Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (17)

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.52 MB, 51 trang )

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ


BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Đề tài:

HỆ THỐNG PHÂN LUỒNG
BỆNH NHÂN COVID
SINH VIÊN THỰC HIỆN
LÊ HỜNG LONG
NGUYỄN THÀNH NHÂN
TRẦN HỒNG THIÊN NAM

Đờng Nai, 06/ 2022

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ


BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Đề tài:

HỆ THỐNG PHÂN LUỒNG
BỆNH NHÂN COVID
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện – Điện tử

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. PHAN NHƯ QUÂN

Đồng Nai, 06/2022

LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập và rèn luyện tại Trường Đại học Lạc Hồng với sự biết ơn và
kính trọng, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu Trường Đại
học Lạc Hồng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ chúng em trong quá trình học
tập, nghiên cứu và hoàn thiện đề tài nghiên cứu khoa học này.
Xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Khoa Cơ điện – điện tử, Trường Đại học Lạc
Hồng, những người đã truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời
gian học tập vừa qua.
Đặc biệt, chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Phan Như
Quân đã tận tình hướng dẫn truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm cho chúng
em trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học.
Sau cùng chúng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và các bạn sinh viên
đã luôn động viên, giúp đỡ chúng em trong thời gian vừa qua.
Tuy nhiên điều kiện về năng lực của nhóm còn hạn chế, đề tài nghiên cứu khoa
học chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận được sự đóng góp
ý kiến của các thầy cô giáo, bạn bè để bài nghiên cứu của nhóm em được hoàn thiện
hơn.
Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn!

LỜI CAM ĐOAN
Chúng tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu là của chúng tôi, các số liệu, kết
quả nêu ra trong đồ án tốt nghiệp là trung thực và chính xác.
Chúng tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án này đã được
xin phép, tất cả thông tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc.
Chúng tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu tuyệt đối không có sự gian lận,

sao chép dữ liệu của người khác.
Chúng tôi sẽ chịu mọi trách nhiệm nếu công trình nghiên cứu của chúng tôi bị
phát hiện gian lận.

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề ......................................................................................................... 1
1.2 Lý do chọn đề tài. .............................................................................................. 1
1.3 Mục đích và phạm vi nghiên cứu. ..................................................................... 2
1.3.1 Mục đích nghiên cứu .................................................................................... 2
1.3.2 Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 3
1.4 Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 3
1.4.1 Nghiên cứu tổng quan ................................................................................... 3
1.4.2 Nghiên cứu lý thuyết .................................................................................... 3
1.5 Kết quả dự kiến đạt được ................................................................................... 3
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ....................................................................... 4
2.1 Khảo sát tình hình dịch bệnh.............................................................................. 4
2.1.1 Tình hình dịch COVID-19 tại Việt Nam ..................................................... 4
2.1.2 Tình hình tiêm chủng vaccine COVID-19 .................................................. 5
2.2 Các mơ hình hiện có thực tế............................................................................... 6
2.2.1 Mơ hình đo thân nhiệt tại sân bay ............................................................... 6
2.2.2 Hệ thống đo thân nhiệt và xịt nước sát khuẩn tại trường học ....................... 7
2.2.3 Hệ thống đo thân nhiệt tự động từ xa của Đại học Trà Vinh........................ 8
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ....................................... 10
3.1 Giới thiệu chung .............................................................................................. 10
3.2 Sơ đồ khối hệ thống ......................................................................................... 10
3.3 Sơ đồ kết nối hệ thống. .................................................................................... 13
3.4 Thiết kế 3D ...................................................................................................... 14
3.5 Thông số kỹ thuật của bộ điều khiển các thiết bị điện ...................................... 17

3.5.1 Cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc GY-906. ................................................ 17
3.5.2 Động cơ Servo ............................................................................................ 19
3.5.3 Khối phát âm thanh .................................................................................... 20
3.5.3.1 Module DFMiniPlayer ............................................................................. 20
3.5.3.2. Loa phát âm thanh .................................................................................. 23
3.5.4 Khối hiển thị ............................................................................................... 24
3.5.5 Khối thẻ nhớ ............................................................................................... 26

