(Tiểu luận) đề tài điều khiển giám sát hệ thống tưới và chiếu sáng qua wifi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT – NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT HỆ THỐNG TƯỚI VÀ CHIẾU SÁNG QUA WIFI Ngành : Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử Chuyên ngành : Điện công nghiệp dân dụng Giảng viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Lương Thanh Tùng Sinh viên thực : Thạch Khang - 17032155 : Nguyễn Tấn Lộc - 17032345 Lớp : DH17DC Vũng Tàu, tháng 01 năm 2021 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập- Tự do- Hạnh phúc o0o - KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP (Đính kèm Quy định việc tổ chức, quản lý hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm theo Quyết định số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 Hiệu trưởng Đại học BR-VT) Học tên sinh viên: Thạch Khang Ngày sinh 20/04/1999 MSSV 17032155 Lớp: DH17DC E-mail: khagthach7222@gmail.com Học tên sinh viên: Nguyễn Tấn Lộc Ngày sinh 09/05/1999 MSSV 17032345 Lớp: DH17DC E-mail: Nguyentanloc9599@gmail.com Trình độ đào tạo : Đại học Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Cơng nghệ kỹ thuật điện – điện tử Chuyên ngành : Điện công nghệ dân dụng Tên đề tài: Điều khiển giám sát hệ thống tưới chiếu sáng qua Wifi Giảng viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Lương Thanh Tùng Ngày giao đề tài: 11/2020 Ngày hoàn thành đồ án/ khóa luận tốt nghiệp: 12/2020 Bà Rịa - Vũng Tàu, Ngày Tháng Năm 2021 Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực ( Ký ghi rõ họ tên) ( Ký ghi rõ họ tên) Trưởng môn Trưởng khoa ( Ký ghi rõ họ tên) ( Ký ghi rõ họ tên) h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 1.Thái độ tác phong nhận thức trình thực đồ án ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 2.Hình thức, thể thức trình bày đồ án ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Kiến thức chuyên môn ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 4.Đánh giá khác ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 5.Đánh giá kết ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ThS.Nguyễn Lương Thanh Tùng h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 1.Thái độ tác phong nhận thức trình thực đồ án ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 2.Hình thức, thể thức trình bày đồ án ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Kiến thức chuyên môn ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Đánh giá khác ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 5.Đánh giá kết ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệpnày, trước hết em xin gửi đến ban giám hiệu nhà trường quý thầy, cô giáo viện Khoa Công Nghệ Kỹ Thuật – Nông Nghiệp Công Nghệ Cao, trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu lời cảm ơn chân thành tạo điều kiện cho chúng em có mơi trường học tập tốt Đặc biệt, em xin gửi đến Ths Nguyễn Lương Thanh Tùng – giảng viên trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu hướng dẫn đề tài, trực tiếp hướng dẫn nhiệt tình giúp đỡ chúng em suốt thời gian thực đồ án Vì kiến thức thân cịn hạn chế, q trình hồn thiện đồ án tốt nghiệp này, chúng em khơng tránh khỏi sai sót Do đó, chúng em kính mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy, để nâng cao vốn hiểu biết XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN! Vũng Tàu, Ngày … Tháng……Năm 2021 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) h ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng LỜI NĨI ĐẦU Hiện nay, phát triển vượt bậc khoa học kỹ thuật, thiết bị bảo vệ ngày đại, có