TỔNG QUAN VỀ TỦ LƯU TRỮ TÀI LIỆU THÔNG MINH
Giới thiệu chung
Cuộc sống hiện đại và sự phát triển của khoa học công nghệ đã dẫn đến việc mã hóa và lưu trữ dữ liệu dưới dạng file, nhưng vẫn còn một lượng lớn thông tin, tài liệu và sách vở ở dạng chữ viết Việc bảo quản và giữ gìn những tài liệu này theo thời gian trở thành một thách thức, đồng thời việc truy xuất và tìm kiếm thông tin cũng gặp nhiều khó khăn cho người dùng.
Hệ thống tủ lưu trữ dữ liệu thông minh là bước tiến mới trong việc đáp ứng nhu cầu lưu trữ và khai thác kho dữ liệu ngày càng tăng Với sự phát triển của công nghệ hiện đại, hệ thống này không chỉ cho phép lưu trữ nhiều hơn mà còn bền bỉ, tiết kiệm không gian, dễ vận hành và thông minh hơn.
Hệ thống tủ lưu trữ dữ liệu thông minh (tủ hồ sơ) là một giải pháp phân tầng hiệu quả, bao gồm nhiều tủ lưu trữ cục bộ (Slave) được kết nối với một tủ điều khiển trung tâm (Master) Hệ thống này hoạt động với hai chế độ điều khiển: trực tiếp và gián tiếp Mỗi tủ được trang bị đầy đủ các thiết bị như hệ thống động cơ dịch chuyển, cảm biến môi trường, hệ thống phòng cháy chữa cháy, và các thiết bị an toàn, nhằm theo dõi và cập nhật tình trạng của tủ một cách liên tục, từ đó đưa ra các biện pháp xử lý kịp thời khi xảy ra sự cố.
Hệ thống lưu trữ dữ liệu tự động hoàn toàn, phản hồi nhanh chóng theo yêu cầu của người sử dụng và tự khắc phục sự cố, đồng thời liên tục cập nhật tình hình từ các tủ Slave về trung tâm Ngoài ra, hệ thống còn tích hợp phần mềm quản lý từ xa với giao diện thân thiện, cho phép người dùng điều khiển và quản lý thông qua Smartphone, giúp giảm thiểu thời gian và nhân lực.
Sinh viên Nguyễn Như Duyệt, mã số 20121409, đã thực hiện nghiên cứu về quá trình lưu trữ và quản lý tài liệu trong hệ thống Bài viết giới thiệu mô hình tổng quan của một hệ thống tủ lưu trữ hồ sơ, bao gồm 4 tủ Master điều khiển cho 4 hệ thống tủ khác nhau.
Hình 1 1 Tổng quan hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh
Các đặc tính cơ bản của tủ lưu trữ tài liệu thông minh
Hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh được thiết kế để đáp ứng nhu cầu đa dạng của người sử dụng và khối lượng tài liệu cần lưu trữ Tủ hồ sơ có khả năng điều chỉnh linh hoạt, phù hợp với nhiều hoàn cảnh và vị trí khác nhau, do đó cần đảm bảo một số đặc tính cơ bản để tối ưu hóa hiệu quả lưu trữ.
- Tiết kiệm tối đa không gian
Hệ thống được thiết kế với nhiều kệ nhiều tầng dạng Modul, sắp xếp liên tiếp và cạnh nhau, kết hợp với hệ thống chuyển động thông minh, phù hợp với mọi kích thước phòng lưu trữ Việc sắp xếp này giúp tận dụng tối đa không gian hạn chế, đảm bảo lưu trữ an toàn và tiết kiệm diện tích hiệu quả.
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Nhƣ Duyệt – 20121409 5
Khi có yêu cầu truy xuất và sử dụng tài liệu, hệ thống động cơ sẽ tự động di chuyển các Giá để tạo khoảng cách an toàn, giúp người sử dụng dễ dàng thao tác trên các Giá và tài liệu lưu trữ.
