Nghiên cứu xây dựng phần mềm thu thập và giám sát dữ liệu trong nông nghiệp thông minh sử dụng nền tảng THINGS BOARD TT

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THƠNG - Nguyễn Thành Sơn NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHẦN MỀM THU THẬP VÀ GIÁM SÁT DỮ LIỆU TRONG NÔNG NGHIỆP THÔNG MINH SỬ DỤNG NỀN TẢNG THINGS BOARD Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông Mã số: 8.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2021 Luận văn đƣợc hoàn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THƠNG Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN QUỐC UY Phản biện 1: Phản biện 2: Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng Vào lúc: ngày tháng năm 20 Có thể tìm hiểu luận văn tại: Thư viện Học viện Công nghệ Bưu chớnh Vin Thụng Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT M U Nụng nghip ng dụng công nghệ thông tin truyền thông (Information and Communications Technology - ICT), cịn gọi “nơng nghiệp thơng minh” hay “nơng nghiệp xác” - trở thành xu mới, cải thiện đáng kinh ngạc nông nghiệp nhiều nơi giới Hình ảnh nhà nông vất vả lạc hậu trở thành lỗi thời, thay vào nơng dân ứng dụng thục công nghệ kỹ thuật đại vào thương mại, sản xuất Yếu tố ICT thiết bị, công cụ ứng dụng thông tin truyền thông, cho phép thu thập-trao đổi liệu thơng qua việc tương tác truyền tải, ví dụ: radio, vệ tinh, điện thoại di động, internet, điện toán đám mây, ứng dụng toán điện tử, phần mềm quản lý tài chính, hệ thống tự động hóa Khi ứng dụng nông nghiệp, ICT giúp người nông dân nâng cao khả tiếp cận thông tin, cải thiện lực toán, tăng suất, nâng cao lực quản lý, ứng phó hiệu với rủi ro, chí hưởng lợi nhờ đón đầu thay đổi Bên cạnh số lao động tham gia vào lĩnh vực nơng nghiệp ngày suy giảm hệ thống tự động hóa trở thành giải pháp hàng đầu Đây công cụ mang lại thành nơng nghiệp đáng nể cho Israel, vốn có 3% dân số theo nghề nơng Sau q trình tìm hiểu nghiên cứu học viên xây dựng luận văn với cấu trúc gồm chương sau:  Chƣơng I: Tổng quan ứng dụng công nghệ nông nghiệp thông minh  Chƣơng II: Thiết kế mô hình thu thập giám sát liệu  Chƣơng III: Xõy dng v kim th phn mm Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRONG NƠNG NGHIỆP THƠNG MINH 1.1 Tình hình ứng dụng công nghệ nông nghiệp thông minh 1.1.1 Ứng dụng công nghệ nông sản hữu Nông sản hướng phát triển quan trọng nước ta, đặc biệt thị hóa phát triển nhanh, vùng nguyên liệu giới nói chung ngày thu hẹp Trong nơng nghiệp hữu cơ, sản xuất nông sản, đặc biệt rau theo phương thức hữu chiếm vị trí quan trọng hàng đầu rau đối tượng chịu ảnh hưởng nặng nề sản xuất hóa nơng nghiệp Việc sản xuất rau an tồn nói chung sản xuất rau hữu nói riêng vấn đề thiết cần giải 1.1.2 Một số phần mềm nông nghiệp thông minh a) Phần mềm Hifarm HiFarm nói doanh nghiệp ứng dụng công nghệ cao vào nông nghiệp thành cơng Đà Lạt Với việc tích hợp nhiều cơng nghệ lại với để tận dụng triệt để ưu điểm nông nghiệp công nghệ cao trồng trọt, HiFarm chiếm thị phần lớn khu vực Đà Lạt b) Phần mềm NextFarm Nextfarm thuộc Công ty Cổ phần NextVision, chuyên lĩnh vực nông nghiệp thông minh chuyển đổi số nông nghiệp Nextfarm đơn vị đầu phổ biến lĩnh vực Nông nghiệp thông minh Việt Nam, đơn vị có gần 1000 khách hàng tồn quốc Đây đơn vị phát triển nông nghiệp thông minh sớm giới thiệu sản phẩm sang số quốc gia Đông Nam Á Myanmar, Campuchia, Singapore