THÔNG TIN TÀI LIỆU
ĐỀ TÀI THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT THỜI TIẾT TRONG NÔNG NGHIỆP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LORAWAN Phạm Kỳ Thiên Nguyễn Văn Sỹ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT THỜI TIẾT TRONG NÔNG NGHIỆP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LORAWAN Người hướng dẫn Sinh viên thực Mã sinh viên Lớp : Ts.Nguyễn Thị Khánh Hồng : Phạm Kỳ Thiên Nguyễn Văn Sỹ : 1811505120151 1811505120144 : 18D3 Đà Nẵng, 6/2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT THỜI TIẾT TRONG NÔNG NGHIỆP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LORAWAN Người hướng dẫn Sinh viên thực Mã sinh viên Lớp : Ts.Nguyễn Thị Khánh Hồng : Phạm Kỳ Thiên Nguyễn Văn Sỹ : 1811505120151 1811505120144 : 18D3 Đà Nẵng, 6/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Độc lập – Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho người hướng dẫn) Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Phạm Kỳ Thiên Lớp: 18D3 Mã SV: 1811505120151 Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Sỹ Lớp: 18D3………………… …Mã SV: 1811505120144 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT THỜI TIẾT TRONG NÔNG NGHIỆP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LORAWAN Người hướng dẫn: Nguyễn Thị Khánh Hồng Học hàm/ học vị: Tiến sỹ II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu đề tài: (điểm tối đa 1đ) Mục đích đề tài cần đạt nội dung sau: • Tìm hiểu cơng nghệ LoRa • Tìm hiểu giao thức LoRaWAN số giao thức khơng dây khác • Thiết kế LoRaWAN Endnode để thu thập liệu từ cảm biến • Cảm biến, điều khiển, truyền liệu lên gateway, thiết kế website, cảnh báo cho người dùng sử dụng Phạm Kỳ Thiên (1đ) Nguyễn Văn Sỹ (1đ) Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: (điểm tối đa 4đ) - Tìm hiểu ứng dụng cơng nghệ LoRa giao thức LoRaWAN - Thiết kế thi công thành công hệ thống LoRaWAN Endnode với tính như: thu thập liệu cảm biến, sử dụng giao thức Modbus để giao tiếp với cảm biến, giao tiếp vi điều khiển STM32 với Module LoRa - Lập trình với VĐK STM32, thực cài đặt LoRaWAN Gateway - Nghiên cứu công nghệ truyền nhận liệu không dây diện rộng công suất thấp LoRa; Các giao thức truyền thông truyền nhận liệu MQTT, Modbus RTU; cách liên kết Server The Things Network với ứng dụng khác ThingsBoard, - Thiết kế thi công Website hiển thị - Lắp đặt hệ thống thực tế Phạm Kỳ Thiên (3,2đ) Nguyễn Văn Sỹ (3đ) Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa 2đ) Đề tài cấu trúc gồm chương, đồ án bố cục rõ ràng, logic Phạm Kỳ Thiên (2đ) Nguyễn Văn Sỹ (2đ) Kết đạt được, giá trị khoa học, khả ứng dụng đề tài: (điểm tối đa Iđ) Đề tài đạt kết theo yêu cầu Phạm Kỳ Thiên (1đ) Nguyễn Văn Sỹ (1đ) Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: Một số lỗi tả cần khắc phục thêm II Tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: (điểm tối đa 2đ) Phạm Kỳ Thiên: Có tinh thần học tập tích cực, chịu khó, có tính chủ động việc làm đồ án, dành nhiều thời gian hoàn thành kết sớm nhóm Đảm nhận phần giao tiếp LoRaWAN ứng dụng Tham gia hầu hết nhiệm vụ đồ án.