Tóm tắt:
Rò rỉ khí gas gây ra là một nguy cơ tiềm ẩn trong các hộ gia đình và các khu vực khác sử dụng khí đốt, do đó, cần có các thiết bị giám sát, phát rò rỉ khí để hạn chế nguy cơ tổn hại. Bài báo này trình bày về thiết kế, thi công thiết bị phát hiện và báo động rò rỉ khí gas dựa trên IoT. Đây là một thiết bị thông minh có đầu cảm biến khí gas với độ nhạy cao và màn hình LCD hiển thị tình trạng hạt động của thiết bị cũng như giá trị khí gas trong môi trường. Thiết bị được đặt ở những vị trí có khả năng rò rỉ khí gas, nếu trong trường hợp thiết bị phát hiện thấy khí gas tồn tại trong môi trường vượt ngưỡng giới hạn sẽ lập tức bật đèn, hú còi cảnh báo. Đồng thời thiết bị sẽ tự động gọi đến số điện thoại của chủ gia đình để thông báo kịp thời, phòng trường hợp chủ nhân không có trong khu vực bị rò khí gas. Ngoài ra thiết bị được kết nối Internet do đó giá trị khí gas trong môi trường sẽ được gửi lên web để theo dõi trực tuyến. Đề tài này góp phần ứng dụng IoT vào cuộc sống giúp các gia đình an tâm hơn trong vấn đề sử dụng gas.
Từ khóa: Gas mornitoring, IoT, MQ-2, NodeMCU
I. GIỚI THIỆU
Trong cuộc sống hiện đại
ngày nay, khí đốt được sử dụng rộng rãi đặc biệt là khí gas được sử dụng rất phổ
biến từ hộ gia đình, quán ăn, nhà hàng đến các doanh nghiệp. Khí gas đóng vai
trò thực sự quan trọng đối với đời sống. Chính vì vậy, một thực trạng đặt ra rằng
việc sử dụng khí gas có khả năng bị rò rỉ. Trong trường hợp người dùng không
phát hiện kịp thời thì buộc phải hít một lượng khí gas đáng kể ảnh hưởng đến sức
khỏe, thậm chí trường hợp xấu nhất là tử vong nếu ở trong phòng kín. Bên cạnh
đó khả năng cháy nổ rất cao nếu khí gas bị rò trong không gian tiếp xúc với các
chất dễ cháy hay tia lửa nhỏ.
Internet vạn vật (Internet of Things, viết tắt IoT) là một
liên mạng, trong đó các thiết bị, phương tiện vận tải, phòng ốc và các trang
thiết bị khác được nhúng với các bộ phận điện tử, phần mềm, cảm biến, cơ cấu chấp
hành cùng với khả năng kết nối mạng máy tính giúp cho các thiết bị này có thể
thu thập và truyền tải dữ liệu. Các ứng dụng IoT trong giám sát các thiết bị
cho hộ gia đình ngày càng được sử dụng nhiều.
Có nhiều nghiên cứu về lĩnh vực giám sát khí gas đã được
thực hiện. Jolhe, B. D., và cộng sự [1]
đã đề xuất một hệ thống rò rỉ khí đốt và giám sát tự động mức LPG nơi rò rỉ
khí. Liu, Z. Y. và công sự [2] đã thực hiện đề tài báo động chống trộm thông
minh khu dân cư, báo động khẩn cấp khi có rò rỉ khí độc và hệ thống điều khiển
dựa trên IC89C51.
Kodali, R. K. và đồng sự [3] đã thực hiện đề tài phát hiện
khí gas sử dụng các cảm biến MQ6, MQ4, MQ135 và ESP-32 để cảnh báo khí gas lên
mạng internet.
Suma, V. và các cộng sự [4] đã thiết kế thiết bị phát hiện
khí LPG có chức năng gửi tin nhắn SMS, kết nối wifi, cảnh báo hụ còi.
Spachos, P. Và các cộng sự [5] thiết kế hệ thống giám sát rò rỉ khí để phát hiện và định vị điểm rò rỉ khí trong thời gian thực.
Nhóm tác giả Varma, A. Và
cộng sự [6] phát triển hệ thống phát hiện khí dựa trên Arduino, hệ thống này có
thể phát hiện khí độc, cảnh báo cho các nhân viên.
Nhóm tác giả Banik, A. Và các cộng sự [7] thực hiện hệ thống phát hiện rò rỉ khí LPG, khi mức khí rò rỉ vượt ngưỡng thì thiết
bị sẽ gửi cảnh báo qua SMS.
Trong đề tài này, các tác giả thực hiện thiết kế, thi
công thiết bị giám sát khí gas có các chức năng:
- Theo dõi nồng độ khí
gas trong môi trường và hiển thị lên LCD.
- Thiết bị được kết nối
Internet.
- Nếu phát hiện khí gas
gây nguy hiểm, thiết bị báo động qua đèn, còi để báo động tại chỗ.
- Báo động nguy hiểm rò rỉ khí gas qua SMS và gọi điện
thoại đến số điện thoại đặt trước.
Ứng dụng phát hiện khí gas tự động này giúp an toàn hơn
trong việc sử dụng gas ở hộ gia đình cũng như một số khu vực cần kiểm soát cháy
nổ.
|
STT |
Tên linh kiện |
|
1 |
Arduino Mega 2560 R3 |
|
2 |
Cảm biến khí gas MQ-2 |
|
3 |
Module ESP8266 NodeMCU |
|
4 |
Module SIM800L GSM GPRS |
|
5 |
Module DC
LM2596 |
|
6 |
Màn hình LCD 16x2 tích hợp module I2C |
|
7 |
Đèn led đơn |
|
11 |
Jack sạc DC 12V đầu cái |
|
12 |
Còi Buzzer 5V |
