ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ iot để THIẾT kế, CHẾ tạo hệ THỐNG GIÁM sát NHIỆT độ, độ ẩm và bơm nước CHO cây TRỒNG

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IoT ĐỂ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM VÀ BƠM NƯỚC CHO CÂY TRỒNG Người hướng dẫn : ThS Nguyễn Văn Thịnh Sinh viên thực : Nguyễn Quốc Hiển Mã sinh viên : 1811505410211 Lớp : 18DT2 Đà Nẵng, tháng 05 /2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IoT ĐỂ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM VÀ BƠM NƯỚC CHO CÂY TRỒNG Người hướng dẫn : ThS Nguyễn Văn Thịnh Sinh viên thực : Nguyễn Quốc Hiển Mã sinh viên : 1811505410211 Lớp : 18DT2 Đà Nẵng, tháng 05 /2022 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN TÓM TẮT Tên đề tài: Ứng dụng công nghệ IoT để thiết kế, chế tạo hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm bơm nước cho trồng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Quốc Hiển Mã sinh viên: 1811505410211 Lớp: 18DT2 Ngày giới với bùng nổ ngành công nghệ thông tin , điện tử v.v Đã làm cho đời sống người ngày hoàn thiện Các thiết bị tự động hóa ngày xâm lấn vào sản xuất chí vào sống sinh hoạt ngày người Do việc giám sát nơng nghiệp thơng minh thiết bị điều khiển tự động khơng cịn mơ ước người mà trở thành thực hóa Với kiến thức học với mong muốn thiết kế hệ thống giám sát nông nghiệp thông minh sử dụng công nghệ IoT để giảm bớt sức người khó khăn cho người nông dân giúp tăng suất trồng nên em định chọn đề tài để thực Đề tài ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IoT ĐỂ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM VÀ BƠM NƯỚC CHO CÂY TRỒNG gồm có chương: CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÌM HIỂU LINH KIỆN CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Thịnh Sinh viên thực hiện: NGUYỄN QUỐC HIỂN Mã SV: 1811505410211 Tên đề tài : ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IoT ĐỂ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM VÀ BƠM NƯỚC CHO CÂY TRỒNG Các số liệu, tài liệu ban đầu: Số liệu : - Sử dụng giao thức để truyền dẫn đồng hóa theo thời gian Sử dụng Node Mcu 8266 để làm board điều khiển khối Node Sử dụng cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm để lấy liệu Sử dụng Modun chuyển đổi I2C cho LCD Sử dụng Board mạch Node MCU 8266 cho phép kết nối máy tính thơng qua giao thức, cổng kết nối giao tiếp SPI, sử dụng mạng Wifi Các tín hiệu hiển thị đến người dùng dạng số biểu đồ cập nhật theo thời gian Tài liệu ban đầu: - Tìm hiểu thơng tin qua trạng mạng,và thao khảo tài liệu Tra cứu thông tin tin linh kiện Tài liệu công nghệ IOT Cộng đồng arduino Việt Nam Những nội dung : Tìm hiểu thiết kế chế tạo hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm trồng Chương : Tổng Quan chung Trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý chọn đề tài , mục tiêu , nội dung nghiên cứu, giới hạn thông số bố cục đồ án Chương : Cơ Sở Lý Thuyết Trình bày lý thuyết có liên quan đến vấn đề mà để tài dùng để thực thiết kế, thi công cho đề tài Chương : Thiết Kế Thi Công Giới thiệu tổng quan yêu cầu đề tài mà thiết kế thiết kế gồm phần Thiết kế sơ đồ khối hệ thống, sơ đồ nguyên lý khối tính tốn thiết kế mạch Trình bày sở lí thuyết , linh kiện , mạch in , trình thực ,lắp đặt hệ thống Vẽ lưu đồ thuật tốn, chương trình cho sản phẩm - Các sản phẩm dự kiến Hoàn thành sản phẩm giám sát đo tham số yêu cầu