Nghiên cứu hệ thống giám sát báo động từ xa tránh quên ngƣời trên xe

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GIÁM SÁT BÁO ĐỘNG TỪ
XA TRÁNH QUÊN NGƢỜI TRÊN XE

SVTH: HỒ THANH HÙNG
MSSV: 15145250
SVTH: TRẦN THANH NGHIÊM
MSSV: 15145296
GVHD: ThS. NGUYỄN TRỌNG THỨC

TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2019


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật ô tô

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GIÁM SÁT BÁO ĐỘNG TỪ
XA TRÁNH QUÊN NGƢỜI TRÊN XE

SVTH: HỒ THANH HÙNG

MSSV: 15145250
SVTH: TRẦN THANH NGHIÊM
MSSV: 15145296
GVHD: ThS. NGUYỄN TRỌNG THỨC

TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2019


TRƢỜNG ĐH SƢ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TP.HỒ CHÍ MINH

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TP. Hồ Chí Mính, ngày 20 tháng 07 năm 2019

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: 1. Hồ Thanh Hùng

MSSV: 15145250

(E-mail:

Điện thoại: 0398089427)

2. Trần Thanh Nghiêm

MSSV: 15145296

(E-mail:

Điện thoại: 0969933452)

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ơ tơ
Khố: 2015

Lớp: 151451C – 151451D

1. Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống giám sát báo động từ xa tránh quên ngƣời trên xe
2. Nhiệm vụ đề tài
1. Nghiên cứu hệ thống tránh quên ngƣời trên xe của các hãng xe ô tô
2. Nghiên cứu các module, linh kiện điện tử sử dụng trong mạch
3. Nghiên cứu lập trình Arduino, lập trình App Inventor2 hiển thị trên điện thoại
Android
4. Thiết kế mạch
5. Xây dựng các thuật toán để lập trình Arduino và lập trình App Inventor2
6. Viết thuyết minh cho đề tài
3. Sản phẩm của đề tài
1. Thuyết minh đề tài
2. Mạch giám sát báo động từ xa tránh quên ngƣời trên xe
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 22/03/2019
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ đề tài: 20/07/2019
TRƢỞNG BỘ MÔN

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN


TRƢỜNG ĐH SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn: Điện – Điện tử ô tô
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên: Hồ Thanh Hùng

MSSV: 15145250

Họ và tên sinh viên: Trần Thanh Nghiêm

MSSV: 15145296

Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống giám sát báo động từ xa tránh quên ngƣời trên xe
Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Họ và tên GV hƣớng dẫn: ThS. Nguyễn Trọng Thức
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy)
2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................
2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể
tiếp tục phát triển)
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................


2.3.Kết quả đạt được:
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
3. Đánh giá:
Điểm
tối đa

TT

Mục đánh giá

1.

Hình thức và kết cấu ĐATN
Đ ng ormat với đ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục

2.

Điểm đạt
đƣợc

30
10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

Nội dung ĐATN
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,
khoa học hội

50

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc quy
trình đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc thực tế.

15

Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên ngành

5

3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

4. Kết luận:
 Đƣợc phép bảo vệ
 Không đƣợc phép bảo vệ
TP.HCM, ngày 23 tháng 07 năm 2019
Giảng viên hƣớng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)


TRƢỜNG ĐH SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn: Điện – Điện tử ô tô
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên: Hồ Thanh Hùng

MSSV: 15145250

Họ và tên sinh viên: Trần Thanh Nghiêm

MSSV: 15145296

Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống giám sát báo động từ xa tránh quên ngƣời trên xe
Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Họ và tên GV phản biện: ThS. Nguyễn Thành Tuyên
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể
tiếp tục phát triển)
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................

5. Câu hỏi:
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
6. Đánh giá:

1.

2.

Điểm
tối đa

Mục đánh giá

TT

Hình thức và kết cấu ĐATN

Điểm đạt

đƣợc

30

Đ ng ormat với đ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục

10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,
khoa học hội

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc quy

trình đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc thực tế.

15

Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên ngành

5

3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

7. Kết luận:
 Đƣợc phép bảo vệ

 Không đƣợc phép bảo vệ
TP.HCM, ngày 25 tháng 07 năm 2019
Giảng viên phản biện
(Ký, ghi rõ họ tên)


TRƢỜNG ĐH SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống giám sát báo động từ xa tránh quên ngƣời trên xe
Họ và tên sinh viên: 1. Hồ Thanh Hùng
2. Trần Thanh Nghiêm

MSSV: 15145250
MSSV: 15145296

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hƣớng dẫn. Giảng viên phản
biện và các thành viên trong Hội đồng bảo vệ. Đồ án tốt nghiệp đã đƣợc hoàn chỉnh đúng
theo yêu cầu về nội dung và hình thức.

