NGHIÊN cứu MẠNG LORA ỨNG DỤNG vào QUAN TRẮC KHÍ hậu ở KHU vực hòa KHÁNH

Đề tài: NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH Họ tên SV:Nguyễn Ngọc Trường ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HÒA KHÁNH Người hướng dẫn: Th.s Trần Duy Chung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Trường Mã sinh viên: 1711505210129 Lớp: 17KTDT1 Đà Nẵng, 1/5/2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HÒA KHÁNH Người hướng dẫn: Th.s Trần Duy Chung Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Trường Mã sinh viên: 1711505210129 Lớp: 17KTDT1 Đà Nẵng, … /2020 Lời Nhận Xét ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… TÓM TẮT Tên đề tài: NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Mã SV: 1711505210129 Lớp: 17KTDT1 Bài báo trình bày thiết kế hệ thống giúp giám sát truyền liệu môi trường cho người dùng Kết cấu xây dựng mạng cảm biến không dây sử dụng công nghệ truyền thông LORA để truyền liệu qua lại Các liệu thu thập từ cổng Node lưu lượng mưa, ánh sáng,áp suất sau truyền tải lên Lora nhiệm vụ bên gửi (Node) thu thập tham số gửi cho bên Gateway Dữ liệu thu thập lưu trữ truyền tải lên server Thingspeak để báo đến người dùng Thông qua ứng dụng MitApp người dùng xem cập nhật khí hậu LỜI NĨI ĐẦU Ngày phát triển nông nghiệp hướng mang lại nguồn lợi kinh tế cho nhà nước Nông nghiệp công nghệ cao nông nghiệp ứng dụng hợp lý công nghệ mới, tiên tiến vào sản xuất nhằm nâng cao hiệu quả, tạo bước đột phá suất, chất lượng nông sản, thỏa mãn nhu cầu ngày cao xã hội bảo đảm phát triển nông nghiệp bền vững Ứng dụng khoa học công nghệ giải thách thức phát triển nông nghiệp ưu việt công nghệ như: Cơng nghệ cảm biến, tự động hóa, internet vạn vật… giúp sản xuất nơng nghiệp tiết kiệm chi phí, tăng suất, hạ giá thành nâng cao chất lượng nông sản, bảo vệ môi trường Mặt khác, công nghệ cao giúp nông dân chủ động sản xuất, khắc phục tính mùa vụ, giảm lệ thuộc vào thời tiết, khí hậu, đáp ứng nhu cầu thị trường chất lượng nơng sản IoT hướng thông minh, hệ thống giúp giảm bớt áp lực việc tìm kiếm nguồn nhân cơng, mà giảm chất lượng cơng việc giám sát thực hiện, trồng ảnh hưởng tiên tố, ngược lại Thông qua hệ thống cảm biến cung cấp cho cách đầy đủ xác yếu tố độ ẩm đất, mức độ ánh sáng, phân tích dịch vụ điện tử Được gợi ý từ hướng dẫn giáo viên, chúng tơi muốn tìm kiếm ứng dụng loT vào nơng nghiệp nhằm mục đích tạo hệ thống có giá thành hợp lý, hiệu quan trọng đưa vào áp dụng cho nơng nghiệp nước nhà, chúng tơi định nghiên cứu tài nguyên “NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH” Đề tài giúp người theo dõi khí hậu thông qua ứng dụng cập nhật tham số từ mơi trường sớm đến người dùng CAM ĐOAN Tôi Nguyễn Ngọc Trường xin cam đoan đồ án tốt nghiệp với đề tài” NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH” q trình tìm hiểu nghiên cứu thân hướng dẫn tận tình Th.s Trần Duy Chung để hoàn thiện đồ án với quy trình trung thực khơng chép từ mơ hình hệ thống khác Sinh viên thực {Chữ ký, họ tên sinh viên} NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HÒA KHÁNH MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG TRÌNH BÀY 1.4 GIỚI HẠN 10 1.5 BỐ CỤC 10 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11 2.1 TỔNG QUAN VỀ IOT 11 2.2 CÔNG NGHỆ LORA 14 2.2.1 Giới thiệu Lora 14 2.3 CÁC CHUẨN GIAO TIẾP 17 2.3.1 Chuẩn giao tiếp SPI 17 2.3.2 Giao thức MQTT 19 2.3.3 Chuẩn giao tiếp One Wire 20 2.4 TỔNG QUAN VỀ WED 22 2.5 TỔNG QUAN VỀ ARDUINO NANO 23 2.6 TỔNG QUAN VỀ GETWAY 27 2.7 GIỚI THIỆU VỀ CẢM BIẾN 28 2.7.1 Cảm biến ánh sáng BH1750 28 2.7.2 Cảm biến áp suất 30 2.7.3 Cảm biến mưa 31 CHƯƠNG 3:TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 33 3.1 GIỚI THIỆU 33 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 33 3.2.1 Thiết kế sơ đồ hệ thống 33 3.2.2 Tính tốn thiết kế mạch 34 3.2.3 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 40 CHƯƠNG 4:THI CÔNG HỆ THỐNG 42 4.1 GIỚI THIỆU 42 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 42 4.2.1 Thi công bo mạch 42 Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HÒA KHÁNH 4.2.2 Lắp ráp kiểm tra bo mạch 43 4.3 THI CƠNG MƠ HÌNH 44 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 45 4.2.1 Lưu đồ giải thuật 45 4.2.