(Đồ án hcmute) thiết kế và thi công mô hình nhà kính trồng cà chua sử dụng iots

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ÐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH NHÀ KÍNH TRỒNG CÀ CHUA SỬ DỤNG IOTS GVHD: NGUYỄN THANH HẢI SVTH : PHẠM HOÀNG VŨ MSSV: 13141634 SVTH : ÐINH THÀNH LÂM MSSV: 13141510 SKL 0 5 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2019 an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬTTHÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH NHÀ KÍNH TRỒNG CÀ CHUA SỬ DỤNG IOTS SVTH: PHẠM HOÀNG VŨ MSSV: 13141634 SVTH:ĐINH THÀNH LÂM MSSV: 13141510 NGÀNH: CNKT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THƠNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN THANH HẢI Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2019 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Đinh Thành Lâm Phạm Hồng Vũ Ngành: Điện tử cơng nghiệp Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thanh Hải Ngày nhận đề tài: MSSV: 13141510 MSSV: 13141634 Lớp: ĐT: Ngày nộp đề tài: Tên đề tài: Thiết kế thi công mô hình nhà kính trồng cà chua sử dụng IOTS Các số liệu, tài liệu ban đầu: Nội dung thực đề tài: Sản phẩm: TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii 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: Đinh Thành Lâm Phạm Hồng Vũ MSSV: 13141510 MSSV: 13141634 Ngành: Điện tử cơng nghiệp Tên đề tài: Thiết kế thi công mô hình nhà kính trồng cà chua sử dụng IOTS Họ tên Giáo viên hướng dẫn:PGS.TS Nguyễn Thanh Hải 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 07 năm 2019 Giáo viên hướng dẫn iii 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: Đinh Thành LâmMSSV: 13141510 Phạm Hoàng Vũ MSSV: 13141634 Ngành: Điện tử truyền thơng Tên đề tài: Thiết kế thi cơng mơ hình nhà kính trồng cà chua sử dụng IOTS Họ tên Giáo viên phản biện: 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 07 năm 2019 Giáo viên phản biện iv an LỜI CẢM ƠN Lời xin gửi tới gia đình nguồn động viên to lớn vật chất tinh thần, bên cạnh hỗ trợ, giúp đỡ chúng em suốt trình đại học Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Thanh Hảiđã theo sát dạy bảo, hướng dẫn, phân tích để chúng em hoàn thiện đồ án Cảm ơn tất thầy cô khoa Điện-Điện tử cung cấp kiến thức tảng sở năm học đại học Bên cạnh xin gửi lời chúc sức khoẻ, thành công đến tất bạn lớp hỗ trợ nhiều cách khác trình thực đồ án Xin chân thành cảm ơn! Nhóm thực đề tài v an TĨM TẮT Nông nghiệp ngành kinh tế lâu đời người Việt Nam đóng vai trị quan trọng phát triền kinh tế đất nước Bên cạnh phát triển khơng ngừng khoa học kỹ thuật làm tiền đề để nước ta thoát khỏi cảnh nghèo nàn, lạc hậu bắt kịp xu hướng cơng nghệ tiên tiến giới Nhà kính theo wikipedia cơng trình thường có cạnh mái làm kính (hoặc vật liệu tương tự)nơi cũngcó khả loại bỏ điều kiện môi trường bất lợi, cung cấp môi trường phát triển tối ưu, tạo mùa sinh trưởng dài hơn, trồng loại trái mùa giống khác nhau, bảo vệ trồng khỏi thời tiết lạnh, mưa đá, hạn hán gây thiệt hại, loại bỏdịch bệnh, sâu bệnh hại, tăng tốc độ sinh trưởng nhanh hơn, suất cao hơn, chất lượng tốt Tất điều chỉnh điều khiển hoàn toàn tự động áp dụng công nghệ khoa học kỹ thuật vào trình giám sát sản xuất Việc áp dụng nhà kính tự động giúp tiết kiệm nhân lực, tăng xác giám sát điều khiển mơi trường Qua tóm tắt trên, chúng em định làm đề tài “Thiết kế thi công mơ hình nhà kính trồng cà chua sử dụng IOTS” Hệ thống có chế độ MANUAL AUTO Ở chế độ MANUAL điều khiển vườn cà chua hình cảm ứng qua internet Người dùng điều khiển thiết bị chủ động mà khơng cần phụ thuộc vào điều kiện mơi trường Cịn chế độ AUTO, cho phép hệ thống điều khiển thiết bị ngoại vi theo thông số giới hạn cài đặt trước đó, cho phù hợp với điều kiện sinh trưởng cà chua Dữ liệu cảm biến, trạng thái hoạt động thiết bị gửi lên internet để người sử dụng tiện theo dõi trình sinh trưởng phát triển cà chua Thơng qua internet người dùng điều khiển từ xa hệ thống, thực bật tắt thiết bị chế độ MANUAL, cài đặt giá trị môi trường giới hạn chế độ AUTO Nguồn cung cấp Pin lượng mặt trời Để làm hệ thống sử dụng kit Arduino Mega 2560 làm vi điều khiển trung tâm để điều khiển module mở vi an rộng hình cảm ứng, ESP8266 Node MCU, L293D,DHT22, BH1750 Ngồi cịn có sốt cấu chấp hành bơm nước, phun sương, quạt, đèn vii an MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN v TÓM TẮT vi MỤC LỤC viii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH xiii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xvi ANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xvii Chương TỔNG QUAN 18 1.1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 18 1.2 MỤC ĐÍCH VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 18 1.3 NỘI DUNG THỰC HIỆN 18 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 20 2.1 MỘT SỐ MƠ HÌNH TRỒNG RAU TRONG NHÀ KÍNH 20 2.1.1 Mơ hình nhà lưới kín 20 2.1.2 Mơ hình nhà lưới hở 21 2.1.3 Mơ hình trồng rau hộ gia đình 21 2.2 INTERNET OF THINGS 22 2.3 NHỮNG CHUẨN TRUYỀN DỮ LIỆU 23 2.3.1 Chuẩn giao tiếp I2C 23 2.3.2 Chuẩn giao tiếp One-Wire 24 2.3.3 Chuẩn giao tiếp UART 24 2.4 TÌM HIỂU VỀ PHP 25 2.4.1 Giới thiệu PHP 25 2.4.2 PHP 26 2.4.3 PHP MySQL 27 Chương TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 28 3.1 GIỚI THIỆU 28 3.1.1 Sơ đồ khối chức khối 28 3.1.2 Mô tả hoạt động hệ thống 29 viii an 3.2 THIẾT KẾ CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG 29 3.2.1 Khối cảm biến 29 3.2.2 Khối relay 35 3.2.3 Khối cấu chấp hành 36 3.2.4 Khối nguồn 42 3.2.5 Khối xử lý trung tâm 47 3.2.6 Khối giao tiếp Wifi 50 3.3 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 52 3.3.1 Lưu đồ chương trình 52 3.3.2 Lưu đồ điều khiển chế độMANU 54 3.3.3 Lưu đồ điều khiển chế độAUTO 56 3.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TOÀN MẠCH 58 Chương THI CÔNG HỆ THỐNG 59 4.1 THI CÔNG PHẦN MỀM 59 4.1.1 Phần mềm WampServer tạo localhost 59 4.1.2 Lập trình Web Dreamware Notepad++ 60 4.1.3 ThingSpeak 64 4.1.4 Phần mềm lập trình cho hình HMI UART 66 4.2 THI CÔNG PHẦN CỨNG 71 4.2.1 Khung mơ hình 71 4.2.2 Thi công mạch giảm áp cấp nguồn 72 4.2.3 Thi công kết nối module Relay điều khiển ngõ 73 4.2.4 Thi công hệ thống cấp nguồn nối dây cho điều khiển trung tâm 74 4.2.5 Đóng gói tủ điều khiển 74 Chương KẾT QUẢ 76 5.1 THI CÔNG MẠCH THỰC TẾ 76 5.2 MƠ HÌNH HỒN THIỆN 80 5.3 NHẬN XÉT – ĐÁNHGIÁ 81 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 82 xi an } else { ttquatthoi = LOW; ttden = HIGH; } if ( percentdad> dadgh ) { ttbom = LOW; } else { ttbom = HIGH; } if ( h> dakkgh ) { ttquathut = HIGH; } else { ttquathut = LOW; } if ( (int)valf > cdasgh ) { ttled = LOW; ttrem = LOW; } else { ttled = HIGH; ttrem = HIGH; } if (value == LOW) { ttmai = LOW; } else { ttmai = HIGH ; } 91 an dieukhienhienthi(); nexLoop(nex_listen_list); } ///////////////////////////////////chương trình hiển thị lên hình HMI/////////////////////// void dieukhienhienthi() { if (ttbom == HIGH) { digitalWrite(bom, LOW); t8.setText("On"); t16.setText("On"); } else { digitalWrite(bom, HIGH); t8.setText("Off"); t16.setText("Off"); } if (ttquathut == HIGH) { digitalWrite(quathut, LOW); t6.setText("On"); t17.setText("On"); } else { digitalWrite(quathut, HIGH); t6.setText("Off"); t17.setText("Off"); } if (ttquatthoi == HIGH) //quat { digitalWrite(quatthoi, LOW); } else { digitalWrite(quatthoi, HIGH); } if (ttled == HIGH) 92 an { digitalWrite(led, LOW); t4.setText("On"); t18.setText("On"); } else { digitalWrite(led, HIGH); t4.setText("Off"); t18.setText("Off"); } if (ttrem == HIGH) { if (digitalRead(cthtt) == HIGH) { motor.run(FORWARD); } else { motor.run(RELEASE); } t7.setText("Open"); t21.setText("Open"); } else { if (digitalRead(cthtn) == HIGH) { motor.run(BACKWARD); } else { motor.run(RELEASE); } t7.setText("Close"); t21.setText("Close"); } if (ttmai == HIGH) { 93 an servo1.write(60); servo2.write(0); t5.setText("Open"); t20.setText("Open"); } else { servo1.write(0); servo2.write(60); t5.setText("Close"); t20.setText("Close"); } if (ttden == HIGH) { digitalWrite(den, LOW); t9.setText("On"); t19.setText("On"); } else { digitalWrite(den, HIGH); t9.setText("Off"); t19.setText("Off"); } } ///////////////chương trình giải mã để hiển thị giá trị cảm biến lên hình HMI//////////// void hienthigiatricambien() { /////////////////////////////////////////////////////Hiển thị nhiệt độ ////////////////// memset(buffer, 0, sizeof(buffer)); nhiet_do = t; itoa(nhiet_do, buffer, 10); t0.setText(buffer); ////////////////////////////////////////////////////Hiển thị độ ẩm khơng khí ////////////////////////// memset(buffer, 0, sizeof(buffer)); do_am = h; itoa(do_am, buffer, 10); 94 an t1.setText(buffer); ///////////////////////////////////////////////////Hiển thị độ ẩm đất //////////////////////////// memset(buffer, 0, sizeof(buffer)); do_am_dat = percentdad; itoa(do_am_dat, buffer, 10); t2.setText(buffer); //////////////////////////////////////////////////Hiển thị cường độ ánh sáng //////////////////// memset(buffer, 0, sizeof(buffer)); anh_sang = valf; itoa(anh_sang, buffer, 10); t3.setText(buffer); //Display ghdakk //========================== memset(buffer, 0, sizeof(buffer)); tt_chedo = tt; itoa(tt_chedo, buffer, 10); t15.setText(buffer); } /////////////////////////////////////////chương trình đọc giá trị cảm biến/////////////// void docgiatricambien() { //////////////////////////////////////// cảm biến cường độ ánh sáng /////////////////// if (BH1750_Read(BH1750_address) == 2) { valf = ((buff[0] 3000) { gui_du_lieu(nhiet_do, do_am, do_am_dat, anh_sang, ndgh, dakkgh, dadgh, cdasgh, tt_chedo, tt_bom, tt_quatthoi, tt_quathut, tt_led, tt_den, tt_rem, tt_mai); time = millis(); } } nexLoop(nex_listen_list); } 98 an 99 an 100 an 101 an 102 an 103 an 104 an S an K L 0 ... tài ? ?Thi? ??t kế thi cơng mơ hình nhà kính trồng cà chua sử dụng IOTS? ?? Hệ thống có chế độ MANUAL AUTO Ở chế độ MANUAL điều khiển vườn cà chua hình cảm ứng qua internet Người dùng điều khiển thi? ??t. .. trường phù hợp với trồng Trên sở yêu cầu thực tế, xu hướng phát triển cơng nghệ mà nhóm định thực đề tài ? ?Thi? ??t kế thi cơng mơ hình nhà kính trồng cà chua sử dụng IOTS? ?? Mơ hình sử dụng loại cảm biến... THUẬTTHÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THI? ??T KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH NHÀ KÍNH TRỒNG CÀ CHUA SỬ DỤNG IOTS SVTH: PHẠM HOÀNG VŨ MSSV: 13141634 SVTH:ĐINH THÀNH LÂM