đề Báo cáo tổng kết đồ án tốt nghiệp Ngày giao đồ án: 14/02/2022 Ngày nộp đồ án: 27/05/2022 Đà Nẵng, ngày 21 tháng 02 năm2022 Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Thịnh Sinh viên thực hiện: NGUYỄN QUỐC HIỂN Mã SV: 1811505410211 Tên đề tài: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IoT ĐỂ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM VÀ BƠM NƯỚC CHO CÂY TRỒNG Thời gian thực hiện: Từ ngày: 14/02/2022 đến ngày: 27/05/2022 Mục tiêu Với đề tài: “ Ứng dụng công nghệ IoT để thiết kế, chế tạo hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm trồng ”, đề tài bước đầu tạo sở tảng kiến thức để từ tìm tịi phát triển ứng dụng khác đời sống ngày Sau hoàn thành đồ án cần đạt mục tiêu: - Biết cách lập trình Node MCU 8266, biết phương pháp để điều khiển giám sát thiết bị điện công nghiệp Thiết kế giao diện để quản lý giám sát di động Xây dựng mô hình mơ giám sát điều khiển thiêt bị Hiểu ứng dụng công nghệ IOT đời sống Nội dung - Tạo đươc giao diện để điều khiển giám sát hệ thống Thiết kế mạch điều khiển cho hệ thống Viết chương trình giao tiếp cảm biến, truyền nhận từ khối với ổn định xác Thiết kế thi cơng mơ hình Viết báo cáo Kết dự kiến đạt Em mong muốn từ việc tìm hiểu thực đề tài để đạt số thành công định , thiết kế mạch điều khiển đẹp tối ưu xây dựng mơ hình cụ thể : - Hiểu biết cách sử dụng cảm biến nhiệt độ, độ ẩm , cảm biến mưa - Hiểu biết sử dụng Node MCU 8266 - Tìm hiểu nghiên cứu sở liệu Firebase - Tìm hiểu xây dựng giao diện Website - Điều khiển thiết bị công suất nhỏ thiết kế mạch ứng dụng từ Relay - Thiết kế , chọn linh kiện để hồn thiện board mạch đủ áp phù hợp với yêu cầu đưa từ trước - Thi cơng thành cơng mơ hình giám sát điều khiển thiết bị công nghiệp - Giám sát giá trị nhiệt độ, độ ẩm qua di động từ điều khiển thiết bị điện cơng nghiệp - Lập trình cho hệ thống chạy ổn định qua nhiều lần kiểm tra - Mơ hình hoạt động ổn định - Sử dụng cơng cụ lập trình, thiết kế mạch thành thạo phần mềm thiết kế mạch Altium, phần mềm lập trình Arduino IDE Tiến độ thực TT Thời gian Nội dung công việc Kết dự kiến đạt Tuần Gặp giảng viên hướng dẫn trao đổi đề tài đồ án tốt nghiệp GVHD duyệt đề tài Tuần Viết đề cương lịch trình thực đồ án tốt nghiệp Đưa nội dung có đồ án Tuần Tìm hiểu đề tài Hiểu tìm thông tin liên quan đề tài Tuần Nghiên cứu nguyên lý hoạt động đề tài Hiểu nguyên lý hoạt động đề tài Tuần Vẽ sơ đồ nguyên lý , sơ đồ khối Hiểu giải thích sơ đồ nguyên lý, sơ đồ khối Tuần Hiểu chạy điều khiển di động chương trình Tuần Viết chương trình, kiểm tra chức điều khiển di động Hiểu chạy chương trình Tuần Thi cơng sản phẩm lắp ráp mơ hình Hồn thiện cấu mơ hình sản phẩm Tuần Thi công sản phẩm lắp ráp mơ hình Hồn thiện cấu mơ hình sản phẩm 10 Tuần 10 Thi cơng sản phẩm lắp ráp mơ hình Hồn thiện mơ hình sản phẩm 11 Tuần 11 Hồn thiện mơ hình, đóng gói hệ thống chạy thử nghiệm Chạy thí nghiệm mơ hình sản phẩm 12 Tuần 12 Hồn thiện mơ hình, đóng gói hệ thống chạy thử nghiệm Chạy thí nghiệm mơ hình sản phẩm Tuần 13 Chạy thử nghiệm cân chỉnh toàn hệ thống Đánh giá kết đạt được, viết báo cáo Chạy toàn sản phẩm chỉnh sửa sai sót Tuần 14 Chạy thử nghiệm cân chỉnh toàn hệ thống Đánh giá kết đạt được, viết báo cáo Chạy tồn sản phẩm chỉnh sửa sai sót Tuần 15 Chạy thử nghiệm cân chỉnh toàn hệ thống Đánh giá kết đạt được, viết báo cáo Hồn tất mơ hình sản phẩm, chạy mơ hình tồn hệ thống 13 14 15 Đà Nẵng, ngày 21 