Chủ tịch Hội đồng: __________________________________

___________

Giảng viên hƣớng dẫn: _______________________________

___________

Giảng viên phản biện: ________________________________

___________

Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2019


LỜI CÁM ƠN

Trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp, chúng em đã nhận đƣợc nhiều sự giúp đỡ,
đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cơ và bạn bè. Với lịng biết ơn chân thành
và sâu sắc, chúng em xin đƣợc gởi lời cảm ơn đến:
Thầy ThS. Nguyễn Trọng Thức, thầy đã trực tiếp hƣớng dẫn đề tài, ngƣời tận tình chỉ
dẫn, quan tâm theo dõi trong suốt thời gian thực hiện đề tài từ đó chúng em đã tích lũy
cho mình những kiến thức bổ ích.
Q thầy trong bộ mơn điện tử ơ tơ thuộc Khoa Cơ khí Động lực Trƣờng Đại học Sƣ
phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ, hƣớng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình cho
chúng em trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu.
Quý thầy cô Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình
chỉ dạy, truyền đạt kiến thức cần thiết cũng nhƣ tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em
trong suốt thời gian học tập vừa qua.
Các bạn sinh viên các khóa, đã cùng trao đổi kiến thức và giúp đỡ chúng em trong
suốt thời gian học tập.
Chân thành cảm ơn q thầy cơ, nhà trƣờng, gia đình đã quan tâm và tạo điều kiện
cho chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Với điều kiện về thời gian cũng nhƣ kinh nghiệm còn hạn chế của sinh viên nên
khơng thể tránh đƣợc những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận đƣợc sự chỉ bảo, đóng
góp ý kiến của các thầy cơ để chúng em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức của
mình đƣợc hồn thiện hơn.

TP.HCM, ngày 20 tháng 7 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Hồ Thanh Hùng – Trần Thanh Nghiêm

i


TÓM TẮT

“Nghiên cứu hệ thống giám sát báo động từ xa tránh quên ngƣời trên xe”. Đây
là đề tài của nhóm nhằm mục đích nghiên cứu hệ thống giám sát trên xe, báo động từ xa
tránh trƣờng hợp ngƣời bị bỏ quên trên xe. Đối tƣợng bị bỏ quên trên xe bao gồm: trẻ em
dƣới 4 tuổi, cũng có thể là thú cƣng. Khu vực ngồi: ở hàng ghế sau của xe. Sau khi xe
ngừng hoạt động, ngƣời điều khiển ô tô có thể theo dõi nồng độ CO2 trong xe thông qua
điện thoại, nếu nồng độ CO2 vƣợt ngƣỡng cho phép và có sự hiện diện ngƣời trong xe thì
ngƣời điều khiển ơ tơ sẽ nhận đƣợc tin nhắn, cuộc gọi nhắc nhở, cảnh báo kiểm tra lại xe
ô tô, tránh đƣợc trƣờng hợp ngƣời bị bỏ quên trên xe.
Để thực hiện đƣợc đề tài này, nhóm đã tham khảo các tài liệu trên mạng, tham khảo
công nghệ của các hãng xe về hệ thống giám sát, cảnh báo, nhắc nhở tránh quên ngƣời
trên xe. Sau đó đề xuất ý tƣởng, nhóm tiến hành làm một mơ hình thực nghiệm ở trên xe
ơ tơ.
Sau thời gian nghiên cứu thì nhóm đã đạt đƣợc các kết quả sau:
 Tìm hiểu đƣợc các công nghệ của hệ thống tránh quên ngƣời trên xe của các hãng
xe ô tô.
 Đề xuất ý tƣởng, thực hiện mơ hình của hệ thống giám sát báo động từ xa tránh
quên ngƣời trên xe.
 Thiết kế đƣợc phần mềm trên điện thoại Android
 Giao tiếp truyền dữ liệu của hệ thống giám sát qua GPRS, theo dõi thông qua phần
mềm điện thoại Android
 Thực hiện đƣợc các báo động từ xa bằng tin nhắn, cuộc gọi đến ngƣời điều khiển

ô tô với những số điện thoại đƣợc thiết lập trƣớc.

ii


MỤC LỤC
Trang
LỜI CÁM ƠN .......................................................................................................................i
TÓM TẮT ........................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................ vii
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................................xi
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ........................................................................1
1.1. Đặt vấn đề ...............................................................................................................1
1.2. Lý do chọn đề tài ....................................................................................................1
1.3. Mục tiêu đề tài ........................................................................................................2
1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................................2
1.5. Ý nghĩa thực hiện ...................................................................................................2
1.6. Giới hạn đề tài ........................................................................................................2
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................................3
2.1. Đặc điểm của xe ô tô khi để dƣới trời nắng ..............................................................3
2.1.1. Tác hại ................................................................................................................4
2.2. Ảnh hƣởng của nồng độ CO2 ....................................................................................5
2.2.1. Khí quyển ...........................................................................................................5
2.2.2. Con ngƣời ...........................................................................................................7
2.3. Các cơng nghệ tránh quên ngƣời trên xe ô tô ...........................................................7
2.3.1. Giới thiệu ............................................................................................................7
2.3.2. Công nghệ tránh quên ngƣời trên xe ô tô của các hãng xe ô tô .........................9
CHƢƠNG 3. GIỚI THIỆU CÁC MODULE VÀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ .................14

3.1 Board Arduino ..........................................................................................................14
3.1.1 Giới thiệu ...........................................................................................................14
3.2 Mạch hạ nguồn 5V LM2596 ....................................................................................17
3.2.1. Giới thiệu ..........................................................................................................17
3.2.2. Thông số kỹ thuật .............................................................................................17
iii