Nextfarm phát triển hệ sinh thái nông nghiệp thông minh rộng, từ sản xuất đảm bảo vùng nguyên liệu đến giám sát chất lượng sản phẩm định danh sản phẩm phân phi n ngi tiờu dựng Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT 1.2 Mt số giao thức trao đổi liệu 1.2.1 Phƣơng thức CoAP CoAP giao thức truyền tải tài liệu theo mơ hình client/server dự internet tương tự giao thức HTTP thiết kế cho thiết bị ràng buộc Giao thức hỗ trợ giao thức one-to-one để chuyển đổi trạng thái thông tin client server Hình 1: Mơ hình giao thức CoAP so sánh với HTTP Các gói CoAP nhỏ nhiều so với dòng HTTP TCP Các trường bit ánh từ chuỗi số nguyên sử dụng rộng rãi để tiết kiệm khơng gian Các gói đơn giản tạo phân tích chỗ mà không tốn thêm RAM thiết bị bị hạn chế Hoạt động CoAP: CoAP hoạt động loại HTTP cho thiết bị bị hạn chế, cho phép thiết bị cảm biến cấu chấp hành (actuator) giao tiếp IoT Các cảm biến cấu chấp hành điều khiển đóng góp cách truyền liệu chúng phần hệ thống 1.2.2 Giao thức MQTT MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) giao thức truyền thơng điệp (message) theo mơ hình publish/subscribe (cung cấp / thuê bao), sử dụng cho thiết bị IoT với băng thông thấp, độ tin cậy cao khả nng c s dng Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT mng li khơng ổn định Nó dựa Broker (tạm dịch “Máy chủ mơi giới”) “nhẹ” (khá xử lý) thiết kế có tính mở (tức khơng đặc trưng cho ứng dụng cụ thể nào), đơn giản dễ cài đặt Hình 2: Mơ hình giao tiếp MQTT MQTT lựa chọn lý tưởng môi trường như:  Những nơi mà giá mạng viễn thông đắt đỏ băng thông thấp hay thiếu tin cậy  Khi chạy thiết bị nhúng bị giới hạn tài nguyên tốc độ nhớ 1.2.3 Giao thức RESTful (HTTP) RESTful API tiêu chuẩn dùng việc thiết kế API cho ứng dụng web (thiết kế Web services) để tiện cho việc quản lý resource Nó trọng vào tài nguyên hệ thống (tệp văn bản, ảnh, âm thanh, video, liệu động…), bao gồm trạng thái tài nguyên định dạng truyền tải qua HTTP API (Application Programming Interface) tập quy tắc chế mà theo đó, ứng dụng hay thành phần tương tác với ứng dụng hay thành phần khác API trả liệu mà bạn cần cho ứng dụng kiểu d liu ph bin nh JSON hay XML Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT REST (REpresentational State Transfer) dạng chuyển đổi cấu trúc liệu, kiểu kiến trúc để viết API Nó sử dụng phương thức HTTP đơn giản để tạo cho giao tiếp máy Vì vậy, thay sử dụng URL cho việc xử lý số thông tin người dùng, REST gửi yêu cầu HTTP GET, POST, DELETE, vv đến URL để xử lý liệu 1.3 Một số chuẩn giao thức truyền tải liệu IoT theo tiêu chuẩn công nghiệp 1.3.1 Giao thức Bluetooth Một công nghệ giao tiếp truyền thông khoảng cách ngắn vô quan trọng, Bluetooth Hiện nay, bluetooth xuất hầu hết thiết bị máy tính, điện thoại/Smartphone dự kiến chìa khóa cho sản phẩm IoT đặc biệt, cho phép giao tiếp thiết bị với smartphone - "thế lực hùng hậu" 1.3.2 Giao thức Zigbee Zigbee, giống Bluetooth, loại truyền thông khoảng cách ngắn, sử dụng với số lượng lớn thường sử dụng cơng nghiệp Điển hình, Zigbee Pro Zigbee remote control (RF4CE) thiết kế tảng giao thức IEEE802.15.4 - chuẩn giao thức truyền thông vật lý công nghiệp hoạt động 2.4Ghz thường sử dụng ứng dụng khoảng cách ngắn liệu truyền tin thường xuyên, đánh giá phù hợp với ứng dụng smarthome khu vực đô thị/khu chung cư 1.3.3 Giao thức Z-wave Tương tự Zigbee, Z-Wave chuẩn truyền thông không dây khoảng cách ngắn tiêu thụ lượng Dung lượng truyền tải với tốc độ 100kbit/s, đủ cho nhu cầu giao tiếp thiết bị hệ thống IoT, M2M Chuẩn kết nối Z-Wave Zigbee hoạt động với tần số 2.4GHz, thiết kế với mức tiêu thụ lượng nên sử dng vi cỏc Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT loi PIN di ng Zwave hoạt động tần số thấp so với Zigbee/wifi, dao động dải tần 900Mhz, tùy theo quy định khu vực khác Ưu điểm Z-Wave tiêu thụ lượng cực độ mở (Open platform) cực cao Hiện nay, Z-Wave ứng dụng chủ yếu ứng dụng smarthome Đặc biệt, thiết bị Z-Wave hệ thống thiết bị vừa thu vừa phát sóng nên tính ổn định hệ thống nâng cao Đặc biệt, Z-Wave nhiều nhà sản xuất thiết bị tích hợp vào, cơng nghệ ý nhà sản xuất tập trung nhiều vào Thơng số kỹ thuật bản:  Standard: Z-Wave Alliance ZAD12837 / ITU-T G.9959  Frequency: 900MHz (ISM)  Range: 30m  Data Rates: 9.6/40/100kbit/s 1.3.4 Giao thức 6LoWPAN 6LoWPAN tên viết tắt IPv6 protocol over low-power wireless PANs (tức là: sử dụng giao thức IPv6 mạng PAN không dây công suất thấp) 6LoWPAN phát triển hiệp hội đặc trách kỹ thuật Internet IETF (Internet Engineering Task Foce), cho phép truyền liệu qua giao thức IPv6 IPv4 mạng không dây công suất thấp với cấu trúc mạng điểm - điểm ( P2P: point to point ) dạng lưới ( mesh) Tiêu chuẩn đặt để quy định đặc điểm 6LoWPAN - cho phép sử dụng rộng rãi ứng dụng IoT 1.3.5 Giao thức Wifi Wifi viết tắt từ Wireless Fidelity hay mạng 802.11 hệ thống mạng khơng dây sử dụng sóng vơ tuyến, giống điện thoại, truyền hình radio Hầu hết thiết bị điện tử ngày máy tính, điện thoại, tivi,… kết nối wifi Ưu điểm công nghệ kết nối wifi: - Thuận tiện: Cho phép truy xuất tài nguyên vị trí Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT - Kh nng di ng: Vi s phát triển mạng không dây công cộng, người dùng truy cập Internet đâu - Hiệu quả: Người dùng trì kết nối mạng họ từ nơi sang nơi khác - Khả mở rộng: Mạng khơng dây đáp ứng tức gia tăng số lượng kết nối Nhược điểm wifi: - Tính bảo mật - Phạm vi sử dụng hẹp, thường nhà vừa nhỏ; - Độ tin cậy khơng cao: sử dụng sóng vơ tuyến để truyền thơng nên dễ bị nhiễu, tín hiệu bị suy giảm tác động thiết bị khác không tránh khỏi 1.3.6 Giao thức LoRa Nếu giao thức bluetooth đời từ lâu không hẳn phục vụ riêng cho ứng dụng thuộc hệ sinh thái IoT, giao thức bluetooth mà cụ thể bluetooth lượng thấp BLE phát triển mạnh mẽ để tích hợp vào thiết bị thông minh phục vụ ứng dụng nhúng nói chung đặc biệt thiết bị nhà thơng minh nói riêng lượng Điều phù hợp với thiết bị IoT với dung lượng pin hạn chế LoRaWAN giao thức mạng lượng thấp, diện rộng (LPWA) phát triển Liên minh LoRa, kết nối không dây „hoạt động‟ với internet mạng khu vực, quốc gia tồn cầu, nhắm mục tiêu u cầu có trạm sở chuyển tiếp liệu node cảm biến Network Server 1.4 Kết luận Chương luận văn trình bày tổng quan tình hình ứng dụng cơng nghệ nông nghiệp thông minh giới thiệu số chuẩn truyền thông chuẩn trao đổi liệu, qua tạo tiền đề để xây dựng ứng dụng thu thập giám sát liệu phục vụ nông nghiệp thụng minh ca lun ny Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT 10 CHNG II: THIẾT KẾ MƠ HÌNH THU THẬP VÀ GIÁM SÁT DỮ LIỆU 2.1 Hệ thống nông nghiệp thông minh Internet vạn vật, hay cụ thể Mạng lưới vạn vật kết nối Internet Mạng lưới thiết bị kết nối Internet (tiếng Anh: Internet of Things, viết tắt IoT) liên mạng, thiết bị, phương tiện vận tải (được gọi "thiết bị kết nối" "thiết bị thơng minh"), phịng ốc trang thiết bị khác nhúng với phận điện tử, phần mềm, cảm biến, cấu chấp hành với khả kết nối mạng máy tính giúp cho thiết bị thu thập truyền tải liệu Năm 2013, tổ chức Global Standards Initiative on Internet of Things (IoT-GSI) đinh nghĩa IoT "hạ tầng sở toàn cầu phục vụ cho xã hội thơng tin, hỗ trợ dịch vụ (điện tốn) chuyên sâu thông qua vật thể (cả thực lẫn ảo) kết nối với nhờ vào công nghệ thơng tin truyền thơng hữu tích hợp," với mục đích "vật" "một thứ giới thực (vật thực) giới thông tin (vật ảo), mà vật nhận dạng tích hợp vào mạng lưới truyền thơng" Hình 2.1: Ứng dụng rộng rãi IoT xã hội 2.1.1 Tính chất hệ thống nơng nghiệp thông minh Hệ thống nông nghiệp thông minh hệ thống IoT có đầy đủ tớnh cht ca h thng Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT 12 ny học viên tập trung trình bày tính liên quan đến khả giám sát thu thập liệu phần mềm nông nghiệp thông minh Hiển thị liệu đa dạng: Sự phát triển viễn thông công nghệ làm cho thiết bị thông minh trở nên ngày phổ biến, việc sở hữu điện thoại thông minh điều tất yếu sống Giá trị khai thác điện thoại thơng minh khơng cịn dừng lại việc cung cấp đàm thoại hai chiều, hay đơn tiện ích giải trí đa phương tiện mà điện thoại cịn trở thành cơng cụ giúp người làm việc Chính hệ thống IoT cần có khả kết nối đa dạng, từ máy tính, máy tính bảng, đặc biệt điện thoại thơng minh Hình 2.2: hiển thị liệu giám sát thu thập đa tảng Tích hợp đa dạng cảm biến: Bộ cảm biến thiết bị điện tử cảm nhận trạng thái, trình vật lý hay hóa học mơi trường cần khảo sát, biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thơng tin trạng thái hay q trình Thơng tin c x lý rỳt tham s nh Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT 13 tớnh hoc nh lng ca mụi trng, phc vụ nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật hay dân sinh gọi ngắn gọn đo đạc, phục vụ truyền xử lý thông tin, hay điều khiển trình khác Cảm biến thường đặt vỏ bảo vệ tạo thành đầu thu hay đầu dị (Test probe), có kèm mạch điện hỗ trợ, nhiều trọn lại gọi ln "cảm biến" Có nhiều loại cảm biến khác chia hai nhóm chính: - Cảm biến vật lý: sóng điện từ, ánh sáng, tử ngoại, hồng ngoại, tia X, tia gamma, hạt xạ, nhiệt độ, áp suất, âm thanh, rung động, khoảng cách, chuyển động, gia tốc, từ trường, trọng trường, - Cảm biến hóa học: độ ẩm, độ PH, ion, hợp chất đặc hiệu… Hình 2.3: Đa dạng cảm biến nông nghiệp thông minh Giao tiếp liệu tầm xa: Một hệ thống nông nghiệp thông minh thường đặt tủ điều khiển trung tâm nhà điều hành, node cảm biến biến lại đặt rải rác địa điểm thuộc nơng trại hay nơng trường rộng lớn Chính nhu cầu phần mềm giám sát thu thập liệu nơng nghiệp thơng minh địi hỏi phải hỗ trợ giao tiếp liệu tầm xa để kiểm sốt liệu xác giảm thiểu ti a chi phớ Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT 14 v truyn dn Khơng hỗ trợ trao đổi liệu tầm mà mà thiết bị cịn cần có khả hình thành mạng chuyển tiếp để tăng khoảng cách, đồng thời phải tiết kiệm lượng 2.2 Mô hình hệ thống Sơ đồ khối chức năng: Mơ hình IoT hệ thống thu thập giám sát liệu nơng nghiệp thơng minh ngồi việc bao gồm thành phần hệ thống IoT Node, Gateway, Server cịn gồm nhóm cảm biến liên quan đến việc đo đạc, giám sát thông số môi trường Ngồi ra, hệ thống cịn cịn khả phát thông tin cảnh báo cho người dùng đối tượng liên quan Như vậy, mơ hình IoT hệ thống thu thập giám sát liệu nông nghiệp thông minh thể hinh sau: Hình 2.4: Sơ đồ khối mơ hình hệ thống thu thập giám sát liệu nông nghiệp thông minh Nguyên lý hoạt động: - Nhóm cảm biến: thực giám sát thông số môi trường liên quan đến nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, nồng độ chất khí… truyền tới IoT node Tín hiệu từ cảm biến truyền tới tín hiệu số tính hiệu tương tự - IoT node: thực tiếp nhận thông tin từ cảm biến chuyển tới, chuyển đổi dạng tín hiệu phù hợp, số hóa - IoT gateway: nhận thông tin từ nhiều node gửi tới, thực tiếp tục xử lý hoặc khơng, sau tiến hành tập hợp, đóng gói để chuyển tiếp lên server Server: thực việc lưu trữ thông tin, hiển thị thay đổi tham số theo thời gian thực Web/App, xử lý thông tin để phát tín hiệu cảnh báo 2.3 Giới thiu nn tng Things Board Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT 15 ThingsBoard l tảng IoT mã nguồn mở cho phép phát triển nhanh chóng, quản lý mở rộng dự án IoT Với tảng Thingsboard người dùng thu thập, xử lý, hiển thị trực quan quản lý thiết bị cách nhanh chóng hệ thống Hình 2.5: Mơ hình hệ thống IoT sử dụng ThingsBoard Ngồi ThingsBoard cho phép tích hợp thiết bị kết nối với hệ thống cũ bên thứ ba giao thức có Kết nối với máy chủ OPC-UA, MQTT broker, Sigfox Backend Modbus Slave thơng qua Gateway có kết nối đến ThingsBoard Việc cài đặt kết nối đến ThingsBoard hỗ trợ tảng ngôn ngữ khác giúp người dùng dễ dàng nâng cấp tạo thiết bị kết nối đến hệ thống Server ThingsBoard Ngoài ra, ThingsBoard cho phép tạo Bảng điều khiển (Dashboard) IoT phong phú để hiển thị liệu điều khiển thiết bị từ xa thời gian thực Người sử dụng xây dựng bảng điều khiển cho dự án nông trại thông minh để hiển thị trực quan liệu sản lượng, điều kiện thời tiết sản xuất nông nghiệp tùy biến nhanh chóng cách sử dụng thư viện Dashboard có sẵn ThingsBoard thư viện khác bên thứ ba Ngoài khả cho phép thu thập liệu, xây dựng Dashboard để giám sát theo dõi, ThingsBoard cho phép tạo Quy tắc/Luật phức tạp để xử lý liệu đầu vào từ đưa định cảnh báo thực thi điều khiển thiết bị tương ứng Việc tạo Quy tắc/Luật ThingsBoard có tính tùy biến cao tùy thuộc vào kỹ cấp độ người dùng Người dùng sử dụng phương án kéo thả loại liệu để tạo Quy tắc/Luật ràng buộc thiết bị sử dụng ngôn ngữ lập trỡnh to cỏc Quy tc/Lut Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT 16 có mức độ ràng buộc tùy biến cao cho phù hợp với yêu cầu người sử dụng Hình 2.6: Giao diện tạo quy tắc ràng buộc ThingsBoard Với khả mà ThingsBoard cung cấp, người dùng hồn tồn sử dụng để tạo hệ thống quản trị IoT khép kín có khả hoạt động để theo dõi, giám sát thiết bị, liệu đồng thời cấu hình để tạo phân tích, xử lý liệu để đưa lệnh thực thi phù hợp với nhu cầu người sử dụng ThingsBoard cho phép người dùng tạo hệ thống có tính linh hoạt cao với mức độ phức tạp thấp từ mở rộng quy mô triển khai ứng dụng IoT thực tế Tóm lại, ThingsBoard tảng mã nguồn mở cho hệ thống IoT với tính sau: Thu thập liệu từ xa: Thingsboard hỗ trợ người dùng thu thập lưu trữ liệu từ xa theo cách đáng tin cậy Người dùng truy cập liệu thu thập cách sử dụng trang tổng quan web tùy chỉnh API phía máy chủ Hiển thị trực quan liệu thu thập: ThingsBoard cung cấp 30 tiện ích có sẵn để người dùng sử dụng cho việc hiển thị trực quan liệu thu thập ThingsBoard cho phép người dùng tạo tiện ích riêng theo nhu cầu sử dụng Các gói tiện ích có sẵn tiện ích Google map, đồ thị thời gian thực, thẻ HTML hiển thị Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT 17 Cụng c to chui quy tc kộo thả thân thiện: ThingsBoard cho phép xử lý liệu thiết bị đến chuỗi quy tắc linh hoạt dựa thuộc tính thực thể nội dung tin nhắn Chuyển tiếp liệu tới hệ thống bên kích hoạt báo thức cách sử dụng logic tùy chỉnh, làm phong phú thêm chức phía máy chủ điều khiển thiết bị người dùng quy tắc tùy chỉnh cao Quản lý thiết bị: ThingsBoard cung cấp khả đăng ký quản lý thiết bị (Device) Nó cho phép theo dõi thuộc tính thiết bị phía máy khách cung cấp phía máy chủ Cung cấp API cho ứng dụng phía máy chủ để gửi lệnh RPC tới thiết bị ngược lại Như người dùng quan sát thông tin tổng quan thiết bị quan sát loại liệu mà thiết bị gửi lên đồng thời gửi xuống thiết bị lệnh cấu hình điều khiển có u cầu từ phía Server 2.4 Kết luận Chương luận văn làm rõ đặc điểm bật hệ thống nông nghiệp thông minh tập trung vào việc rõ tính phổ biến phần mềm thu thập giám sát liệu nông nghiệp thông minh, chương việc đưa mơ hình chung hệ thống sở quan trọng để tiến hành chương luận văn chế tạo thử nghim h thng Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT 18 CHNG III: XY DNG VÀ KIỂM THỬ PHẨN MỀM 3.1 Cài đặt tảng Things Board 3.1.1.Cấu hình yêu cầu 3.1.2.Cài đặt tảng Things Board Ubuntu Bƣớc 1: Cài đặt tảng Java (JDK) Để cài đặt JDK (Java 11) Ubuntu, người dùng cần thực chạy lệnh tương ứng sau Terminal hệ điều hành sudo apt update sudo apt install openjdk-11-jdk Bƣớc 2: Cài đặt ThingsBoard service wget https://github.com/thingsboard/thingsboard/releases/downlo ad/v3.3.2/thingsboard-3.3.2.deb Bƣớc 3: Cấu hình sở liệu cho ThingsBoard Hình 1: Các phƣơng án cấu hình CSDL ThingsBoard Với khuyến nghị hãng nhu cầu thực tế sử dụng với số lượng tin truyền tải nhỏ (Add Alias =>Edit alias v cu hỡnh nh sau: Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT 24 Hình 6: Giao diện cấu hình Alias Sau vào ADD NEW WIDGET => Charts =>Timeseries – Flot Hình 7: Giao diện cấu hình đồ thị Sau ta cần chọn thông tin liệu cần hiển thị liệu cảm biến mà cần hiển thị, cụ thể cảm biến nhiệt m chỳng ta ó xõy dng trờn Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT 25 Nh vy, hc viờn ó trỡnh by cỏch xây dựng thành công ứng dụng đơn giản thực gửi liệu giả lập lên server ThingsBoard thông qua kết nối MQTT Sau q trình thử nghiệm, tiến hành tích hợp chương trình lên tảng khác như: RaspberryPi, ESP8266… Hình 8: Giao diện hiển thị liệu cảm biến nhiệt độ/độ ẩm thực 3.2 Xây dựng mơ hình ứng dụng tảng Things Board Sau trình thử nghiệm bản, học viên tiến hành xây dựng mơ hình ứng dụng ThingsBoard phục vụ cho ứng dụng giám sát liệu nơng nghiệp thơng minh Mơ hình ứng dụng cụ thể sau: Cloud (MQTT Broker): ThingsBoard Server cài đặt máy tính cá nhân, để gửi liệu từ Raspberry Pi đến ThingsBoard cần có Server trung gian để hỗ trợ trung chuyển liệu MQTT Broker CloudMQTT cung cấp miễn phí cho người dùng sử dụng với mục đích nghiên cứu phát triển - ThingsBoard Server cài đặt máy tính cá nhân Sau học viên tiếp tục xây dựng chương trình gửi liệu lên ThingsBoard Server thông qua giao thức MQTT 3.3 Kết luận Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT Nghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TTNghiên.cỏằâu.xÂy.dỏằng.phỏĐn.mỏằãm.thu.thỏưp.v.giĂm.sĂt.dỏằ.liỏằu.trong.nng.nghiỏằp.thng.minh.sỏằư.dỏằƠng.nỏằãn.tỏÊng.THINGS.BOARD.TT