3.5.6 Khối nguồn - Mạch Giảm Áp DC LM2596................................................. 28
3.3.7 Thiết kế khối xử lý trung tâm...................................................................... 28
3.3.7.1 Esp32 DevBoard ...................................................................................... 28
3.5.7.2 Lập trình trên phần mềm Arduino ............................................................ 30
CHƯƠNG 4 THI CƠNG HỆ THỐNG ............................................................... 31
4.1 Thi cơng hệ thống ............................................................................................ 31
4.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống ................................................................... 31
4.3 Lập trình cho hệ thớng ..................................................................................... 32
4.3.1 Phần mềm lập trình ..................................................................................... 32
4.3.2 Lưu đờ tḥt tốn........................................................................................ 35
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..................................... 36
5.1 Kết quả đạt được.............................................................................................. 36
5.2 Kết luận ........................................................................................................... 37
5.3 Hướng phát triển .............................................................................................. 37
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................... 38
PHỤ LỤC ............................................................................................................. 39
Lập trình code cho chương trình. ....................................................................... 39

MỤC LỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1 Thông Số kỹ thuật thẻ nhớ Micro SD ........................................... 27

DANH MỤC HÌNH ẢNH
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
Hình 1.1 Dịch bệnh covid tác đợng đến con người .................................................. 1
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 2.1 Biểu đờ tình hình dịch bệnh tháng 7 và tháng 8 năm 2021 ........................ 4
Hình 2.2 Tiêm vaccine COVID-19 ......................................................................... 5
Hình 2.3 Kiểm tra nhiệt đợ trong thực tế ................................................................. 6
Hình 2.4 Hệ thống đo thân nhiệt và xịt nước sát khuẩn ........................................... 7
Hình 2.5 Hệ thớng đo thân nhiệt tự đợng từ xa của Đại học Trà Vinh ..................... 8
Hình 2.6 Thiết bị tự động đo thân nhiệt từ xa của Đại học Trà Vinh ....................... 9
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
Hình 3.1 Sơ đờ khới của hệ thớng ........................................................................ 11
Hình 3.2 Sơ đờ ngun lý của hệ thớng ................................................................. 13
Hình 3.3 Mạch PCB của hệ thớng ........................................................................ 14
Hình 3.4 Bớ trí các barrier và lới đi ...................................................................... 15
Hình 3.5 Gá cảm biến nhiệt đợ ............................................................................. 15
Hình 3.6 Gá màn hình LCD1602 ......................................................................... 16
Hình 3.7 Thiết kế chung của hệ thớng bằng phần mềm solidworks ...................... 16
Hình 3.8 Cảm biến nhiệt đợ khơng tiếp xúc GY-906 ............................................. 17
Hình 3.9 Mơ tả giao tiếp I2C................................................................................. 19
Hình 3.10 Đợng cơ Servo...................................................................................... 19
Hình 3.11 Kích thước đợng cơ Servo .................................................................... 20
Hình 3.12 Module DFMini Player......................................................................... 21
Hình 3.13 Module Pinout ...................................................................................... 21
Hình 3.14 Loa phát âm thanh ................................................................................ 23
Hình 3.15 Sơ đờ kết nới Loa với module DF mini Player ...................................... 23
Hình 3.16 Module LCD1602 ................................................................................ 24
Hình 3.17 Kích thước màn hình LCD ................................................................... 25
Hình 3.18 Micro SD/Micro SDHC SPI ................................................................. 27

Hình 3.19 Mạch nguyên lý mạch LM2596 ............................................................ 28
Hình 3.20 Esp32 Devboard ................................................................................... 29
Hình 3.21 DevBoard Pinout .................................................................................. 29
Hình 3.22 Giao diện lập trình cho Arduino ........................................................... 30
CHƯƠNG 4 THI CƠNG HỆ THỐNG

