HỆ THỐNG IOT QUẢN LÍ TRẠM TRUNG CHUYỂN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG NHÚNG KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HÓA

NGUYỄN ĐỨC BẢO ĐỊNH HỆ THỐNG IOT QUẢN LÍ TRẠM TRUNG CHUYỂN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG NHÚNG KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HÓA NGUYỄN ĐỨC BẢO ĐỊNH - 41703051 HỆ THỐNG IOT QUẢN LÍ TRẠM TRUNG CHUYỂN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG NHÚNG KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HÓA Người hướng dẫn TS TRẦN VIỆT HÙNG tranquang141994@gmail.com LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đồ án này, em nhận nhiều trợ giúp, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Bên cạnh đó, em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến TS Trần Việt Hùng khoa Điện – Điện tử trường Đại học Tôn Đức Thắng hướng dẫn tận tình cho em suốt trình thực Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô trường Đại học Tôn Đức Thắng nói chung thầy, Bộ mơn Tự động hóa nói tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập trường, giúp em có tảng, sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt q trình học tập TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 Tác giả Nguyễn Đức Bảo Định CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn khoa học TS Trần Việt Hùng Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngoài ra, đồ án hệ thống nhúng sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung đồ án hệ thống nhúng Trường đại học Tơn Đức Thắng không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền tơi gây q trình thực (nếu có) TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 Tác giả Nguyễn Đức Bảo Định (Trang dùng để đính kèm Nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp có chữ ký Giảng viên hướng dẫn) tranquang141994@gmail.com MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VIII TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.5 DỰ KIẾN KẾT QUẢ CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1 MẢNG ARRAY 2.1.1 Tìm hiểu mảng Array 2.1.2 Ưu điểm mảng 2.1.3 Nhược điểm mảng THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 3.1 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG 3.2 TÌM HIỂU VỀ MODULE ESP32 3.3 CẢM BIẾN CÂN NẶNG LOADCELL 5KG 3.4 MẠCH GIẢM ÁP DC LM2596 3A: 3.5 MẠCH CHUYỂN ĐỔI ADC HX711 3.6 KHỐI NGUỒN CẤP NGUỒN CHO MODULE NODEMCU NGUỒN V 10 3.7 KHỐI LƯU TRỮ ARDUINO IDE 10 3.8 KHỐI NODE RED 11 3.9 SƠ ĐỒ KẾT NỐI CHÂN CỦA MẠCH 12 3.9.1 Khối nguồn 13 3.9.2 Khối mạch chuyển đổi ADC HX711 13 3.9.3 Khối xử lý 14 GIẢI THUẬT VÀ ĐIỀU KHIỂN 14 tranquang141994@gmail.com 4.1 HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 14 4.2 LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN 15 THỰC NGHIỆM 5.1 TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM 16 16 5.1.1 Mạch in 2D 3D 16 5.1.2 Mạch thực tế 18 5.1.3 Các bước tiến hành 19 5.2 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 20 5.3 KẾT LUẬN THỰC NGHIỆM 21 KẾT LUẬN 21 6.1 ƯU ĐIỂM 21 6.2 NHƯỢC ĐIỂM 21 6.