THÔNG TIN TÀI LIỆU
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 THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH GVHD:TRƯƠNG NGỌC HÀ SVTH: PHAN HỮU PHƯỚC MSSV: 14141508 SVTH: BÙI ĐỨC SANG MSSV: 14141514 SKL 0 5 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2018 an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH VƯỜN THÔNG MINH SVTH : MSSV : SVTH : MSSV : Khóa : Ngành : GVHD: PHAN HỮU PHƯỚC 14141508 BÙI ĐỨC SANG 14141514 2014 CÔNG NGHỆ KT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THƠNG ThS TRƯƠNG NGỌC HÀ Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2018 an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH SVTH : MSSV : SVTH : MSSV : Khóa : Ngành : GVHD: PHAN HỮU PHƯỚC 14141508 BÙI ĐỨC SANG 14141514 2014 CÔNG NGHỆ KT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ThS TRƯƠNG NGỌC HÀ Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2018 an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phan Hữu Phước Họ tên sinh viên: Bùi Đức Sang Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện tử truyền thông Giảng viên hướng dẫn: ThS Trương Ngọc Hà Ngày nhận đề tài: 22/2/2018 MSSV: 14141508 MSSV: 14141514 Lớp: 14141CL-VT ĐT: 0903698741 Ngày nộp đề tài: 19/07/2018 Tên đề tài: Thiết kế thi cơng mơ hình vườn thơng minh Các số liệu, tài liệu ban đầu: Đồ án môn học 2: Thiết kế thi công hệ thống vườn rau thực tế ảo Nội dung thực đề tài: Thiết kế xây dựng hệ thống vườn thông minh qua việc giám sát nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, độ ẩm đất điều khiển máy bơm để tưới nước Thu thập thông số hệ thống điều khiển hoạt động hệ thống qua App điện thoại di động sử dụng công nghệ truyền thơng mạng Wifi Sản phẩm: Mơ hình hệ thống vườn thông minh gồm hệ thống khung trượt điều khiển máy bơm khối xử lý trung tâm thu thập liệu điều khiển thông qua App điện thoại di động chạy hệ điều hành Android thông qua hệ thống Wifi GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: Phan Hữu Phước MSSV: 14141508 Họ tên sinh viên: Bùi Đức Sang MSSV: 14141514 Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện tử truyền thông Tên đề tài: Thiết kế thi cơng mơ hình vườn thông minh Họ tên Giáo viên hướng dẫn: ThS Trương Ngọc Hà 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 2018 Giáo viên hướng dẫn ii an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: Phan Hữu Phước MSSV: 14141508 Họ tên sinh viên: Bùi Đức Sang MSSV: 14141514 Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện tử truyền thông Tên đề tài: Thiết kế thi cơng mơ hình vườn thơng minh 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 2018 Giáo viên phản biện iii an LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đề tài này, nhóm sinh viên thực xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.Hồ Chí Minh hướng dẫn, truyền đạt kiến thức cho nhóm suốt q trình học tập Đặc biệt, nhóm xin chân thành cảm ơn Thầy Trương Ngọc Hà tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm suốt thời gian thực đồ án tốt nghiệp Nhóm xin phép gửi đến thầy lòng biết ơn, lời cảm ơn chân thành sâu sắc Bên cạnh đó, nhóm cũng xin cảm ơn anh, chị khóa trước cũng bạn sinh viên lớp 14141CL-VT nhiệt tình đóng góp ý kiến chia sẻ kinh nghiệm , cảm ơn gia đình tạo điều kiện, động viên, chia sẻ tiếp thêm động lực để giúp nhóm hồn thành đề tài Cuối cùng, dù cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đề tài đặt đảm bảo thời hạn kiến thức có hạn nên q trình thực đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Nhóm mong nhận ý kiến đóng góp q thầy bạn để đồ án hồn thiện Nhóm xin chân thành cảm ơn! Phan Hữu Phước – Bùi Đức Sang iv an LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghệ ngày phát triển đòi hỏi nhu cầu ứng dụng vào lĩnh vực đặc biệt nông nghiệp truyền thống nhằm giảm lao động, tăng suất trồng… đem lại hiệu cao cho nông nghiệp thời kì Việc ứng dụng nơng nghiệp thơng minh giải pháp cấp bách để bảo đảm an ninh lương thực chất lượng nông sản phục vụ tồn cầu bối cảnh tình trạng xung đột bất ổn, dịch bệnh biến đổi khí hậu diễn biến ngày phức tạp, khó lường Chính thế, nhóm lựa chọn đề tài THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH nhằm tìm hiểu thêm quan trọng cũng ứng dụng vi xử lý, Web Server mạng Wifi đời sống nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết xã hội Bên cạnh việc kiểm sốt thơng số nhiệt độ độ ẩm môi trường thông số ảnh hưởng trực tiếp đến vườn rau, việc giám sát hoạt động hệ thống cần thiết để nắm bắt kịp thời thơng số hệ thống, điều khiển hệ thống hoạt động cách hiệu thông qua mạng Internet 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 LỜI NÓI ĐẦU v MỤC LỤC vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU x DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH xi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .1 1.1 GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY 1.1.1 Đặt vấn đề 1.1.2 Tính cấp thiết đề tài .2 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .3 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU .3 1.5 BỐ CỤC ĐỒ ÁN CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN ARDUINO UNO 2.1.1 Sơ lược ARDUINO UNO R3 2.1.2 Thông số kỹ thuật .5 2.1.3 Các chức Arduino Uno R3 2.2 ESP8266 VÀ MODULE NODEMCU v1.0 2.2.1 Giới thiệu ESP8266 2.2.2 Thông số kỹ thuật .7 2.2.3 Chức module ESP8266 .7 2.2.4 NodeMCU v1.0 2.3 MUDULE ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ L298N 2.3.1 Giới thiệu vi an 2.3.2 Thông số kỹ thuật .10 2.4 MODULE RELAY .10 2.4.1 Giới thiệu 10 2.4.2 Thông số kỹ thuật .11 2.5 ĐỘNG CƠ BƯỚC 11 2.5.1 Giới thiệu 11 2.5.2 Cách điều khiển động bước 11 2.5.3 Các loại động bước 12 2.6 CẢM BIẾN DHT11 13 2.6.1 Giới thiệu 13 2.6.2 Thông số kỹ thuật .13 2.7 CẢM BIẾN ĐỘ ẨM ĐẤT 13 2.7.1 Giới thiệu 13 2.7.2 Thông số kỹ thuật .14 2.8 CẢM BIẾN QUANG TRỞ 14 2.8.1 Giới thiệu 14 2.8.2 Thông số kỹ thuật .15 2.9 NGUỒN 15 2.10 CHUẨN GIAO TIẾP 1-WIRE 16 2.10.1 Giới thiệu 16 2.10.2 Nguyên lý hoạt động .16 2.11 CHUẨN GIAO TIẾP UART .18 2.11.1 Giới thiệu 18 2.11.2 Các thông số chuẩn truyền UART .20 2.12 GOOGLE FIREBASE .20 2.12.1 Giới thiệu 20 2.12.2 Các chức Google Firebase 