Hình 4.1 Mơ hình cửa bệnh viện sau khi gia cơng ................................................ 31
Hình 4.2 Giao diện lập trình IDE ......................................................................... 33
Hình 4.3 Menu file trên phần mềm IDE ............................................................... 34
Hình 4.4 Cách chọn cổng COM trên màn hình IDE ............................................. 35
Hình 4. 5 Lưu đờ tḥt tốn của hệ thớng............................................................. 35
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Hình 5.1 Mơ hình khi đã hoàn thành ............................................................ 36

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1 Đặt vấn đề
Dịch bệnh covid đã kéo dài trong thời gian 3 năm và hiện tại vẫn còn tiếp diễn
tại nhiều nơi trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Đại dịch đã tác động đến mọi mặt
của cuộc sống, cà mặt lợi và mặt hại. Đại dịch góp phần khơng nhỏ trong việc thay
đổi hành vi của con người. Trước đây là luôn phải gặp trực tiếp, nhưng bây giờ các
hệ thống thông tin trực tuyến dần thay thế và các hệ thống ngày càng trở nên thông
minh hơn để giúp giải quyết nhiều bài tốn của c̣c sớng.

Hình 1.1 Dịch bệnh covid tác động đến con người

Ngày nay, xu hướng tự động ngày càng phổ biến trong các hệ thớng và máy móc.
Sự cần thiết của con người trong những hệ thống này là khơng cịn q quan trọng.

Kết hợp 2 ́u tớ, và sự cần thiết hiện thời của xã hợi, nhóm em qút định lựa
chọn đề thiết kế, chế tạo mơ hình phân loại người nghi nhiễm tại cổng bệnh viện tự
động.

1.2 Lý do chọn đề tài.
Trong tình hình dịch bệnh Covid-19 đang diễn biến phức tạp việc nghiên cứu
chế tạo hệ thống chống lại Covid-19 là một trong những giải pháp công nghệ hữu

1

hiệu nhằm hạn chế sự lây nhiễm chéo của Covid-19 trước tình hình dịch bệnh diễn
biến ngày càng phức tạp. Nếu nhân viên y tế sử dụng nhiệt kế hồng ngoại để đo trực
tiếp như cách thường làm hiện nay thì vẫn có khả năng gặp rủi ro khi tiếp xúc. Thiết
bị đo thân nhiệt từ xa cho phép cách ly nhân viên y tế với người cần đo nhiệt đợ nên
loại trừ được khả năng lây nhiễm này.
Tình hình dịch bệnh Covid-19 toàn thế giới và nước ta
Tính đến đầu tháng 08/2020, toàn thế giới đã có gần 20 triệu người nhiễm
Covid-19, trong đó con số tử vong được ghi nhận là hơn 700.000 người. Các q́c
gia có sớ ca nhiễm Covid-19 cao nhất là Hoa Kỳ, Brazil và Ấn Đợ.
Tại nước ta, tình hình dịch bệnh Covid-19 tuy đã được kiểm sốt từ ći tháng
4 nhờ vào sự truy vết quyết liệt người nhiễm, xét nghiệm nhanh trong cợng đờng,
cùng chính sách giãn cách xã hợi hợp lý và đúng thời điểm. Nhưng đến ngày
26/7/2020, ca bệnh mới trong cộng đồng được ghi nhận tại Đà Nẵng đã dấy lên làn
sóng Covid-19 thứ hai. Đáng lưu ý, chủng Coronavirus ghi nhận hiện nay tại Đà Nẵng
được các chuyên gia nhận định “Tuy độc lực không đổi nhưng chủng virus mới này
lại có tớc đợ lây nhiễm nhanh đến gấp 3 lần”, GS.TS Nguyễn Văn Kính, Chủ tịch Hội
truyền nhiễm Việt Nam.
Dịch bệnh nghiêm trọng các bệnh viện người ra vào đơng dẫn đến việc rất khó
kiểm sốt tình hình dịch bệnh. Do vậy cần có mợt hệ thớng lắp đặt tại cổng bệnh viện

để tìm ra những người nghi nhiễm Covid-19. Vì vậy nhóm chúng em qút định
“Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình phân l̀ng Covid-19”. Hệ thớng sẽ được
nghiên cứu trên mơ hình sau khi thành cơng sẽ áp dụng vào thực tế.

