Báo cáo bài tập lớn iot đề tài hệ thống nuôi cá tự động trong bể cá cảnh mini

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA CƠNG NGHỆ THÔNG TIN I -🙞🙜🕮🙞🙜 - BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN IOT Đề tài: Hệ thống nuôi cá tự động bể cá cảnh mini Giảng viên mơn: Trần Tiến Cơng Nhóm lớp: 02 Nhóm tập: 14 Thành viên : Vũ Nguyệt Hà B20DCCN216 Dương Thị Thanh Tâm B20DCCN588 Nguyễn Thị Ánh B20DCCN084 HÀ NỘI - 2023 I Giới thiệu hệ thống Hệ thống nuôi cá tự động bể cá cảnh mini đề tài thú vị hứa hẹn lĩnh vực Internet of Things (IoT) tự động hóa việc quản lý môi trường cá cảnh nhỏ Đề tài tập trung vào phát triển hệ thống thông minh có khả giữ gìn mơi trường sống cho cá cảnh cung cấp trải nghiệm quản lý bể cá hiệu cho người chơi cá cảnh Mục Tiêu Chính:  Tự Động Hóa Quản Lý Mơi Trường: Phát triển cảm biến đa dạng để đo lường yếu tố quan trọng nhiệt độ, mức ánh sáng bể cá Hệ thống tự động điều chỉnh yếu tố để trì mơi trường lý tưởng cho cá cảnh  Tự Động Cho Ứng Dụng Thức Ăn: Tích hợp hệ thống tự động cho việc cung cấp thức ăn cho cá dựa lịch trình đặt trước theo dõi nhu cầu dinh dưỡng cá Công Nghệ Phương Pháp:  Sử dụng cảm biến IoT để thu thập liệu môi trường nước điều khiển hệ thống Lợi Ích Dự Kiến:  Giảm cơng sức quản lý trì bể cá cảnh  Tăng trải nghiệm cá cảnh với môi trường ổn định dinh dưỡng tốt  Cung cấp liệu thông báo đắn cho người chơi để họ phản ứng kịp thời với cố II Mô tả hệ thống Hệ thống có chức sau: - Cho cá ăn tự động sử dụng động bước 12V 28BYJ-48 - Theo dõi nhiệt độ môi trường nước sử dụng cảm biến nhiệt độ DS18B20 dây mềm, phiên chống nước, chống ẩm - Cảm biến ánh sáng - Cảm biến vật cản để tính tốn lượng thức ăn cá - Người dùng thao tác thơng qua Blynk Các sensor, module: a ESP32S  Chip: Loại Chip: ESP32 (Tích hợp WiFi Bluetooth)  Tần số hoạt động: Có thể lên đến 240 MHz  Kết Nối Không Dây: WiFi( IEEE 802.11 b/g/n), Bluetooth (Bluetooth 4.2), BLE (Bluetooth Low Energy)  Giao Diện Kết Nối: GPIO, UART, SPI, I2C  Bộ Nhớ: Flash Memory, RAM  Nguồn Điện: 2.2V đến 3.6V  Giao Thức Mạng: TCP/IP Protocol Stack: Hỗ trợ đầy đủ giao thức mạng TCP/IP  An Toàn Bảo Mật: AES, SHA-2Ứng Dụng Phổ Biến:  Đèn LED Báo Trạng Thái: Đèn LED tích hợp cho việc hiển thị trạng thái hoạt động module b Cảm biến nhiệt độ  Dải Đo Nhiệt Độ:-55°C đến +125°C (-67°F đến +257°F)  Độ Chính Xác Nhiệt Độ:±0.5°C khoảng -10°C đến +85°C  Độ Phân Giải:9, 10, 11, 12 bit (tuỳ chọn)  Nguồn Điện:3.0V đến 5.5V  Giao Tiếp: 1-wire (một dây)  Tần Số Giao Tiếp: Có thể đạt đến 1kHz  Thời Gian Đo: Khoảng 750ms (đối với độ phân giải 12 bit)  Bộ Nhớ: EEPROM: Có chứa số lượng lớn liệu tham chiếu cấu hình  Điện Áp Điện Dịng: Khoảng 1mA q trình đo, 1μA trạng thái nghỉ  Kích Thước: Dạng vỏ TO-92 dạng mơ-đun với loại đầu cắm khác c Module thời gian thực RTC DS1307  Độ Chính Xác Thời Gian: ±2 giây ngày 25°C (77°F)  Điện Áp Điện Dòng:5V  Dòng Điện Hoạt Động: Khoảng 0.08mA (80μA) điều kiện hoạt động bình thường, khoảng 1.5mA thực ghi liệu  Giao Tiếp: I2C (Inter-Integrated Circuit)  Bộ Nhớ: EEPROM: 56 bytes (48 bytes cho lịch bytes cho bảng đọc viết)  Tần Số Nguồn Dao Động Nội: 32.768 kHz  Thời Gian Bảo Lưu Dữ Liệu Khi Mất Nguồn: Cảm biến giữ lại thông tin thời gian thực ngày nguồn điện  Dải Nhiệt Độ Hoạt Động: -40°C đến +85°C  Kích Thước Giao Diện: Chủ yếu SOIC (Small Outline Integrated Circuit) DIP (Dual Inline Package)  Chức Năng Bảo Vệ: Bảo vệ nguồn điện chống lệch cảm biến  Hỗ Trợ Chức Năng Leap Year (Năm Nhuận)  d Cảm biến vật cản hồng ngoại  Cảm biến có khả nhận biết vật cản môi trường với cặp LED thu phát hồng ngoại để truyền nhận liệu hồng ngoại  Tia hồng ngoại phát với tần số định, có vật cản đường truyền LED phát phản xạ vào LED thu hồng ngoại, LED báo vật cản module sáng, khơng có vật cản, LED tắt  Với khả phát vật cản khoảng ~ 30cm khoảng cách điều chỉnh thơng qua chiết áp cảm biến cho thích hợp với ứng dụng cụ thể như: xe dò line, xe tránh vật cản, … e Cảm biến ánh sáng Cảm biến ánh sáng quang trở CDS có tích hợp sẵn Op-amp biến trở so sánh mức tín hiệu giúp cho việc nhận biết tín hiệu trở nên dễ dàng, Cảm biến ánh sáng thường dùng để nhận biết, bật tắt thiết bị theo cường độ ánh sáng môi trường – Nguồn: 3.3 – 5VDC – Sử dụng quang trở CDS – Kích thước nhỏ gọn: 36mm x 16mm Hệ thống truyền thông tin a Kết Nối Cảm Biến Đầu Đọc Dữ Liệu:  Sử dụng giao thức kết nối khơng dây, ví dụ ESP32S, để kết nối với cảm biến  Kết nối cảm biến với đầu đọc liệu thông qua giao thức không dây để thu thập liệu môi trường từ cảm biến b Lập Trình Thiết Bị Đầu Đọc:  Sử dụng Arduino IDE để lập trình ESP32  Kết nối với máy tính qua cổng USB để nạp chương trình c Lưu Trữ Dữ Liệu:  Blynk Cloud Servers III Sơ đồ thiết kế Sơ đồ khối chức Sơ đồ mơ tả đặc hình miền Thơng số mơ hình thơng tin Thơng số kỹ thuật dịch vụ Đặc điểm kỹ thuật cấp đọ IoT(IoT level Specification) Đặc điểm kỹ thuật xem chức năng( Funcitional View Specification) Đặc tả chế độ xem hoạt động( Operational View Specification) Tích hợp thiết bị thành phần(Device & Component Integration) IV Giao diện hệ thống: Web Mobile Giao diện hệ thống có cảnh báo gửi điện thoại người dùng