Xây dựng mô hình hệ thống cảnh báo cháy dùng công nghệ cảm biến không dây

Mạng cảm biến không dây WSN (Wireless Sensor Network) được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như cảnh báo, giám sát, điều khiển,... đặc biệt trong các lĩnh vực với môi trường làm việc có thể gây nguy hiểm cho tính mạng con người khi tương tác trực tiếp. Bài viết trung xây dựng hệ thống cảnh báo cháy tích hợp phần cứng và phần mềm quản lí dùng công nghệ cảm biến không dây.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng mô hình hệ thống cảnh báo cháy dùng công nghệ cảm biến không dây CHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11/2016 [4]. J. Godjevac and N. Steele, “Neuro-fuzzy control of a mobile robot”, Journal of Neuro comp, Vol.28, pp. 127-143, 1999. [5]. M.M.Joshi and M.A. Zaveri. “Neuro-Fuzzy Based Autonomous Mobile Robot Navigation”, IEEE 11th Int. Conf. on Control, Automation, Robotics and Vision, pp.4222 - 4227, Singapore, 2010. [6]. S.K.Pradhan, D.R.Parhi, A.K.Panda, “Fuzzy logic techniques for navigation of several mobile robots”, Application of Soft Computing, Vol.9, pp.290-304. 2009. [7]. J. S. R. Jang, “ANFIS: Adaptive network-based fuzzy inference system”, IEEE Transaction on System, Man and Cybernetics-part B, 23(3), pp.665-685, 1993. [8]. Nguyễn Minh Lợi, “Điều khiển Mobile robot bám mục tiêu áp dụng bộ điều khiển mờ - nơ ron”, [9]. Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ kỹ thuật, Đại học GTVT TP.HCM, 10/2016. Ngày nhận bài: 10/10/2016 Ngày phản biện: 4/11/2016 Ngày duyệt đăng: 12/11/2016 XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG CẢNH BÁO CHÁY DÙNG CÔNG NGHỆ CẢM BIẾN KHÔNG DÂY BUILDING THE MODEL OF FIRE WARNING SYSTEM USING WIRELESS SENSOR TECHNOLOGY PHẠM CHÍ MINH(1), NGUYỄN TRỌNG ĐỨC(2) (1)Trường THPT Quốc Tuấn, An Lão, Hải Phòng (2)Khoa Công nghệ Thông tin, Trường ĐH Hàng hải Việt Nam Tóm tắt Mạng cảm biến không dây WSN (Wireless Sensor Network) được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như cảnh báo, giám sát, điều khiển,... đặc biệt trong các lĩnh vực với môi trường làm việc có thể gây nguy hiểm cho tính mạng con người khi tương tác trực tiếp. Sức mạnh của WSN ở khả năng triển khai một số lượng lớn các thiết bị nhỏ có khả năng tự thiết lập cấu hình, tính linh hoạt và hoạt động theo cơ chế thời gian thực,... Trong bài báo này, nhóm tác giả tập trung xây dựng hệ thống cảnh báo cháy tích hợp phần cứng và phần mềm quản lí dùng công nghệ cảm biến không dây. Từ khóa: Mạng cảm biến không dây, cảnh báo cháy, vi điều khiển. Abstract Wireless Sensor Network is widely used today in many fields such as warning, monitoring and controlling,... especially in fields where the working conditions can be dangerous for direct interactive workers. The main advantage of WSN is the ability for deployment a huge number of small size and self-configured devices. These devices are also flexible and operate in real time mechanism. In this paper, the authors focus on building a fire warning system which integrates hardware and management software using wireless sensor technology. Keywords: Wireless sensor network, fire warning system, microcontroller. 1. Mở đầu Sự tiến bộ vượt bậc trong công nghệ vi điện tử, công nghệ thông tin và truyền thông đã tạo xu hướng hội tụ công nghệ nhằm xây dựng các hệ thống tích hợp thông minh, với nhiều khả năng và ứng dụng. Dựa vào những thông tin thu được từ môi trường, hệ thống có thể đưa ra những đáp ứng phù hợp. Bởi vậy, việc phát triển công nghệ cảm biến, đặc biệt là cảm biến không dây cho phép thu nhận thông tin môi trường là rất cần thiết. Bên cạnh đó, các công nghệ tiên tiến như IoT (Internet of Things), WoT (Web of Things),.. đã tạo ra những cơ hội lớn cho việc nghiên cứu, xây dựng và triển khai các hệ thống thông minh trên toàn cầu. Điều này đã đặt ra yêu cầu cần phải liên kết các hệ thống cảm biến với nhau để tạo ra các mạng cảm biến nhằm mở rộng phạm vi ứng dụng, chia sẻ dữ liệu, nâng cao khả năng và hiệu quả kinh tế. Mạng cảm biến không dây có thể hiểu đơn giản là sự liên kết hay kết nối không dây giữa các nút cảm biến với nhau, nhằm trao đổi thông tin và đáp ứng yêu cầu cầu người dùng [1]. Mỗi nút cảm biến bao gồm một bộ thu phát vô tuyến, bộ vi xử lý và các cảm biến. Chúng có nhiệm vụ cảm nhận, Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 48 - 11/2016 22  CHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11/2016 đo đạc, thu thập thông tin,... hoặc đáp ứng các yêu cầu của người dùng như theo dõi, chụp ảnh, bật tắt thiết bị hay hệ thống. Sự liên kết của các nút cho phép chúng phối hợp thực hiện nhiệm vụ trên các thông tin và dữ liệu phân tán với quy mô lớn trong bất kỳ điều kiện và ở bất kỳ vùng địa lý nào. Với mục tiêu nghiên cứu, thử nghiệm công nghệ cảm biến không dây trong các ứng dụng thực tế, nhóm tác giả tập trung xây dựng một hệ thống cảnh báo cháy tích hợp phần cứng và phần mềm quản lí dùng công nghệ cảm biến không dây. Hệ thống bao gồm một nút Master kết nối trực tiếp với máy tính cho phép quản lí, theo dõi tình trạng của các nút Slave trong hệ thống với giao diện thân thiện. Nội dung bài báo bao gồm 04 mục, mục 1 - Mở đầu, mục 2 - Thiết kế hệ thống, đưa ra mô hình, kiến trúc hệ thống, mục 3 - Xây dựng hệ thống và mục 4 - Kết luận, là những đánh giá cũng như hướng phát triển tiếp theo cho hệ thống. 2. Thiết kế hệ thống 2.1. Mô hình kiến trúc hệ thống Mô hình kiến trúc hệ thống bao gồm 02 phân hệ chính như chỉ ra trong hình 1 [2]: Các nút cảm biến (Slave Node - SN) đặt tại các điểm cần giám sát. Nút Trung tâm (Master Node - MN) thu nhận tín hiệu từ nút cảm biến, kết nối với Trung tâm dữ liệu. Hình 1. Kiến trúc hệ thống Cấu trúc nút Master/Slave được chỉ ra trong hình 2: a b Hình 2. Cấu trúc nút Slave (a) và Master (b) Các khối chính: Khối cảm biến: thu thập thông tin từ môi trường ngoài như nhiệt độ, khói. Khối chuyển đổi tín hiệu: chuyển đổi tín hiệu tương tự - số và ngược lại. Khối vi điều khiển: điều khiển hoạt ...