1.3 Mục đích và phạm vi nghiên cứu.
1.3.1 Mục đích nghiên cứu
Mục đích nghiên là nhằm phân tích, đánh giá sự cần thiết của hệ thống phân
luồng covit cho các bệnh viện, trường học, khu công nghiệp để phát hiện những
trường hợp nhiệt độ cao nghi nhiễm covit. Từ đó đưa ra giải pháp để tới ưu hóa nhất
để phịng tránh covit. Song song với đó là để nâng cao kĩ năng, tay nghề về làm việc
nhóm, phân tích cơ cấu và giải quyết vấn đề của các thành viên trong nhóm.

2

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu
Trong các bệnh viện, trường học, khu công nghiệp, ở đây nhóm hướng đến
phân luồng kiểm sốt nhiệt đợ của người đo.

1.4 Phương pháp nghiên cứu
1.4.1 Nghiên cứu tổng quan
Qua sách, báo, giáo trình, internet,…chọn lọc các thông tin kiến thức tổng quan

-

về các hệ thống đo nhiệt độ.
Tìm hiểu và nghiên cứu về các loại cảm biến nhiệt và động cơ, màn hình, loa

-

trong thực tế có thể đáp ứng được đề tài. Dựa trên ưu nhược điểm của từng cảm
biến, servo để chọn phù hợp.
-

Thiết kế lưu đồ giải thuật và viết chương trình điều khiển cho Arduino.

-

Thử nghiệm và điều chỉnh để mô hình tối ưu. Đáp ứng được yêu cầu thực tế.

1.4.2 Nghiên cứu lý thuyết

-

Nghiên cứu về các thành phần, thiết bị có trong hệ thống: cảm biến nhiệt độ
không tiếp xúc, động cơ servo, loa phát âm thanh, Module DFMini Player, màn
hình LCD, esp32 DevBoard, khối nguồn.

-

Sử dụng phần mềm arduino ide để lập trình cho bộ điều khiển điều khiển hệ
thống.

-

Nghiên cứu hệ thống điện điều khiển và thiết kế hệ thống điện điều khiển trên
phần mềm altium.

-

Sử dụng phần mềm Solidworks để thiết kế cơ cấu .

1.5 Kết quả dự kiến đạt được
-

Chế tạo thành công hệ thống phân luồng covit.

-

Nâng kĩ năng thiết kế, tính toán, lựa chọn cơ cấu và thiết bị, điều khiển thiết bị.

-

Nâng cao kĩ năng về sử dụng các phần mềm, nắm chắc cơ sở lý thuyết về tính
toán thiết bị.

3

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Khảo sát tình hình dịch bệnh
2.1.1 Tình hình dịch COVID-19 tại Việt Nam
Kể từ đầu dịch đến nay Việt Nam có 312.611 ca nhiễm, đứng thứ 72/222 quốc
gia và vùng lãnh thổ, trong khi với tỷ lệ số ca nhiễm/1 triệu dân, Việt Nam đứng thứ
169/222 quốc gia và vùng lãnh thổ (bình quân cứ 1 triệu người có 3.180 ca nhiễm).
- Đợt dịch thứ 4 (từ ngày 27/4/2021 đến nay):
Số ca nhiễm mới ghi nhận trong nước là 308.559 ca, trong đó có 108.534 bệnh
nhân đã được công bố khỏi bệnh.
Có 06/62 tỉnh, thành phố đã qua 14 ngày không ghi nhận trường hợp nhiễm mới
trong nước: Quảng Ninh, Bắc Kạn, Tuyên Quang, Lai Châu, Hoà Bình, Hải Phòng.

