(Đồ án hcmute) hệ thống kích thích cây trồng ban đêm và tưới cây tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THƠNG HỆ THỐNG KÍCH THÍCH CÂY TRỒNG BAN ĐÊM VÀ TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG GVHD:THÁI HOÀNG LINH SVTT:PHAN NGUYỄN DUY TRỰC MSSV:15141082 SKL0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2020 an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG KÍCH THÍCH CÂY TRỒNG BAN ĐÊM VÀ TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG SVTH : PHAN NGUYỄN DUY TRỰC MSSV : 15141082 Khố : 2015 Ngành : CƠNG NGHỆ KỸ TḤT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THƠNG GVHD : ThS THÁI HỒNG LINH Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2020 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii an an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày - tháng - năm 2020 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phan Nguyễn Duy Trực MSSV:15141082 Ngành:Công Nghệ Kỹ Thuật Điện tử, Truyền thông Lớp: 15141CLDT1A Giảng viên hướng dẫn: Thái Hoàng Linh ĐT: 0335876672 Ngày nhận đề tài: 15 /05/20 Ngày nộp đề tài: / /2020 Tên đề tài: Hệ thống kích thích trồng ban đêm tưới tự động Các số liệu, tài liệu ban đầu: Nội dung thực đề tài: Thiết kế khu vườn sử dụng vi điều khiển Tìm hiểu phần cứng, viết chương trình điều khiền hoạt động Tìm hiểu website Sản phẩm: Hệ thống kích thích trồng ban đêm tưới tự động GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Phan Nguyễn Duy Trực MSSV: 15141082 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử, Truyền thông Tên đề tài: Hệ thống kích thích trồng ban đêm tưới tự động Họ tên Giáo viên hướng dẫn: ThS Thái Hoàng Linh NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Phan Nguyễn Duy Trực MSSV: 15141082 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử, Truyền thông Tên đề tài: Hệ thống kích thích trồng ban đêm tưới tự động Họ tên Giáo viên phản biện: Nguyễn Ngô Lâm NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iii an LỜI CẢM ƠN  Trong thời gian thực đề tài, chúng em giúp đỡ gia đình, q thầy bạn bè nên đề tài hoàn thành Chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Thầy Thái Hoàng Linh giảng viên trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để nhóm hoàn thành tốt đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn đến thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM đặc biệt thầy cô khoa Điện - Điện tử trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM tận tình dạy dỗ, bảo, cung cấp cho chúng em kiến thức nền, chuyên môn làm sở để hồn thành đề tài Cảm ơn gia đình động viên luôn bên cạnh lúc khó khăn Xin gửi lời cảm ơn đến người bạn sinh viên giúp đỡ chúng em để hồn thành tốt đề tài Cảm ơn toàn thể người! Xin chân thành cảm ơn! iv an TÓM TẮT Trên nhu cầu thực tế, đòi hỏi ngày cao thị trường, cộng với phát triển mạnh khoa học công nghệ, đặc biệt công nghệ thông tin, kỹ thuật điện- điện tử Phát triển kỹ thuật điều khiển tự động từ khoảng cách xa nông nghiệp xu phát triển nơng nghiệp cao nói chung Chúng tơi chọn đề tài liên quan đến giám sát trình Từ chúng tơi đề xuất đề tài “HỆ THỐNG KÍCH THÍCH CÂY TRỒNG BAN ĐÊM VÀ TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG” MỤC TIÊU Để thực đề tài nhóm cần xây dựng điều khiển giám sát tưới đề tài điều khiển nhiệt độ, độ ẩm, gửi liệu nhiệt độ, độ ẩm, số lượng sản phẩm lên website v an MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v MỤC TIÊU v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC HÌNH x DANH SÁCH CÁC BẢNG .xii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Tình hình ngoài nước 1.1.3 Tình hình nước 1.2 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.3 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.4 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.6 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGUYÊN CỨU 1.7 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.8 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU vi an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHẾ ĐỘ TỰ ĐỘNG ĐỌC CẢM BIẾN S ĐỘ ẨM ĐẤT THỰC TẾ < NGƯỠNG ĐỘ ẨM ĐẤT Đ MỞ MÁY BƠM CẢM BIẾN ÁNH SÁNG THỰC TẾ < NGƯỠNG ÁNH SÁNG TẮT MÁY BƠM s Đ MỞ ĐÈN MỞ ĐÈN RETURN Hình 17 : Lưu đồ truyền nhận chế độ tự động Giải thích lưu đồ: Trong chế độ tự động hệ thống đọc giá trị cảm biến 59 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khi độ ẩm đất nhỏ ngưỡng cài đặt mở máy bơm Khi độ ẩm đất lớn ngưỡng cài đặt tắt máy bơm Sau hệ thống xét giá trị biến trạng thái cảm biến ánh sáng Nếu giá trị cảm biến ánh sáng nhỏ ngưỡng cài đặt đèn bật Còn giá trị cảm biến ánh sáng lớn ngưỡng cài đặt đèn tắt Thốt chương trình quay lại chương trình hoạt động 3.3.3.3 Lưu đồ điều khiển chế độ điều khiển Ở chế độ điều khiển cho phép người dùng điều khiển thiết bị cách tùy ý Điều khiển thiết bị: bơm, led thông qua việc tác động nút nhấn webserver Lưu đồ giải thuật: 60 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHẾ ĐỘ ĐIỀU KHIỂN ĐỌC CẢM BIẾN S BIẾN TRẠNG THÁI ĐỘ ẨM ĐẤT ==0 Đ MỞ MÁY BƠM BIẾN TRẠNG THÁI CẢM BIẾN ÁNH SÁNG ==0 TẮT MÁY BƠM s Đ MỞ ĐÈN MỞ ĐÈN RETURN Hình 18: Lưu đồ truyền nhận chế độ điều khiển Giải thích lưu đồ: 61 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong chế độ diều khiển hệ thống đọc giá trị cảm biến Sau hệ thống xét giá trị biến điều khiển máy bơm Nếu giá trị biến trạng thái máy bơm “0” mở máy bơm giá trị biến trạng thái máy bơm “1” tắt máy bơm Tiếp theo hệ thống xét giá trị trạng thái đèn “0” mở đèn giá trị biến trạng thái đèn “1” tắt đèn Thốt chương trình quay lại chương trình 62 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ 4.1 KẾT QUẢ THI CƠNG Các khối lắp hộp điện Hình 1:Hộp mạch thi cơng  Vị trí cảm biến mơ hình Cảm biến quang: đặt thù cảm biến nên đặt cảm biến nơi ánh sáng trực tiếp chiếu vào ban ngày ban đêm đảm bảo độ sáng tối cần thiết để hoạt động tốt 63 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2: Vị trí cảm biến ánh sáng Cảm biến độ ẩm đất: Cảm biến độ ẩm đất đặt hộp điện nhiên chân tín hiệu đem ngồi cắm trực tiếp xuống đất Hình 3: Vị trí cảm biến ánh sáng 64 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cảm biến nhiệt độ DHT11: Hình 4: Vị trí cảm biến DHT11 Nhận xét: Qua nhiều nghiên cứu đạt vấn đề sau: - - - Đã hiểu ứng dụng cảm biến nhiệt độ, độ ẩm đất ánh sáng Xây dựng Webserver Thiết kế thi công mạch nhận liệu từ cảm biến, điều khiển máy bơm với vi điều khiển, truyền nhận liệu UART, mạng ESP, liệu cập nhật lưu trữ Webserver Mạch thi công thực khoảng từ 20% đến 80%, máy bơm tự động hoạt theo ngưỡng thiết lập Dữ liệu lên Webserver thời gian ngắn Có thể chọn chế độ hoạt động điều khiển máy bơm qua website Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống: Mạch hoạt động tốt điều kiện nhiệt độ trung bình Mạch phải đặt nơi khơ ráo, nơi cần đo Mạch phải cấp nguồn hoạt động liên tục Hệ thống khởi độngban đầu phải có internet để đồng liệu web 65 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.2 HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG Dưới kết đặt hoạt động đưa vào áp dụng chế độ điều khiển chế độ tự động:  Chế độ tự động: Hình 5: Hoạt động webserver chế độ tự động Hình 6: Tác động cảm biến khơng có ánh sáng 66 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình Tác động cảm biến có ánh sáng Hình 8: Hình ảnh tác động độ ẩm đất hoạt động bơm  Chế độ điều khiển: Hình 9:Điều khiển webserver tác động đèn led 67 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 10:Điều khiển webserver tác động hệ thống bơm 68 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 KẾT LUẬN  Ưu điểm Hệ thống đáp ứng tính năng, nội dung mục tiêu ban đầu đề ra:  Tham khảo mô hình thực tế  Thiết kế thi cơng mơ hình trồng tự động điều khiển tùy thuộc vào thông số môi trường  Thiết kế webserver điều khiển khu vườn cách gián tiếp thơng qua Internet  Tồn hệ thống chạy thời gian dài, tương đối ổn định, đạt kết tốt  Khả đáp ứng phần cứng với web tương đối ổn định xác  Nhược điểm  Do đề tài có người kiến thức hiểu sâu phần mềm nên làm giới hạn mơ hình  Thiết kế giao diện webserver cịn đơn sơ khơng có tính thẩm mỹ  Mơ hình thực khoảng thời gian ngắn nên hạn chế áp dụng chu trình dài cho việc thực so sánh cho hai mơ hình có thiết bị tác động khơng tác động  Chưa có khả tận dụng hết cảm biến nhiệt độ độ ẩm khơng khí cho thiết bị khác  Thời gian nhận truyền liệu mạng cịn chậm nhận tín hiệu 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN  Thiết kế, lập trình ứng dụng Android di động để giám sát, điều khiển  Thiết kế hệ thống gieo hạt, bón phân, thu hoạch tự động qua tiền tới tự động hóa hồn tồn cho khu vườn  Thêm tính hẹn tưới nước  Thêm tính thơng báo đến người sử dụng sử dụng vượt ngưỡng mà không cần phần mềm hoạt động 69 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Đặt hộp điện phòng để phịng có nhiệt độ thích hợp tránh ảnh hưởng xấu mơi trường  Thêm hệ thống phun sương có độ ẩm cao  Tích hợp thêm thơng tin trồng để người dùng có lựa chọn thông số ngưỡng cần thiết thiết cho trồng 70 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Thu Hà (chủ biên), Trương Thị Bích Ngà, Nguyễn Thị Lưỡng, Bùi Thị Tuyết Đan, Phù Thị Ngọc Hiếu, Dương thị Cẩm Tú - “Giáo trình Điện tử bản”, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM [2] Nguyễn Đình Phú – “Giáo trình thực tập Vi xử lí”, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM [3] D.-H Park, B.-J Kang, K.-R Cho, C.-S Shin, S.-E Cho, J.-W Park and W.-M Yang, "A study on greenhouse automatic control system based on wireless sensor network," Wireless Personal Communications, vol 56, no 1, pp 117 130, 2011 [4] Dhumal, Y.R and Chitode, J.S., 2013 Green House Automation using Zigbee and Smart Phone International Journal of Advanced Research in Computer Science and Software Engineering Research Paper, 3(5) [5] Trang chủ Ardunio: arduino.cc [6] Tra cứu linh kiện: Google [7] Datasheet linh kiện: Website alldatasheet.com [8] Phát triển web: 000webhost.com [9] Hướng dẫn tạo hosting: https://www.youtube.com/watch?v=P-nShJjLWfQ [10] Hướng dẫn html bản:https://www.youtube.com/watch?v=GArJ0EPu77w [11] Trang học lập trình web bản: w3schools.com 71 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHỤ LỤC Trích dẫn [1] Giao tiếp chuẩn UART (nguồn: http://icviet.vn) [2] CHUẨN GIAO THỨC TRUYỀN TẢI SIÊU VĂN BẢN – HTTP(nguồn: http://www.ducanhlus.com) [3] TỔNG QUAN VỀ WEB (nguồn: http://hocwebchuan.com) [4] Webserver gì? (nguồn: http://www.codehub.vn) 72 an an ... trồng vô độc đáo hệ thống tưới nhỏ giọt, hệ thống tưới phun sương, hệ thống tưới phun mưa, hệ thống tưới cảnh quan hệ thống thủy canh trồng không dùng đất Và gần hướng đến nhu cầu trồng diện tích... ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG KÍCH THÍCH CÂY TRỒNG BAN ĐÊM VÀ TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG SVTH : PHAN NGUYỄN DUY TRỰC MSSV : 15141082 Khố : 2015 Ngành : CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN... trình Từ chúng tơi đề xuất đề tài “HỆ THỐNG KÍCH THÍCH CÂY TRỒNG BAN ĐÊM VÀ TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG” MỤC TIÊU Để thực đề tài nhóm cần xây dựng điều khiển giám sát tưới đề tài điều khiển nhiệt độ, độ