(2đ) Nguyễn Văn Sỹ: Có tinh thần học tập tích cực, chịu khó, phối hợp tốt q trình thực nội dung phần giao tiếp cảm biến, viết báo cáo, làm mơ hình.(2đ) III Đánh giá: Điểm đánh giá: Phạm Kỳ Thiên 9.2/10 (chín phẩy hai) (lấy đến số lẻ thập phân) Nguyễn Văn Sỹ 9,0/10 (Chín phẩy khơng) (lấy đến số lẻ thập phân) Đề nghị: Được bảo vệ đồ án Bổ sung để bảo vệ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày 17 tháng năm 2022 Người hướng dẫn NGUYỄN THỊ KHÁNH HỒNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Độc lập – Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho người phản biện) I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Sỹ Lớp: 18D3 Mã SV: 1811505120144 Tên đề tài: Thiết kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng công nghệ LoraWan Người phản biện: Võ Thị Hương Học hàm/ học vị: Thạc sỹ IV Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu đề tài: - Hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp giúp người nông dân xác định thời điểm tốt để trồng cây, bón phân, phun thuốc, tưới, thu hoạch nơng sản tối đa hóa suất sản xuất - Thiết bị giám sát nhiệt độ, độ ẩm không khí, ẩm đất, tốc độ hướng gió dùng vi điều khiển STM32 ứng dụng công nghệ LoraWan Về kết giải dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: - Thiết kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng LoraWan theo yểu cầu đồ án Đề tài đưa mức cảnh báo hiến thị qua Website Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: - Cấu trúc đồ án quy định - Bố cục đồ án chia làm chương, chương 1, chưa hợp lý - Cịn sai số lỗi tả Kết đạt được, giá trị khoa học, khả ứng dụng đề tài: - Thiết kế hệ thống LoRaWAN Endnode với tính năng: thu thập liệu từ cảm biến, sử dụng giao thức Modbus để giao tiếp với cảm biến, giao tiếp giưac STM32 với Module LoRa - Liên kết Server The Things netvvork với ThingsBoard - Cài đặt LoRaWAN Gateway - Thiết kế Website để hiển thị - Đánh giá kết thực Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: - Tên đề tài không giống - Đề tài dừng lại mức độ giám sát, cảnh báo số thông số thời tiết (nhiệt độ, độ ẩm, sức gió, hướng gió) chưa mang tính ứng dụng cao cho người nơng dân - Phần tóm tẳt cần viết ngắn gọn - Bố cục lại chương cho phù hợp, nội dung phần mở đầu với quy định (chương gộp vào phần mở đầu), thay chương thành phần kết luận - Danh mục từ viết tắt viết theo alphabet (ABC) - Sửa tên đề tài cho giống (mục iv) - Các lỗi tả Điểm Điểm tối đa đánh giá Các tiêu chí đánh giá TT Sinh viên có phưong pháp nghiên cứu phù hợp, giải nhiệm vụ đồ án giao 8,0 6.0 - Tính cấp thiết, tính (nội dung ĐATN có la - 1b lc - phần so với ĐATN trước đây); Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; giá trị úng dụng thực tiễn; Kỹ giải vấn đề; hiểu, vận dụng kiến thức bản, sở, chuyên ngành vấn đề nghiên cứu Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đặt ra; - Chất lượng sản phẩm ĐATN nội dung báo cáo, vẽ, chương trình, mơ hình, hệ thống, 1,0 0,5 3,0 3,0 3,0 3,0 1,0 1,0 2,0 1,0 1.0 1,5 0,5 1,0 9,0 - Có kỹ sử dụng phần mềm ứng dụng vấn đề nghiên 1d 2a 2b cứu (thể qua kết tính tốn phần mềm) - Có kỳ sử dụng tài liệu liên quan vấn đề nghiên cứu (thể qua tài liệu tham khảo) Kỹ trình bày báo cáo đồ án tốt nghiệp - Bố cục họp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích; - Hình thức trình bày Tổng điểm theo thang 10 (lấy đến số lẻ thập phân) - Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời buổi bảo vệ: Hình 4.18 có phải thuật tốn hay khơng? Nếu phải thuật tốn loại gì? Có cần tín hiệu phản hồi từ gateway hay gởi thụ động vậy? Nếu dùng thuật tốn có phản hồi, vẽ lại lưu đồ? Thuật toán xử lý liệu node cảm biến gatevvay giám sát thời tiết với mục đích đóng mở thiết bị phục vụ chăm sóc trồng Vậy để thực việc cần thêm thành phần hình 4.4? - Đề nghị: Được bảo vệ đồ án Bổ sung để bảo vệ Không bảo vệ Đà Nằng, ngày 15 tháng năm 2022 Người phản biện TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Độc lập – Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho người phản biện) I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Phạm Kỳ Thiên Lớp: 18D3 Mã SV: 1811505120151 Tên đề tài: Thiết kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng công nghệ LoraWan Người phản biện: Võ Thị Hương Học hàm/ học vị: Thạc sỹ II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu đề tài: - Hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp giúp người nông dân xác định thời điểm tốt để trồng cây, bón phân, phun thuốc, tưới, thu hoạch nơng sản tối đa hóa suất sản xuất - Thiết bị giám sát nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, ẩm đất, tốc độ hướng gió dùng vi điều khiển STM32 ứng dụng cơng nghệ LoraWan Về kết giải dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: - Thiết kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng LoraWan theo yểu cầu đồ án Đề tài đưa mức cảnh báo hiến thị qua Website Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: - Cấu trúc đồ án quy định - Bố cục đồ án chia làm chương, chương 1, chưa hợp lý - Cịn sai số lỗi tả Kết đạt được, giá trị khoa học, khả ứng dụng đề tài: - Thiết kế hệ thống LoRaWAN Endnode với tính năng: thu thập liệu từ cảm biến, sử dụng giao thức Modbus để giao tiếp với cảm biến, giao tiếp giưac STM32 với Module LoRa - Liên kết Server The Things netvvork với ThingsBoard - Cài đặt LoRaWAN Gateway - Thiết kế Website để hiển thị - Đánh giá kết thực Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: - Tên đề tài không giống - Đề tài dừng lại mức độ giám sát, cảnh báo số thông số thời tiết (nhiệt độ, độ ẩm, sức gió, hướng gió) chưa mang tính ứng dụng cao cho người nơng dân - Phần tóm tẳt cần viết ngắn gọn - Bố cục lại chương cho phù hợp, nội dung phần mở đầu với quy định (chương gộp vào phần mở đầu), thay chương thành phần kết luận - Danh mục từ viết tắt viết theo alphabet (ABC) - Sửa tên đề tài cho giống (mục iv) - Các lỗi tả Điểm Điểm tối đa đánh giá Các tiêu chí đánh giá TT Sinh viên có phưong pháp nghiên cứu phù hợp, giải nhiệm vụ đồ án giao 8,0 6.0 - Tính cấp thiết, tính (nội dung ĐATN có la - 1b lc - phần so với ĐATN trước đây); Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; giá trị úng dụng thực tiễn; Kỹ giải vấn đề; hiểu, vận dụng kiến thức bản, sở, chuyên ngành vấn đề nghiên cứu Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đặt ra; - Chất