Có 04 tỉnh, thành phố không có ca lây nhiễm thứ phát trên địa bàn trong 14 ngày
qua: Kon Tum, Hà Giang, Yên Bái, Thái Bình.
Có 05 tỉnh, thành phớ ghi nhận sớ mắc cao là TP. Hồ Chí Minh (164.542), Bình
Dương (55.601), Long An (16.552), Đờng Nai (15.602), Bắc Giang (5.802).

Hình 2.1 Biểu đồ tình hình dịch bệnh tháng 7 và tháng 8 năm 2021

4

Tính từ 18h ngày 18/8 đến 18h30 ngày 19/8, trên Hệ thống Quốc gia quản lý ca
bệnh Covid 19 ghi nhận 10.654 ca nhiễm mới, trong đó 15 ca nhập cảnh và 10.639
ca ghi nhận trong nước tại TP. Hồ Chí Minh (4.425), Bình Dương (3.255), Đồng Nai
(657), Long An (545), Tiền Giang (478), Đồng Tháp (185), Đà Nẵng (164), Khánh
Hòa (151), Cần Thơ (134), Tây Ninh (102), An Giang (70), Vĩnh Long (60), Hà Nội
(53), Trà Vinh (51), Nghệ An (45), Phú Yên (44), Bình Thuận (43), Sơn La (26),
Quảng Nam (24), Bình Định (24), Kiên Giang (17), Quảng Ngãi (16), Quảng Trị (9),
Bình Phước (8 ), Bắc Giang (7), Ninh Thuận (7), Hà Tĩnh (7), Hậu Giang (6), Thanh
Hóa (6), Bắc Ninh (4), Nam Định (4), Quảng Bình (4), Hải Dương (2), Ninh Bình
(2), Bạc Liêu (2), Thái Bình (1), Lạng Sơn (1) trong đó có 6.407 ca trong cộng đồng.
- Như vậy trong 24h giờ qua số ca nhiễm ghi nhận trong nước tăng 1.995 ca.
Tại TP. Hồ Chí Minh tăng 694 ca, Bình Dương tăng 742 ca, Đồng Nai tăng 214 ca,
Long An tăng 117 ca, Tiền Giang tăng 196 ca.
2.1.2 Tình hình tiêm chủng vaccine COVID-19
Trong ngày 18/8 có 398.031 liều vaccine COVID-19 được tiêm. Như vậy, tổng
số liều vaccine đã được tiêm là 15.922.537 liều, trong đó tiêm 1 mũi là 14.359.868
liều, tiêm mũi 2 là 1.562.669 liều.

Hình 2.2 Tiêm vaccine COVID-19

5

2.2 Các mơ hình hiện có thực tế
2.2.1 Mơ hình đo thân nhiệt tại sân bay
Máy đo thân nhiệt từ xa là thiết bị hiện đại được Cơ quan Hợp tác q́c tế Hàn
Q́c (KOICA) tài trợ cho Chính phủ cho Việt Nam nhằm tăng cường các biện pháp
kiểm soát dịch bệnh. Đây là thiết bị có khả năng bắt nhiệt từ xa tới tân nhất với đợ
phân giải hình ảnh sắc nét, có khả năng phát hiện những người có thân nhiệt cao ngay
khi cách xa camera 10 mét. Đặc biệt, khơng cần điều chỉnh bằng tay và có thể loại bỏ
ảnh hưởng nhiệt độ của môi trường xung quanh, đảm bảo sớ liệu chính xác. Việc sử
dụng máy đo thân nhiệt từ xa sẽ giúp đảm bảo môi trường an toàn hơn cho hành khách
và nhân viên sân bay, giảm nguy cơ lây nhiễm cho nhân viên y tế.
Khi hành khách của các chuyến bay đến vào nhà ga sẽ được theo dõi nhiệt độ
thông qua máy đo thân nhiệt từ xa, nếu hành khách có nhiệt đợ trên 37,5 đợ thì máy
sẽ thu lại hình ảnh và ra dấu hiệu cảnh báo. Những trường hợp hành khách này sau
đó sẽ được cán bộ y tế kiểm tra sức khỏe để thực hiện các bước chuyên môn tiếp theo.