21 2.12.3 Những lợi ích từ Google Firebase 21 2.12.4 Cách tạo project Firebase 22 2.13 PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG WEB SERVER 24 2.13.1 Phần mềm hỗ trợ lập trình Web Server 24 vii an Qua trình nghiên cứu, nhóm thực đạt vấn đề sau: Hiểu ứng dụng cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, quang trở cảm biến mưa Xây dựng Web, xây dựng ứng dụng theo dõi, điều khiển Android Thiết kế thi công mạch nhận liệu từ cảm biến, điều khiển máy bơm với Arduino Uno R3, truyền nhận liệu UART, liệu cập nhật lưu trữ Web Firebase Mạch thi công thực nhu cầu đặt ra: Nhiệt độ đo khoảng từ 0oC đến 50oC, độ ẩm đo khoảng từ 20% đến 100%, máy bơm tự động hoạt động độ ẩm 70% Dữ liệu đo gửi lên Web, Firease thời gian ngắn Có thể chọn chế độ hoạt động điều khiển máy bơm ứng dụng di động Do chưa có thiết bị đo cụ thể để kiểm tra độ xác nên thông số phạm vi đo được xác định theo datasheet trình chạy thử sản phẩm Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống: Mạch hoạt động tốt điều kiện nhiệt độ trung bình (khơng q lạnh q nóng) Mạch phải cấp nguồn hoạt động liên tục, phải đảm bảo có Wifi nơi lắp đặt hệ thống 4.2 KẾT QUẢ PHẦN MỀM 4.2.1 Firebase – App Android Sau hồn thành giao diện Firebase sau: Hình 4.4 Giao diện CSDL Firebase 72 an Với thông số tên người dùng, password, chế độ điều khiển, trạng thái điều khiển… hiển thị dạng Các liệu cảm biến chứa thẻ “Data” user tương ứng Hình 4.5 Trang chủ giao diện ứng dụng Android Tại trang chủ ứng dụng Android người dùng yêu cầu nhập user, password số điện thoại dùng để xác thực tài khoản thay đổi tài khoản lần User password mặc định khởi tạo tương ứng với khu sau: khu số user – user1, password – user1 tương tự với khu vực lại Sau nhấn vào nút đăng nhập ứng dụng kiểm tra user password có đúng hay chưa Nếu chưa đúng thơng báo sai, đúng người dùng yêu cầu đổi tài khoản 73 an Hình 4.6 Giao diện đổi tài khoản lần đầu đăng nhập vào ứng dụng Tại người dùng nhập lại thông tin user password riêng mình, đồng thời cung cấp mã code nhận qua tin nhắn SMS cũng nhập trồng mà muốn trồng Sau nhấn giữ nút đăng nhập ứng dụng tiến hành kiểm tra mã code đúng hay chưa, đúng ứng dụng tiến hành lưu thông tin mà người dùng nhập vào CSDL Firebase đồng thời mở trang Thông tin trồng người dùng 74 an Hình 4.7 Giao diện trang thơng tin trồng Tại trang nắm bắt thông số cảm biến theo thời gian thực trồng cũng dự đoán tình trạng hình ảnh minh họa Người dùng nhập ngày trồng lần đầu vào hệ thống, có thay đổi gì thì người dùng hồn tồn thay đổi cách nhập trực tiếp vào khung ngày trồng hay nút nhấn “Đổi Thơng Tin” Bên cạnh ứng dụng cũng có nút nhấn khác để đến nhu cầu khác người dùng xem giao diện Web hay chuyển qua chế độ điều khiển tay theo ý muốn 75 an Hình 4.8 Trang đổi thông tin (trái) điều khiển tay (phải) Hình 4.9 Giao diện trang chủ Web ứng dụng Android 76 an Hình 4.10 Giao diện sau người dùng đăng nhập thành cơng Hình 4.11 Biểu đồ giá trị cảm biến khu vực 77 an Hình 4.12 Các thơng số cảm biến ghi nhận khu vực Bên cạnh việc quan sát giá trị cảm biến thời gian