Khóa luận 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

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

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

Giang Thành Đạt

MSSV : 1703206118

Ths. Đỗ Trung Kiên

Kiên Giang, 12/2020

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

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

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

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

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

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

ĐẠI HỌC KIÊN GIANG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

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

Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác

MỤC LỤC

L Ờ I C ẢM ƠN ...................................................................................................................I I

L ỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... III

NH Ậ N XÉT C ỦA GIÁO VIÊN HƯỚ NG D Ẫ N............................................................IV

PHI ẾU ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI T Ố T NGHI Ệ P ..............................................................V II

Ý KI Ế N NH Ậ N XÉ T .....................................................................................................V II

DANH M Ụ C B Ả NG ........................................................................................................XI

DANH M Ụ C HÌNH .......................................................................................................X II

DANH M Ụ C CÁC T Ừ VI Ế T T Ắ T .............................................................................XIV

CHƯƠNG 1: GI Ớ I THI Ệ U ..............................................................................................1

1.1 MÔ T Ả BÀI TOÁ N .....................................................................................................1

1.2 M Ụ C TIÊU C ỦA ĐỀ TÀI ..........................................................................................2

1.2.1 M Ụ C TIÊU T Ổ NG QUÁ T ...................................................................................... 2

1.2.2 M Ụ C TIÊU C Ụ TH Ể ............................................................................................... 2

1.3 ĐỐI TƯỢ NG & PH Ạ M VI NGIÊN C Ứ U ................................................................2

1.3.1 ĐỐ I TƯỢ NG NGHIÊN C Ứ U ................................................................................. 2

1.3.2 PH Ạ M VI NGHIÊN C Ứ U ...................................................................................... 2

1.4 N Ộ I DUNG NGHIÊN C Ứ U........................................................................................2

1.5 MÔI TRƯỜ NG V Ậ N HÀNH .....................................................................................3

1.5.1 PH Ầ N C Ứ NG.......................................................................................................... 3

1.5.2 PH Ầ N M Ề M............................................................................................................ 3

1.6 HƯỚ NG GI Ả I QUY Ế T VÀ K Ế HO Ạ CH TH Ự C HI Ệ N ........................................3

1.6.1 HƯỚ NG GI Ả I QUY Ế T........................................................................................... 3

1.6.2 K Ế HO Ạ CH TH Ự C HI Ệ N ...................................................................................... 3

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUY Ế T.................................................................................4

2.1 GI Ớ I THI Ệ U V Ề CÔNG NGH Ệ INTERNET OF THINGS ..................................4

2.1.1 INTERNET OF THINGS (IOT) LÀ GÌ?................................................................. 4

2.1.2 H Ệ TH Ố NG INTERNET OF THINGS (IOT SYSTEM) ........................................ 5

2.1.1.1 ĐẶC ĐIỂ M CHUNG C Ủ A IO T ........................................................................ 6

2.1.1.2 NH Ữ NG L Ợ I ÍCH MANG L Ạ I ......................................................................... 7

2.1.1.3 NH Ữ NG THÁCH TH Ứ C G Ặ P PH Ả I ............................................................... 8

2.2 D Ị CH V Ụ , N Ề N T Ả NG S Ử D ỤNG TRONG ĐỀ TÀI .............................................9

2.2.1 ESP3 2 ...................................................................................................................... 9

2.2.1.1 GI Ớ I THI Ệ U ..................................................................................................... 9

GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên

SVTH: Giang Thành Đạt

Trang viii

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 S Ố CƠ BẢ N...................................................................................... 11

2.2.1.3 VI ĐIỀ U KHI Ể N ............................................................................................. 11

2.2.1.4 NĂNG LƯỢ N G ............................................................................................... 12

2.2.1.5 TÍNH N ĂNG WI -FI......................................................................................... 12

2.2.2 SƠ LƯỢ C CÁC THI Ế T B Ị C Ả M BI Ế N ............................................................... 13

2.2.2.1 C Ả M BI Ế N NHI ỆT ĐỘ, ĐỘ Ẩ M DHT-11...................................................... 13

2.2.2.2 C Ả M BI Ế N KHÔNG KHÍ MQ-2..................................................................... 14

2.2.2.3 C Ả M BI Ế N CH ẤT LƯỢ NG KHÔNG KHÍ MQ-135 ...................................... 15

2.2.3 NGÔN NG Ữ L Ậ P TRÌNH PHP ............................................................................ 16

2.2.3.1 GI Ớ I THI Ệ U ................................................................................................... 16

2.2.3.2 MÔ HÌNH MV C .............................................................................................. 17

2.2.4 H Ệ QU Ả N TR Ị CƠ S Ở D Ữ LI Ệ U......................................................................... 19

2.2.4.1 T Ổ NG QUAN V Ề H Ệ QU Ả N TR Ị CƠ SỞ D Ữ LI Ệ U ..................................... 19

2.2.4.2 VAI TRÒ C Ủ A H Ệ QU Ả N TR Ị CƠ SỞ D Ữ LI Ệ U TRONG L Ậ P TRÌN H ....... 19

2.2.4.3 H Ệ QU Ả N TR Ị CƠ SỞ D Ữ LI Ệ U MYSQL ..................................................... 19

2.2.4.4 PHPMYADMIN .............................................................................................. 20

2.2.5 HTML ................................................................................................................... 21

2.2.5.1 GI Ớ I THI Ệ U CHUNG .................................................................................... 21

2.2.5.2 L Ị CH S Ử PHÁT TRI Ể N .................................................................................. 21

2.2.5.3 C Ấ U TRÚC ..................................................................................................... 22

2.2.6 CSS........................................................................................................................ 22

2.2.6.1 GI Ớ I THI Ệ U CHUNG .................................................................................... 22

2.2.6.2 PHÂN LO Ạ I .................................................................................................... 23

2.2.6.3 TÁC D Ụ NG..................................................................................................... 23

2.2.6.4 S Ử D Ụ NG ....................................................................................................... 23

2.2.7 JAVASCRIP T ....................................................................................................... 23

2.2.7.1 GI Ớ I THI Ệ U CHUNG .................................................................................... 23

2.2.7.2 KH Ả NĂNG CỦ A JAVASCRIPT. ................................................................... 24

2.2.7.2 CÁC THÀNH PH Ầ N CÚ PHÁP CHÍNH........................................................ 24

2.2.8 ANGULARJS ....................................................................................................... 28

2.2.8.1 GI Ớ I THI Ệ U CHUNG. ................................................................................... 28

2.2.8.2 CÁC TÍNH NĂNG CƠ BẢ N............................................................................ 28

2.2.8.3 CÁC COMPONENT CHÍN H .......................................................................... 29

2.2.8.4 ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂ M C Ủ A ANGULARJS................................................... 29

2.2.9 GIAO TH Ứ C M Ạ NG HTT P ................................................................................. 30

2.2.9.1 CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢ N C Ủ A HTTP ...................................................... 30

2.2.9.2 C ẤU TRÚC CƠ BẢ N ...................................................................................... 31

2.2.9.3 CLIEN T ........................................................................................................... 31

2.2.9.4 SERVER .......................................................................................................... 32

CHƯƠNG 3: THI Ế T K Ế VÀ CÀI ĐẶ T H Ệ TH Ố NG.................................................3 3

3.1 GI Ớ I THI Ệ U T Ổ NG QUAN ....................................................................................3 3

3.2 THI Ế T K Ế H Ệ TH Ố NG – PH Ầ N C Ứ NG...............................................................3 4

GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên

SVTH: Giang Thành Đạt

Trang ix

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 L Ắ P ĐẶ T .................................................................................... 34

3.2.2 L Ậ P TRÌNH PH Ầ N C Ứ NG .................................................................................. 36

3.2.2.1 ARDUINO IDE ............................................................................................... 36

3.2.2.2 C Ấ U HÌNH...................................................................................................... 37

3.2.2.3 L Ậ P TRÌNH..................................................................................................... 38

3.3 THI Ế T K Ế H Ệ TH Ố NG – PH Ầ N M Ề M ................................................................4 0

3.3.1 CƠ S Ở D Ữ LI Ệ U................................................................................................... 40

3.3.2 PHÂN TÍCH CƠ S Ở D Ữ LI Ệ U ............................................................................. 41

3.3.3 L Ậ P TRÌNH PH Ầ N M Ề M .................................................................................... 48

3.3.3.1 CÀI ĐẶ T CH Ứ C NĂNG VÀ GIAO DIỆ N....................................................... 48

CHƯƠNG 4: K Ế T LU Ậ N...............................................................................................6 9

4.1 K Ế T QU Ả ĐẠT ĐƯỢ C ............................................................................................6 9

4.2 H Ạ N CH Ế ...................................................................................................................6 9

4.3 HƯỚ NG PHÁT TRI Ể N ............................................................................................7 0

TÀI LI Ệ U THAM KH Ả O...............................................................................................7 1

GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên

SVTH: Giang Thành Đạt

Trang x

Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác

DANH MỤC BẢNG

B ả ng 2.1. Thông s ố k ỹ thu ậ t ESP32 Dev Ki t ....................................................................1 1

B ả ng 2.2. Thông s ố k ỹ thu ậ t c ủ a c ả m bi ế n nhi ệt độ, độ ẩ m DHT-1 1 ...............................1 4

B ả ng 2.3. Giao ti ế p DHT-11 v ớ i ESP32 ...........................................................................1 4

B ả ng 2.4. Thông s ố k ỹ thu ậ t MQ-2...................................................................................1 5

B ả ng 2.5. Giao ti ế p MQ-2 v ớ i ESP3 2 ...............................................................................1 5

B ả ng 2.6. Thông s ố k ỹ thu ậ t c ủ a MQ-135 ........................................................................1 6

B ả ng 2.7. Giao ti ế p MQ-135 v ớ i ESP3 2 ...........................................................................1 6

B ả ng 3.1. Thông s ố k ỹ thu ậ t c ủ a ngu ồ n adapter 5V-3A 053 0 ..........................................3 5

B ả ng 3.2. Mô t ả giao ti ế p ph ầ n c ứ ng.................................................................................3 5

B ả ng 3.3. B ả ng ví d ụ minh h ọ a c ả m bi ế n t ạ i m ộ t tr ạ m .....................................................4 0

B ả ng 3.4. B ả ng taikhoan ...................................................................................................4 2

B ả ng 3.5. D ữ li ệ u m ẫ u cho b ả ng taikhoan ........................................................................4 2

B ả ng 3.6. B ả ng tramquantrac ............................................................................................4 3

B ả ng 3.7. D ữ li ệ u m ẫ u b ả ng tramquantrac........................................................................4 3

B ả ng 3.8. B ả ng donvido ....................................................................................................4 3

B ả ng 3.9. D ữ li ệ u m ẫ u cho b ả ng donvid o .........................................................................4 4

B ả ng 3.10. B ả ng cambien..................................................................................................4 4

B ả ng 3.11. D ữ li ệ u m ẫ u cho b ả ng c ả m bi ế n......................................................................4 5

B ả ng 3.12. B ả ng giatri.......................................................................................................4 5

B ả ng 3.13. D ữ li ệ u m ẫ u cho b ả ng cambien.......................................................................4 5

B ả ng 3.14. B ả ng vaitr o ......................................................................................................4 6

B ả ng 3.15. D ữ li ệ u m ẫ u cho b ả ng vaitro...........................................................................4 6

B ả ng 3.16. B ả ng chucnan g ................................................................................................4 6

B ả ng 3.17. D ữ li ệ u m ẫ u cho b ả ng chucnang.....................................................................4 7

B ả ng 3.18. B ả ng quan h ệ vai trò v ớ i ch ức năng ................................................................4 7

B ả ng 3.19. D ữ li ệ u m ẫ u phân công vai trò và ch ức năng .................................................4 8

GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên

SVTH: Giang Thành Đạt

Trang xi

Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác

DANH MỤC HÌNH

H ì nh 1.1. Nhà máy x ử lý rác th ả i ........................................................................................1

H ì nh 2.1. Internet of things..................................................................................................4

H ì nh 2.2. Th ố ng kê các danh m ục đã cài đặ t các thi ế t b ị IOT t ừ 2016 – 202 0 ...................5

H ì nh 2.3. Nh ững đặc điể m chung c ủ a IoT ..........................................................................6

H ì nh 2.4. Hình ả nh th ự c t ế ESP32-Dev Kit ......................................................................1 0

H ình 2.5. Sơ đồ chân c ủ a ESP32 DEVKIT V 1 .................................................................1 1

H ình 2.6. Vi điề u khi ể n ESP32 WROOM 32....................................................................1 2

H ì nh 2.7. C ả m bi ế n DHT-11 .............................................................................................1 3

H ì nh 2.8. C ả m bi ế n MQ-2 .................................................................................................1 4

H ì nh 2.9. C ả m bi ế n MQ-13 5 .............................................................................................1 5

H ình 2.10. Sơ đồ ho ạt độ ng c ủ a PH P ................................................................................1 7

H ình 2.11. Sơ lượ c t ổ ng quát v ề mô hình MVC ...............................................................1 8

H ì nh 2.12. Giao di ện cơ bả n c ủ a H ệ qu ả n tr ị cơ sở d ữ li ệ u phpMyAdmin.......................2 1

H ì nh 2.13. T ấ t c ả các tính năng của AngularJs(‘viblo.asia’) ............................................2 9

H ình 3.1. Sơ đồ kh ố i c ủ a toàn h ệ th ố ng ............................................................................3 3

H ình 3.2. Sơ đồ nguyên lý c ủ a ph ầ n c ứ ng h ệ th ố ng..........................................................3 4

H ì nh 3.3. Ngu ồ n adapter 5V – 3A 0530............................................................................3 5

H ì nh 3.4. M ạ ch - ph ầ n c ứ ng (1) ........................................................................................3 6

H ì nh 3.5. M ạ ch - ph ầ n c ứ ng (2) ........................................................................................3 6

H ì nh 3.6. Thêm file thông tin board ESP32 ......................................................................3 7

H ình 3.7. Cài đặ t board ESP32..........................................................................................3 8

H ình 3.8. Lưu đồ thu ậ t toán ph ầ n c ứ n g .............................................................................3 8

H ì nh 3.9.Mô hình quan ni ệm cơ sở d ữ li ệ u c ủ a h ệ th ố ng ph ầ n m ề m................................4 1

H ình 3.10. Lưu đồ thu ậ t toán ch ức năng đăng nhậ p .........................................................4 8

H ình 3.11. Lưu đồ thu ậ t toán ch ức năng đăng xuấ t ..........................................................4 9

H ì nh 3.12. Giao di ệ n ch ức năng đăng nhậ p ......................................................................4 9

H ì nh 3.13. Giao di ệ n ch ức năng đăng xuấ t .......................................................................4 9

H ình 3.14. Lưu đồ thu ậ t toán ch ức năng đăng kí ..............................................................5 0

H ì nh 3.15. Giao di ệ n ch ức năng đăng k í ...........................................................................5 1

H ình 3.16. Điều hướ ng qua ch ức năng xem tổ ng qua n .....................................................5 2

H ì nh 3.17. Giao di ện đầ u trang T ổ ng Quan ......................................................................5 2

H ì nh 3.18. Giao di ệ n gi ữ a trang T ổ ng Qua n .....................................................................5 3

H ì nh 3.19. Các b ả ng th ố ng kê s ố li ệ u c ủ a m ộ t tr ạ m theo ngày.........................................5 3

H ì nh 3.20. Giao di ệ n th ố ng kê chi ti ế t giá tr ị c ả m bi ế n trong m ộ t ngà y ...........................5 4

H ì nh 3.21. Giao di ệ n c ử a s ổ h ẹ n gi ờ g ử i mail t ổ ng h ợ p ...................................................5 4

H ì nh 3.22 S ử d ụng PHPMailer để th ự c hi ệ n ch ức năng gử i mail trích xu ấ t.....................5 5

H ì nh 3.23. Test ch ức năng gử i mail t ổ ng h ợ p c ủ a h ệ th ố ng(1 ).........................................5 5