Hình 1 2 Mô hình lắp đặt các Giá lưu trữ dữ liệu
- Hệ thống điều khiển thông minh, dễ dàng
Hệ thống Giá tích hợp màn hình cảm ứng và hệ điều hành thông minh, cung cấp chức năng vận hành tự động, cảnh báo sự cố và thay đổi trạng thái môi trường, đồng thời hỗ trợ bảo dưỡng Ngoài ra, hệ thống còn có chức năng vận hành bằng tay đơn giản cho các tình huống khẩn cấp.
Nhân viên lưu trữ có thể thao tác dễ dàng qua màn hình cảm ứng hoặc máy tính từ xa nhờ kết nối Internet Giao diện đơn giản và dễ sử dụng giúp tối ưu hóa các phương tiện phục vụ cho việc vận hành và quản lý hiệu quả.
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Nhƣ Duyệt – 20121409 6
Hình 1 3 Màn hình giao tiếp người dùng
- Nâng cấp và phát triển hệ thống đơn giản
Thiết kế thông minh của hệ thống cho phép linh hoạt thay đổi số lượng và cách sắp xếp các Giá, phù hợp với không gian có sẵn Người dùng có thể dễ dàng thêm hoặc bớt các Giá khi nhu cầu lưu trữ tài liệu thay đổi, mà không làm ảnh hưởng đến hoạt động của toàn bộ hệ thống.
Giao diện cũng linh hoạt, có thể thay đổi theo yêu cầu kiểm soát và quản lý của người sử dụng
Hệ thống liên tục đƣợc nâng cấp để hoàn thiện hơn.
Các chức năng cơ bản của tủ lưu trữ tài liệu thông minh
Để xây dựng một hệ thống lưu trữ tài liệu thông minh, mỗi tủ và toàn bộ hệ thống cần đảm bảo các chức năng cơ bản, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận hành và quản lý.
1.3.1 Chức năng cảnh báo, chống ẩm mốc, đo nhiệt độ, độ ẩm và hẹn giờ thông gió
Thiết bị di động thông minh được trang bị nhiều cảm biến nhiệt độ và độ ẩm, kết nối với hệ thống điều khiển thông minh Nó có khả năng hiển thị và cảnh báo người dùng về các thông số nhiệt độ và độ ẩm, giúp tối ưu hóa vận hành hệ thống thông gió và điều hòa không khí.
Sinh viên Nguyễn Như Duyệt (mã số 20121409) đã thực hiện việc duy trì trạng thái ổn định của môi trường theo các thiết lập của người quản lý trong khoang tài liệu.
Các hệ thống nhiệt độ và độ ẩm cho phép người dùng tùy chỉnh theo nhu cầu lưu trữ tài liệu Khi phát hiện nhiệt độ hoặc độ ẩm vượt quá giới hạn cho phép, giá thông minh sẽ tự động kích hoạt hệ thống thông gió trong khoang tủ, duy trì điều kiện tối ưu để bảo vệ tài liệu khỏi ẩm mốc và hư hại Khi nhiệt độ và độ ẩm trở lại mức ổn định, hệ thống sẽ tự động ngắt.
Người dùng có thể thiết lập hẹn giờ định kỳ để thực hiện thông gió cho tất cả các khoang tài liệu thông qua màn hình giao tiếp thông minh.
1.3.2 Chức năng bảo vệ hệ thống vận hành a Phát hiện và cảnh báo cháy
Tất cả các khoang tài liệu được trang bị hệ thống cảm biến khói để giám sát nồng độ CO2 Khi phát hiện nồng độ CO2 vượt mức cho phép, hệ thống sẽ tự động phát cảnh báo qua loa và màn hình, đồng thời có khả năng cắt nguồn trong trường hợp khẩn cấp để bảo vệ động cơ.
Nếu động cơ gặp tình trạng quá tải hoặc sự cố máy móc trong quá trình hoạt động, khóa rotor sẽ tự động ngắt điện Sau khi sự cố được khắc phục, hệ thống sẽ tự động khôi phục hoạt động, đảm bảo an toàn về điện.
Hệ thống được trang bị đầy đủ các thiết bị bảo vệ và chống dò điện, tự động ngắt nguồn điện khi phát hiện dòng dò hoặc ngắn mạch.
1.3.3 Chức năng bảo vệ an toàn người vận hành và sử dụng a Cảm biến hồng ngoại để bảo vệ an toàn người vận hành
Các cột giá được trang bị cảm biến tia hồng ngoại, giúp phát hiện sự hiện diện của người ra vào Nếu có tài liệu đặt sai quy cách hoặc vật cản xuất hiện trong quá trình vận chuyển, hệ thống sẽ tự động cảnh báo.
Sinh viên Nguyễn Như Duyệt (mã số 20121409) đã thực hiện việc thiết kế hệ thống cảnh báo cho tủ tài liệu Khi người dùng mở hoặc đóng tủ tài liệu, hệ thống sẽ tự động dừng quá trình di chuyển và phát cảnh báo bằng âm thanh thông qua loa.
Khi hết thời gian quy định mà không có người trong khoang chứa tài liệu, Giá sẽ tự động đóng lại và phát cảnh báo bằng âm thanh trước khi vận hành Ngoài ra, chức năng hiển thị Giá cũng sẽ xuất hiện trên màn hình chờ.
Tất cả màn hình điều khiển của Giá thông minh đều hiển thị số Giá khi ở chế độ chờ Sau một thời gian không được điều khiển, màn hình tự động chuyển sang chế độ chờ hiển thị số Giá mà không cần đến Nhãn giấy, Bảng hiển thị hay Led Chức năng chiếu sáng tự động cũng được tích hợp trong thiết kế này.
Hệ thống tích hợp đèn chiếu sáng và đèn chỉ lối đi, cùng với chức năng tìm kiếm, giúp người dùng nhanh chóng đến vị trí cần tìm, tiết kiệm thời gian và năng lượng điện.
Khi có người sử dụng truy xuất vào Khoang tài liệu ( được phát hiện thông qua cảm biến hồng ngoại) hệ thống đèn chiếu sáng sẽ tự động bật
Khi hệ thống đóng Giá tài liệu thì hệ thống đèn chiếu sáng cũng sẽ tắt để tiết kiệm điện năng
1.3.4 Chức năng hỗ trợ tìm kiếm và vận hành hệ thống
Hệ thống cung cấp cơ sở dữ liệu cho phép người quản lý thiết lập các thông số tài liệu như tên, vị trí trong khoang Giá và số lượng Bằng cách kết hợp với phần mềm trên máy tính, người dùng chỉ cần truy xuất thông tin qua Mã tài liệu hoặc Tên tài liệu để nhanh chóng nhận được vị trí tài liệu trong khu Lưu trữ, từ đó tiết kiệm đáng kể thời gian tìm kiếm.
Hệ thống phát triển phần mềm cho phép người quản lý truy cập và sử dụng tất cả các tính năng của Tủ Hồ Sơ trên máy tính từ xa, đảm bảo tính tiện lợi và hiệu quả trong công việc.
Một số hình ảnh thực tế
Hình 1 5 Tổng quan lắp đặt hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Nhƣ Duyệt – 20121409 10
Hình 1 6 Giao diện tương tác người dùng và điều khiển qua Smartphone
Hình 1 7.Các tủ được sắp xếp dạng Modul và đánh số thứ tự cụ thể
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Nhƣ Duyệt – 20121409 11
CÁC HỆ THỐNG VẬN HÀNH VÀ QUẢN LÝ CỦA TỦ LƯU TRỮ TRỮ TÀI LIỆU THÔNG MINH
Các hệ thống vận hành và quản lý của tủ lưu trữ dữ liệu thông minh
Để đảm bảo hệ thống tủ lưu trữ tài liệu thông minh hoạt động hiệu quả, cần thiết kế các hệ thống vận hành cơ bản cho các tủ lưu trữ cục bộ Mỗi hệ thống này đảm nhận một chức năng riêng biệt và được kết nối với nhau thông qua vi điều khiển trung tâm tại mỗi tủ cục bộ và tủ Master.