3.2.3 Cách sử dụng module LM2596 .........................................................................17
3.3 Cảm biến siêu âm JSN-SR04T .................................................................................18
3.3.1 Giới thiệu ...........................................................................................................18
3.3.2 Thông số kỹ thuật ..............................................................................................18
3.3.3 Cách sử dụng .....................................................................................................19
3.3.4 Hoạt động ..........................................................................................................20
3.3 Module cảm biến khí CO2 MHZ-19.........................................................................20
3.3.1. Giới thiệu ..........................................................................................................20
3.3.2. Cơng nghệ Non-Dispersive Infrared (NDIR) ...................................................21
3.3.3. Thông số kỹ thuật .............................................................................................22
3.3.4. Cách sử dụng ....................................................................................................23
3.4. Module SIM 800L ...................................................................................................23
3.4.1. Giới thiệu ..........................................................................................................23
3.4.2. Thông số kỹ thuật .............................................................................................23
3.4.3. Cách sử dụng ....................................................................................................24
3.5 Module GPS NEO-6M V2 .......................................................................................24
3.5.1. Giới thiệu ..........................................................................................................24
3.5.2. Thông số kỹ thuật .............................................................................................25
3.5.3. Cách sử dụng ....................................................................................................25
3.6 Module I2C LCD .....................................................................................................25
3.6.1. Giới thiệu ..........................................................................................................25
3.6.2 Chuẩn giao tiếp I2C ...........................................................................................26

3.6.3 Cách sử dụng .....................................................................................................27
CHƢƠNG 4. GIỚI THIỆU CÁC PHẦN MỀM SỬ DỤNG ........................................28
4.1 Arduino IDE .............................................................................................................28
4.2 App Inventor2 ..........................................................................................................28
4.2.1 Giới thiệu phần mềm App Inventor2.................................................................28
4.2.2 Cách sử dụng .....................................................................................................29
4.3. Thingspeak ..............................................................................................................37
4.3.1. Cách tạo tài khoản Thingspeak ........................................................................37
4.3.2. Chức năng của Thingspeak ..............................................................................39
iv


4.4. Proteus .....................................................................................................................40
4.4.1. Giới thiệu phần mềm Proteus ...........................................................................40
4.4.2. Cách sử dụng ....................................................................................................41
4.4.3. Tạo linh kiện mới trong Proteus .......................................................................43
4.4.4. Tạo Layout cho linh kiện ..................................................................................45
CHƢƠNG 5. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ..............................................48
5.1 Lựa chọn giải pháp ...................................................................................................48
5.1.1 Giải pháp thiết kế...............................................................................................48
5.1.2 Sơ đồ khối của hệ thống ....................................................................................49
5.1.3 Nhiệm vụ của các khối ......................................................................................49
5.2 Hoạt động .................................................................................................................52
5.3 Thiết kế và thi công mạch ........................................................................................55
5.3.1 Thiết kế mạch ....................................................................................................55
5.3.2 Thiết kế lƣu đồ thuật toán của hệ thống ............................................................60
5.3.3 Thi công mạch ...................................................................................................66
5.3.4 Thiết kế hộp cho hệ thống .................................................................................67
5.3.5 Kết quả thực hiện ...............................................................................................67
5.3.6 Thực nghiệm mô hình .......................................................................................68

5.4 Tính tốn giá trị nồng độ ppm của CO2 trong xe ô tô ..............................................71
5.5 Hiển thị dữ liệu lên app Inventer 2...........................................................................72
5.6 Hƣớng dẫn sử dụng phần mềm giám sát từ xa .........................................................74
CHƢƠNG 6 . KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN .............................................77
6.1 Kết luận ....................................................................................................................77
6.1.1 Kết quả hoàn thành ............................................................................................77
6.1.2 Hạn chế ..............................................................................................................77
6.2 Hƣớng phát triển ......................................................................................................78
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................79

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CPU: Central Processing Unit
GPRS: General Packet Radio Service
GPS: Global Positioning System
GM: General Motors
IC: Integrated Circuit
IDE: Inter grated Development Environment
I/O: Input/Output
I2C: Inter-Integrated Circuit
LCD: Liquid Crystal Display
NIDR: Non-Dispersive Infrared
NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration
ppm: Parts per milion
PWM: Pulse Width Modulation
RAM: Random Access Memory
RDA: Rear Door Alert
ROA: Rear Occupant Alert

ROM: Read Only Memory
SCL: Serial Clock
SDA: Serial Data
SĐT: Số điện thoại
SIM: Subscriber Identity Module
SMS: Short Message Services
SPI: Serial Peripheral Interface
SUV: Sport Utility Vehicle
UART: Universal Asynchronous Receiver Transmitter
USB: Universal Development Environment
UV: Ultraviolet