thực, người dùng cũng quan sát qua Website Trên CSDL Web người dùng xem lại liệu cảm biến mà hệ thống thu thập lưu trữ CSDL 78 an Hình 4.13 Trang điều khiển Admin Đây giao diện chúng ta đăng nhập vào ứng dụng với quyền admin Tại chúng ta quan sát tất trồng nút nhấn tương ứng từ đến Chúng ta cũng ON/OFF bơm Khi chế độ điều khiển toàn hệ thống chuyển qua điều khiển tay 4.2.2 Web Sau biên soạn mã nguồn đưa mã nguồn lưu trữ server trang www.000webhost.com giao diện website hồn tất theo dõi nơi có kết nối Internet Chúng ta theo dõi thông số trồng qua địa sau: http://smartgarden12.000webhostapp.com/ Dưới số hình ảnh giao diện website: 79 an Hình 4.14 Trang chủ hệ thống Đối với trang chủ, người dùng nhập username password vào để hệ thống xác thực Nếu tồn username password sở liệu đến trang thơng tin khu vực Hình 4.15 Giao diện hiển thị thông tin tất khu vực 80 an Hình 4.16 Giao diện thơng tin khu vực dạng biểu đồ Hình 4.17 Giao diện thông tin khu vực dạng chi tiết 81 an CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 KẾT LUẬN Qua đề tài “THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH”, nhóm thực nghiên cứu vấn đề mà mục tiêu đưa ra: - Tìm hiểu ngơn ngữ php, html, css MySQL để xây dựng CSDL website - Tìm hiểu board NodeMCU Arduino - Xây dựng web đơn giản theo dõi nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng - Hệ thống hoạt động đo giá trị quang trở, nhiệt độ ngưỡng o 20 C đến 50oC, độ ẩm đo 50% đến 100% thông qua cảm biến - Hệ thống tưới nước tự động tưới độ ẩm ngưỡng 70%, ngừng tưới vượt qua ngưỡng Và điều khiển hệ thống tưới độ ẩm ngưỡng cho phép - Có thể truyền nhận liệu thông qua UART vi điều khiển Arduino với NodeMCU, giao tiếp ứng dụng điện thoại với phần cứng 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Trong q trình thực đề tài, nhóm cịn gặp nhiều khó khăn tiếp cận với phần cứng khí, mạch thiết kế chưa đẹp, sai số cảm biến nhiệt độ, độ ẩm so với điều kiện thực tế Quá trình thu thập liệu từ cảm biến, số liệu ghi nhận chưa ổn định, trình truyền nhận cịn phải có thời gian chờ Hệ thống chưa đáp ứng lệnh điều khiển xử lý user khác Thời gian trao đổi liệu NodeMCU CSDL (Web Firebase) lớn dẫn đến tính sẵn sàng hệ thống chưa cao Website số lỗi không tự động cập nhật giá trị cảm biến tức thời NodeMCU gửi liệu lên mà phải đợi khoảng thời gian để refresh lại trang Trong thời gian tới, đề tài phát triển sau: - - Kết hợp với nhiều cảm biến khác cảm biến đo độ PH đất, cũng nghiên cứu thêm chế độ dinh dưỡng khác loại xây dựng CSDL riêng mảng Kết hợp với thu thập liệu thời tiết từ Google Xây dựng thêm tính gửi tin nhắn cho người dùng hệ thống xảy cố Nghiên cứu sâu lập trình Web, tạo Web hồn thiện tính năng, bảo mật Bổ sung tính hoạt động ứng dụng Android khơng có kết nối Internet (Offline) để khơng bỏ lỡ thông tin từ người dùng 82 an - Áp dụng mơ hình vào thực tế để hoàn thiện 83 an TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] G.L, “Phát triển nông nghiệp 4.0, cần làm tỉnh Lâm Đồng”, https://vnreview.vn/tin-tuc-khoa-hoc-cong-nghe//view_content/content/2547627/phat-trien-nong-nghiep-4-0-can-lam-nhutinh-lam-dong, truy cập ngày 15/07/2018 [2] Thành Chung, “Nơng nghiệp 4.0: “Ít nói làm nhiều hơn””, http://danviet.vn/nha-nong/nong-nghiep-40-it-noi-va-lam-nhieu-hon813437.html, truy cập ngày 15/07/2018 [3] Nguyễn Tuyền, “Nông nghiệp thông minh 4.0: Đi nhanh đừng chạy vội!”, http://dantri.com.vn/kinh-doanh/nong-nghiep-thong-minh-40-dinhanh-nhung-dung-chay-voi-20180712202729877.htm, truy cập ngày 15/07/2018 [4] http://arduino.vn/bai-viet/42-arduino-uno-r3-la-gi, truy cập ngày 04/03/2018 [5] Vũ Quang Huy, “Thông số kỹ thuật Arduino lưu ý”, https://www.stdio.vn/articles/thong-so-ki-thuat-arduino-uno-r3-va-cac-luuy-400 [6] https://iotmaker.vn/NodeMCU.html, truy cập ngày 04/03/2018 [7] http://htelectronics.vn/huong-dan-su-dung-esp8266-trong-cac-ung-dunginternet-of-things/, truy cập ngày 04/03/2018 [8] http://mualinhkien.vn/san-pham/1000/module-dieu-khien-dong-co-l298do.html?fb_comment_id=829851970431231_839734716109623, truy cập ngày 04/03/2018 [9] http://hshop.vn/products/module-1-relay-voi-opto-coch-ly-koch-h-l-5vdc, truy cập ngày 04/03/2018 [10] http://machdientudong.com/tim-hieu-ve-dong-co-buoc-va-mach-dieukhien-dong-co-buoc/, truy cập ngày 17/03/2018 [11] https://iotmaker.vn/cam-bien-nhiet-do-do-am-dht11.html, truy cập ngày 17/03/2018 [12] http://hshop.vn/products/cam-bien-do-am-dat-2, truy cập ngày 10/04/2018 [13] https://iotmaker.vn/cam-bien-anh-sang-quang-tro.html, truy cập ngày 10/04/2018 [14] http://www.ytuongnhanh.vn/chi-tiet/chuan-giao-tiep-1-wire-156.html, truy cập ngày 16/04/2018 84 an [15] https://vietnhap.com/dien-tu-so/chuan-uart-la-gi-phuong-thuc-hoat-dongcua-no.htm, truy cập ngày 16/04/2018 [16] https://viblo.asia/p/gioi-thieu-google-firebase-realtime-database-systemphan-1-1Je5EMVm5nL, truy cập ngày 16/04/2018 [17] http://banlinhkien.vn/goods-5130-may-bom-mini-6-12v-mb385.html , truy cập ngày 08/06/2018 [18] https://vi.wikipedia.org/wiki/XAMPP, ngày truy cập 10/04/2018 [19] https://vi.wikipedia.org/wiki/HTML , ngày truy cập 15/04/2018 [20] https://en.wikipedia.org/wiki/Hypertext_Transfer_Protocol, ngày truy cập 10/05/2018 [21] http://webcoban.vn/css/default.html, ngày truy cập 10/05/2018 TIẾNG ANH [22] [23] [24] [25] http://php.net/manual/php4.php, ngày truy cập 20/04/2018 https://www.w3schools.com/sql/default.asp, ngày truy cập 10/05/2018 https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/, ngày truy cập 15/04/2018 https://developers.google.com/chart/?hl=vi, ngày truy cập 16/05/2018 85 an S an K L 0 ... Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình 2.16 Hình 2.17 Hình 2.18 Hình 2.19 Hình. .. Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15 Hình 3.16 Hình 3.17 Hình 3.18 Hình 3.19 Hình 3.20 Hình 3.21 Hình 3.22 Hình 3.23 Hình 3.24 Hình 3.25 Hình 3.26 Hình 3.27 Hình 3.28 Hình 3.29 Hình. .. tài: Thi? ??t kế thi cơng mơ hình vườn thơng minh Các số liệu, tài liệu ban đầu: Đồ án môn học 2: Thi? ??t kế thi công hệ thống vườn rau thực tế ảo Nội dung thực đề tài: Thi? ??t kế xây dựng hệ thống vườn
Ngày đăng: 02/02/2023, 09:31
Xem thêm: