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang 4
  20. Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác thiết bị và dịch vụ với nhau. Ban đầu, IoT không mang ý nghĩa tự động và thông minh. Về sau, người ta đã nghĩ đến khả năng kết hợp giữa hai khái niệm IoT - Autonomous control lại với nhau. Nó có thể quan sát sự thay đổi và phản hồi với môi trường xung quanh, cũng có thể tự điều khiển bản thân mà không cần kết nối mạng. Việc tích hợp trí thông minh vào IoT còn có thể giúp các thiết bị, máy móc, phần mềm thu thập và phân tích các dữ liệu điện tử của con người khi chúng ta tương tác với chúng. Xu hướng tất yếu trong tương lai, con người có thể giao tiếp với máy móc chỉ qua mạng internet không dây mà không cần thêm bất cứ hình thức trung gian nào khác. Tình hình trên thế giới hiện nay, theo Analyst Gartner tính toán rằng khoảng 8.4 tỷ thiết bị IoT đã được sử dụng trong năm 2017, tăng 31% so với năm 2016 và con số này có thể sẽ đạt 20,4 tỷ vào năm 2020. Tổng chi tiêu cho IoT endpoint sẽ đạt gần 2 ngàn tỷ đô la trong năm 2017, với hai phần ba trong số các thiết bị được tìm thấy ở Trung Quốc, Bắc Mỹ và Tây Âu, Gartner cho biết. Trong số 8.4 tỷ thiết bị đó, hơn một nửa sẽ là các sản phẩm tiêu dùng như TV thông minh và loa thông minh. Các thiết bị IoT dành cho doanh nghiệp được sử dụng nhiều nhất sẽ là đồng hồ điện thông minh và camera an ninh thương mại, theo Gartner. Hình 2.2. Thống kê các danh mục đã cài đặt các thiết bị IOT từ 2016 – 2020 theo Gartner Người ta cho rằng, IoT là chìa khóa của sự thành công, là bước ngoặt và cơ hội lớn của tương lai. Để không bị tụt lại phía sau, các chính phủ và doanh nghiệp cần có sự đổi mới và đầu tư mạnh tay hơn để phát triển các sản phẩm ứng dụng công nghệ Internet of things. 2.1.2 Hệ thống Internet of Things (IoT System) GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên SVTH: Giang Thành Đạt Trang 5
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2