vi


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Trang
Hình 2.1: Nhiệt độ bên trong ơ tơ khi đậu dƣới trời nắng .................................................. 3
Hình 2.2: Xe ô tô thử nghiệm ở bang Arizona.................................................................... 4
Hình 2.3: Biểu đồ nồng độ CO2 trung bình trên tồn cầu qua các năm .............................. 6
Hình 2.4: Số các sự cố tại Mỹ thu thập qua các năm 1998 -2018 ...................................... 8
Hình 2.5: Thời điểm xảy ra sự cố trong năm (1998-2018) ................................................. 9
Hình 2.6: Chiếc Acadia 2017 trang bị hệ thống Rear Seat Reminder của GM .................. 9
Hình 2.7: Thơng báo nhắc nhở đƣợc hiển thị trên mặt đồng hồ của xe GM .................... 10
Hình 2.8: Chiếc Pathfinder 2018 đƣợc trang bị cơng nghệ RDA ..................................... 10
Hình 2.9: Thơng báo nhắc nhở hiển thị trên mặt đồng hồ xe Nissan ............................... 11
Hình 2.10: Xe Hyundai Santa Fe 2019 đƣợc trang bị cơng nghệ ROA ............................ 11
Hình 2.11: Vị trí gắn cảm biến siêu âm trên xe của Hyundai ........................................... 12
Hình 2.12: Cơng nghệ Rear Occupant Alert của Hyundai ............................................... 12
Hình 2.13: Thông báo cảnh báo đƣợc gửi đến ngƣời điều khiển ô tô .............................. 13

Hình 3.1: Logo Arduino .................................................................................................... 14
Hình 3.2: Board Arduino Mega2560 thực tế .................................................................... 16
Hình 3.3: Module LM2596 thực tế ................................................................................... 17
Hình 3.4: Cấp và nhận nguồn trên Module LM2596 ........................................................ 18
Hình 3.5: Cảm biến siêu âm JSN-SR04T thực tế ............................................................. 18
Hình 3.6: Vị trí điện trở R27 của mạch điều khiển cảm biến ........................................... 19
Hình 3.7: Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm ..................................................... 20
Hình 3.8: Cảm biến khí CO2 MH-Z19 thực tế .................................................................. 20
Hình 3.9: Cấu tạo của cơng nghệ NDIR .......................................................................... 21
Hình 3.10: Module SIM 800L thực tế .............................................................................. 23
Hình 3.11: Module GPS NEO-6M V2 thực tế .................................................................. 25
Hình 3.12: Module I2C thực tế ......................................................................................... 26
Hình 3.13: Ví dụ đƣờng Bus I2C ...................................................................................... 26
Hình 4.1: Giao diện làm việc Arduino IDE ...................................................................... 28
Hình 4.2: Giao diện và kết nối với điện thoại ................................................................... 29
vii


Hình 4.3: Giao diện của App Inventor2 ............................................................................ 29
Hình 4.4: Cách tạo một project mới .................................................................................. 30
Hình 4.5: Đặt tên cho project ............................................................................................ 30
Hình 4.6: Giao diện làm việc của App Inventor2 ............................................................. 31
Hình 4.7: Vùng làm việc Palete ........................................................................................ 31
Hình 4.8: Vùng làm việc Viewer ...................................................................................... 32
Hình 4.9: Vùng làm việc Components .............................................................................. 32
Hình 4.10: Vùng làm việc Properties ................................................................................ 32
Hình 4.11: Sử dụng đối tƣợng........................................................................................... 33
Hình 4.12: Giao diện Blocks ............................................................................................. 33
Hình 4.13: Cách chọn để xuất file APK ........................................................................... 34
Hình 4.14: Cách chọn kết nối khơng cần xuất file APK................................................... 34

Hình 4.15: Mã QR ............................................................................................................. 35
Hình 4.16: Quét mã QR .................................................................................................... 35
Hình 4.17: Giao diện đăng nhập của App ......................................................................... 35
Hình 4.18: Giao diện giới thiệu của App .......................................................................... 36
Hình 4.19: Giao diện giám sát của App ............................................................................ 36
Hình 4.20: Giao diện trang chủ Thingspeak ..................................................................... 37
Hình 4.21: Tạo new channel ............................................................................................. 38
Hình 4.22: API Keys ......................................................................................................... 38
Hình 4.23: Dữ liệu đƣợc lƣu trên Thingspeak dƣới dạng đồ thị ....................................... 39
Hình 4.24: Các ứng dụng liên kết với Thingspeak ........................................................... 39
Hình 4.25: Giao diện khi mở phần mềm Proteus .............................................................. 40
Hình 4.26: Cách tạo project mới ....................................................................................... 41
Hình 4.27: Đặt tên và lƣu file project mới ........................................................................ 42
Hình 4.28: Giao diện làm việc của Proteus....................................................................... 42
Hình 4.29: Các vùng làm việc của Proteus ....................................................................... 43
Hình 4.30: Tạo hình dạng và chân module GPS NEO 6M-V2 trong Proteus .................. 44
Hình 4.31: Đặt tên và kí hiệu chân cho linh kiện.............................................................. 44
Hình 4.32: Module GPS NEO 6M-V2 sau khi tạo trong Proteus ..................................... 45
Hình 4.33: Add linh kiện vào Proteus ............................................................................... 45
viii


Hình 4.34: Vị trí icon chuyển sang chế độ PCB Layout ................................................... 46
Hình 4.35: Lƣu Layout của linh kiện vào Proteus ............................................................ 46
Hình 4.36: Add Layout cho linh kiện ............................................................................... 47
Hình 5.1: Sơ đồ khối của hệ thống .................................................................................... 49
Hình 5.2: Module LM2596 chuyển đổi nguồn 12V sang 5V .......................................... 49
Hình 5.3: Khối cơng tắc máy ............................................................................................ 50
Hình 5.4: Khối cảm biến ................................................................................................... 50
Hình 5.5: Khối định vị ...................................................................................................... 51

Hình 5.6: Khối báo động ................................................................................................... 51
Hình 5.7: Khối hiển thị ..................................................................................................... 52
Hình 5.8: Cầu phân áp....................................................................................................... 53
Hình 5.9: Sơ đồ mạch tồn bộ hệ thống ............................................................................ 55
Hình 5.10: Sơ đồ mạch khối hạ nguồn.............................................................................. 55
Hình 5.11: Sơ đồ mạch khối hiển thị ................................................................................ 56
Hình 5.12: Sơ đồ mạch khối định vị ................................................................................. 56
Hình 5.13: Sơ đồ mạch khối cảm biến .............................................................................. 57
Hình 5.14: Sơ đồ mạch khối cơng tắc máy ....................................................................... 58
Hình 5.15: Sơ đồ mạch khối báo động tại chỗ .................................................................. 58
Hình 5.16: Sơ đồ mạch khối báo động từ xa .................................................................... 59
Hình 5.17: Lƣu đồ thuật tốn của hệ thống ...................................................................... 60
Hình 5.18: Lƣu đồ thuật tốn của chƣơng trình giám sát ................................................. 60
Hình 5.19: Lƣu đồ thuật tốn của chƣơng trình báo động ................................................ 61
Hình 5.20: Lƣu đồ thuật tốn chƣơng trình nhắn tin cảnh báo ......................................... 62
Hình 5.21: Lƣu đồ thuật tốn chƣơng trình thực hiện cuộc gọi cảnh báo ........................ 63
Hình 5.22: Lƣu đồ thuật tốn gửi dữ liệu lên Thingspeak ................................................ 64
Hình 5.23: Các giá trị của cảm biến gửi lên Thingspeak .................................................. 65
Hình 5.24: Thiết kế mạch in của hệ thống ........................................................................ 66
Hình 5.25: Mạch của hệ thống sau khi in mạch thủ cơng ................................................. 66
Hình 5.26: Thiết kế hộp bảo vệ hệ thống ......................................................................... 67
Hình 5.27: Mơ hình sau khi thi cơng ............................................................................... 67
Hình 5.28: Các bộ phận bên trong mơ hình ...................................................................... 68
ix


Hình 5.29: Cấp nguồn cho hệ thống hoạt động ................................................................ 68
Hình 5.30: Giá trị cảm biến đọc đƣợc gửi lên App trạng thái ON/OFF ........................... 69
Hình 5.31: Vị trí toạ độ và bảng đồ thị nồng độ ppm CO2 ............................................... 69
Hình 5.32: Các tin nhắn cảnh báo của hệ thống ............................................................... 70

Hình 5.33: Vị trí link Thingspeak cung cấp để xem thơng tin dữ liệu ............................. 72
Hình 5.34: Khổi tách chuỗi sử dụng trong ứng dụng Inventer ......................................... 72
Hình 5.35: Kết hợp một số khối để lấy kết quả giá trị nồng độ CO2 ................................ 73
Hình 5.36: Các khối block thực hiện lấy dữ liệu từ Thingspeak ...................................... 73
Hình 5.37: Giao diện khi mở phần mềm ........................................................................... 74
Hình 5.38: Đăng nhập tài khoản để vào App .................................................................... 74
Hình 5.39: Giao diện giới thiệu của App .......................................................................... 75
Hình 5.40: Giao diện theo dõi của App ............................................................................ 75
Hình 5.41: Giao diện giám sát của App khi giá trị đƣợc cập nhật .................................... 76

x


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Bảng giá trị nhiệt độ đo đƣợc của buổi thử nghiệm ở bang Arizona ................. 3
Bảng 3.1: Bảng thông số Arduino Mega2560 ................................................................... 17
Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật Module LM2596 ................................................................. 17
Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật cảm biến siêu âm JSN-SR04T ............................................ 19
Bảng 3.4: Thông số kỹ thuật cảm biến MH-Z19 .............................................................. 22
Bảng 3.5: Xác định chân của cảm biến MH-Z19 .............................................................. 22
Bảng 3.6: Thông số kỹ thuật Module SIM 800L .............................................................. 23
Bảng 3.7: Chức năng các chân của Module SIM 800L .................................................... 24
Bảng 3.8: Thông số kỹ thuật Module GPS NEO 6M-V2 ................................................. 25

