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
TỒN CHO TRẺ EM TRÊN XE ĐƯA ĐĨN 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 Cơng nghệ TP. Hồ Chí Minh (HUTECH)
GVHD: TS. Nguyễn Văn Nhanh

TĨM 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 tồn 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 ngồi bằng còi, hoặc đèn led giúp người xung quanh chú ý, hạ kính xe xuống tầm
10cm giúp lưu thơng khơng khí, hạn chế rủi ro xảy ra khi tài xế nhận được SMS ở xa.
Từ khóa: an tồn, 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, cơng nghệ, nơng – 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 cịn 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 ơ tơ.

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 thơng 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 thơng tín và gửi thơng 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 thơng số này sẽ được
biến đổi thành tín hiệu gửi về mạch điều khiển.

Hình 2: Mơ hình hồn 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 ln gửi thơng 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 mơi 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 LCD để cho người sử dụng biết được các thông số
mà mạch điều khiển nhận được tại thời điểm cảnh báo. Trong quá trình hoạt động nếu chỉ cần vượt quá chỉ tiêu
1 trong 2 cảm biến thì hệ thống sẽ tiếp nhận thơng tin, xử lý và gửi tính hiệu đến bộ chấp hành. Lúc này bộ
chấp hành sẽ cảnh báo liên tục bằng việc gửi tin nhắn và các cuộc gọi. Kết quả thực tế thu được sau khi khối
cảnh bảo hoạt động được thể hiện hình bên dưới.

Hình 3: Kết quả thu được sau khi khối cảnh báo hoạt động
Chương trình điều khiển hoạt động của hệ thống được viết dựa trên ngơn ngữ lập trình C trên phần mềm

Arduino IDE. Sau đó chương trình sẽ được nạp vào mạch Arduino. Chương trình sẽ hoạt động liên tục trong
quá trình sử dụng, nếu có sự thay đổi chương trình thì phải nap lại chương trình vào Arduino.
4. KẾT LUẬN
Đề tài này thực hiện việc thiết kế và lắp ráp hệ thống cảnh bảo trẻ em bị bỏ quên trên xe. Hệ thống này gồm ba
phần chính bao gồm: khối cảnh báo, khối cảm biến và bộ điều khiển. Mỗi khối đều có một chức năng riêng
biệt, đáp ứng từng nhu cầu riêng của hệ thống. Hệ thống được điều khiển bằng mạch Arduino đã được lập trình
sẵn. Các khối sau khi được lắp ráp đã hoạt động đúng yêu cầu đặt ra. Các thơng số kỹ thuật của cảm biến có
thể thay đổi để phù hợp với từng điều kiện môi trường khác nhau.

324


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Sách Vi Điều Khiển – Trường Đại học Công nghệ HUTECH.
2. />3. />4. />
325