lượng sản phẩm ĐATN nội dung báo cáo, vẽ, chương trình, mơ hình, hệ thống, 1,0 0,5 3,0 3,0 3,0 3,0 1,0 1,0 2,0 1,0 1.0 1,5 0,5 1,0 9,0 - Có kỹ sử dụng phần mềm ứng dụng vấn đề nghiên 1d 2a 2b cứu (thể qua kết tính tốn phần mềm) - Có kỳ sử dụng tài liệu liên quan vấn đề nghiên cứu (thể qua tài liệu tham khảo) Kỹ trình bày báo cáo đồ án tốt nghiệp - Bố cục họp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích; - Hình thức trình bày Tổng điểm theo thang 10 (lấy đến số lẻ thập phân) - Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời buổi bảo vệ: Hình 4.18 có phải thuật tốn hay khơng? Nếu phải thuật tốn loại gì? Có cần tín hiệu phản hồi từ gateway hay gởi thụ động vậy? Nếu dùng thuật tốn có phản hồi, vẽ lại lưu đồ? Thuật toán xử lý liệu node cảm biến gatevvay giám sát thời tiết với mục đích đóng mở thiết bị phục vụ chăm sóc trồng Vậy để thực việc cần thêm thành phần hình 4.4? - Đề nghị: Được bảo vệ đồ án Bổ sung để bảo vệ Không bảo vệ Đà Nằng, ngày 15 tháng năm 2022 Người phản biện TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng công nghệ LoRaWAN Sinh viên thực hiện: Phạm Kỳ Thiên Nguyễn Văn Sỹ Mã sinh viên : 1811505120151 Lớp 1811505120144 : 18D3 Hệ thống thu thập liệu từ cảm biến gửi đến Gateway thông qua mạng không dây LoRa gồm Gateway Endnode Endnode đo thơng số nhiệt độ - độ ẩm khơng khí, độ ẩm đất, tốc độ gió, hướng gió ThingsBoard giúp hiển thị giao diện người dùng cách trực quan, có biểu đồ liên quan đến yếu tố thời tiết để người dùng đánh giá, đồng thời cảnh báo nhiệt độ khơng khí q độ ẩm đất q mức cài đặt ThingsBoard gửi tin nhắn cảnh báo đến tellgram để người dùng biết tìm hướng xử lý Gateway có nhiệm vụ thu thập liệu từ Endnode đưa liệu lên LoRaWAN Network Server Dữ liệu gửi lên Server Internet Dữ liệu từ LoRaWan Server truyền lên ThingsBoard nhờ The Things Network Integration Để xem liệu thu thập ta cần ThingsBoard, giúp ta phục vụ việc giám sát quản lý từ xa thông số môi trường TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Khánh Hồng Sinh viên thực hiện: Phạm Kỳ Thiên Nguyễn Văn Sỹ Mã SV: 1811505120151 Mã SV: 1811505120144 Tên đề tài: Thiết kế thi công trạm giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng công nghệ LoRaWAN Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Tài liệu ban đầu: Trạm thời tiết không dây dựa LoRa với Arduino &ESP32: https://how2electronics.com/lora-based-wireless-weather-station-with-arduino-esp32/ LoRa Based Smart City Air Quality Monitoring © MIT: https://create.arduino.cc/projecthub/taifur/lora-based-smart-city-air-qualitymonitoring-3b5f1d?ref=tag&ref_id=lora&offset=17 Nội dung đồ án: Chương 1: Tổng quan đề tài - Trình bày vấn đề cần đặt lý chọn đề tài , mục tiêu , nội dung nghiên cứu Chương 2: Giới thiệu công nghệ LoRa - Giới thiệu công nghệ Lora, truyền thông liệu không dây LoRaWAN điểm bật Lora so với công nghệ khác Chương 3: Tìm hiểu linh kiện cách thức giao tiếp - Tìm hiểu module STM32xx, module LoRa RFM95, cảm biến - Hiểu cách thức giao tiếp module với cảm biến Chương 4: Thiết kế, thi cơng thực mơ hình hệ thống - Thiết kế phần cứng, viết nạp chương trình cho mạch Chương 5: Lắp đặt thử nghiệm phân tích số liệu - Lắp đặt vận hành thử nghiệm mô hình, phân tích số liệu gửi có xác không Các sản phẩm dự kiến Thiết kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng công nghệ LoRaWAN Bước 5: Quay lại trang TheThingNetwork, vào trang end device tạo chọn Integrations, chọn MQTT để copy Username Pasword Hình 4.32 Sao chép Username Pasword Bước 6: Trở trang thingsboard, hộp thoại Add Integration, mục Application ID Access Key điền vào Username Password vừa copy vào, tích vào Use API v3 ấn Add Hình 4.33 Điền Username Password Sinh viên thực hiện: Phạm Kỳ Thiên, Nguyễn Văn Sỹ GVHD: TS NGUYỄN THỊ KHÁNH HỒNG 55 Thiết kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng công nghệ LoRaWAN Bước 7: Để xem liệu từ TTN gửi đến ThingsBoard chọn Device groups, chọn vào icon open, chọn vào device tạo chuyển sang tab Latest telemetry Ngoài cịn tạo Dashboard để hiển thị liệu cách trực quan Hình 4.34 Vào Device groups xem liệu Hình 4.35 Xem liệu gửi lên ThingsBoard Sinh viên thực hiện: Phạm Kỳ Thiên, Nguyễn Văn Sỹ GVHD: TS NGUYỄN THỊ KHÁNH HỒNG 56 Thiết kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng công nghệ LoRaWAN 4.9 Kết luận chương Trong chương nhóm giới thiệu Endnode, trình bày hệ thống phần cứng mà nhóm tính tốn thiết kế, lưu đồ thuật tốn LoRaWAN Endnode, giao thức SPI, khung truyền LoRa Gateway LoRa Node, cấu trúc thư viện LoRa, thuật tốn truyền LoRa, LoRaWAN Gateway, LoRaWAN Server, cách cấu hình kết nối LPS8 gateway với TTN server ThingsBoard Sinh viên thực hiện: Phạm Kỳ Thiên, Nguyễn Văn Sỹ GVHD: TS NGUYỄN THỊ KHÁNH HỒNG 57 Thiết kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng công nghệ LoRaWAN Chương – KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ 5.1 Giới thiệu chương Trong chương nhóm trình bày sơ đồ nguyên lý, mạch in node, chất lượng tín hiệu truyền nhận, giao diện hệ thống ưu nhược điểm hệ thống 5.2 Schematic Capture, PCB Layout Để tạo sơ đồ nguyên lý mạch in cho Endnode nhóm sử dụng phần mềm Proteus để thiết kế thi cơng mơ hình Board vi điều khiển, module LoRa, module giao tiếp TTL-RS485 thiết kế tháo lắp thay trực tiếp lên board mạch Hình 5.1 Sơ đồ nguyên lý Endnode Sinh viên thực hiện: Phạm Kỳ Thiên, Nguyễn Văn Sỹ GVHD: TS NGUYỄN THỊ KHÁNH HỒNG 58 Thiết kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng cơng nghệ LoRaWAN Hình 5.2 Mạch in Endnode 5.3 Lắp đặt thử nghiệm thực tế Gateway Endnode cấu hình với thơng số sau: - Tần số: 904MHz - Băng thông (BW): 125 kHz - Speading Factor (SF): - Coding rate(CR): 4/5 - Một số hình ảnh lắp đặt thực tế: Sinh viên thực hiện: Phạm Kỳ Thiên, Nguyễn Văn Sỹ GVHD: TS NGUYỄN THỊ KHÁNH HỒNG 59 Thiết kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng cơng nghệ LoRaWAN Hình 5.3 Hình ảnh Endnode thực tế Hình 5.4 Hình ảnh mạch điều khiển Endnode Sinh viên thực hiện: Phạm Kỳ Thiên, Nguyễn Văn Sỹ GVHD: TS NGUYỄN THỊ KHÁNH HỒNG 60 Thiết kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng công nghệ LoRaWAN 5.4 Kết đánh giá 5.4.1 Kết Giao diện hệ thống hiển thị vị trí Endnode bảng đồ, giá trị nhiệt độ khơng khí, độ ẩm khơng khí, hướng gió, tốc độ gió, độ ẩm đất