xi


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Đặt vấn đề

Ngày nay, với sự biến đổi khí hậu tồn cầu làm cho trái đất đang nóng dần lên. Hiện
tƣợng hiệu ứng nhà kính dẫn đến nhiệt độ trên bề mặt trái đất đang tăng dần. Vào những
ngày đầu năm 2019 vừa qua, Việt Nam vừa trải qua một đợt nắng nóng diện rộng kéo
dài. Dù đây mới chỉ là đợt nắng nóng đầu mùa, nhƣng nhiệt độ nhiều nơi đã lên đến trên
40oC. Đỉnh điểm là tại huyện Hƣơng Khuê – Hà Tĩnh đã trải qua một đợt nắng nóng với
nhiệt độ tăng cao, phá mọi kỹ lục quốc gia trên thế giới khi nhiệt độ đo đƣợc là 43,4oC.
Số liệu đƣợc cung cấp chính xác từ cơ quan khí tƣợng thuỷ văn Pháp Metao France.[1]
Ở nƣớc ta, lƣợng ô tô sử dụng ngày càng gia tăng và sẽ là phƣơng tiện di chuyển
chính của ngƣời dân Việt Nam trong tƣơng lai. Khi mà nhiệt độ thời tiết tăng cao do nắng
nóng kéo dài, việc đậu xe ơ tơ dƣới trời nắng trong một thời gian dài sẽ làm ảnh hƣởng
đến tuổi thọ của các chi tiết, bộ phận hệ thống trên ô tô. Không những thế, khi đậu ô tô
dƣới trời nắng q lâu sẽ làm cho khơng khí bên trong xe rất độc, tạo ra các mùi khó
chịu. Do hàng loạt các hoá chất từ các chi tiết bên trong nội thất ơ tơ bị chuyển hố và
bay hơi ở nhiệt độ cao.
Theo nghiên cứu của Đại học San Francisco (Mỹ), nếu nhiệt độ ngoài trời là 35oC với
thời gian 20 phút, trong cabin của một chiếc xe ô tơ nhỏ, khơng mở điều hồ thì nhiệt độ
có thể ở mức 51oC. Nếu thời gian là 30 phút, con số tƣơng ứng gần 60oC. Chính nhiệt độ
cao là nguyên nhân gây ra những ảnh hƣởng tiêu cực đối với ô tô và ngƣời ở trên xe. Còn
ở nhiệt độ 40oC do hiệu ứng nhà kính thì nhiệt độ bên trong xe có thể lên tới 70oC.
1.2. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, theo thống kê mới nhất thì có vô số những vụ bỏ quên trẻ nhỏ trong ô tô
xảy ra trên khắp thế giới và Việt Nam cũng khơng ngoại lệ. Đã có nhiều trƣờng hợp trẻ
em tử vong do ngƣời lớn bỏ lại trong xe ô tô q lâu dƣới thời tiết khí hậu lại nắng nóng
dẫn đến những trƣờng hợp tử vong đáng tiếc.
Với những vấn đề nêu trên cùng với ý tƣởng đề xuất của nhóm đã thống nhất thì đề
tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu hệ thống giám sát báo động từ xa tránh quên ngƣời trên
xe” sẽ đƣa ra các giải pháp khắc phục những trƣờng hợp trẻ em bị bỏ quên trên xe, tránh
đƣợc những trƣờng hợp tử vong đáng tiếc xảy ra. Đây là một đề tài nghiên cứu thực tế
của nhóm nếu thành cơng thì sẽ giúp ích cho ngƣời điều khiển ô tô trong việc theo dõi sự
1

thay đổi nồng độ CO2 ở trong xe ô tô thông qua App trên điện thoại Android, nếu nồng
độ CO2 ở trong xe ơ tơ có sự gia tăng đột biến và có sự hiện diện của con ngƣời ở hàng
ghế sau khi xe khơng hoạt động thì ngƣời điều khiển ô tô sẽ nhận đƣợc tin nhắn nhắc
nhở, cuộc gọi cảnh báo yêu cầu kiểm tra lại xe.
1.3. Mục tiêu đề tài
Mục tiêu của đề tài này là nghiên cứu các hệ thống tránh quên ngƣời của các hãng xe
ơ tơ, từ đó thực hiện mơ hình hệ thống giám sát báo động từ xa tránh quên ngƣời trên xe.
Sử dụng phần mềm lập trình Arduino, hệ thống giám sát hiển thị các giá trị đọc đƣợc của
cảm biến trên điện thoại sử dụng hệ điều hành Android nhờ lập trình App Inventor2. Hệ
thống báo động sẽ gửi tin nhắn, thực hiện cuộc gọi đến số điện thoại đƣợc thiết lập trƣớc.
Thông qua theo dõi App và nhận đƣợc tin nhắn, cuộc gọi, ngƣời điều khiển ô tô đƣợc
nhắc nhở, cảnh báo kiểm tra lại xe ơ tơ, có thể tránh đƣợc trƣờng hợp bỏ quên ngƣời ở
trên xe.
1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Các phƣơng pháp nghiên cứu mà nhóm đã sử dụng:
-

Phƣơng pháp thu thập dữ liệu

-

Phƣơng pháp chọn lọc

-

Phƣơng pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết

-

Phƣơng pháp thử nghiệm

1.5. Ý nghĩa đề tài
Đề tài này giúp hạn chế đƣợc tình trạng trẻ em hoặc thú cƣng bị bỏ quên trên xe ô tô
do vô ý hay sự bất cẩn của ngƣời điều khiển ô tô. Tránh đƣợc những trƣờng hợp tử vong
đáng tiếc xảy ra, thông qua hệ thống giám sát báo động từ xa. Ngƣời điều khiển ô tô sẽ
nhận đƣợc tin nhắn nhắc nhở, cuộc gọi cảnh báo kiểm tra lại xe ô tô khi có trƣờng hợp
khẩn cấp.
1.6. Giới hạn đề tài
Đề tài mới chỉ thực nghiệm trên mơ hình, chƣa kiểm tra hoạt động khi gắn trực tiếp
trên xe ô tô để thử trong thời gian dài.

