Đang tải... (xem toàn văn)
Xây dựng hệ thống cảnh báo nhiệt độ môn Iot . Sử dụng nền tảng blynk web và mobile để xây dựng. Xây dựng hệ thống cảnh báo nhiệt độ môn Iot . Sử dụng nền tảng blynk web và mobile để xây dựng, Xây dựng hệ thống cảnh báo nhiệt độ môn Iot . Sử dụng nền tảng blynk web và mobile để xây dựng
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH BÀI TẬP NHĨM HỌC PHẦN PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG IOT Đề tài Xây dựng hệ thống cảnh báo nhiệt độ Nhóm lớp: Nhóm tập: Thành viên: Giảng Viên: Hà Nội, 3/2023 LỜI MỞ ĐẦU Chương Tổng quan 1.1 Tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Phạm vi nghiên cứu đề tài 1.4 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Phương pháp nghiên cứu Chương Giới thiệu công nghệ Internet Of Thing 2.1 IoT gì? .5 2.2 Sự thông minh IoT .5 2.3 Những thách thức ảnh hưởng đến phát triển mơ hình IoT Chương Kết thực hành thí nghiệm 3.1 Tìm hiểu công nghệ thiết bị sử dụng thí nghiệm 3.2 Thực hành mơ hệ thống cảm biến nhiệt độ, độ ẩm môi trường sử dụng công nghệ Proteus + blynk KẾT LUẬN 28 Tài liệu tham khảo .29 LỜI MỞ ĐẦU Ngày khoa học công nghệ ngày phát triển, người ngày chế tạo nhiều vật dụng thông minh hơn, đại Từ tối ưu hóa nhu cầu người cách dễ dàng Mỗi giai đoạn phát triển lịch sử giới gắn liền với cách mạng khoa học kĩ thuật.Và ngày nay, cách mạng Internet of Things tạo nên thay đổi đáng kể cho sống người tương lai Internet of Things ứng dụng vào nhiều mặt sống Ứng dụng công nghiệp, nông nghiệp, giáo dục , y tế… Đặc biệt ứng dụng việc giám sát thay đổi môi trường, việc thu thập đánh giá nhiệt độ độ ẩm mơi trường phần đó.Việc giám sát nhiệt độ, độ ẩm môi trường thông qua internet điều mang tính ứng dụng cao Nhiệt độ, độ ẩm đại lượng vật lý quan tâm nhiều có vai trị định nhiều tính chất vật chất Vì việc ứng dụng công nghệ Internet of Things thu thập đánh giá nhiệt độ, độ ẩm môi trường đảm bảo tính cấp thiết, quan trọng mà xã hội phát triển đặt Chương Tổng quan 1.1 Tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Mỗi giai đoạn phát triển lịch sử giới gắn liền với cách mạng khoa học kĩ thuật.Và ngày nay, cách mạng Internet of Things tạo nên thay đổi đáng kể cho sống người tương lai Với phát triển Internet, smartphone đặc biệt thiết bị cảm biến, Internet of Things (IoT) trở thành xu hướng giới IoT định nghĩa vật dụng có khả kết nối Internet Bạn vào nhà, mở khóa cửa, đèn tự động sáng chỗ bạn đứng, điều hòa tự động điều chỉnh nhiệt độ, nhạc tự động bật để chào đón bạn… điều có phim khoa học viễn tưởng, dần trở thành thực với công nghệ IoT Việc giám sát nhiệt độ, độ ẩm môi trường vấn đề quan trọng ngành công nghiệp nông nghiệp, thật tuyệt vời nơi đâu lúc bạn có internet bạn đề làm điều Cơng nghệ Internet of Things khiến điều trở lên dễ dàng Nhiệt độ, độ ẩm đại lượng vật lý quan tâm nhiều có vai trị định nhiều tính chất vật chất Một đặc điểm nhiệt độ làm thay đổi liên tục đại lượng chịu ảnh hưởng nó, ví dụ áp suất, thể tích chất khí Nó yếu tố ảnh hưởng lớn đến người tất sống trái đất Ngày công nghiệp phát triển mạnh, sản phẩm tạo ngày phong phú nhu cầu lưu trữ hàng hóa nhà kho lớn.Việc kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm bảo quản, lưu trữ sản phảm công – nông nghiệp nhà kho quan trọng Cũng giống vậy, phịng thí nghiệm bệnh viện, nhà kính trồng cảnh, khu sản xuất rau sạch…việc đảm bảo nhiệt độ, độ ẩm yếu tố quan trọng đến đến chất lượng sản phẩm 1.2 Tính cấp thiết đề tài Hiện đời sống xã hội việc ứng dụng công nghệ Internet of Things cần thiết, người điều khiển thứ xung quanh nhanh hiệu hơn.Vì vậy tìm hiểu điều thật đắn Hiện đời sống tất lĩnh vực khác kinh tế, quốc phịng, cơng nghiệp, nơng nghiệp, việc đo