Hình 2. 3 Kiểm tra nhiệt độ trong thực tế

Với 2 máy vừa được thay mới nâng tổng số máy được trang bị tại Cảng lên
thành 3 máy đo thân nhiệt từ xa và 1 máy quét nhiệt độ cầm tay nhằm tăng cường
đảm bảo an toàn hơn cho hành khách và nhân viên làm việc tại Cảng HKQT Cần
Thơ.

6

2.2.2 Hệ thống đo thân nhiệt và xịt nước sát khuẩn tại trường học
Điểm đặc biệt của hệ thống này là sử dụng nguồn năng lượng mặt trời nên chủ

động về ng̀n điện, có thể lắp đặt ở những nơi chưa có điện lưới cũng như không
phải thay pin thường xun như mợt sớ thiết bị khác.

Hình 2.4 Hệ thống đo thân nhiệt và xịt nước sát khuẩn

Hệ thống này gồm 02 thiết bị độc lập: Thiết bị tự động đo thân nhiệt có loa
1thơng báo bằng tiếng Việt và và thiết bị rửa tay sát khuẩn sử dụng năng lượng mặt
trời với chi phí đầu tư khoảng 02 triệu đờng.
Hệ thớng này có cấu tạo khá đơn giản, phía trước mỗi thiết bị có trang trí hình
ảnh nhân viên y tế tay cầm bình sát khuẩn hoặc thiết bị đo thân nhiệt được kết nối với
bộ phận điều khiển được lắp ở phía sau. Trong đó, thiết bị đo thân nhiệt, gồm: 01
nhiệt kế hồng ngoại, 01 loa, 01 vi mạch tự động phát ra tiếng Việt để thông báo kết
quả cho người được đo và nhân viên y tế đang theo dõi, giám sát ở khoảng cách an
toàn đối với người được đo thân nhiệt (nếu người được đo có thân nhiệt dưới 37o hoặc
trên 37o, thiết bị sẽ phát ra âm thanh: "Nhiệt độ bình thường" hoặc "Nhiệt đợ cao").
Ngồi ra, do thiết bị này được lắp trên trục thép có thể điều chỉnh lên x́ng theo

7

phương thẳng đứng nên rất tiện lợi và phù hợp cho người cần đo thân nhiệt có chiều
cao chênh lệch nhau.
Thiết bị xịt nước sát khuẩn cũng được thiết kế hồn tồn tự đợng (sử dụng
cơng tắc hờng ngoại để điều khiển mô-tơ), người sử dụng không cần chạm trực tiếp,
chỉ cần đưa bàn tay gần vòi sát khuẩn (khoảng cách 10cm), thiết bị sẽ tự động nhận
diện có người và sẽ kích hoạt mơ-tơ bơm xịt nước sát khuẩn theo yêu cầu.
2.2.3 Hệ thống đo thân nhiệt tự động từ xa của Đại học Trà Vinh
Để góp phần phòng ngừa sự lây lan của dịch bệnh COVID-19, trường Đại học
Trà Vinh vừa nghiên cứu, đưa vào ứng dụng thiết bị đo thân nhiệt tự động, từ xa bằng
nhiệt kế điện tử có cảnh báo bằng giọng nói tích hợp vòi phun dung dịch sát khuẩn.

Thiết bị này bảo đảm khoảng cách an toàn cho nhân viên y tế khi làm việc, giúp hạn
chế tới đa nguy cơ lây nhiễm.

Hình 2.5 Hệ thống đo thân nhiệt tự động từ xa của Đại học Trà Vinh

Đây là hệ thống hoàn toàn tự động, không cần người giám sát hay tác động điều
khiển bất cứ thao tác nào. Ngoài ra, hệ thống được thiết kế dành sẵn các ngõ giao
tiếp, có thể kết nối với các mạch nhận dạng danh định cá nhân như đầu đọc mã vạch,

8

thẻ từ, đầu đọc thẻ RFID, … để định danh người đang đo kết hợp với kết quả nhiệt
độ đo, nếu muốn lưu vào cơ sở dữ liệu và xử lý báo cáo, in ấn rất dễ dàng”.
Được biết thêm, Thiết bị có thể kết nối internet bằng dây và wifi, dễ dàng phát
triển theo các mô hình ứng dụng internet vạn vật (IoT), và sử dụng công nghệ cảm
biến lazer, cảm biến hồng ngoại, cảm biến siêu âm, lập trình vi điều khiển, điều khiển
kiểm soát hành trình và xử lý ảnh.
Hệ thống gồm: 01 nhiệt kế hồng ngoại, 01 webcam, hệ thống nâng hạ chiều cao
tự động để thích ứng với chiều cao từng người, hệ thống đường truyền dữ liệu qua
internet đến thiết bị tiếp nhận của nhân viên y tế ở bất kỳ địa điểm nào. Nhân viên y
tế có thể thực hiện công việc quan sát và đo thân nhiệt tự động từ xa cho khách, nhờ
đó hạn chế tối đa nguy cơ lây nhiễm dịch bệnh.

Hình 2.6 Thiết bị tự động đo thân nhiệt từ xa của Đại học Trà Vinh

9

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

3.1 Giới thiệu chung
Mơ hình phân loại người bệnh tại cổng bệnh viện là một hệ thống khá đặt biệt,
các thiết bị cần được liên kết chặt chẽ với nhau để có thể hỗ trợ, tác động qua lại lẫn
nhau để hệ thống có thể hoạt đợng ổn định nhất. Khi có đới tượng xuất hiện ở vùng
đo thì yêu cầu các cảm biến phải hoạt động tốt, phát hiện được đối tượng. . Để làm
được điều đó đòi hỏi người thiết kế phải có những tính toán cũng như cách thi cơng
lắp đặt hợp lí để có thể phát huy tới đa công dụng của hệ thống.
Một phần cũng không kém phần quan trọng trong phần tính toán đó là xử lý
những tín hiệu mà các cảm biến sau khi phát hiện vật gửi về. Sau khi nhận được tín
hiệu từ các cảm biến bộ xử lý trung tâm sẽ lập tức xử lý phát lệnh mở cổng và lập tức
phát loa phù hợp với nhiệt độ mà cảm biến nhiệt độ đo được.
Để hệ thống hoạt động đạt hiệu quả cao thì phần tính tốn và thiết rất quan trọng
chúng ta cùng đi tính toán và thiết kế cụ thể từng phần.

3.2 Sơ đồ khối hệ thống
Dựa vào nguyên lý hoạt động của hệ thống cổng bệnh viện mà chúng ta có thể
xây dựng được sơ đờ khới tổng qt cho cả hệ thống.

10

Hình 3.1 Sơ đồ khối của hệ thống

 Chức năng của từng khới:
 Khới cảm biến: Có chức năng phát hiện con người phía trước, đo nhiệt độ của họ
ngay khi họ tiếp cận gần với cảm biến. Là thông tin đầu vào cho bợ điều khiển chính
Nhóm sử dụng cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc GY-906 do giá thành phù hợp,
độ phân giải có độ chính xác cao lên đến 0.02 đợ. Đợ chính xác cao 0,5 ° C so với
nhiệt độ rộng (0 ... + 50 ° C cho cả hiệu chuẩn Ta và To).
Đợ chính xác cao (y tế).

Không cần tiếp xúc với vật thể đo.
Chuẩn giao tiếp: I2C hoặc xung PWM.
Khoảng nhiệt độ đo được: -70℃ ～380℃.
Sai số: Max 0.3℃.
Khoảng cách đo tối đa: Max 10 cm.

11

 Khối động cơ servo: Chấp hành lệnh điều khiển của bộ điều khiển, đóng và mở
rào chắn các ngã rẽ khi phát hiện nhiệt đợ khách hàng.
Rào chắn có khới lượng thiết kế là 200 gam, nên với dịng servo SG90 có khả
năng chịu tải max lên tới 1.6 Kg.cm. Sử dụng đợng cơ Servo bởi vì có thể lập trình
đóng mở rào chắn theo các góc 45⁰ hoặc góc 60⁰.
 Khối Loa: Phát thông tin bằng âm thanh đến khách hàng và người quản lý để tiện
quan sát hệ thống.
 Khối xử lý trung tâm: là khối quan trọng nhất, là đầu não. Là nơi nhận tín hiệu,
xử lý tín hiệu điều khiển các thiết bị.
Nhóm sử dụng vi điều khiển Tensilica L106 32-bit và bộ thu phát Wi-Fi, có thể
kết nới với mạng Wi-Fi và kết nới Internet và kết nối với điện thoại thông minh.
 Khối hiển thị: Màn hình LCD1602 hiển thị dữ liệu để người quản lý và khách
hàng quan sát trực tiếp các thông số ngay tức thời của dữ liệu.
 Khối thẻ nhớ: Lưu trữ dữ liệu bằng file txt để theo dõi dữ liệu theo thời gian
thực.
 Khối nguồn: Khối nguồn dùng để cung cấp nguồn cho hệ thống hoạt động

12

3.3 Sơ đờ kết nối hệ thống.

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống

13

Hình 3.3 Mạch PCB của hệ thống

3.4 Thiết kế 3D
Sau khi đã tính tốn, lựa chọn thiết bị chúng ta bắt thi công. Như tên đề tài là hệ
thống phân loại bệnh nhân nên trước hết chúng ta cần có 2 lối đi riêng cho 2 loại bệnh
nhân này. Hai lối đi này được thiết kế bằng phần mềm solidworks. Sau đó, mô hình
được thêm phần cảm biến nhiệt độ và đồ gá. Các thiết bị khác như loa và lcd, mạch
điện sẽ được bớ trí phù hợp vào phần trớng cịn lại của tấm mica.

14

Hình 3.4 Bố trí các barrier và lối đi

Hình 3.5 Gá cảm biến nhiệt độ

15

Hình 3.6 Gá màn hình LCD1602

Hình 3.7 Thiết kế chung của hệ thống bằng phần mềm solidworks

16

3.5 Thông số kỹ thuật của bộ điều khiển các thiết bị điện
3.5.1 Cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc GY-906.

Hình 3.8 Cảm biến nhiệt độ khơng tiếp xúc GY-906

Cảm biến nhiệt hồng ngoại không tiếp xúc MLX90614 là loại cảm biến đo nhiệt
độ hồng ngoại không tiếp xúc dùng chip MXL90614 sử dụng giao tiếp I2C có thể dễ
dàng kết nối với bất cứ vi điều khiển nào.
 Một số ứng dụng phổ biến:
- Độ chính xác cao không tiếp xúc nhiệt độ.
- Cảm biến độ nhạy nhiệt cho hệ thống điều khiển điều hòa không khí di động.
- Yếu tố cảm biến nhiệt độ cho dân cư, thương mại và công nghiệp xây dựng
điều hòa kính chắn gió defogging.
- Phát hiện góc mù ô tô.
- Kiểm soát nhiệt độ công nghiệp của các bộ phận chuyển động.
- Kiểm soát nhiệt độ trong máy in và máy photocopy.
- Thiết bị gia dụng có kiểm soát nhiệt độ.
- Chăm sóc sức khỏe.
- Giám sát chăn nuôi.
- Phát hiện chuyển động.
- Điều khiển nhiệt độ nhiều vùng – lên đến 127 bộ cảm biến có thể được đọc
thông qua 2 dây phổ biến.
- Relay / cảnh báo nhiệt.

17

Trích đoạn

Hình 3.17 Kích thước màn hình LCD

Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (17)

Trích đoạn

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về