2


CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Đặc điểm của xe ô tô khi để dƣới trời nắng
Khi xe ô tô ngừng hoạt động, đƣợc đậu ở ngoài trời trong một thời gian dài. Thời
điểm trong ngày, khoảng thời gian từ sáng đến chiều, đó là lúc xe ơ tơ phải chịu sự tác
động trực tiếp bởi ánh nắng gay gắt của mặt trời làm cho nhiệt độ bên trong xe tăng cao
do hiện tƣợng hiệu ứng nhà kính.
Năng lƣợng của ánh sáng mặt trời dƣới dạng các bƣớc sóng ngắn dễ dàng truyền qua
kính xe vào bên trong ơ tơ. Một phần năng lƣợng đƣợc phản xạ ngƣợc trở lại, phần năng
lƣợng còn lại đƣợc hấp thụ bởi các bề mặt vật thể bên trong nội thất ô tô. Sau đó đƣợc
điều chỉnh lại theo bƣớc sóng dài hơn trong phạm vi hồng ngoại, đó gọi là nhiệt. Nhiệt
đƣợc giữ lại trong xe ô tô bởi không gian ở xe ô tô kín, không khí không lƣu thông đƣợc
với môi trƣờng bên ngồi. Đó là lý do vì sao sau một thời gian nhiệt độ bên trong ô tô lại
tăng cao hơn nhiệt độ ở ngồi mơi trƣờng.[3]

Hình 2.1: Nhiệt độ bên trong ô tô khi đậu dƣới trời nắng
Đã có một nghiên cứu thực hiện trên 6 mẫu xe thuộc 3 loại: sedan, xe đô thị cỡ nhỏ
và xe minivan. Trong 3 ngày thử nghiệm với nhiệt độ ở nhiệt độ từ 38 – 40oC ở bang
Arizona, các nhà nghiên cứu đã đo đƣợc kết quả nhƣ sau:
Bảng 2.1: Bảng giá trị nhiệt độ đo đƣợc của buổi thử nghiệm ở bang Arizona
Đậu thời điểm tƣơng tự nhƣng
ở trong bóng râm 1 giờ

Đậu trực tiếp dƣới nắng trong
1 giờ

Cabin

37oC

47oC

Táp lơ

47oC

70oC

Vơ lăng

42oC

53oC

Các ghế ngồi

41oC

51oC

Địa điểm
Vị trí

3


Hình 2.2: Xe ơ tơ thử nghiệm ở bang Arizona
Với giá trị nhiệt độ của cuộc thử nghiệm cho thấy, cho dù có đậu xe ở bóng râm hay
dƣới ánh nắng trực tiếp thì nhiệt độ ở trong xe lúc nào cũng cao, không gian trong xe
không phải là điều kiện lý tƣởng để con ngƣời có ở một thời gian dài khi xe ngừng hoạt
động.
2.1.1. Tác hại
Việc đậu xe ô tô dƣới ánh nắng mặt trời thƣờng xuyên trong một thời gian dài, phải
chịu tác động trực tiếp từ ánh nắng mặt trời gây gắt, nhiệt độ trong xe tăng cao lâu dần sẽ
ảnh hƣởng đến một số bộ phận, chi tiết trên xe ô tô nhƣ:
Màu sơn ngoại thất: Nếu xe đậu thƣờng xuyên ngoài trời nắng, nhiệt độ cao khiến
sơn mau phai màu hơn do tia UV trong ánh nắng mặt trời có khả năng thúc đẩy q trình
oxi hố và làm màu sơn bị bạc màu dần.
Các chi tiết nội thất: Bên trong ô tô, các chi tiết nội thất chịu ảnh hƣởng nhiệt độ
cao nhất, nơi tích tụ sức nóng của ánh sáng mặt trời. Khiến các chi tiết da, nhựa, cao su
nhanh biến tính mặc dù nhà sản xuất đã thiết kệ chịu nhiệt độ cao cho các chi tiết này
nhƣng về lâu dài sẽ làm giảm tuổi thọ của các chi tiết da, nhựa, cao su trong ơ tơ. Ngồi
ra, các chi tiết làm bằng da bên trong nội thất ô tô khi bị tác động bởi nhiệt độ cao sẽ sinh
ra một lƣợng khí nhỏ Benzen cực kì độc hại. Nếu cơ thể ngƣời hít vào sẽ sinh ra các phản
ứng nhƣ: Khó thở, hoa mắt, chống mặt,…

Acquy: Hiện tƣợng quá nhiệt và quá nạp là hai nguyên nhân dẫn đến tình trạng
acquy bị hỏng. Khi đậu xe dƣới trời nắng, nhiệt độ tăng cao làm bay hơi các chất lỏng
bên trong acquy, thay đổi nồng độ dung dịch, tăng tốc độ phản ứng hoá học bên trong
acquy , dẫn đến bị quá tải và giảm tuổi thọ.
4