nhiều chức năng, tác động xác khắc phục nhược điểm cố phức tạp Ở nước ta ngày nay, xu hướng sử dụng thiết bị bảo vệ số vào thay cho thiết bị cũ, hoạt động khơng an tồn thiếu xác Bà Rịa – Vũng Tàu xác định cửa ngõ quan trọng vùng kinh tế trọng điểm phía Nam Tình hình kinh tế, văn hóa, xã hội tỉnh đà phát triển mạnh mẽ, xu phát triển chung tồn tỉnh, có nhiều tiềm phát triển mạnh tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Ngày phát triển ngành nông nghiệp hướng mang lại nguồn lợi kinh tế cho nước nhà.Nhưng áp dụng phương pháp nông nghiệp truyền thống có lẽ hiệu trồng trọt hiệu kinh tế rấtthấp.Chính áp dụng cơng nghệ kỹ thuật hướng thông minh nhằm kế thừa phát huy công nghệ kỹ thuật mà ngành khoa học ngày tìm Nay thiết kế hệ thống giám sát nhiệt độ & độ ẩm& nước mưa & ánh sáng môi trường nhà vườn điều khiển bơm nước tưới cây,máy bơm nước vào bồn, đèn chiếu sángqua mạng internet Trong trình thực hiện, giới hạn kiến thức thời gian làm gấp rút nên không tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận đóng góp, bổ sung thầy, để nội dung nghiên cứu hồn thiện h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng MỤC LỤC Chương 1: Mở đầu I Đặt vấn đề II Phạm vi ứng dụng 10 III Mục tiêu, nhiệm vụ giới hạn đề tài 10 Chương 2: Giới thiệu Internet of things (IoT) 11 I Khái niệm Internet of things 11 II Kết nối phần cứng……………… ……………………………………… …… 12 III Kết nối phần mềm……………………………………………… .……………13 IV Ứng dụng IoT 14 Chương 3: Tổng quan linh kiện sử dụng 15 I Module Wifi NodeMCU ESP32 15 II Module Relay kênh 16 III.Cảm biến DHT11 18 IV Cảm biến Light Intensity Sensor 19 V.Cảm biến Cảm Biến Nước Mưa (Rain Water Sensor ) 20 VI.Cảm biến Cảm Biến Siêu Âm HC SR-04 21 VII.Cảm Biến Độ Ẩm Đất Soil Moisture Sensor 23 VIII.Nguồn Tổ Ong 12V 25 IX Nguồn Adapter 5V 26 X LED 5V 26 XI.Động bơm 12V - R385 27 Chương 4: Giới thiệu Webserver 29 I.Giới thiệu ứng dụng Web 29 Khái niệm ứng dụng web 29 Các vấn đề liên quan đến ứng dụng web 30 Các thuật ngữ thường dùng 30 II.Tổng quan Web Server 32 1.Định nghĩa Web Server 32 2.Nguyên lý hoạt động Web Server 33 3.Web Client 33 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng III.Các giao thức sử dụng Web Server 33 1.Giao thức HTTP 33 2.Giao thức FTP 34 IV.Các Web Server thông dụng 34 Web Server Apache 34 Microsoft Internet Information Services 34 Sun Java System Web Server (JSWS) 34 Chương 5: Thiết kế mạch chương trình điều khiển 35 I.Nguyên lý 35 II.Phần cứng 35 III.Sơ đồ xây dựng hệ thống IoT giám sát điều khiển thiết bị 36 IV.Code điều khiển 37 1.Mơ hình 39 2.Giao diện 40 Chương 6: Kết luận hướng phát triển đề tài 41 I.Kết luận 41 II.Hướng phát triển đề tài 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng Chương 1: Mở đầu I.Đặt vấn đề Sự bùng nổ thiết bị, hệ thống công nghệ thông minh gắn kết kết nối sống tạo hội để kết nối điều với internet Việc thu thập liệu kết kết nối tạo hiệu giải pháp mà trước mơ ước câu chuyện khoa học viễn tưởng Hiện nay, hệ thống điều khiển khái niệm mẻ nữa, hữu tất quốc qia giới đóng vai trị qua trọng ngành cơng,nơng nghiệp ngành điện IoT ứng dụng vào nông nghiệp hầu hết giai đoạn từ trình sản xuất đến đóng gói phân phối nơng sản đến người tiêu dùng Việc ứng dụng IoT vào nông nghiệp mang lại nhiều thuận lợi cho người nông dân, quan trọng nâng cao hiệu trồng trọt, nâng cao hiệu kinh tế Như biết khí hậu ngày trở nên khắc nghiệt, nên việc người tự theo dõi thời tiết can thiệp, chăm sóc trồng cho kịp với thay đổi khí hậu, thật tốn nhiều thời gian công sức, hiệu lại không cao Thế với can thiệp máy móc, hệ thơng cảm biến, giúp người nơng dân giám