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VCC Voltage Collector Collector VDD Voltage Drain Drain VEE Voltage Emitor Emitor VSS Voltage for Substrante IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers Wi-Fi Wireless Fidelity MQTT Message Queue Telemetry Transport IoT Internet of Things tranquang141994@gmail.com TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu đề tài Ngày với phát triển công nghệ điện tử, kỹ thuật số hệ thống dần tự động hóa Sự phát triển vi xử lí, vi mạch số ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển giúp việc xử lí thông tin nhanh trước phục vụ vào sống người Trong lĩnh vực quản lí hàng hóa, phương pháp thủ cơng tốn nhiều thời gian Thay vào việc sử dụng cân điện tử kết hợp với Node Red xuất nhập liệu lên Google Sheet để kiểm soát khối lượng quản lí sản phẩm giải pháp hiệu lĩnh vực 1.2 Mục đích nghiên cứu Mục đích đề tài thiết lập quy trình quản lí hàng hóa việc sử dụng MQTT Aedes Node Red để tiếp nhận liệu cân nặng từ cân điện tử Loadcell, xử lí số liệu, tính tốn Node Red xuất liệu lên Google Sheet Đồng thời người dùng quản lí số liệu hiệu chỉnh từ xa thơng qua Dashboard Node Red 1.3 Đối tượng nghiên cứu ESP32 NodeMCU, Module ESP 32 WiFi+Bluetooth Development Board, phần mềm Arduino IDE để lập trình cho cảm biến cân nặng Loadcell, phần mềm vẽ mạch Altium, cách kết nối linh kiện phần cứng Node Red Google Sheet 1.4 Phạm vi nghiên cứu Ứng dụng trạm trung chuyển, nhà kho, nhà máy, siêu thị tranquang141994@gmail.com 1.5 Dự kiến kết Cân Loadcell đo khối lượng hàng hóa, sau chuyển liệu lên Node Red xử lí tính tốn xuất giá trị lên Google Sheet CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1 Mảng Array 2.1.1 Tìm hiểu mảng Array Mảng (Array) cấu trúc liệu cũ quan trọng Mảng lưu giữ số phần tử cố định phần tử có kiểu Hầu hết cấu trúc liệu sử dụng mảng để triển khai giải thuật Dưới khái niệm quan trọng liên quan tới Mảng ● Phần tử: Mỗi mục lưu giữ mảng gọi phần tử ● Chỉ mục (Index): Mỗi vị trí phần tử mảng có mục số sử dụng để nhận diện phần tử Mảng gồm ghi có kiểu giống nhau, có kích thước cố định, phần tử xác định số Mảng cấu trúc liệu cấp phát liên tục 2.1.2 Ưu điểm mảng ● Truy câp phần tử với thời gian số O(1) ● Sử dụng nhớ hiệu ● Tính cục nhớ 2.1.3 Nhược điểm mảng ● Khơng thể thay đổi kích thước mảng chương trình thực ● Kích thước mảng cố định tranquang141994@gmail.com 3.9.3 Khối xử lý Hình 3- 13: Sơ đồ kết nối với ESP32 Khối xử lý có chức xử lý tín hiệu HX711 chuyển tới Nhận tín hiệu từ HX711và gửi lên Node Red sau Node Red tính tốn gửi tín hiệu lên Google Sheet để ghi nhận giá trị GIẢI THUẬT VÀ ĐIỀU KHIỂN 4.1 Hoạt động hệ thống Hệ thống gồm ESP32 nắm vai trò tiếp nhận truyền dẫn thông tin, kết nối với Wifi, Aedes MQTT Node Red, mạch chuyển đổi HX711 cảm biến cân nặng Loadcell Theo quy trình quản lí hàng hóa, hàng hóa đến cân cảm biến cân nặng, cảm biến nhận giá trị cân nặng hàng hóa chuyển đến mạch chuyển đổi ADC HX711 để chuyển đổi giá trị tín hiệu từ analog sang digital Sau giá trị chuyển đến ESP32 chuyển tiếp lên Node Red tính tốn xử lí thơng qua Aedes MQTT broker Cuối xuất giá trị lên Google Sheet Kết hiển thị Google Sheet Dashboard tranquang141994@gmail.com 4.2 Lưu đồ thuật tốn Hình 4- 1: Lưu đồ giải thuật điều khiển ... 41703051 HỆ THỐNG IOT QUẢN LÍ TRẠM TRUNG CHUYỂN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG NHÚNG KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HÓA Người hướng dẫn TS TRẦN VIỆT HÙNG tranquang141994@gmail.com LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án này,... nguồn 13 3.9.2 Khối mạch chuyển đổi ADC HX711 13 3.9.3 Khối xử lý 14 GIẢI THUẬT VÀ ĐIỀU KHIỂN 14 tranquang141994@gmail.com 4.1 HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 14 4.2 LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN 15 THỰC NGHIỆM 5.1... Transport IoT Internet of Things tranquang141994@gmail.com TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu đề tài Ngày với phát triển công nghệ điện tử, kỹ thuật số hệ thống dần tự động hóa Sự phát triển vi xử lí,