Đang tải... (xem toàn văn)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO TIỂU LUẬN MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY Thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO TIỂU LUẬN MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY Thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Duy Phong SVTH: Lê Văn Tiến 19810540184 Nguyễn Văn Long 19810000160 Trịnh Thành Đạt 19810000086 Vũ Hoàng Anh 19810000167 Lớp: D14KTDT HÀ NỘI, 4/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG TIỂU LUẬN Môn: Mạng cảm biến không dây Họ và tên sinh viên: Lê Văn Tiến (Nhóm trưởng) Nguyễn Văn Long (Nhóm phó) Trịnh Thành Đạt (Nhóm phó) Vũ Hoàng Anh Lớp: D14 KTDT Khoá: D14 Ngành đào tạo: CN KT Điện tử - Viễn thông Hệ đào tạo: Chính quy 1 Tên tiểu luận: Thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 2 Sự cần thiết: Việt Nam là 1 nước có nền nông nghiệp chiếm quy mô kinh tế khá lớn khoảng 30% quy mô kinh tế của nước ta Cùng với sự phát triển của nền kinh tế nền nông nghiệp chất lượng cao ngày càng được đầu tư phát triển nhiều hơn Tuy nhiên việc áp dụng thành tựu khoa học kĩ thuật nhằm tự động hóa các công việc quen thuộc lặp đi lặp lại như tưới nước hay hơn thế là kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm đều dựa vào sức người vẫn còn hạn chế Để có thể tiết kiệm được yếu tố con người trong những công việc đơn giản đó chúng em đã nghĩ ra giải pháp hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm ứng dụng trong nông nghiệp giúp tự động hóa quy trình tưới cây và giám sát môi trường cây trồng áp dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 3 Mục tiêu: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm thành công hệ thống giám sát và điều khiển tự động nhiệt độ, độ ẩm ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 4 Nội dung chính của tiểu luận: Chương 1: Khảo sát, đánh giá hiện trạng và giải pháp cho việc áp dụng công nghệ vào trồng dưa lưới chất lượng cao tại Việt Nam 1.1 Khảo sát, nghiên cứu đánh giá đặc tính sinh trưởng của dưa lưới 1.2 Giải pháp đang được áp dụng cho việc giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 1.3 Hạn chế của giải pháp đang được áp dụng cho việc giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao Chương 2: Nghiên cứu các giải pháp công nghệ và đánh giá lựa chọn cho việc giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 2.1 Nghiên cứu các giải pháp cho việc giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 2.1.1 Phần cứng 2.1.2 Phần mềm 2.1.3 Truyền thông 2.2 Đánh giá các giải pháp công nghệ cho việc giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 2.3 Lựa chọn giải pháp cho hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao Chương 3: Thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 3.1 Thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 3.1.1 Thiết kế hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao a) Tính năng, yêu cầu kỹ thuật của hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao b) Sơ đồ khối của hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao c) Sơ đồ nguyên lý của hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao d) Lựa chọn vật tư linh kiện của hệ thống giám sát và điều khiển tự động nhiệt độ, độ ẩm từ xa 3.1.2 Chế tạo thử nghiệm hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao a) Nghiên cứu bản thiết kế của hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao b) Hình ảnh của hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 3.1.3 Thiết kế, xây dựng chương trình điều khiển cho hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao a, Lưu đồ thuật toán b, Viết code 3.2 Thiết kế, xây dựng phần mềm tại trung tâm giám sát cho hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 3.2.1 Yêu cầu kỹ thuật, tính năng của trung tâm giám sát 3.3.3 Giao diện sử dụng của trung tâm giám sát 3.3 Thử nghiệm hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 3.3.1 Mục tiêu thử nghiệm 3.3.2 Nội dung thử nghiệm a) Thử nghiệm thiết bị đo và điều khiển tự động nhiệt độ, độ ẩm b) Thử nghiệm giám sát tại trung tâm c) Thử nghiệm toàn bộ hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 3.3.3 Kết quả thử nghiệm Tài liệu tham khảo: [1] Rushikesh Sonawane, AS Ghule, AP Bowlekar, AH Zakane, Design and Development of Temperature and Humidity Monitoring System, Agricultural Science Digest, Volume 39 Issue 2, 2019 [2] Xiuying Tang , Chao Tan , Aibin Chen , Zhenghong Li, Renzheng Shuai, Design and implementation of temperature and humidity monitoring system for small cold storage of fruit and vegetable based on Arduino, Journal of Physics: Conference Series, 2020 [3] Huỳnh Trung Vẫn, Thiết kế hệ thống giám sát nhiệt độ - độ ẩm phòng trồng nấm bào ngư, Trường Đại học Bà Rịa - Vũng Tàu, 2019 [4] Mischa Schawart , Mobie wirless communocations, Department of Electrical Engineering Columbia University, 2000 5 Kết quả của tiểu luận: - 01 Báo cáo tiểu luận - 01 hệ thống hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao với: Thông số kỹ thuật : - Điện áp sử dụng DC 5V - Dải đo độ ẩm không khí 20 -> 90% , sai số +- 5% - Dải đo nhiệt độ 0 - 50 độ C , sai số +-2% - Dải đo độ ẩm đất 0-100% , sai số +-5% Tính năng : - Đo nhiệt độ, độ ẩm môi trường, đo độ ẩm đất - Hiển thị tại chỗ và giám sát từ xa qua Web - Tự động tưới nước khi độ ẩm đất 75% - Tự động bật quạt khi nhiệt độ >35 độ C - 01 phần mềm tại trung tâm cho hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao với Chức năng : Hiển thị thông tin trạng thái nhiệt độ, độ ẩm theo dạng biểu đồ, cập nhật liên tục Xuất dữ liệu dưới dạng file excel 6 Thời gian làm tiểu luận: Từ 10/04/2023 đến 19/04/2023 Hà Nội, ngày 10 tháng 04 năm 2023 NGƯỜI HƯỚNG DẪN SINH VIÊN TS Phạm Duy Phong Lê Văn Tiến Bảng phân công công việc Nguyễn Văn Long Chuẩn bị tài liệu, thiết kế phần cứng và lắp ráp và hiệu chỉnh Lê Văn Tiến Chuẩn bị tài liệu, làm silde, viết báo cáo báo cáo, lắp ráp phần cứng, thiết kế phần mềm cho thiết bị và truyền thông lên web Vũ Hoàng Anh Chuẩn bị tài liệu, lắp mạch, chế tạo thử nghiệm, hiệu chỉnh và thuyết trình Trịnh Thành Đạt Chuẩn bị tài liệu, chọn lọc linh kiện, chuẩn bị linh kiện, chế tạo thử nghiệm và hiệu chỉnh NHẬN XÉT (Của giảng viên ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Hà Nội, ngày tháng 4 năm 2023 Giảng viên TS Phạm Duy Phong MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU .1 DANH MỤC HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU 2 Chương 1: Khảo sát, đánh giá hiện trạng và giải pháp cho việc áp dụng công nghệ vào trồng dưa lưới chất lượng cao tại Việt Nam 3 1.1 Khảo sát, nghiên cứu đánh giá đặc tính sinh trưởng của dưa lưới 3 1.2 Giải pháp đang được áp dụng cho việc giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 4 1.3 Hạn chế của giải pháp đang được áp dụng cho việc giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao .7 Chương 2: Nghiên cứu các giải pháp công nghệ và đánh giá lựa chọn cho việc giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 8 2.1 Nghiên cứu các giải pháp cho việc giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 8 2.1.1 Phần cứng 8 2.1.2 Phần mềm 8 2.1.3 Truyền thông 9 2.2 Đánh giá các giải pháp công nghệ cho việc giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 9 2.3 Lựa chọn giải pháp cho hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao .10 Chương 3: Thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 12 3.1 Thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao .12 3.1.1 Thiết kế hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 12 3.1.2 Chế tạo thử nghiệm hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 21 3.1.3 Thiết kế, xây dựng chương trình điều khiển cho hệ thống sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 23 3.2 Thiết kế, xây dựng phần mềm tại trung tâm giám sát cho hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 28 3.2.1 Yêu cầu kỹ thuật, tính năng của trung tâm giám sát 28 3.3.3 Giao diện sử dụng của trung tâm giám sát 29 3.3 Thử nghiệm hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 29 3.3.1 Mục tiêu thử nghiệm 29 3.3.2 Nội dung thử nghiệm .29 3.3.3 Kết quả thử nghiệm 31 KẾT LUẬN 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO .33 LỜI MỞ ĐẦU Nền nông nghiệp tại Việt Nam hiện nay có quy mô lớn và rộng khắp, với hơn 70% dân số đang sinh sống và làm việc tại các vùng nông thôn Theo số liệu từ Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, năm 2020, diện tích trồng cây lương thực và rau quả ước đạt khoảng 10,3 triệu ha, trong đó diện tích trồng rau quả chiếm khoảng 1,5 triệu ha Trong đó, Trồng dưa lưới trong nhà màng là một phương pháp canh tác hiện đại và được áp dụng phổ biến tại Việt Nam trong những năm gần đây Hiện nay, quy mô trồng dưa lưới trong nhà màng tại Việt Nam đang ngày càng tăng lên Theo thống kê từ Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, diện tích trồng dưa lưới tại Việt Nam năm 2020 đạt khoảng 38.000 ha, trong đó có khoảng 20.000 ha được trồng trong nhà màng Việc trồng dưa lưới trong nhà màng giúp bảo vệ cây trồng khỏi những yếu tố xấu như gió, mưa, bão, sâu bệnh, đồng thời cung cấp điều kiện môi trường lý tưởng như ánh sáng, độ ẩm và nhiệt độ để cây phát triển tốt nhất Điều này giúp tăng năng suất và chất lượng sản phẩm, đồng thời giảm thiểu các rủi ro gây thiệt hại cho nông dân Trong bối cảnh đó, việc áp dụng các công nghệ hiện đại trong sản xuất nông nghiệp để tăng thêm năng suất, chất lượng hơn nữa càng trở nên cấp thiết và được quan tâm Để giải quyết vấn đề này, đề tài " Thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao." đã được chúng em nghiên cứu và chế tạo thử nghiệm Với mục tiêu cải thiện năng suất và chất lượng sản phẩm nông nghiệp và giảm bớt lao động sức người, hệ thống sẽ giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa và tưới nước, bật quạt tự động, đồng thời sẽ cung cấp dữ liệu để quản lý tốt hơn quá trình sản xuất nông nghiệp chất lượng cao 1 - Nhiệt độ hoạt động: -40 đến 85 độ C - Đầu ra: Analog hoặc Digital (tùy chọn) * Khối truyền thông ESP8266 là một module Wi-Fi tiên tiến dựa trên vi xử lý SoC (System-on-a-Chip) được phát triển bởi Espressif Systems Nó có thể được sử dụng để tạo kết nối Internet cho các ứng dụng IoT (Internet of Things) hoặc các ứng dụng mạng máy tính khác Module ESP8266 bao gồm một chip Wi-Fi, bộ nhớ Flash và một vi điều khiển tích hợp để quản lý truyền thông Wi-Fi và các chức năng liên quan Module này có thể được lập trình bằng một số ngôn ngữ lập trình khác nhau, bao gồm C++, Python và Lua, để phát triển các ứng dụng nhúng hoặc các ứng dụng máy tính ESP8266 có thể hoạt động ở chế độ SoftAP (Access Point) hoặc Station, cho phép kết nối với một mạng Wi-Fi hoặc tạo một mạng Wi-Fi riêng Nó cũng có thể hoạt động trong chế độ Sleep để tiết kiệm năng lượng và kích thước nhỏ gọn giúp module này dễ dàng tích hợp vào các thiết bị nhúng hoặc các sản phẩm IoT Hình 3.7: Hình ảnh module ESP8266 Thông số kỹ thuật của module ESP8266 bao gồm: + Hỗ trợ các giao thức Wi-Fi như 802.11 b/g/n 19 + Bộ nhớ flash tích hợp lên đến 16MB + Bộ xử lý Tensilica L106 32-bit RISC + Tốc độ xử lý lên đến 80MHz + Hỗ trợ giao tiếp UART, SPI, I2C và GPIO + Điện áp hoạt động từ 2.5V đến 3.6V + Tích hợp bộ ADC (Analog-to-Digital Converter) 10-bit + Kích thước nhỏ gọn (chỉ 24mm x 16mm) Với các tính năng và hiệu suất của mình, module ESP8266 là một lựa chọn tốt cho các ứng dụng IoT và mạng máy tính nhúng Nó được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm như đèn thông minh, cảm biến đo nhiệt độ, các thiết bị kiểm soát nhà thông minh và nhiều ứng dụng khác *Khối công suất - Máy bơm: điện áp 3v-4v,và dán thêm keo bình minh,keo nhựa ở các điểm có thể làm nước vào bơm.thường thì bơm này không bền nếu các b không gia cố thêm Điện áp 5v không nên dùng lâu để bơm được bền Thông số kĩ thuật : - Điện Áp: 3 - 5V DC - Dòng : 100-200ma - Kích Thước: 23x43mm - Đầu Hút Nước Vào: 5mm - Đầu Nước Ra: + Đầu Chui 45mm + Đầu Bao Ngoài: 75mm 20 Hình 3.8: Hình ảnh máy bơm nước - Quạt làm mát Điện áp hoạt động: DC 12V - Kích thước: 12x12CM, 8x8CM 6x6CM 4x4CM - Dây Đỏ: cực dương (+) - Dây Đen: cực âm (-) Hình 3.9: Hình ảnh quạt làm mát 21 3.1.2 Chế tạo thử nghiệm hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao a) Nghiên cứu bản thiết kế của hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao Để thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển tự động nhiệt độ, độ ẩm từ xa ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao, chúng ta cần xây dựng một bản thiết kế có các thành phần sau: 1 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm: sử dụng cảm biến độ ẩm đất HL69 để đo độ ẩm đất và một cảm biến nhiệt độ, độ ẩm để đo nhiệt độ môi trường Cảm biến sẽ gửi dữ liệu về cho vi điều khiển để xử lý 2 Vi điều khiển: sử dụng vi điều khiển Arduino để lấy dữ liệu từ cảm biến và điều khiển các thiết bị ngoại vi như bơm tưới, 3 Module ESP8266: sử dụng module này để kết nối với mạng wifi và truyền dữ liệu về cho máy chủ 4 Phần mềm: viết phần mềm trên vi điều khiển để xử lý dữ liệu từ cảm biến và điều khiển các thiết bị ngoại vi Ngoài ra, cần phát triển một ứng dụng trên máy chủ để nhận và lưu trữ dữ liệu từ hệ thống giám sát 5 Thiết bị ngoại vi: bao gồm bơm tưới, quạt được điều khiển bởi vi điều khiển để điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm và độ thông gió trong nhà kính 6 Hệ thống tưới nước tự động: sử dụng bơm tưới được điều khiển bởi vi điều khiển để tưới nước tự động khi độ ẩm của đất thấp hơn một ngưỡng cài đặt 7 Màn hình hiển thị: sử dụng một màn hình hiển thị LCD để hiển thị dữ liệu đo được từ các cảm biến và các thông số được thiết lập để điều khiển các thiết bị ngoại vi b) Hình ảnh của hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 22 Hình 3.10: Hình ảnh tổng quan của hệ thống 23 Hình 3.11: Hình ảnh hoạt động của hệ thống 3.1.3 Thiết kế, xây dựng chương trình điều khiển cho hệ thống sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao a, Lưu đồ thuật toán 24 Hình 3.12: Lưu đồ thuật toán trên vi điều khiển b, Viết code Code trên Arduino : #include #include #define DHTPIN A0 #define DHTTYPE DHT11 int moistureSensorPin = A1; // Chân Analog kết nối với cảm biến độ ẩm đất int moistureValue = 0; // Giá trị điện trở đọc được từ cảm biến độ ẩm đất int moisturePercentage = 0; // Giá trị độ ẩm đất tính theo phần trăm int batquat = 6; int batmaybom = 7; DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); void setup() { Serial.begin(9600); lcd.init(); 25 lcd.backlight(); dht.begin(); pinMode (batquat , OUTPUT); pinMode (batmaybom , OUTPUT); } void loop() { float humidity = dht.readHumidity(); float temperature = dht.readTemperature(); moistureValue = analogRead(moistureSensorPin); // Đọc giá trị điện trở từ cảm biến moisturePercentage = map(moistureValue, 1023, 0, 0, 100); // Chuyển đổi giá trị đọc được thành giá trị độ ẩm đất tính theo phần trăm if(temperature >35 ){ digitalWrite(batquat,LOW); } else { digitalWrite(batquat,HIGH); } if(moisturePercentage 75 && batmaybom==LOW) { digitalWrite(batmaybom,HIGH); batmaybom = HIGH; } Serial.print("Temperature: "); Serial.print(temperature); Serial.print("C, Humidity: "); Serial.print(humidity); Serial.print("%, MS: "); Serial.print(moisturePercentage); Serial.print("%"); lcd.clear(); 26 lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("T: "); lcd.print(temperature); lcd.print("C"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("MS :" ); lcd.print(moisturePercentage); lcd.println("% "); delay(2000); lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("H: "); lcd.print(humidity); lcd.print("%"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("MS :" ); lcd.print(moisturePercentage); lcd.println("% "); delay(2000); } Code trên ESP8266 #include #include #include // Khai báo thông tin wifi const char* ssid = "Tmedia"; const char* password = "Tmedia.1234"; // Khai báo thông tin kết nối đến Thingspeak const char* server = "api.thingspeak.com"; const String apiKey = "QHE3TDEXTOTZ3AA4"; WiFiClient client; void setup() { 27 Serial.begin(9600); // Khởi tạo cổng Serial cho ESP8266 delay(10); // Kết nối wifi WiFi.begin(ssid, password); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); Serial.println("Connecting to WiFi "); } Serial.println("Connected to WiFi"); // Khởi tạo kết nối đến Thingspeak ThingSpeak.begin(client); } void loop() { if (Serial.available()) { // Đọc dữ liệu từ cổng Serial của Arduino String data = Serial.readStringUntil('\n'); // Hiển thị dữ liệu trên console của ESP8266 // Gửi dữ liệu lên ThingSpeak float Temperature, Humidity, MS; int field1 = 1; // Trường số 1 là nhiệt độ int field2 = 2; // Trường số 2 là độ ẩm int field3 = 3; 28 if (sscanf(data.c_str(), "Temperature: %fC, Humidity: %f%%, MS: %f%%", &Temperature, &Humidity, &MS) == 3) { ThingSpeak.setField(field1, Temperature); ThingSpeak.setField(field2, Humidity); ThingSpeak.setField(field3, MS); Serial.println(data); int httpCode = ThingSpeak.writeFields(2110880, apiKey.c_str()); if (httpCode == 200) { Serial.println("Gửi dữ liệu lên ThingSpeak thành công!"); } else { Serial.print("Lỗi khi gửi dữ liệu lên ThingSpeak Mã lỗi HTTP: "); Serial.println(httpCode); } } } delay(2000); } 3.2 Thiết kế, xây dựng phần mềm tại trung tâm giám sát cho hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 3.2.1 Yêu cầu kỹ thuật, tính năng của trung tâm giám sát - Hiển thị trên trang web https://thingspeak.com/ Giám sát được nhiệt độ, độ ẩm từ xa trên web Hiển thị thông tin giám sát dưới dạng đồ thị Xuất dữ liệu dưới dạng file Excel Giao diện trực quan, dễ sử dụng 29 3.3.3 Giao diện sử dụng của trung tâm giám sát Hình 3.13: Giao diện hiển thị của trung tâm giám sát Hình 3.14: Hình ảnh xuất dữ liệu dạng file Excel 3.3 Thử nghiệm hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao 3.3.1 Mục tiêu thử nghiệm - Phần cứng hoạt động ổn định - Chương trình nhúng hoạt động đúng tính năng - Có thể giám sát từ xa trên web server 3.3.2 Nội dung thử nghiệm a) Thử nghiệm thiết bị đo và điều khiển tự động nhiệt độ, độ ẩm Thiết bị hoạt động tốt, có độ chính xác tương đối ổn định 30 Hình 3.15: Hình ảnh thử nghiệm đo và hiển thị tại chỗ b) Thử nghiệm giám sát tại trung tâm Giám sát tại trung tâm cho thấy kết quả đo chính xác và được cập nhật liên tục Hình 3.16: Hình ảnh thử nghiệm giám sát tại trung tâm c) Thử nghiệm toàn bộ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa kết hợp điều khiển tự động ứng dụng trong trồng dưa lưới chất lượng cao Kết hợp kết nối giữa phần cứng và trung tâm giám sát cho kết quả đo và hiển thị đồng bộ và chính xác với địa chỉ giám sát : https://thingspeak.com/channels/2110880 31 Hình 3.17: Hình ảnh giám sát tại trung tâm chính xác 3.3.3 Kết quả thử nghiệm Kết quả thử nghiệm của hệ thống đạt được 3 tiêu chí đề ra : - Chức năng: Hệ thống hoạt động đúng và đủ chức năng đề ra Hiển thị: Hiển thị tại chỗ và giám sát tại trung tâm từ xa Điều khiển : Điều khiển tưới cây, bật quạt tự động theo thông số thích hợp cho cây dưa lưới phát triển Thông số kỹ thuật : - Điện áp sử dụng DC 5V - Dải đo độ ẩm không khí 20 -> 90% , sai số +- 5% - Dải đo nhiệt độ 0 - 50 độ C , sai số +-2% - Dải đo độ ẩm đất 0-100% , sai số +-5% Tính năng : - Đo nhiệt độ, độ ẩm môi trường, đo độ ẩm đất - Hiển thị tại chỗ và giám sát từ xa qua Web, có thể xuất dữ liệu ra file excel - Tự động tưới nước khi độ ẩm đất 75% - Tự động bật quạt khi nhiệt độ >35 độ C 32 KẾT LUẬN Qua thời gian thực hiện tiểu luận môn học Mạng cảm biến không dây dưới sự hướng dẫn tận tình và gợi ý của TS Phạm Duy Phong đã giúp nhóm em bổ sung và học hỏi thêm được rất nhiều kiến thức và kinh nghiệm thiết kế sản phẩm thực tế cũng như cách thực hiện, quy trình trình bày, báo cáo Từ đó đã giúp chúng em hoàn thành được tiểu luận này một cách bài bản nhất Do điều kiện về thời gian cũng như kiến thức còn hạn chế và vấn đề kinh phí nên sản phẩm của nhóm em vẫn còn nhiều hạn chế như chưa có mobile app, chất lượng linh kiện chưa cao Sản phẩm vẫn còn ở mức thử nghiệm sơ bộ, mô hình Bài làm của nhóm em cũng vì thế không tránh khỏi những sai sót, chưa được hoàn hảo, em rất mong nhận được những ý kiến, nhận xét, đóng góp, góp ý của Thầy và các bạn để nhóm em có thêm được những kinh nghiệm, cơ sở kiến thức, tạo lập tiền đề giúp nhóm em có thể hoàn thành tốt hơn ở những sản phẩm tiếp theo Đó cũng là tiền đề để nhóm em có thêm kinh nghiệm cho việc đi làm sau này Chúng em xin chân thành cảm ơn TS Phạm Duy Phong và các Thầy/Cô trong Khoa Điện Tử Viễn Thông trường Đại học Điện Lực đã dạy dỗ chúng em, giúp chúng em có những kiến thức căn bản, tổng quan nhất để em có nền tảng kiến thức thực hiện sản phẩm này cũng như áp dụng cho sau này đi làm Bài báo cáo của nhóm em đến đây là hết Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô và các bạn ! 33