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 48 4.2.3 Phần mềm lập trình Web 53 4.2.4 Cách thức sử dụng ứng dụng Mit App Inventor ThingShow 58 CHƯƠNG 5:KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ 63 5.1 KẾT QUẢ 63 5.2 ĐÁNH GIÁ 63 CHƯƠNG 6:KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 64 6.1 KẾT LUẬN 64 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Hình 2.1 Tổng quan IOT 11 Hình 2.2 Ứng dụng IoT 13 Hình 2.3 Radio packet LoRa 15 Hình 2.4 Cấu trúc Software LoRaWan 16 Hình 2.5 Thiết bị LoRaWan kết nối 17 Hình 2.6 Chuẩn giao tiếp SPI 18 Hình 2.7 Tín hiệu giao tiếp SPI 18 Hình 2.8 Giao thức MQTT 20 Hình Cơ sở truyền nhận One Wire 21 Hình 10 Giao tiếp One Wire 21 Hình 2.11 Tổng quan Web server 22 Hình 2.12 Phương thức trình duyệt hiển thị trang web 23 Hình 2.13 Các loại Arduino thơng dụng 24 Hình 2.14 Arduino Nano 26 Hình 2.15 Giao thức truyền thơng Gateway 27 Hình 2.16 Cảm biến ánh sáng BH1750 29 Hình 2.17 Ngun lí hoạt động BH1750 30 Hình 2.18 Cảm biến áp suất 30 Hình 2.19 Cảm biến mưa 32 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 33 Hình 3.2 Sơ đồ kết nối chân cảm biến mưa với Arduino Nano 36 Hình 3.3 Sơ đồ kết nối chân cảm biến áp suất với Arduino Nano 37 Hình 3.4 Sơ đồ kết nối chân cảm biến áp suất với Arduino Nano 38 Hình Sơ đồ kết nối LCD với I2C 39 Hình Sơ đồ nguyên lý cổng Node 40 Hình Sơ đồ nguyên lý Getway 41 Hình Sơ đồ mạch in Gateway bên (nhận liệu) 42 Hình Sơ đồ mạch in cổng Node 43 Hình Mơ hình cổng Node bố trí xếp thực tế 43 Hình 4 Mơ hình hồn thiện hệ thống (gói nhận gói gửi) 44 Hình 4.5 Lưu đồ giải thuật gói nhận (Gateway) 46 Hình 4.6 Lưu đồ giải thuật gói gửi cổng Node 46 Hình 4.7 Giao diện phần mềm Arduino IDE 48 Hình 4.8 Chức công cụ ghi 49 Hình 4.9 Lựa chọn Boar (Arduino NaNo) 51 Hình 4.10 Lựa chọn Processor phù hợp 51 Hình 4.11 Chọn cổng COM 52 Hình 4.12 Quá trình kết nối thành cơng 52 Hình 4.13 Chạy chương trình xuất hình 53 Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH Hình 4.14 Phần mền lập trình thingspeak cho IOT 53 Hình 4.15 Tạo kênh liệu 54 Hình 4.16 Biểu diễn liệu trường 54 Hình 17 Thêm tiện ích dạng số 55 Hình 18 Biểu diễn đồ thị dạng số 55 Hình 4.19 Cài đặt khóa API 56 Hình 20 Sao chép khóa API vào chương trình 56 Hình 21 Hiển thị serial port 57 Hình 22 Kết Thingspeak 57 Hình 4.23 Sơ đồ kết nối Mit App với thiết bị khác 58 Hình 4.24 Tạo project 58 Hình 4.25 Lập trình hiển thị ứng dụng 59 Hình 4.26 Đóng gói File 60 Hình 4.27 Chạy ứng dụng điện thoại 60 Hình 28 Tạo kênh nhập chìa khóa API 61 H ình 29 Dữ liệu biểu diễn dạng đồ thị 62 Bảng Bảng thông số kỹ thuật Arduino 25 Bảng Sơ đồ kết nối chân LCD với Arduino Nano 39 Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH Bước 3: Vào Tools chọn Port chọn cổng kết nối với máy tính mà chọn cổng COM phù hợp Hình 4.11 Chọn cổng COM Lưu ý: Để tải sketch lên, bạn cần chọn bo mạch phù hợp mà bạn sử dụng cổng cho hệ điều hành Bạn nhấp vào Tool Menu, tới phần Board chọn bo bạn muốn làm việc Tương tự, COM1, COM2, COM4, COM14, COM16 cao dành riêng cho bo Serial bo USB Bạn tìm thiết bị serial USB phần cổng Windows Device Manager Bước 4:chọn vào Uploap hiển thị Done compiling hình Hình 4.12 Q trình kết nối thành cơng Bảng đầu sử dụng để đưa nhận xét mã • Nếu mã biên dịch thành cơng lỗi xảy • Nếu mã tải lên bo thành cơng • Bo chiếm không gian Bước 5:Sau kiểm tra Port boar xong tiến hành cho Serial Monitor dùng xem hiển thị từ liệu Arduino Nano gửi lên Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 52 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH Hình 4.13 Chạy chương trình xuất hình Serial Monitor: hình nối tiếp hiển thị giao tiếp trực quan cách gửi nhận liệu 4.2.3 Phần mềm lập trình Web Phần mền lập trình thingspeak gồm bước sau: Hình 4.14 Phần mền lập trình thingspeak cho IOT Bước 1: Tạo tài khoản Sever Thingspeak.Sau tạo xong ta tiến hành điền thơng tin đăng kí người dùng ,mật tài khoản ta đăng nhập vào Bước 2:Tạo kênh liệu lưu trữ ứng dụng.Vào New Channel =>chọn vào Filed trường dùng cho liệu vị trí trường dùng cho liệu trạng thái chọn phù hợp với liệu đo.Đối với đề tài sử dụng Field để biểu diễn biểu đồ đến người dùng Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 53 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH Hình 4.15 Tạo kênh liệu Bước 3: Sau tạo trường xong ta chọn vào “Save Channel” để tạo kênh lưu trữ liệu có trường lưu trữ Để quan sát trình cập nhật liệu lên Server theo thời gian, ta nhấp chuột vào thẻ “Private View“, giao diện website xuất số đồ thị tương ứng với số lượng trường liệu biểu diễn giá trị liệu cập nhật theo thời gian, Hình 4.16 Biểu diễn liệu trường Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 54 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH Biểu đồ cung cấp giá trị đo đạt đơn vị đo kênh theo thời gian biểu đồ cho thấy trường đo Nhiệt độ (c),trường thứ đo Áp suất (%) Nó biểu diễn theo dạng đồ thị theo thời gian Để chuyển xem số liệu dạng số ta vào Add Widgets chọn Numeric Dipsplay để hiển thị dạng số liệu Hình 17 Thêm tiện ích dạng số Sau ta nhập tên chọn trường Data Type để hiển thị hình Hình 18 Biểu diễn đồ thị dạng số Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 55 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH Bước 4: Hoạt động Server khóa API Để ghi liệu vào kênh lưu trữ đọc liệu từ kênh lưu trữ cá nhân (private channel) cần phải sử dụng đến khóa API (API Key) Các khóa API tự động tạo tạo kênh lưu trữ liệu Nếu cảm thấy khóa API khơng cịn tính bảo mật thay đổi cách nhấp chuột vào nút “Generate New Write/Read API Key“ Hình 4.19 Cài đặt khóa API Để đưa liệu từ Esp32 lên thingspeak ta xuất giá trị HTTP Client ta mở API Keys sau lưu giá trị Write API Key chép vào chương trình Ghi điền tên Wifi , mật địa wed server Hình 20 Sao chép khóa API vào chương trình Sau có khóa API ta sử dụng giao thức HTTP GET để đưa liệu lên Thingspeak qua Request với URL Key chìa khóa viết liệu đọc liệu ,Temp giá trị nhiệt độ đo đơn vị *C, Pres giá trị Áp suất khí đo đơn vị hPa Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 56 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HÒA KHÁNH Bước 5: Kết hiển thị serial port gồm có kết nối thành cơng Wifi,chìa khóa API,địa thingspeak hiển thị tham số đo ,đơn vị cảm biến Hình 21 Hiển thị serial port Bước 6: Kết đạt ứng dụng hiển thị dạng biểu đồ dạng số Hình 22 Kết Thingspeak Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 57 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH 4.2.4 Cách thức sử dụng ứng dụng Mit App Inventor ThingShow ❖ Mit App Inventor App Inventor ứng dụng lập trình kéo thả cho phép người dùng đăng nhập dễ dàng thu thập liệu điện thoại ứng dụng khác đến cho người dùng.Với đồ án em sử dụng Mit App Inventor để đưa số liệu từ thingspeak lên để xem số liệu ,biểu đồ dễ dàng Hình 4.23 Sơ đồ kết nối Mit App với thiết bị khác Cách thức sử dụng Mit App Inventor theo bước sau: Bước 1: Tạo project để có giao diện cho ứng dụng Để tạo Project ta chọn Start New Project đặt tên cho project Hình 4.24 Tạo project Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 58 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HÒA KHÁNH Sau tạo xong ta giao diện với cách thức sau: • Ta chọn vào Label để ghi kí hiệu tên cảm biến • Sau chọn phần Layout để chọn cách bố trí cho giao diện,có thể thay đổi khích thước backgrourd phù hợp • Muốn hiển liệu ta sử dụng WebViewer để lấy địa từ thingspeak Bước 2: Lập trình giao diện cho ứng dụng: Sau hoàn thành phần thiết kế giao diện ta nhấn chuột vào Blocks để tiến hành sau: • Ta chọn vào WebViewer chọn phần bắt đầu có url để ta nhâp biến trang web đến để hiển thị Hình 4.25 Lập trình hiển thị ứng dụng • Lấy địa url từ thingspeak chép đến phần join gắn lên biến WebViewer1 lần lược với cảm biến • Sau ta chọn vào call WebViewer GoHome để thực chạy Bước 3: xuất file đóng gói đưa lên ứng dụng điện thoại người dùng sau: • Ta vào Connect chọn Al companion chạy thử giao diện điện thoại ứng dụng • Sau vào build chọn App (provide QR code) để xuất file hình • Tiến hành file đến người dùng cài đặt ứng dụng Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 59 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH Hình 4.26 Đóng gói File Bước 4: Chạy ứng dụng điện thoại: • Sau đóng gói có mã QR ta lấy mã nhập vào ứng dụng điện thoại sau tải ứng dụng cài lên • Xem thơng số liệu đến người dùng Hình 4.27 Chạy ứng dụng điện thoại Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 60 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HÒA KHÁNH ❖ ThingShow Thingshow ứng dụng xem liệu ,số liệu dạng biểu đồ lấy liệu từ thingspeak Quy trình bước sau: Bước 1: Cài đặt ứng dụng điện thoại sau đăng nhập tài khoản để sử dụng Bước 2: Sau tạo tài khoản ta chọn select type để chọn dạng biểu thị ,chọn vào Private chanel nhập địa ,sao chép khóa API phần Write APIkey Read APIkey từ liệu web thingspeak Hình 28 Tạo kênh nhập chìa khóa API Bước 3: Sau đăng nhập khóa API số liệu tham số xuất lên cho người dùng biểu diễn dạng biểu đồ Ta kích xem trường , với trường có hiển thị cảm biến đơn vị đo khác cập nhật theo thời gian khí hậu thay đổi Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 61 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH H ình 29 Dữ liệu biểu diễn dạng đồ thị Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 62 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH CHƯƠNG 5:KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ 5.1 KẾT QUẢ Sau 15 tuần nghiên cứu , tìm hiểu , thực thi cơng tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH” tơi nghiên cứu tích lũy thêm nhiều hiểu biết , kiến thức cơng nghệ sau : • Thêm kiến thức công nghệ lora biết bang thông hoạt động truyền xa • Hiểu biết sâu sử dụng tính Arduino giao tiếp Arduino Nano với module mở rộng : cảm biến mưa , cảm biến áp suất, module Lora- 02 SX1278 ,cảm biến ánh sáng.Cũng chuẩn giao tiếp • Nghiên cứu biết cách giao tiếp Arduino với Esp32 thông qua module lora - ra02 SX1278 • Biết cách lập trình webserver Thingspeak - giao diện người dùng hiển thị giá trị cho người dùng • Biết cách thi công bo mạch sử dụng thiết bị phục vụ cho trình thi cơng mơ : máy khoan , máy hàn , kỹ thiết kế phần cứng • Hiểu thêm lập trình kéo thả sử dụng Mit app inventer giao diện để người dùng dễ sử dụng • Thực hồn thành tính sau: Gồm có trang giao diện đăng nhập cho người dùng , giao diện lý , giao diện hiển thị , giao diện biểu đồ giao diện điều khiển Kết tính : Sai số tuyệt đối trung bình: % Sai số tương đối trung bình : 2.827 % Trong trình nghiên cứu , tìm hiểu thi cơng hệ thống chúng tơi gặp khơng khó khăn phát sinh việc lựa chọn linh kiện cho phù hợp , hướng thiết kế gặp số trục trặc phần cứng phần mềm , thơng qua q trình tìm hiểu , nghiên cứu vấn đề giải Khó khăn lớn chúng tơi gặp phải đồng q trình truyền nhận node Gateway Nhìn chung hệ thống hoạt động ổn định , hoạt động liên tục , yêu cầu đặt hệ thống đạt 80 % , điểm hạn chế chưa áp dụng vào qui mô lớn 5.2 ĐÁNH GIÁ Hệ thống giúp người dùng giám sát đối tượng canh tác xa mà khơng cần phải đến nơng trại thường xun Người dùng tự điều chỉnh yếu tố mơi trường cho phù hợp với đối tượng canh tác Hệ thống hoạt động khoản thời gian dài , đảm bảo việc thu thập thông tin từ đối tượng canh tác nhờ đưa chuẩn tương ứng loại đối tượng canh tác Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 63 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HÒA KHÁNH CHƯƠNG 6:KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu , nghiên cứu nhờ hướng dẫn tận tình giảng viên hướng dẫn tài liệu tham khảo chúng tơi giải tương đối yếu cầu đề tài “NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH” với đầy đủ tính , nội dung mục tiêu ban đầu đề : • Hiển thị tham số nhận từ cổng node qua Gateway xuất đến ứng dụng ThingSpeak cho người dùng • Giao tiếp thành công Arduino Nano với Lora Esp32 dùng Gateway trao đổi qua lại • Lưu liệu tham số lấy từ mơi trường thu thập lại mã hóa đến vùng sở liệu Server Thingspeak • Ln ln cập nhật thay đổi ngồi mơi trường đưa lên Thingspeak • Truy xuất liệu sở liệu cho người dùng để cập nhật khí hậu sớm • Hệ thống website dễ sử dụng đáp ứng nhu cầu thực tiễn đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng thiết bị người dùng ứng dụng MitApp • Cảm biến đo thơng số ổn định với sai số với điều kiện bên khoảng 2% sai lệch khơng đáng kể • Q trình truyền Lora khoản vài km bị ảnh hưởng yếu tố bên ngồi • Hệ thống chạy tương đối đáp ứng nhu cầu đủ ổn định với kết ban đầu đề qua trình truyền bị ảnh hưởng yếu tố bên ngồi hệ thống cập nhật sớm khắc phục tối ưu 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Để tài “NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH’’nhìn chung đáp ứng yêu cầu đặt nhiên để sản phẩm hồn thiện địi hỏi cần cải tiến nghiên cứu thêm để đáp ứng tốt đến người dùng • Cần thêm thiết bị bật tắt cho hệ thống sử dụng Camera để giám sát trình để cập nhật tốt • Cải thiện thêm vùng truyền nhận liệu Lora để q trình truyền ổn định • Có thể sử dụng thêm pin lượng mặt trời để cung cấp cho hệ thống thay sử dụng pin • Phát triển theo hướng hoạt động quy mơ lớn để dễ đáp ứng nhu cầu người dùng • Cần sử dụng thêm nhiều cảm biến để lấy tham số môi trường Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 64 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo sách: 1) Trần Gian Sơn (nhiều tác giả khác) Giáo trình Thời đại cơng nghệ 4.0 , NXB Hồng Đức 2) Chương trình phát triển công nghiệp công nghệ cao ứng dụng Lora 3) Ngô Thành Đạt ,Lê Khái Nguyên “Thiết kế thi cơng hệ thống IOT chăm sóc vườn ăn sử dụng lượng mặt trời “ 4) https://ohtech.vn/all-courses/lap-trinh-esp32-voi-arduino-ide/lessons/napcode-khong-day-bang-over-the- Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 65 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH Phụ lục ... CHUNG 32 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH CHƯƠNG 3:TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 3.1 GIỚI THIỆU Đề tài “NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC... 46 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 47 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN. .. CHUNG 27 NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HỊA KHÁNH Gateway hoạt động bên cạnh mạng quản lý tất liệu chuyển hướng nội bên từ mạng Khi mạng muốn giao tiếp với mạng khác,