H ì nh 3.24. T ậ p tin t ổ ng h ợp đính kèm ..............................................................................5 6

H ì nh 3.25. Ki ể m tra ch ức năng xuấ t File Excel(1)............................................................5 6

H ì nh 3.26. Ki ể m tra ch ức năng xuấ t File Excel(2)............................................................5 7

H ình 3.27. Điều hướng đế n trang qu ả n lý tr ạ m quan tr ắ c .................................................5 7

GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên

SVTH: Giang Thành Đạt

Trang xii

Xây dựng hệ thống quản lý và giám sát chất lượng không khí tại các nhà máy xử lý rác

H ì nh 3.28. Giao di ệ n trang qu ả n lý tr ạ m quan tr ắ c ...........................................................5 8

H ì nh 3.29. C ử a s ổ giao di ệ n chi ti ế t tr ạ m và bi ể u di ễ n d ữ li ệ u theo th ờ i gian th ự c..........5 9

H ì nh 3.30. Ch ỉ có qu ả n tr ị viên m ớ i có quy ền phân công ngườ i qu ả n lý .........................6 0

H ì nh 3.31. Hay l ắp đặ t thêm m ộ t tr ạ m quan tr ắ c m ớ i .......................................................6 0

H ì nh 3.32. C ử a s ổ ch ức năng bổ sung c ả m bi ế n ...............................................................6 1

H ì nh 3.33. C ử a s ổ xem chi ti ế t và ch ỉ nh s ử a c ả m bi ế n .....................................................6 1

H ì nh 3.34. C ử a s ổ ch ỉ nh s ửa thông tin đơn v ị ...................................................................6 2

H ì nh 3.35. B ổ sung thêm đơn vị m ớ i n ế u c ầ n ...................................................................6 2

H ình 3.36. Điều hướng đế n trang xem thông tin cá nhân .................................................6 3

H ì nh 3.37. Giao di ệ n ch ỉ nh s ử a thông tin cá nhân ............................................................6 3

H ì nh 3.38. Giao di ệ n xem và ch ỉ nh s ửa đị a ch ỉ cá nhân ...................................................6 3

H ì nh 3.39. Giao di ệ n xem danh sách tr ạ m qu ả n lý ...........................................................6 4

H ình 3.40. Điều hướng đế n trang qu ả n lý nhân s ự ............................................................6 4

H ì nh 3.41. Giao di ệ n chính c ủ a trang qu ả n lý nhân s ự .....................................................6 5

H ì nh 3.42. Giao di ệ n xem và ch ỉ nh s ử a thông tin nhân viên ............................................6 5

H ình 3.43. Điều hướng đế n trang phân quy ề n ..................................................................6 6

H ì nh 3.44. Giao di ệ n chính c ủ a trang phân quy ền và cài đặ t............................................6 6

H ì nh 3.45. C ử a s ổ phân công ch ức năng cho từ ng vai trò ................................................6 7

H ì nh 3.46. Thêm vai trò m ớ i .............................................................................................6 7

H ì nh 3.47. Thêm ch ức năng mớ i n ế u c ầ n thi ế t .................................................................6 8

GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên

SVTH: Giang Thành Đạt

Trang xiii

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

Wireless Fidelity

Wifi

LAN

LED

AI

Local Area Network

Light Emitting Diode

Artifical Intelligence

MAC

RF

Medicum Access Control

Radio Frequency

IDE

Integrated Development Enviroment

Central Processing Unit

CPU

SDK

SSID

IP

Software Development Kit

Service Set Identifier

Internet Protocol

DHCP

HTTP

TCP

API

Dynamic Host Configuration Protocol

Hypertext Transfer Protocol

Transmission Control Protocol

Application Programming Interface

Message Queuing Telemetry Transport

MQTT

GVHD: Ths. Đỗ Trung Kiên

SVTH: Giang Thành Đạt

Trang xiv

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.

Hꢀnh 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

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.

1.3ĐỐI 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

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

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

2.1GIỚI 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.

Hꢀnh 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

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.

Hꢀnh 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