sát cách xác hiệu Cảm biến mạch điện, hệ thống điện thu nhân thơng tin từ bên ngồi Từ đó, hệ thống máy móc, điện tử tự động tự động hiển thị thông tin đại lượng cảm nhận hay điều khiển q trình định trước có khả thay đổi cách uyển chuyển theo môi trường hoạt động Cảm biến thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi đại lượng vật lý đại lượng khơng có tính chất điện cần đo thành đại lượng điện đo xử lý Các đại lượng cần đo (m) thường tính chất điện (như nhiệt độ, áp suất ) tác động lên cảm biến cho ta đặc trưng (s) mang tính chất điện (như điện tích, điện áp, dịng điện trở kháng) chứa đựng thơng tin cho phép xác định giá trị đại lượng đo Đặc trưng (s) hàm đại lượng cần đo (m): s = F(m) Nhận thấy thuận lợi tính ứng dụng cao IoT ngành nơng nghiệp, cụ thể là trồng, nhóm chúng em định chọn đề tài “Điều khiển giám sát hệ thống tưới chiếu sáng đèn qua Wifi” h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng II Phạm vi ứng dụng: • Cơng nghiệp • Nghiên cứu khoa học • Mơi trường, khí tượng • Thơng tin viễn thơng • Nơng nghiệp • Dân dụng • Giao thơng • Qn III Mục tiêu, nhiệm vụ giới hạn đề tài Mục tiêu Mục tiêu đề tài nghiên cứu biết cách sử dụng cảm biến nhiệti độ, độ ẩm DHT11, cảm biến ánh sáng, cảm biến độ ẩm đất, cảm biến siêu âm HC-SR04, cảm biến nước mưa điều khiển máy bơm, đèn qua internet Nhiệm vụ Xây dựng hệ thống IOT để giám sát nhiệt độ, độ ẩm đất, nước mưa, cường độ ánh sáng chiếu sáng đèn qua mạng internet Webservice Ý tưởng cốt lõi hệ thống thông tin từ cảm biến thu thập truyền đến xử lý trung tâm (ESP32), sau trung tâm đưa xử lý cho hệ thống bơm tưới, bơm bồn, hệ thống đèn…hoạt động cách phù hợp để tạo môi trường thuận lợi cho trồng phát triển tối ưu Đồng thời thu thập giám sát thơng tin lên internet để giám sát điều khiển hoạt động hệ thống Giới hạn đề tài - Mơ hình áp dụng cho phịng thí nghiệm, nghiên cứu khơng gian nhỏ 10 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng • Nhiệt độ nước 5℃ - 45℃ • Hoạt động nhiệt độ mơi trường: 5℃ - 40℃ • Áp suất nước tạo ra: 0.3Mpa • Dịng tối đa: ≤0.4A Hình 17 Máy bơm 12VDC 28 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng Chương 4: Giới thiệu Webserver I.Giới thiệu ứng dụng Web 1.Khái niệm ứng dụng web - Web Application ứng dụng, thường bao gồm tập hợp script cư trú Webserver tương tác với database hay nguồn nội dung động khác - Ứng dụng nhanh chóng sử dụng rộng rãi cho phép nhà cung cấp dịch vụ khách hàng chia sẻ vận dụng thông tin theo độc lập thông qua sở hạ tầng Internet Một vài ví dụ web application như: công cụ search, Webmail, shopping cart portal system 1.1 Kiến trúc - Về bản, ứng dụng web bao gồm vài thành phần, thành phần web server, nội dung ứng dụng có web server tiêu biểu nơi lưu trữ liệu cuối cho giao diện truy cập ứng dụng Đây mục tiêu ứng dụng Kiến trúc ứng dụng Web tạo thành phần sau: 1.2 Web server Nội dung ứng dụng (Application content) Lưu trữ liệu (datastore) Hoạt động ứng dụng web - Quá trình hoạt động bắt đầu với yêu cầu tạo từ người dùng trình duyệt, gửi qua Internet tới trình chủ Web ứng dụng (Web application Server) - Web ứng dụng truy cập máy chủ chứa sở liệu để thực nhiệm vụ yêu cầu: cập nhật, truy vấn thông tin nằm sở liệu Sau ứng dụng Web gửi thơng tin lại cho người dùng qua trình duyệt 1.3 Kết nối với sở liệu - Một ứng dụng phải viết ngôn ngữ chủ hổ trợ hệ thống đặc biệt Mỗi DBMS(Database Managerment System) có cách sở hữu ứng dụng cho phép sử dụng - Ưu điểm SQL làm dễ dàng nhà phát triển để chuẩn hóa liệu định nghĩa liệu thao tác hầu hết nhà quản trị sở liệu chọn SQL ngơn ngữ truy vấn họ Có cách phổ biến giao diện ứng dụng web với sở liệu sau là: - Native database APIs - ODBC - JDBC 29 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng 2.Các vấn đề liên quan đến ứng dụng web - Các ứng dụng Web phát triển từ nhiều nguồn khác nhau, nên lỗ hổng, lỗi bảo mật đa dạng Tuy vậy, ứng dụng Web chủ yếu phát triển từ nguồn sau đây: - Sử dụng ứng dụng Web từ mã nguồn mở (thường gọi open source không theo dõi cập nhật vá lỗi bảo mật) - Ứng dụng web phát triển từ người lập trình, mà họ không quan tâm nhiều thiếu kinh nghiệm việc bảo mật cho ứng dụng Họ khơng có đội ngũ chuyên kiểm tra lỗi bảo mật nên trang web thường có nhiều lỗ hổng - Phát triển ứng dụng Web từ ứng dụng mở khác người phát triển thường không kiểm tra lỗi bảo mật ứng dụng cũ trước phát triển tiếp, nên tồn lỗi bảo mật 3.Các thuật ngữ thường dùng 3.1.HTTP Header - HTTP header phần đầu (header) thơng tin mà trình khách trình chủ gửi cho Những thơng tin trình khách gửi cho trình chủ gọi HTTP requests (yêu cầu) cịn trình chủ gửi cho trình khách HTTP responses (trả lời) - Thông thường, HTTP header gồm nhiều dòng, dòng chứa tên tham số giá trị Một số tham số dùng header yêu cầu header trả lời, số khác đuợc dùng riêng loại - Ví dụ: • Header yêu cầu: GET /tintuc/homnay.asp HTTP/1.1 Accept: */* Accept-Language: en-us Connection: Keep-Alive Host: localhost Referer: http://localhost/lienket.asp User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.5; Windows NT 5.0) Accept-Encoding: gzip, deflate - Dòng đầu dòng yêu cầu cho biết phương thức yêu cầu (GET POST), địa yêu cầu (/tintuc/homnay.asp) phiên HTTP (HTTP/1.1) - Tiếp theo tham số Chẳng hạn như: + Accept-Language: Cho biết ngôn ngữ dùng trang web + Host: Cho biết địa máy chủ 30 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng + Referer: Cho biết địa trang web tham chiếu tới + Header HTTP request kết thúc dịng trống • Header trả lời: HTTP/1.1 200 OK Server: Microsoft-IIS/5.0 Date: Thu, 13 Jul 2000 05:46:53 GMT Content-Length: 2291 Content-Type: text/html Set-Cookie: ASPSESSIONIDQQGGGNCG=LKLDFFKCINFLDMFHCBCBMFLJ; path=/ Cache-control: private - Dòng đầu dòng trạng thái, biết phiên HTTP dùng (HTTP/1.1), mã trạng thái (200) trạng thái (OK) - Tiếp theo dòng trống để báo hiệu kết thúc header, phần thân HTTP response 3.2 Session - Session hiểu nôm na "phiên làm việc" Ở web, ta duyệt từ trang sang trang khác, vấn đề đặt để mang thơng tin từ trang sang trang khác (Ví dụ ta login với user A, ta sang trang x, y, z ta A) Session đời để giải vấn đề - Lần đầu ta ghé thăm website, website tạo cho ta session với ID riêng, duyệt website session hết hạn Website dùng session để lưu số thông tin giúp thuận tiện duyệt website (như ví dụ trước lưu trữ thông tin người dùng login vào website ai) - Việc tạo session định session hết hạn hoàn toàn server quản lý 3.3 Cookie - Cookies phần liệu nhỏ có cấu trúc chia sẻ server Web browser người dùng Cookie cung cấp cho server thông tin để nhận biết người dùng, sở thích, thói quen họ Cookies sử dụng biểu mẫu yêu cầu người dùng 31 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng điền vào họ đến thăm Web site có hỗ trợ chúng Khơng phải browser hỗ trợ cookie - Cookie file liệu nhỏ, 4K byte Chúng site World Wide Web tạo để truy tìm người ghé thăm site vùng mà họ qua site Cookie browser người dùng chấp nhận cho lưu đĩa cứng máy (máy khách) - Những trình duyệt cho phép người dùng khóa cookie xin phép họ trước lưu lại cookie hệ thống Một số phần mềm hãng thứ ba giúp quản lý cookie Nhưng người dùng, thật khó biết cookie lại có mặt hệ thống họ cookie chứa đựng thơng tin 3.4 Proxy - Proxy cung cấp cho người sử dụng truy xuất Internet nghi thức đặt biệt tập nghi thức thực thi dual_homed host basion host Những chương trình client người sử dụng qua trung gian proxy server thay cho server thật mà người sử dụng cần giao tiếp - Proxy server xác định yêu cầu từ client định đáp ứng hay không đáp ứng, yêu cầu đáp ứng, proxy server kết nối với server thật thay cho client tiếp tục chuyển tiếp yêu cầu từ client đến server, trả lời server đến client Vì proxy server giống cầu nối trung gian server client 3.5 Firewall - Một giải pháp dùng để bảo vệ hệ thống mạng thường sử dụng tường lửa - Firewall (hoạt động dựa gói IP kiểm sốt việc truy nhập máy người sử dụng) Nó có vai trị lớp rào chắn bên ngồi hệ thống mạng - Firewall thiết bị định hướng (Router, thiết bị kết nối hai hay nhiều mạng chuyển thông tin mạng này) hay máy chủ (Server) - Công việc chúng ngăn chặn người dùng không mong muốn truy cập vào mạng cho phép người dùng hợp lệ thực việc truy xuất Ngồi ra, có khả ngăn chặn người bên công ty, ngân hàng giao tiếp với kẻ xấu bên ngoài; chẳng hạn việc nhân viên giao dịch với đối thủ cạnh tranh - Firewall phần mềm phần cứng nằm mạng để bảo vệ kiểm soát liên kết hai mạng II.Tổng quan Web Server 1.Định nghĩa Web Server - Web Server máy chủ có dung lượng lớn, tốc độ cao, dùng để lưu trữ thông tin ngân hàng liệu, chứa website thiết kế với thông tin liên quan khác (các mã Script, chương trình, file Multimedia) - Web Server có khả gửi đến máy khách trang Web thông qua môi trường Internet (hoặc Intranet) qua giao thức HTTP, giao thức thiết kế để gửi file đến trình duyệt Web (Web Browser), giao thức khác - Tất Web Server có địa IP (IP Address) có Domain Name Giả sử người sử dụng đánh vào Address trình duyệt 32 h ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng máy dòng http://www.abc.com sau gõ phím Enter, người sử dụng gửi yêu cầu đến Server có Domain Name www.abc.com Server tìm trang Web có tên index.htm gửi đến trình duyệt người sử dụng - Web Server Software ứng dụng phần mềm Web Server Software cài đặt, chạy máy tính dùng làm Web Server, nhờ có chương trình mà người sử dụng truy cập đến thông tin trang Web từ máy tính khác mạng (Internet, Intranet) - Tất Web Server hiểu chạy file *.htm *.html, nhiên Web Server lại phục vụ số kiểu file chuyên biệt chẳng hạn IIS Microsoft dành cho *.asp, *.aspx ; Apache dành cho *.php ; Sun Java System Web Server dành cho *.jsp - Phần lớn Web server sử dụng cổng 80, thay đổi để Webserver cài đặt cổng khơng tiêu chuẩn muốn "dấu" Web server Web server đa host máy tính việc ánh xạ server cho cổng khác 2.Nguyên lý hoạt động Web Server - Khi ta gõ địa trang web “http://www.abc.com/” vào trình duyệt web nhấn Enter, trang web hiển thị hình Các bước tiến trình truyền tải trang web đến hình người dùng chế hoạt động Web server thể Trình duyệt web thực kết nối tới máy chủ web, yêu cầu trang web nhận lại Sau đây, thứ tự bước xảy đến đằng sau hình bạn: • Trình duyệt web tách địa website làm phần: + Phần giao thức: (“http”) + Máy chủ tên miền: (www.abc.com) + Tên tệp: (“index.htm”) Trình duyệt liên hệ với máy chủ tên miền để chuyển đổi tên miền "www.abc.com" địa IP (Internet Protcol) - Trình duyệt gửi tiếp kết nối tới máy chủ có địa IP tương ứng qua cổng 80 - Dựa giao thức HTTP, trình duyệt gửi yêu cầu GET đến máy chủ, yêu cầu tệp "http://www.abc.com/index.htm" (cookies gửi kèm theo từ trình duyệt web đến máy chủ) 3.Web Client - WebClient gì? Là giao diện phía người dùng đầu cuối (Client), dùng để tạo giao diện tương tác người dùng ứng dụng Web (User Interface) - Các cơng nghệ/ ngơn ngữ lập trình hỗ trợ cho WebClient + Công nghệ: PhotoShop, Flash, Silver Light (Microsoft)v.v… + Ngôn ngữ: html, css, javascript v.v… Để đọc trang Web ứng dụng Web máy người dùng phải cài trình duyệt (Browser), ví dụ: FireFox, IE, Chrome, Coccoc (VN) v.v… III.Các giao thức sử dụng Web Server 1.Giao thức HTTP 33 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng - HTTP chữ viết tắt từ HyperText Transfer Protocol (giao thức truyền tải siêu văn bản) Nó giao thức mà World Wide Web sử dụng HTTP xác định cách thông điệp (các file văn bản, hình ảnh đồ hoạ, âm thanh, video, hành động mà Web server (máy chủ Web) trình duyệt Web (browser) phải làm để đáp ứng lệnh đa dạng - Khi gõ địa Web URL vào trình duyệt Web, lệnh HTTP giao thức truyền tải file từ Web server vào trình duyệt Web để người dùng xem trang Web diện Internet.HTTP giao thức ứng dụng giao thức TCP/IP (các giao thức tảng cho Internet) - Có tiêu chuẩn khác điều khiển cách thức World Wide Web làm việc HTML (HyperText Markup Language, ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản), có chức quản lý cách thức mà trang Web định dạng hiển thị 2.Giao thức FTP - FTP viết tắt từ File Transfer Protocol (giao thức truyền tải file) giao thức dùng để tải lên (upload) file từ trạm làm việc (workstation) hay máy tính cá nhân tới FTP server tải xuống (download) file từ máy chủ FTP trạm làm việc (hay máy tính cá nhân) Đây cách thức đơn giản để truyền tải file máy tính Internet IV.Các Web Server thông dụng Web Server Apache - Apache chương trình máy chủ HTTP chương trình dành cho máy chủ đối thoại qua giao thức HTTP - Apache chạy hệ điều hành tương tự Unix, Microsoft Windows, Novell Netware hệ điều hành khác - Apache phát triển trì cộng đồng mã nguồn mở bảo trợ Apache Software Foundation Apache phát hành với giấy phép Apache License phần mềm tự miễn phí 2.Microsoft Internet Information Services - Microsoft Internet Information Services (các dịch vụ cung cấp thông tin Internet) dịch vụ dành cho máy chủ chạy Hệ điều hành Window nhằm cung cấp phân tán thông tin lên mạng, bao gồm nhiều dịch vụ khác Web Server, FTP Server, - Nó sử dụng để xuất nội dung trang Web lên Internet/Intranet việc sử dụng “Phương thức chuyển giao siêu văn -Hypertext Transport Protocol (HTTP)” Sun Java System Web Server (JSWS) - Sun Java System Web Server (JSWS) phát triển dựa chương trình máy chủ web NCSA biết đến số tên Sun ONE, Netscape Enterprise Server, iPlanet Enterprise Server - Phần mềm Sun hoạt động nhiều hệ điều hành như: HP_UX, Solaris Windows 34 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng Chương 5: Kết nối thiết bị chương trình điều khiển I.Nguyên lý - - Dùng cảm biến DHT11 để đo thông số nhiệt độ độ ẩm môi trường trồng, cảm biến ánh sáng để đo cường độ ánh sáng , cảm biến mưa để xác định thời tiết ( mưa , khô) , cảm biến siêu âm để xác định mực nước bồn chứa Các thông số liệu gửi lện Webserver để giám sát điều khiển thông qua module ESP32 II.Phần cứng • • • • • • • ESP32 NodeMCU LuaNode32 Module relay kích mức thấp Module DHT11 Module Photodiod Light Sensor Module Rain Water Soil Sensor Module HC SR-04 Thiết bị Bảng kết nối phần tử mạch: ESP32 NodeMCU LuaNode32 DHT11 SENSOR VCC 5V GND MASS DATA HC SR04SENSOR RAIN SENSOR VCC 5V GND MASS TRIG GPIO5 ECHO GPIO18 VCC 5V GND MASS A0 LIGHT SENSOR GPIO34 VCC 5V GND MASS A0 SOIL SENSOR GPIO25 GPIO35 VCC 5V GND MASS A0 GPIO33 35 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng III.Sơ đồ xây dựng hệ thống IoT giám sát điều khiển thiết bị Web Server Khối cảm biến: Khối xử lý trung tâm Cảm biến DHT11 ESP32 NodeMCU LuaNode32 Cảm biến ánh sáng Cảm biến mưa Cảm biến HC SR-04 Căm biến độ ẩm Khối thiết bị: Bơm Đèn 36 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng IV.Code điều khiển Hàm set device/device mode //variable for device const int devOn = 0; const int devOff = 1; //mode for device bơm tưới const int MAN = 0; const int AUTO = 1; const int AUTO_T = 2; const int AUTO_E = 3; const int nod = 6; Hàm chọn chân kết nối với thiết bị byte Dev[nod] = {13,12,14,27,26,32}; //IOpin of esp8266 control devices byte DevRainSensor = 34; //pin 35 analog byte DevLightSensor = 35; //pin 34 analog //pin of LM35 byte SoilSensor = 33; //pin of soil sensor Hàm đọc cảm biến DHT11 void ReadDHT11(){ float h0 = dht.readHumidity(); //read Humi - Do am float t = dht.readTemperature();//read temperature - Nhiet float f = dht.readTemperature(true); if (isnan(h0) || isnan(t) || isnan(f)) { //Serial.println("Failed to read from DHT sensor!"); return; }else{ Humi = h0; Temp = t; } Serial.println("Humi:"+String(Humi)); Serial.println("Temp:"+String(Temp)); } 37 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng Hàm đọc cảm biến ánh sáng void ReadLightSensor(){ float val = analogRead(DevLightSensor); //Read light level Light = 100-val*100/4095; String str = "Light =" + String(val) + "::% =" + String(Light); Serial.println(str); } Hàm đọc cảm biến mưa void ReadRainSensor(){ int val = digitalRead(DevRainSensor); //Read light level Rain = val; Serial.println("Rain:"+String(val)); } Hàm đọc cảm biến độ ẩm void ReadSoilSensor(){ float val = analogRead(SoilSensor); //Read light level Soil =100-val*100/4095; //don vi tinh % String str = "Soil =" + String(val) + "::% =" + String(Soil); Serial.println(str); } Hàm đọc cảm biến khoảng cách void ReadUltraSonicDistanceSensor(){ float k = distanceSensor.measureDistanceCm(); WaterLevel = H_Bon - k; String str = "Muc nuoc:"+String(WaterLevel); Serial.println(str); } 38 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng Hình 18 Hình ảnh thật mơ hình 39 h ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng Giao diện 40 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng Chương 6: Kết luận hướng phát triển đề tài I.Kết luận - Trên sở nghiên cứu tổng quan IoT, công nghệ cảm biến không dây ứng dụng thực tiễn, em xây dựng thành cơng chương trình thực nghiệm có tính khả thi (như trình bày phần đánh giá kết chạy thử nghiệm) - Tuy nhiên, thời gian số lượng cảm biến hạn chế, chương trình chưa chạy thử nghiệm với số lượng lớn thiết bị cảm biến, chưa đánh giá hết số vấn đề như: việc truyền nhận liệu từ thiết bị cảm biến đến module cảm biến, vấn đề xung đột liệu… Ưu điểm: - Đáp ứng yêu cầu đề tài Hiển thị rõ ràng Tiết kiệm cơng sức người Có thể nơi đâu giám sát điều khiển thiết bị (chỉ cần có WIFI) Nhược điểm: - Chưa có độ xác cao Chưa giám sát thiết bị II.Hướng phát triển đề tài - Điều khiển thiết bị WiFi ứng dụng vào thiết kế SmartHome Có thể mở rộng mơ hình tích hợp thêm nhiều loại cảm biến giám sát, nhiều module khác, nhiều thông số Có thể tích hợp thêm module sim để điều khiển thiết bị phịng trường hợp khơng có mạng wifi 41 h ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình cảm biến (2000) Phan Quốc Phô, Nguyễn Đức Chiến – NXB Khoa học kĩ thuật Vi điều khiển câu trúc lập trình ứng dụng (2008) Kiều Xuân Thực, Vũ Thị Hương, Vũ Trung Kiên – NXB Giáo Dục Website http://alldatasheet.com/ Website http://arduino.vn/ Website http://codientu.org/ Website http://hocarm.org/ Websitehttps://iotbusiness-platform.com/iot-vietnam/ Websitehttps://iotmakervn.github.io/ Websitehttps://iotmakervn.github.io/iot-starter-book/ 42 h