hiển thị hiển thị cảnh báo nhiệt độ, độ ẩm,…khi vượt ngưỡng cho phép cài đặt Hình 5.5 Giao diện hiển thị 5.4.2 Tin nhắn thơng báo Telegram Khi có giá trị vượt qua ngưỡng cho phép lập trình sẵn hệ thống gửi tin nhắn cảnh báo app telegram Sinh viên thực hiện: Phạm Kỳ Thiên, Nguyễn Văn Sỹ GVHD: TS NGUYỄN THỊ KHÁNH HỒNG 61 Thiết kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nơng nghiệp ứng dụng cơng nghệ LoRaWAN Hình 5.6 Tin nhắn thơng báo Telegram 5.4.2 Chất lượng tín hiệu Hình 5.7 Chất lượng tín hiệu Endnode Sinh viên thực hiện: Phạm Kỳ Thiên, Nguyễn Văn Sỹ GVHD: TS NGUYỄN THỊ KHÁNH HỒNG 62 Thiết kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng cơng nghệ LoRaWAN Mức nhận tín hiệu (RSSI): -31 dBm LoRa thường hoạt động với giá trị RSSI từ -30 dBm đến -120 dBm Tỷ lệ tín hiệu nhiễu (SNR): 9.8 dB Giá trị SNR LoRa điển hình từ -20 dB đến +10 dB 5.4.3 Đánh giá kết • Ưu điểm: - Tỉ lệ gói tin thấp - Hệ thống thu thập liệu mà không cần sử dụng đến mạng Wifi - Các thiết bị không bị phụ thuộc vào điện lưới - Hệ thống có khả truyền liệu xa - Có thể dễ dàng mở rộng, lắp đặt hệ thống - Giao diện thị thân thiện, đơn giản, dễ tiếp cận sử dụng - Các cảm biến có khả chịu thời tiết khắc nghiệt • Nhược điểm: - Số lượng Endnode hệ thống cịn - Thời gian truyền liệu có độ trễ tương đối lớn, thời gian ảnh hưởng yếu tố như: + Khoảng cách lượng vật cản truyền nhận LoRa Gateway LoRa Endnode + Thời gian chờ cảm biến gửi liệu sau Node bật nguồn cho cảm biến + Số lượng cảm biến sử dụng chuẩn Modbus RS485 (ảnh hưởng đọc liệu cảm biến) - Gói tin bị lần truyền 5.5 Kết luận chương Nhóm trình bày ưu nhược điểm hệ thống, chất lượng tín hiệu truyền nhận, sơ đồ nguyên lý, mạch in, giao diện hiển thị hệ thống Sinh viên thực hiện: Phạm Kỳ Thiên, Nguyễn Văn Sỹ GVHD: TS NGUYỄN THỊ KHÁNH HỒNG 63 Thiết kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng công nghệ LoRaWAN KẾT LUẬN ▪ Những kết đạt Trong suốt thời gian thực đề tài, nhóm đạt số kết sau: - Hiểu ứng dụng công nghệ LoRa giao thức LoRaWAN hệ thống thực tế - Thiết kế thi công thành công hệ thống LoRaWAN Endnode với tính như: thu thập liệu cảm biến, sử dụng giao thức Modbus để giao tiếp với cảm biến, giao tiếp vi điều khiển STM32 với Module LoRa - Làm quen với STM32 Hiểu cài đặt LoRaWAN Gateway - Nghiên cứu cách liên kết Server The Things Network với ứng dụng khác ThingsBoard, - Thiết kế thi công Website hiển thị - Lắp đặt hệ thống thực tế ▪ Thuận lợi khó khăn + Thuận lợi: - Được cô Nguyễn Thị Khánh Hồng anh Nguyễn Huỳnh Nhật Thương hỗ trợ q trình nghiên cứu, thi cơng lắp đặt hệ thống + Khó khăn: - Hầu hết tài liệu tham khảo LoRa vi điều khiển dùng cho Arduino, tài liệu cho vi điều khiển lõi ARM - Do có nhiều kiến thức nên tốn nhiều thời gian để tìm hiểu - Chưa tối ưu hóa chương trình ▪ Hướng phát triển đề tài Công nghệ LoRa công nghệ công nghệ sử dụng nhiều lĩnh vực Internet of Things Ngoài tính mà nhóm xây dựng được, nhóm phát triển thêm đề tài sau với nội dung sau: - Thực điều khiển thiết bị canh tác trực tiếp Website - Áp dụng thêm công nghệ Big Data việc thu thập phân tích liệu - Ứng dụng thêm khả cập nhật Firmware từ xa cho