Lốp xe: Đây là bộ phận dễ hƣ hỏng, do tiếp xúc trực tiếp với mặt đƣờng. Khi nhiệt
độ tăng cao, áp suất bên trong lốp xe tăng dễ làm lốp phình hoặc bị nổ. Sự tăng giảm áp
suất khơng đều giữa các bánh xe có thể dẫn đến mất lực bám khi xe vào cua.
Hệ thống làm mát: Do nhiệt độ tăng cao, hệ thống làm mát sẽ phải làm việc nhiều
hơn, dẫn đến nƣớc làm mát hao hụt nhanh hơn
Các chất lỏng trên ô tô: Dầu máy, nƣớc làm mát, dầu hộp số, dầu phanh dƣới nhiệt
độ tăng cao sẽ bị bay hơi, dẫn đến bị hao hụt nhanh hơn.
Các loại ống dẫn, gioăng đệm: Thƣờng đƣợc thiết kế bằng chất liệu cao su tổng
hợp, với nhiệt độ tăng cao các chi tiết này thƣờng bị xơ cứng, nứt vỡ hoặc đứt gãy.
2.2. Ảnh hƣởng của nồng độ CO2
Khí CO2 là một dạng khí khơng màu, khơng mùi, khơng phải là khí độc nhƣng hít
thở phải ở nồng độ cao sẽ gây nguy hiểm, dẫn đến tình trạng ngạt thở cho cơ thể tạo ra vị
chua trong miệng và cảm giác nhói ở mũi và cổ họng. Đó là do khí hồ tan trong màn
nhầy và nƣớc bọt tạo ra dung dịch của axit yếu H2CO3.
Khí CO2 đƣợc sinh ra bởi nhiều nguyên nhân khác nhau:
 Sinh ra từ hoạt động hô hấp của con ngƣời và động vật, quá trình quang hợp của
thực vật.
 Các hoạt động tiêu cực của con ngƣời: Khí thải cơng nghiệp, hoạt động giao thơng
vận tải (q trình đốt nhiên liệu), các hoạt động trong sinh hoạt, chặt phá rừng bừa
bãi.
 Dân số tăng q nhanh cùng với q trình cơng nghiệp hố – hiện đại hố góp phần
khơng nhỏ vào lƣợng khí thải CO2.
 Do sự phân huỷ của xác động vật, núi lửa phun trào, tạo ra nhiều khói bụi chứa khí

CO2.
2.2.1. Khí quyển
Khí CO2 là một loại khí nhà kính, hấp thụ nhiệt. Đƣợc hâm nóng bởi ánh sáng mặt
trời, mặt đất và đại dƣơng của Trái đất liên tục toả năng lƣợng hồng ngoại (nhiệt). Không
giống nhƣ O2 hoặc N2 (chiếm phần lớn bầu khí quyển), khí CO2 hấp thụ nhiệt và giải
phóng dần dần theo thời gian.
Sự gia tăng khí CO2 trong khí quyển, đó là ngun nhân dẫn đến hiện tƣợng hiệu ứng
nhà kính, khiến bề mặt trái đất ngày càng nóng dần lên. Theo một báo cáo về nồng độ
5


CO2 trong khí quyển đƣợc cơng bố bởi cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dƣơng Quốc
gia Mỹ (NOAA) đã đo lƣợng khí CO2 và các loại khí gây hiệu ứng nhà kính khác trong
nhiều thập kỷ tại một mạng lƣới các địa điểm lấy mẫu khơng khí phân phối toàn cầu.
Báo cáo cho biết trong năm 2015, tốc độ tăng trƣởng hàng năm của nồng độ CO2
trong khí quyển là 3.05 ppm, mức tăng hàng năm lớn nhất trong vòng 56 năm qua. Nhận
định về vấn đề này, các nhà khoa học của NOAA cảnh báo nồng độ CO2 đang ngày càng
tăng trƣởng nhanh so với hàng nghìn năm trƣớc. Theo báo cáo, hai nguyên nhân chính
dẫn đến sự nhảy vọt của nồng độ CO2 trong khí quyển là do hiện tƣợng thời tiết cực đoan
nhƣ El Nino và việc đốt nhiên liệu hoá thạch.
Theo số liệu mà nhóm tìm hiểu đƣợc gần đây trên wedsite CO2.earth, lần cập nhật
cuối là 06/05/2019. Nồng độ CO2 trung bình tồn cầu vào tháng 2/2019 là 410.60 ppm.
So với tháng 2/2018 nồng độ CO2 trung bình tồn cầu là 407.96 ppm. Chỉ trong 1 năm
mà đã tăng gần 2.64 ppm. Điều đó chứng minh cho thấy nồng độ CO2 trong khí quyển
tăng rất nhanh.

Hình 2.3: Biểu đồ nồng độ CO2 trung bình trên tồn cầu qua các năm
Biểu đồ cho thấy nồng độ CO2 trung bình hằng tháng qua các năm gần đây trung
bình trên tồn cầu. Dữ liệu đƣợc báo cáo là một phần mol khơng khí khơ sau khi loại bỏ
hơi nƣớc đƣợc định nghĩa là số lƣợng phân tử CO2 chia cho số lƣợng phân tử trong

khơng khí. Phần mol đƣợc biểu thị bằng đơn vị ppm (phần triệu).

6