cảnh báo nhiệt độ, độ ẩm đóng vai trị quan trọng liên quan đến chất lượng sản phẩm Ví dụ cảnh báo nhiệt lò luyện kim, cán thép, hệ thống đo nhiệt độ độ ẩm môi trường đất để phục vụ tưới tiêu Do việc nghiên cứu thiết kế hệ thống đo cảnh báo nhiệt độ, độ ẩm ngày địi hỏi độ xác cao đáp ứng nhu cầu thị trường Cùng với phát triển nhanh chóng cơng nghệ hệ thống thơng tin việc đo cảnh báo an tồn nhiệt độ , độ ẩm đảm bảo xác từ kịp thời hạn chế hậu nhiệt độ, độ ẩm gây mức thấp Các hệ thống đo cảnh báo nhiệt độ, độ ẩm giúp cho người chủ động việc cảnh báo an toàn cho hệ thống dây chuyền, kho bảo quản sản phẩm, cảnh báo cho người Do việc thực đề tài: Ứng dụng công nghệ Internet of Things thu thập đánh giá nhiệt độ, độ ẩm mơi trường đảm bảo tính cấp thiết, quan trọng phát triển giới đại 1.3 Phạm vi nghiên cứu đề tài Đề tài ứng dụng công nghệ Internet of Things thu thập đánh giá nhiệt độ độ ẩm mơi trường ứng dụng thực tiễn nhà thông minh, ứng dụng nông nghiệp trang trại cần đảm bảo nhiệt độ độ ẩm( trang trại chăn nuôi gà, trồng nấm, vườn ươm cây, lị ấm trứng…) Ứng dụng cơng nghiệp để đảm bảo tính xác sản xuất Sản phẩm ứng dụng giám sát, quan trắc, thời tiết môi trường Dựa vào thay đổi nhiệt độ độ ẩm môi trường theo thời gian để có dự báo biện pháp phù hợp với khu vực cần khảo sát thực nghiệm 1.4 Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu tìm hiểu lý thuyết chung công nghệ Internet of Things - Ứng dụng công nghệ Internet of Things vào việc thiết kế thi công sản phẩm thu thập đánh giá nhiệt độ, độ ẩm môi trường - Thực kiến thức học trường, nâng cao kiến thức thân - Sử dụng Proteus ,arduino ,Blynk sản phẩm - Nhận biết nhiệt độ đưa thơng báo qua cịi đèn Led 1.3 Phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu tổng quan lý thuyết đề tài - Đọc hiểu tài liệu liên quan đến đề tài - Thảo luận nhóm để thống ý kiến - Thiết kế phần cứng - Thiết kế phần mềm - Thực nghiệm kiểm chứng sản phẩm Chương Giới thiệu công nghệ Internet Of Thing 2.1 IoT gì? IoT (Internet of Things) khái niệm lĩnh vực Công nghệ thông tin Truyền thông mô tả mạng lưới thiết bị điện tử, máy móc, đối tượng ứng dụng có khả kết nối, giao tiếp trao đổi liệu với thông qua internet mà không cần tương tác người Các thiết bị IoT sử dụng nhiều lĩnh vực khác gia đình, y tế, nơng nghiệp, sản xuất, vận tải, an ninh, khách sạn, để tăng tính hiệu tiết kiệm thời gian chi phí 2.2 Sự thông minh IoT Sự thông minh IoT khả thiết bị kết nối Internet để tự động hoạt động trao đổi liệu với nhau, dựa giao thức thuật tốn thơng minh Sự thơng minh IoT đem lại nhiều lợi ích cho người dùng, bao gồm giảm thiểu thao tác thủ cơng, nâng cao độ xác khả dự đốn, tối ưu hóa q trình sản xuất vận hành, giảm thiểu tổn thất lượng tăng cường an ninh mạng Sự thông minh IoT ứng dụng rộng rãi lĩnh vực y tế, nông nghiệp, sản xuất, giao thông nhu cầu tích hợp thơng tin sống hàng ngày 2.3 Những thách thức ảnh hưởng đến phát triển mơ hình IoT - Bảo mật thơng tin: Mơ hình IoT sử dụng rộng rãi hoạt động kinh doanh đưa thách thức bảo mật, để bảo vệ thông tin cá nhân khách hàng, họ cần sử dụng phương tiện để bảo vệ thông tin họ - Khả mở rộng: Sự phát triển IoT đến mức độ lớn có nghĩa họ cần phải mở rộng mạng lưới coi việc đảm bảo thiết bị hoạt động - Khả liên kết với thiết bị khác: Cuối không phần quan trọng, IoT đưa thách thức khả liên kết với thiết bị khác, không theo dõi thơng tin mà cịn giúp hệ thống hoạt động liên tục - Tiêu thụ điện năng: Mơ hình IoT địi hỏi hoạt động liên tục thiết bị, khiến tiêu thụ điện tăng lên Việc giải vấn đề tiêu thụ điện thách thức lớn cho phát triển IoT - Dữ liệu lớn: Với phát triển IoT, lượng liệu sản sinh tăng lên đáng kể, việc lưu trữ, tải, xử lý phân tích liệu địi hỏi giải pháp công nghệ - Tuổi thọ pin thiết bị: IoT đòi hỏi thiết bị hoạt động liên tục phải hoạt động môi trường khắc nghiệt, việc kéo dài tuổi thọ pin thiết bị thách thức lớn cho nhà sản xuất thiết bị IoT Chương Kết thực hành thí nghiệm 3.1 Tìm hiểu công nghệ thiết bị sử dụng thí nghiệm a) Phần mềm mơ mạch Proteus Proteus phần mềm mô mạch sử dụng để thiết kế kiểm tra mạch điện tử máy tính trước chúng thực bo mạch thực tế Phần mềm cung cấp khối mô cho linh kiện điện tử khác nhau, cho phép người dùng tạo mơ hình mạch điện tử phức tạp để kiểm tra trước chúng thực Proteus bao gồm trình biên tập mạch, mô ngắn mạch tính mơ khác để giúp người dùng dễ dàng tạo mạch điện tử kiểm tra chúng b) Arduino - Mạch arduino: Mạch Arduino vi điều khiển phát triển để giúp nhà phát triển, học sinh hobbist việc thiết kế xây dựng thiết bị điện tử tương tác, trang bị cảm biến, vi điều khiển nhiều tính khác Arduino tích hợp board mạch có kích thước nhỏ gọn, kèm với cổng kết nối tùy chỉnh USB, header pin linh kiện điện tử để liên kết với mơ-đun, cảm biến, hình hiển thị, v.v Việc phát triển chương trình Arduino đơn giản dễ hiểu ngơn ngữ lập trình Arduino IDE cung cấp mơi trường phát triển tích hợp, miễn phí dễ sử dụng để thiết kế thực dự án nhỏ lớn - Arduino IDE (Integrated Development Environment): Là phần mềm mã nguồn mở sử dụng để lập trình nạp chương trình cho boards Arduino Nó cung cấp cho người dùng giao diện đơn giản để viết biên dịch mã, tải chương trình xuống boards Arduino Arduino IDE phát triển Arduino.cc cập nhật thường xuyên cộng đồng toàn cầu người yêu thích Arduino Với chức đơn giản, Arduino IDE sử dụng rộng rãi dự án điện tử lập trình nhúng, tải xuống sử dụng miễn phí từ trang web thức Arduino c) Blynk Blynk tảng IoT phát triển để giúp kết nối thiết bị điện tử thông minh với qua mạng internet Nền tảng tập trung vào việc cung cấp giao diện đồ hoạ thân thiện người dùng khối xây dựng để phát triển ứng dụng IoT cách nhanh chóng dễ dàng Blynk cung cấp thư viện mã nguồn mở để phát triển ứng dụng cho tảng phổ biến Arduino, Raspberry Pi NodeMCU Nền tảng cho phép kết nối với dịch vụ đám mây để lưu trữ quản lý liệu Blynk công cụ hữu ích cho nhà phát triển người dùng muốn tạo ứng dụng IoT đơn giản phức tạp có phiên Web mobile d) Virtual Serial Port Emulator (VSPE) Là chương trình phần mềm cho phép người dùng tạo cổng nối tiếp ảo kết nối chúng với để truyền liệu qua mạng ứng dụng khác Các cổng nối tiếp ảo hoạt động giống cổng nối tiếp vật lý sử dụng ứng dụng phần mềm yêu cầu cổng nối tiếp khả dụng VSPE thường nhà phát triển phần mềm, nhà thiết kế hệ thống nhúng kỹ sư tự động hóa sử dụng để kiểm tra gỡ lỗi giao thức truyền thông nối tiếp, để mô thiết bị phần cứng giao tiếp qua cổng nối tiếp Nó có sẵn cho hệ điều hành Windows Linux 3.2 Thực hành mô hệ thống cảm biến nhiệt độ, độ ẩm môi trường sử dụng công nghệ Proteus + blynk a) Yêu cầu cài đặt phần mềm: - Mơ mạch proteus - Lập trình arduino IDE - Virtual serial port emulator (tạo cổng Com ảo kết nối) b) Các bước thực Bước1 Vẽ mạch proteus Gồm có device: ARDUINO UNO, COMPIM DHT11 LED-RED Sau vẽ lại mạch kết nối chân hình Bước Lập trình code arduino Cần phải thêm thư viện vào IDE arduino: 10 - Cuối ta data stream: 15 - Vào mục web dashboard -> kéo thả widget box bên trái hình: - Nhấn vào setting widget cài đặt thông tin Save 16 17 - Cuối nhấn save góc phải để lưu template 18 - Vào mục search -> chọn new device -> chọn fornt template -> chọn template iot tạo - Chọn device iot -> device info -> copy #define device dán vào code arduino 19 Lưu ý : copy chuỗi kí tự #define BLYNK_AUTH_TOKEN dán vào biến chat auth[] =”” “”; - Chạy phần mềm virtual serial port emulator(vspe) 20