Về cơ bản chúng ta có 5 hệ thống vận hành gồm :
- Hệ thống nguồn cấp và an toàn điện
Kết hợp với màn hình cảm ứng giao diện và phần mềm quản lý từ xa tạo nên một hệ thống vận hành hoàn chỉnh
Hệ thống lưu trữ tài liệu lớn cần thiết kế động cơ và truyền động ổn định, mạnh mẽ, với khả năng điều khiển đơn giản để di chuyển chính xác các tủ cục bộ có nhiều ngăn chứa và kích thước lớn đến vị trí yêu cầu.
Khi thiết kế tủ, cần chú ý đến yếu tố không gian để đảm bảo sự phù hợp với kích thước tủ và cơ cấu truyền động đơn giản, tiện lợi Hệ thống tủ nên được sắp xếp liền kề, đồng thời lựa chọn động cơ với nguồn cấp chung để đạt hiệu quả tối ưu nhất.
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Nhƣ Duyệt – 20121409 12
Bảo dưỡng động cơ là một yếu tố quan trọng, đặc biệt khi không gian được tối ưu hóa, làm cho quá trình bảo trì trở nên khó khăn và phức tạp Do đó, động cơ cần có chu kỳ bảo dưỡng dài để đảm bảo hiệu suất hoạt động tốt nhất.
Hiện nay, nhiều hệ thống động cơ hoạt động ổn định và hiệu suất cao nhưng yêu cầu khắt khe về nguồn cấp và cơ cấu truyền động Sau khi khảo sát và so sánh, tôi đã chọn động cơ một chiều không chổi than (BLDC) nhờ vào những đặc tính nổi bật của nó.
- Sử dụng nguồn một chiều 24V, có thể ghép nối nhiều động cơ trên cùng 1 nguồn cấp
- Sử dụng bộ phận chuyển mạch điện tử để thay thế cho chổi than nhƣ các ĐCMC thông thường
- Hệ thống cảm biến Hall xác định vị trí Rotor, điều khiển cấp nguồn, điều khiển chính xác, đáp ứng nhanh
- Động cơ nhỏ gọn, hỗ trợ cơ cấu truyền động sẵn
- Phương pháp điều khiển đơn giản
- Giá thành hợp lý, phổ biến trên thị trường
Chi tiết động cơ BLDC sẽ được đưa ra trong chương 3,Thiết kế điều khiển cho động cơ BLDC
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Nhƣ Duyệt – 20121409 13
2.1.2 Hệ thống cảm biến a Cảm biến môi trường
Môi trường lưu trữ tài liệu đóng vai trò quyết định đến chất lượng bảo quản Việc theo dõi liên tục và chính xác nhiệt độ cùng độ ẩm trong và ngoài tủ là cần thiết để so sánh với các tiêu chuẩn chuẩn, từ đó đảm bảo một môi trường lưu trữ ổn định và an toàn cho tài liệu.
Cảm biến môi trường được thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt trong mỗi tủ, với khả năng truyền dữ liệu đơn giản Chúng có khoảng đo rộng, hoạt động chính xác và ổn định, đồng thời được tích hợp với vỏ bảo vệ, giảm thiểu nhu cầu bảo dưỡng.
Cảm biến SHT10 đo độ ẩm và nhiệt độ không khí được trang bị vỏ bảo vệ V2, giúp chống lại các tác động vật lý từ môi trường như bụi và nước Sản phẩm nổi bật với độ bền cơ khí cao, cùng với độ chính xác và ổn định vượt trội Các thông số kỹ thuật của cảm biến hoàn toàn đáp ứng yêu cầu sử dụng.
- Khoảng nhiệt độ đo đƣợc : -40 ~120 độ C , sai số 0,5%
- Khoảng độ ẩm đo đƣợc : 0 – 100% RH, sai số 4,5% RH
- Kích thước nhỏ : Đường kính 16mm, độ dài 70mm
- Sử dụng chuẩn giao thứ I2C nên có thể kéo dài (