tháng 02 năm 2022 BỘ MÔN DUYỆT NGƯỜI HƯỚNG DẪN 10 SINH VIÊN Ứng dụng công nghệ IoT để thiết kế, chế tạo hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm bơm nước cho trồng void manual_process(); void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(Led_test, OUTPUT); pinMode(Pump_Machine, OUTPUT); pinMode(BT1, INPUT_PULLUP); pinMode(BT2, INPUT_PULLUP); pinMode(BT3, INPUT_PULLUP); lcd.init(); // Nếu sử dụng khác win 10 dùng khai báo // lcd.begin(); // Nếu sử dụng win 10 dùng khai báo lcd.backlight(); lcd.print("Hello world "); dht.begin(); if (digitalRead(BT3)== 0) { process_control = 5; // go to Manual Mode digitalWrite(Led_test,1); } else { // connect to wifi WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD); Serial.print("connecting"); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Connecting Wifi "); Serial.print("."); delay(500); process_control++; if (process_control == 15) { break; } } if ( process_control Convert to int for (int i = ; i< real_time.length();i++) { if (real_time.charAt(i) == ':') { moc[count_moc] = i; count_moc++; } } chuoi1 = real_time; Ứng dụng công nghệ IoT để thiết kế, chế tạo hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm bơm nước cho trồng chuoi2 = real_time; chuoi3 = real_time; chuoi1.remove(moc[0]); // Ham remove : http://arduino.vn/reference/library/string/1/huong-dan-ham/remove chuoi2.remove(0,moc[0]+1); chuoi3.remove(0,moc[1]+1); *_hour = chuoi1.toInt(); *_minute = chuoi2.toInt(); *_sec = chuoi3.toInt(); } } void get_firebase() // Lấy liệu từ Firebase { if (Firebase.available()) // Nếu fire có thay đổi liệu { FirebaseObject event = Firebase.readEvent(); String eventType = event.getString("type"); eventType.toLowerCase(); if (eventType == "put") { String path = event.getString("path"); data = event.getString("data"); if (path == "/pump") { if (data == "0") { flag_turn_on_pump = ; // Serial.println("Da nhan du lieu tu FireBase - OFF May Bom"); } if (data == "1") { flag_turn_on_pump = 1; // Serial.println("Da nhan du lieu tu FireBase - ON May Bom"); } } if (path == "/SetHumi") { data.remove(0,1); data.remove((data.length()-1),1); humi_point = data.toFloat(); } if (path == "/SetTemp") { Ứng dụng công nghệ IoT để thiết kế, chế tạo hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm bơm nước cho trồng data.remove(0,1); data.remove((data.length()-1),1); temp_point = data.toFloat(); } if (path == "/SetTime1") { convert_time_h_m(data,&hrs_point1,&minu_point1); } if (path == "/SetTime2") { convert_time_h_m(data,&hrs_point2,&minu_point2); } if (path == "/SetTime3") { convert_time_h_m(data,&hrs_point3,&minu_point3); } if (path == "/CheckBox1") { data.remove(0,1); data.remove((data.length()-1),1); check_box1 = data.toInt(); } if (path == "/CheckBox2") { data.remove(0,1); data.remove((data.length()-1),1); check_box2 = data.toInt(); } if (path == "/CheckBox3") { data.remove(0,1); data.remove((data.length()-1),1); check_box3 = data.toInt(); } } } } void control_pump() { if (old_flag_pump == flag_turn_on_pump) Ứng dụng công nghệ IoT để thiết kế, chế tạo hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm bơm nước cho trồng {} else { // if (flag_check_rain_ss ==1) { flag_turn_on_pump =0; // Neu dang mua, thi luon luon tat may bom } old_flag_pump = flag_turn_on_pump; convert_send = String(old_flag_pump); Serial.println("Bat May Bom"); Firebase.setString("/PumpStatus", convert_send); delay(50); Firebase.setString("/PumpStatus", convert_send); delay(50); Firebase.setString("/PumpStatus", convert_send); if (old_flag_pump == && flag_check_rain_ss ==0) { digitalWrite(Pump_Machine,HIGH); digitalWrite(Led_test,HIGH); } if (old_flag_pump == 0) { digitalWrite(Pump_Machine,LOW); digitalWrite(Led_test,LOW); } } } void check_conditions_on_pump() { if (check_box1 == ) { if (hrs == hrs_point1 && minu == minu_point1 && sec 8000) Ứng dụng công nghệ IoT để thiết kế, chế tạo hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm bơm nước cho trồng { time_check = millis(); // temp_c = sht1x.readTemperatureC(); //humidity = sht1x.readHumidity(); temp_c = dht.readTemperature();//sht1x.readTemperatureC(); humidity = dht.readHumidity();//sht1x.readHumidity(); check_rain_sensor(); if((temp_c -5) ) { if ( (abs(temp_c-old_temp) > 0.5) || (abs( humidity - old_humi) > 1.5) ) { flag_send_data = 1; old_temp = temp_c; old_humi = humidity; } if (flag_send_data == ) { process_control_sendata++; switch(process_control_sendata) { case 1: ThingSpeak.writeField(myChannelNumber, 2, humidity, myWriteAPIKey); break; case 2: Firebase.setFloat("/ActualHumi1", humidity); break; case 3: ThingSpeak.writeField(myChannelNumber, 1, temp_c, myWriteAPIKey); break; case 4: Firebase.setFloat("/ActualTemp1", temp_c); break; } if(process_control_sendata == 4) { process_control_sendata=0; flag_send_data = 0; } } calculator_average_data(); // Calculate and Send } } Ứng dụng công nghệ IoT để thiết kế, chế tạo hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm bơm nước cho trồng get_firebase(); // Hiển thị LCD //// display_time++; if (display_time=60) { display_setpoint(); if (display_time>=120)display_time=0; } ///////////////////// if (digitalRead(BT2) == 0) { flag_turn_on_pump = ; Firebase.setString("/GetData/pump", "1"); } if (digitalRead(BT3) == ) { flag_turn_on_pump = ; Firebase.setString("/GetData/pump", "0"); } check_conditions_on_pump(); check_conditions_off_pump(); control_pump(); } void manual_process() { lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Manual Mode"); if (millis() - time_check >2000) { time_check = millis(); temp_c = dht.readTemperature(); humidity = dht.readHumidity(); lcd.setCursor(0,1); lcd.print((int)temp_c); lcd.print("*C-"); lcd.print("H:"); lcd.print((int)humidity); Ứng dụng công nghệ IoT để thiết kế, chế tạo hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm bơm nước cho trồng lcd.print("% "); digitalWrite(Led_test,flag_turn_on_pump); flag_turn_on_pump = !flag_turn_on_pump; } if (digitalRead(BT2) == 0) { digitalWrite(Pump_Machine,HIGH); } if (digitalRead(BT3) == ) { digitalWrite(Pump_Machine,LOW); } } ... Văn Thịnh 21 Ứng dụng công nghệ IoT để thiết kế, chế tạo hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm bơm nước cho trồng 2.3 Các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm ảnh hưởng đến phát triển trồng 2.3.1 Nhiệt độ ảnh hưởng... 45 Ứng dụng công nghệ IoT để thiết kế, chế tạo hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm bơm nước cho trồng SVTH: Nguyễn Quốc Hiển_Lớp: 18DT2_ GVHD: Th.S Nguyễn Văn Thịnh 46 Ứng dụng công nghệ IoT để thiết. .. dụng công nghệ IoT để thiết kế, chế tạo hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm bơm nước cho trồng thể hút nước nên lâu ngày dẫn đến héo chết Cây u cầu đất phải có độ ẩm thích hợp Đảm bảo sức giữ nước