TÓM TẮT
Thế giới ngày càng phát triển kéo theo mọi hoạt động của nền kinh tế gia tăng. Các nhà máy, công trình, xưởng sản xuất, dịch vụ du lịch,… mỗi ngày thải ra ngoài môi trường rất nhiều khí thải, chất thải nguy hại, dẫn đến môi trường bị đe dọa nghiêm trọng. Do đó cần phải quan trắc môi trường (QTMT) thường xuyên để có biện pháp phòng ngừa hiện tại và tránh khỏi những tác động xấu sau này.
Hiện nay, các trạm QTMT thường xuyên, cố định được lắp đặt các hệ thống lấy mẫu tự động, định kì kết hợp với đo đạc nhanh một số các chỉ thị ô nhiễm đặc trưng. Ưu điểm của dạng này là nhanh, kịp thời và tích lũy lượng dữ liệu liên tục, lâu dài. Tuy nhiên rào cản lớn nhất cho hệ thống này là việc vận hành thường rất tốn kém. Do đó, nhóm nghiên cứu tạo ra thiết bị nhỏ gọn, đơn giản, chi phí thấp và tính kết nối, chia sẻ cao có thể đo đạc và điều khiển từ xa mà vẫn đảm bảo đo đạc chính xác và linh động trong việc điều khiển. Đủ các thông tin quan trắc môi trường ở mức cơ bản nhất cũng như cập nhật các thông tin về môi trường sống xung quanh một cách nhanh nhất. Đặc biệt, kể cả trong trường hợp không có internet, thiết bị vẫn hoạt động tốt. Để thực hiện mục tiêu, chúng tôi đã chọn module ESP32 tạo một mạng lưới nội bộ Esp-now giúp điều khiển và hiển thị các giá trị nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, độ cao tương đối từ các cảm biến BMP180 và DHT11. Và làm bộ khung xe chứa các thiết bị cảm biến có thiết kế dạng bánh xe của xe tăng giúp xe di chuyển được mọi loại địa hình gồ ghề khó di chuyển.
GIỚI THIỆU HỆ THỐNG
Quan trắc môi trường là một quá trình kiểm tra đo đạc và theo dõi thường xuyên mang tính định kì thông qua các chỉ tiêu về tính chất vật lý và hóa học của thành phần môi trường, quá trình đo lường sẽ cung cấp các đánh giá cần thiết về những tác động và chuyển biến của môi trường ở từng khoảng thời gian khác nhau.
Trong đó quan trắc môi trường được thực hiện ở nhiều không gian và các hình thức đa dạng khác nhau như quan trắc môi trường nước thải hay môi trường đất, môi trường không khí và cả môi trường tiếng ồn cũng được khảo sát, từ đó nhằm đạt đến những mục tiêu chung trong đánh giá những diễn biến của mọi khía cạnh môi trường trong một phạm vi quốc gia hay nắm bắt tình hình cụ thể của từng môi trường để đưa ra những giải pháp cụ thể và có những cảnh báo kịp thời tới những diễn biến bất thường hoặc nguy cơ gây ô nhiễm ảnh hưởng tới thực trạng môi trường chung.
Hiện hay có 2 cách quan trắc là quan trắc trực tiếp tại môi trường và sử dụng hệ thống quan trắc môi trường tự động. Trong đó ưu điểm của quan trắc môi trường tự động là có thể điều khiển hệ thống từ xa nhờ kết nối internet hay kịp thời phát hiện những chuyển biến xấu từ môi trường như sự cố vượt ngưỡng khí thải nước thải nhờ chức năng báo động, hệ thống vận hành đơn giản, không mất nhiều thời gian và không cần huy động quá nhiều nhân lực đồng thời có thể đo được nhiều thông số và đảm bảo sự nhanh chóng.
Esp-Now là một giao thức khác do Espressif phát triển, cho phép nhiều thiết bị giao tiếp với nhau mà không cần sử dụng Wi-Fi. Giao thức này tương tự như kết nối không dây 2.4GHz công suất thấp thường được triển khai trong các mouses không dây. Vì vậy, việc ghép nối giữa các thiết bị là cần thiết trước khi chúng giao tiếp. Sau khi ghép nối xong, kết nối được bảo mật và ngang hàng, không cần bắt tay. Điều này có nghĩa là sau khi kết nối giữa các thiết bị với nhau, kết nối sẽ ổn định. Nói cách khác, nếu đột nhiên một trong các board mạch của bạn bị mất nguồn hoặc Reset, khi khởi động lại, nó sẽ tự động kết nối với nhau để tiếp tục giao tiếp.
Ưu điểm:
Nhược điểm:
Giao tiếp 1 chiều Esp-now: Một board Esp32 gửi dữ liệu đến một board Esp 32 khác như các chỉ số cảm biến hoặc lệnh ON và OFF để điều khiển GPIO.
Một board Esp32 chính gửi dữ liệu đến nhiều board Esp32 phụ. Cấu hình này là cấu hình lý tưởng để xây dựng một cái gì đó giống như một thiết bị điều khiển từ xa. Ví dụ, chúng ta có thể triển khai một số board Esp32 xung quanh ngôi nhà và được điều khiển bởi một board Esp32 chính tại trung tâm ngôi nhà.
Qt Designer là một công cụ để nhanh chóng xây dựng giao diện người dùng đồ họa với các widget từ khung Qt GUI. Nó cung cấp cho bạn một giao diện kéo và thả đơn giản để bố trí các thành phần như nút, trường văn bản, hộp tổ hợp và hơn thế nữa. Đây là ảnh chụp màn hình của Qt Designer trên Windows:
Qt Designer tạo ra .ui các tệp. Đây là một định dạng dựa trên XML đặc biệt để lưu trữ các widget của bạn dưới dạng cây. Bạn có thể tải các tệp này trong thời gian chạy hoặc dịch chúng sang ngôn ngữ lập trình như C ++ hoặc Python.
KẾT LUẬN
Trong thực tế, thay vì phải liên tục sử dụng Internet và Bluetooth cho mỗi lần kết nối thì với Esp-now này giúp ta có thể tiết kiệm được một khoảng thời gian, kết nối một lần duy nhất và không cần phải kết nối lại nhiều lần cho lần kết nối tiếp theo và không cần phải trả thêm chi phí cho kết nối Internet.
Ngô Đăng Lưu (Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh)
Nguyễn Đình Long (Trường Đại học Đồng Nai)