Endnode Sinh viên thực hiện: Phạm Kỳ Thiên, Nguyễn Văn Sỹ GVHD: TS NGUYỄN THỊ KHÁNH HỒNG 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tô Đức Hạnh, Hà Thị Thuý (2019) Sản xuất nơng nghiệp bền vững Israel hàm ý sách cho Việt Nam Tạp chí khoa học xã hội Việt Nam, số – 2018, from http://tapchikhxh.vass.gov.vn/san-xuat-nong-nghiep-ben-vung-o-israel-va-hamy-chinh-sach-cho-viet-nam-n50285.html [2] TAPIT (2018) Một số chuẩn giao tiếp IoT (Internet of Things), from https://tapit.vn/mot-chuan-giao-tiep-trong-iot-internet-things/ [3] Smart Industry VN (2021) LoRa ? Ứng dụng LoRa ?, from https://smartfactoryvn.com/technology/internet-of-things/tim-hieu-ve-cong-nghe-lorava-cach-hoat-dong/ [4] Thanh Thư (2020) MQTT gì? Vai trị MQTT IoT, from https://viblo.asia/p/mqtt-la-gi-vai-tro-cua-mqtt-trong-iot-V3m5WL3bKO7 [5] An Nguyễn (2021) Modbus RTU ?, from https://congnghedoluong.com/2020/04/10/modbus-rtu-la-gi/ [6] ntppro (2018) CRC-32 Checksum, from https://codelungtung.wordpress.com/2018/04/30/crc-32-calculator/ [7] Mainstream Mixed signals MCUs Arm Cortex-M4 core with DSP and FPU, 512 Kbytes of Flash memory, 72 MHz CPU, MPU, CCM, 12-bit ADC MSPS, PGA, comparators, from https://www.st.com/en/microcontrollersmicroprocessors/stm32f303re.html [8] LCD 20x4 5V Xanh Lá, from https://linhkien888.vn/lcd-20x4-5v-xanh-la [9] LoRa GPS HAT for Raspberry Pi, from https://www.proe.vn/lora-gps-hatfor-raspberry-pi [10] LPS8 Indoor LoRaWAN Gateway, from https://www.proe.vn/lps8-indoorlorawan-gateway [11] LoRaWAN gì?, from https://www.mokolora.com/vi/what-is-lorawan/ [12] Nhien Nhien (2021) Chuẩn giao tiếp SPI – Hướng dẫn sử dụng giao tiếp SPI STM32F4, from https://tapit.vn/chuan-giao-tiep-spi-tren-stm32f4/ [13] Nhung Bài 1: Giới thiệu ThingsBoard IoT Platform, from https://lophocvui.com/iot-internet-of-things/gioi-thieu-ve-thingsboard-iot-platform/ 65 PHỤC LỤC • Hàm cài đặt thông số nhận diện Node // ABP static const u1_t NWKSKEY[16] = { 0x74, 0xCE, 0x8A, 0x06, 0xD9, 0x10, 0x18, 0x3A, 0x6E, 0x50, 0xD2, 0xAC, 0x41, 0x74, 0xA9, 0xE6}; static const u1_t APPSKEY[16] = {0x42, 0x79, 0xD6, 0xB4, 0xE8, 0xE2, 0x5E, 0x34, 0xB5, 0x5F, 0xD5, 0x33, 0x29, 0x1A, 0x6C, 0xAF}; static const u4_t DEVADDR = 0x260B66B3; // ABP • Hàm đọc cảm biến void readsensor(){ //Cam bien am dat HAL_ADC_Start(&hadc3); HAL_ADC_PollForConversion(&hadc3, 100); doamdat = HAL_ADC_GetValue(&hadc3); DAD = ((doamdat*3.3/1023)*100/3.3); RS485Query_t m_RS485Query1= { slaveAddress = 0x01, mbFunction = 0x03, regAddress = 0x02, regCount = 0x01 }; RS485_transmit(&huart3,m_RS485Query1); HAL_Delay(100); moistureSensor = RS485_analysis(m_RS485Query1, (uint8_t*)UART3_ReceivedBuff, UART3_count); UART3_count=0; if(moistureSensor.slaveAddress == 0x00) { RS485_transmit(&huart3,m_RS485Query1); uint32_t timeout = HAL_GetTick(); while(UART3_count==0 && HAL_GetTick() timeout < 1000); HAL_Delay(100); 66 moistureSensor = RS485_analysis(m_RS485Query1, (uint8_t*)UART3_ReceivedBuff, UART3_count); UART3_count =0; } //Cam bien am va nhiet kk HAL_Delay(1000); RS485Query_t m_RS485Query2= { slaveAddress = 0x33, mbFunction = 0x03, regAddress = 0x00, regCount = 0x02 }; RS485_transmit(&huart3,m_RS485Query2); uint32_t timeout = HAL_GetTick(); while(UART3_count == && HAL_GetTick() timeout < 1000); HAL_Delay(100); temphumpSensor = RS485_analysis(m_RS485Query2, (uint8_t*)UART3_ReceivedBuff, UART3_count); UART3_count = 0; HAL_Delay(100); //Cam bien gio HAL_ADC_Start(&hadc1); HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 100); tocdogio = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); TDG = (((tocdogio*3.3)/1023)*30/3.3); //cam bien huong gio HAL_ADC_Start(&hadc1); HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 100); huonggio = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); HG = ((huonggio*3.3)/1023)*(360/3.3); if( HG < 22) sprintf(hg,"HUONG:Bac", HG); else if (HG < 67) sprintf(hg,"HUONG:Dong Bac", HG); else if (HG < 112) 67 sprintf(hg,"HUONG:Dong", HG); else if (HG < 157) sprintf(hg,"HUONG:Dong Nam", HG); else if (HG < 212) sprintf(hg,"HUONG:Nam", HG); else if (HG < 247) sprintf(hg,"HUONG:Tay Nam", HG); else if (HG < 292) sprintf(hg,"HUONG:Tay", HG); else if (HG < 337) sprintf(hg,"HUONG:Tay Bac", HG); else sprintf(hg,"HUONG:Bac", HG); } • Hàm gửi gói tin static void reportfunc (osjob_t* j) { readsensor(); //doc cam bien truoc gui // readwinsensor(); mydata[0] = moistureSensor.data[0]; //do am dat mydata[1] = temphumpSensor.data[0]; //nhiet kk mydata[2] = temphumpSensor.data[1]; //do am kk data[0] = doamdat>>8; data[1] = doamdat & 0xff; data[2] = mydata[1]>>8; data[3] = mydata[1] & 0xff; data[4] = mydata[2]>>8; data[5] = mydata[2] & 0xff; data[6] = huonggio>>8; data[7] = huonggio & 0xff; data[8] = tocdogio >> 8; data[9] = tocdogio & 0xff; LMIC_setTxData2(1, data, sizeof(data), 0); flag++; os_setTimedCallback(j, os_getTime()+sec2osticks(10), reportfunc); • Hiển thị LCD lcd_init(); 68 NDKK = (mydata[1]/100.0)-40; DAKK = (mydata[2]/100.0); char ndkk[20] = {0}; char dakk[20] = {0}; char dad[20] = {0}; char tdg[20] = {0}; lcd_send_cmd (0x80|0x00); sprintf(ndkk,"NDKK:%.1f",NDKK); lcd_send_string(ndkk); lcd_send_data(0xDF); lcd_send_data('C'); lcd_send_cmd (0x80|0x40); sprintf(dakk,"DAKK:%.1f",DAKK); lcd_send_string(dakk); lcd_send_data(0x25); lcd_send_cmd (0x80|0x14); sprintf(dad,"DAD:%.0f",DAD); lcd_send_string(dad); lcd_send_data(0x25); lcd_send_cmd (0x80|0x1F); sprintf(tdg,"TDG:%.0f",TDG); lcd_send_string(tdg); lcd_send_data('m'); lcd_send_data(0x2F); lcd_send_data('s'); lcd_send_cmd (0x80|0x54); lcd_send_string(hg); 69 ... Thi? ??t kế thi công trạm giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng công nghệ LoRaWAN ” Để thực đồ án tốt nghiệp đề tài “ Thi? ??t kế thi công trạm giám sát thời tiết nơng nghiệp ứng dụng cơng nghệ LoRaWAN. .. HỒNG Thi? ??t kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp ứng dụng công nghệ LoRaWAN 1.4 Mục tiêu đề tài Nhóm đặt mục tiêu đồ án sau: thi? ??t kế thi công hệ thống giám sát thời tiết nông nghiệp. .. ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THI? ??T KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT THỜI TIẾT TRONG NÔNG NGHIỆP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LORAWAN
Ngày đăng: 12/08/2022, 10:34
Xem thêm: