Nghiên cứu và thiết kế giải pháp nhằm mang lại sự an toàn cho trẻ em trên xe đưa đón học sinh

Bài viết trình bày nghiên cứu và thiết kế giải pháp nhằm mang lại sự an toàn cho trẻ em trên xe đưa đón học sinh.m. Thiết kế hệ thống nhận biết trẻ em bị bỏ quên trên xe với các tín hiệu cảnh báo cho tài xế gồm các tính năng, hệ thống tự động kích hoạt khi xe ngừng hoạt động, tài xế xuống xe cảnh báo khi phát hiện có trẻ em trong xe qua SMS để giúp tài xế phát hiện, cảnh báo khi phát hiện có trẻ em trong xe ra bên ngoài bằng còi, hoặc đèn led giúp người xung quanh chú ý, hạ kính xe xuống tầm 10cm giúp lưu thông không khí, hạn chế rủi ro xảy ra khi tài xế nhận được SMS ở xa.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu và thiết kế giải pháp nhằm mang lại sự an toàn cho trẻ em trên xe đưa đón học sinh NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ GIẢI PHÁP NHẰM MANG LẠI SỰ AN TOÀN CHO TRẺ EM TRÊN XE ĐƯA ĐÓN HỌC SINH Trần Khánh Linh, Bùi Thị Ánh Em, Phan Trung Kiên, Nguyễn Văn Tú, Trần Đức Anh* *Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh (HUTECH) GVHD: TS. Nguyễn Văn Nhanh TÓM TẮT Nhóm nghiên cứu và đưa ra giải pháp nhằm mang lại sự an toàn cho trẻ em trên xe đưa đón học sinh. Hiện trạng bỏ quên trẻ em trên xe đưa rước học sinh xảy ra ít hơn ở thế giới, nhưng để lại hậu quả đáng tiếc xảy ra. Những nguyên nhân dẫn đến tình trạng trên liên quan đến ý thức và trách nhiệm của người trông coi, giám hộ trẻ em trên xe đưa rước học sinh. Nâng cao tính năng an toàn khi có trẻ em trên xe đưa rước học sinh, giải quyết triệt để tình trạng trẻ em bị bỏ quên trên xe, tích hợp nhiều tiện ích hỗ trợ chủ phương tiện nhưng vẫn đảm bảo mức phí phù hợp với thị trường Việt Nam. Thiết kế hệ thống nhận biết trẻ em bị bỏ quên trên xe với các tín hiệu cảnh báo cho tài xế gồm các tính năng, hệ thống tự động kích hoạt khi xe ngừng hoạt động, tài xế xuống xe cảnh báo khi phát hiện có trẻ em trong xe qua SMS để giúp tài xế phát hiện, cảnh báo khi phát hiện có trẻ em trong xe ra bên ngoài bằng còi, hoặc đèn led giúp người xung quanh chú ý, hạ kính xe xuống tầm 10cm giúp lưu thông không khí, hạn chế rủi ro xảy ra khi tài xế nhận được SMS ở xa. Từ khóa: an toàn, SMS, trẻ em, cảnh báo, ô tô. 1. GIỚI THIỆU Nước ta đang trong giai đoạn phát triển về nhiều khía cạnh như: kinh tế, công nghệ, nông – lâm nghiệp… đặc biệt là khía cạnh giáo dục. Nhiều trường học Quốc tế được lập ra để nâng cao giáo dục nước ta, để có thể hỗ trợ cho phụ huynh về vấn đề đưa rước học sinh, nhiều trường đã áp dụng phương pháp sử dụng xe đưa rước học sinh. Điều đó đem lại rất nhiều tích cực như là giảm thời gian cho các bậc phụ huynh về việc đưa đón, giúp học sinh đi học đầy đủ, hạn chế kẹt xe khi tan học vào giờ cao điểm... Song song với những tích cực đó còn tồn động hạn chế, do số lượng học sinh nhiều nên những người trông coi, giám hộ sẽ chủ quan, thiếu ý thức dẫn đến tình trạng bỏ quên học sinh trên xe đưa rước. Vấn đề đó vẫn còn tồn động đến bây giờ, tuy không xảy ra liên tục, thường xuyên, nhưng khi xảy ra để lại hậu quả đáng tiếc xảy ra. 2. THIẾT KẾ, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 2.1 Quá trình thiết kế hệ thống Để thiết kế hệ thống cảnh báo thì thực hiện những bước sau: 321 - Chuẩn bị linh kiện điện tử cần thiết như: Cảm biến CO2, cảm biến nhiệt độ và độ ẩm, mạch điều khiển Arduino, mạch ổn áp LM2596, mạch GSM GPRS Sim800A, màn hình LCD. - Đấu nối các chân của các linh kiện điện tử với nhau. - Nạp chương trình điều khiển vào mạch Arduino. 2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống - Sơ đồ khối của Hệ thống nhận biết trẻ em trên xe ô tô. Hình 1: Sơ đồ khối của hệ thống nhận biết trẻ em trên xe Hệ thống chia ra làm 3 khối chính là: “Khối cảm biến”, ”Bộ điều khiển”, “ Khối cảnh báo”. Tùy thuộc vào chức năng của từng khối nhóm đã tham khảo và lựa chọn những linh kiện phù hợp để lắp vào hệ thống. - Khối cảm biến bao gồm: cảm biến CO2 và cảm biến nhiệt độ và độ ẩm, khối này làm nhiệm vụ đo các thông số kỹ thuật thực tế trên xe và gửi tính hiệu về mạch điều khiển Arduino. - Khối cảnh báo bao gồm: mạch GSM GPRS Sim800A, khối này làm nhiệm vụ gửi tính hiệu cảnh báo đến người sử dụng bằng tin nhắn SMS hoặc cuộc gọi - Bộ điều khiển bao gồm: mạch điều khiển Arduino mạch này làm nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lí và gửi tín hiệu cảnh báo đến khối cảnh báo. Khi mà một trong các thông số như là nhiệt độ, lượng CO2, độ ẩm trong điều kiện thực tế trên xe bảo vệ vượt mức qui định đã thiết lập trong chương trình điều khiển thì hệ thống điều khiển sẽ gưi tín hiệu cảnh báo đến người sử dụng bằng cuộc gọi và tin nhắn. 322 3. KẾT QUẢ THI CÔNG SẢN PHẨM HỆ THỐNG CẢNH BÁO BỎ QUÊN TRẺ EM TRÊN XE ĐƯA RƯỚC ĐI HỌC Kết quả của quá trình lắp rắp sản phẩm thực tế được thể hiện trong hình …. Các linh kiện điện tử sử dụng trong mạch bao gồm: (1) Màn hình tex LCD2004 xanh lá nhiệm vụ hiển thị các ký tự cảnh báo lên màn hình khi hệ thống hoạt động. (2) Cảm biển nhiệt độ, độ ẩm nhiệm vụ xác định thông số độ ẩm cũng như nhiệt độ trong xe và gửi tín hiệu về bộ phận xử lý thông tin. (3) Mạch GSM GPRS Sim 800A nhiệm vụ báo tín hiệu cảnh báo bằng cuộc gọi hoặc dạng tin nhắn đến số điện thoại đã được lập trình sẵn khi có sự cố. (4) Mạch ổn áp LM2596 nhiệm vụ ổn định giá trị điện áp đầu ra để bảo vệ mạch điều khiển Arduino UNO R3. (5) Mạch Arduino UNO R3 tiếp nhận các thông tin đầu vào của cảm biến, xử lý các thông tín và gửi thông tin đã được xử lý đến bộ chấp hành. (6) Cảm biến CO2 xác định thông số CO2 trong xe, nếu vượt quá ngưỡng cho phép thì thông số này sẽ được biến đổi thành tín hiệu gửi về mạch điều khiển. Hình 2: Mô hình hoàn chỉnh của hệ thống Hệ thống hoạt động dựa trên tín hiệu của 2 cảm biến bao gồm cảm biến nhiệt độ và độ ẩm và cảm biến CO2, các thông số kỹ thuật của cảm biến được thiết lập trong chương trình. Trong điều kiện hoạt động bình thường 323 thì các cảm biến luôn gửi thông số mà cảm biến đo được trong một khoảng thời gian nhất định về mạch điều khiển Arduno. Ứng với mỗi thông số đo được trong môi trường thực tế trên xe thì mạch điều sẽ so sánh với giá trị đã được thiết lập sẵn trong chương trình. Nếu vượt ngưỡng quy định thì mạch điều khiển sẽ kích hoạt bộ chấp hành để phát ra tín hiệu cảnh báo. Đồng thời tính hiệu này cũng được hiện thị lên màn hình ...