Đồ án thiết kế và thi công hệ thống giám sát chăm sóc cây trồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH oOo - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHĂM SĨC CÂY TRỒNG SINH VIÊN THỰC HIỆN: DƯƠNG MINH THIỆN MSSV: 19119134 VŨ DUY THỨC MSSV: 19119138 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: THS NGUYỄN VĂN PHÚC Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 06 năm 2023 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 06 năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên Sinh viên: Dương Minh Thiện Vũ Duy Thức Ngành: Công nghệ kỹ thuật máy tính MSSV: 19119134 MSSV: 19119138 Lớp: 19119CL2B Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Phúc Ngày nhận đề tài: 27/2/2023 Ngày nộp đề tài: 26/6/2023 Tên đề tài: “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHĂM SÓC CÂY TRỒNG” Các số liệu, tài liệu ban đầu: • Ngơ Thành Đạt, Lê Hải Ngun “Thiết kế thi cơng hệ thống IOTS chăm sóc vườn ăn sử dụng pin lượng mặt trời”, Đồ Án Tốt Nghiệp ĐH, Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, 2018 • Vi điều khiển: ESP32 • Các loại module: Relay 5V, I2C • Cảm biến: Độ ẩm đất, độ ẩm khơng khí – nhiệt độ DHT21, cảm biến lưu lượng nước S201, cảm biến dòng điện để đo máy bơm ZMCT103C • Máy bơm: Máy bơm để tưới R385, máy bơm áp lực phun sương DP-521 • Nguồn tổ ong 12V Sản phẩm: • Module phần cứng có chức đo độ ẩm đất, độ ẩm khơng khí, nhiệt độ mơi trường, thông số trái với phát triển trồng, máy bơm tưới, máy phun sương tác động vào nhằm thay đổi thơng số mơi trường • Phần mềm Android có chức hiển thị thơng số, phần mềm điểu khiển từ xa, đổi chế độ AUTO MANUAL tùy thích, bật tắt máy bơm từ xa chế độ MANUAL, nhập vào số lượng nước cần tưới, phần mềm cịn có lịch sử đo, biểu đồ thể nhiệt độ lần đo • Quyền báo cáo đề tài TRƯỞNG NGÀNH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng năm 2023 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Dương Minh Thiện Vũ Duy Thức MSSV: 19119134 MSSV: 19119138 Ngành: Công nghệ kỹ thuật máy tính Tên đề tài: “THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHĂM SÓC CÂY TRỒNG” Họ tên Giảng viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Văn Phúc NHẬN XÉT: Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: Nội dung khối lượng thực phù hợp với yêu cầu khóa luận tốt nghiệp Ưu điểm: Mơ hình sản phẩm với tính giúp người trồng tiết kiệm thời gian công sức Ứng dụng điện thoại mang lại nhiều tiện cho người dùng Hệ thống hoạt động ổn định, đáp ứng mục tiêu đặt Khuyết điểm: Đề tài chưa có tìm hiểu phân tích quy trình cho loại trồng điển hình để có chương trình giám sát chăm sóc cụ thể Đề nghị cho bảo vệ hay khơng? Cho phép nhóm sinh viên bảo vệ khóa luận tốt nghiệp Đánh giá loại: Giỏi Điểm: 8.5 Bằng chữ: Tám năm) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự Do – Hạnh phúc Tp HCM, ngày 13 tháng năm 2023 BẢN GIẢI TRÌNH CHỈNH SỬA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CNKT MÁY TÍNH Tên đề tài: Thiết kế thi công hệ thống giám sát chăm sóc trồng Tên sinh viên: Dương Minh Thiện Tên sinh viên: Vũ Duy Thức MSSV: 19119134 MSSV: 19119138 GVHD: Ths Nguyễn Văn Phúc Hội đồng bảo vệ HĐ 2, phòng A4 402, ngày tháng năm 2023 Giải trình chỉnh sửa báo cáo đồ án tốt nghiệp: TT Nội dung góp ý Hội đồng Ghi Sửa lại mục tiêu đề tài.Đã chỉnh sửa lại mục tiêu đề tài Thống tên đề tài Kết chỉnh sửa, bổ sung chương Đã thống tên đề tài “Thiết kế thi công hệ thống giám sát chăm sóc trồng” Đặt lại vị trí tên bảng Đã đặt lại vị trí tên bảng Sửa phần thiết kế thông Đã chỉnh sửa phần thiết kế số kỹ thuật trang 41, 42 thông số kỹ thuật trang 41, 42 Thống hình dạng khối Đã thống hình dạng khối Bắt đầu/Kết thúc Bắt đầu/Kết thúc lưu lưu đồ chương đồ chương Bổ sung trích dẫn cịn Đã bổ sung trích dẫn thiếu (Chương 3) Xác nhận trưởng ngành (Ký họ tên) thiếu (Chương 3) Xác nhận GVHD (Ký họ tên) Nhóm thực báo cáo (Ký họ tên) CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Thành phố Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm … PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Dương Minh Thiện MSSV: 19119134 Vũ Duy Thức MSSV: 19119138 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật máy tính Tên đề tài: “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHĂM SÓC CÂY TRỒNG” Họ tên Giảng viên phản biện: NHẬN XÉT: Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Ưu điểm: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Khuyết điểm: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đề nghị cho bảo vệ hay không? ……………………………………………………………………………………… Đánh giá loại: ……………………………………………………………………………………… Điểm: ………(Bằng chữ: ………) ……………………………………………………………………………………… GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN LỜI CẢM ƠN Trong thời giam năm đại học trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, nhóm em Thầy Cơ giáo giảng dạy tận tình, truyền đạt cho nhóm chúng em kiến thức bổ ích để hơm nhóm có nguồn kiến thức quan trọng cho tập đồ án Trên thực tế khơng có thành công mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp Em xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu nhà trường quý Thầy Cô khoa đào tạo chất lượng cao đồng hành chúng em suốt năm vừa qua Đặc biệt, nhóm thực xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Văn Phúc - Giảng viên hướng dẫn, người đã tận tình giúp đỡ, đưa định hướng nghiên cứu hướng giải số vấn đề để nhóm thực tốt đồ án tốt nghiệp Trong trình nghiên cứu làm báo cáo thực tập, kiến thức kinh nghiệm thực tế nhiều hạn chế nên báo cáo khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp Thầy, Cơ để nhóm học hỏi nhiều kỹ năng, kinh nghiệm Xin chân thành cảm ơn! Nhóm thực đề tài Dương Minh Thiện Vũ Duy Thức LỜI CAM ĐOAN Nhóm thực đồ án tốt nghiệp cam đoan đề tài dựa vào số tài liệu trước khơng chép nội dung, kết đồ án khác Các nội dung tham khảo trích dẫn đầy đủ Đại diện nhóm thực đồ án tốt nghiệp (Ký ghi rõ họ tên) Dương Minh Thiện Vũ Duy Thức TÓM TẮT Hiện nay, với phát triển mạnh mẽ xã hội, đời sống ngày nâng cao, việc áp dụng công nghệ khoa học kỹ thuật vào đời sống ngày trở nên cần thiết Song song với phát triển kỹ thuật ngành khoa học kỹ thuật, công nghệ kỹ thuật điện tử đặc biệt kỹ thuật điều khiển tự động đóng vai trị quan trọng nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, công nghiệp, nông nghiệp, đời sống, … Ngành nông nghiệp nước ta ngày phát triển biết đến với việc lệ thuộc nhiều vào kinh nghiệm người làm nghề, thách thức lớn việc lựa chọn phương thức tốt giúp tốt ưu hóa hiệu suất chăn nuôi trồng trọt Trong thời đại công nghiệp 4.0, việc coi tối ưu xu hướng khơng thể thay áp dụng cơng nghệ kỹ thuật vào hoạt động sản xuất, canh tác IoT biến nông nghiệp từ lĩnh vực sản xuất định tính thành lĩnh vực sản xuất định lượng dựa liệu phân tích, tổng hợp tinh tế Nhóm thực lên ý tưởng áp dụng công nghệ khoa học kỹ thuật điều khiển tự động để giúp người nông dân giảm chi phí quản lý, chi phí nhân cơng, tránh rủi ro mùa vụ phát triển nơng nghiệp an tồn, giải phóng cơng việc tiêu hao nhiều cơng lao động ngày Hệ thống thực thông qua module ESP32, cảm biến độ ẩm đất, độ ẩm khơng khí, nhiệt độ mơi trường, máy tưới, máy phun sương Hệ thống đo thông số nông trại nhiệt độ môi trường, độ ẩm đất độ ẩm khơng khí sau hiển thị lên LCD ứng dụng điện thoại Tiếp đến hệ thống lưu lại thông số vừa đo đồng thời để người nơng dân dễ dàng theo dõi Ứng dụng điện thoại có chức lưu lại liệu vừa đo đồng thời hiển thị thông số độ ẩm đất, độ ẩm không khí, nhiệt độ mơi trường tại, nhóm thực đồ án phát triển thêm việc vẽ biểu đồ thời gian thực thông số nhiệt độ, ứng dụng điện thoại điều khiển bật tắt thiết bị máy máy tưới, máy phun sương từ xa Ngồi ứng dụng cịn có phát linh kiện hoạt động tốt linh kiện bị hỏng; cảnh báo đến người nông dân việc nhiệt độ, độ ẩm đất, độ ẩm khơng khí vượt ngưỡng phát triển trồng từ người nơng dân đưa biện pháp phòng tránh Về phần kết quả, nhóm thực làm chức hệ thống việc tưới tự động, phun sương làm giảm nhiệt độ, giám sát nhiệt độ mơi trường, độ ẩm khơng khí, độ ẩm đất trình trồng đặc biệt hệ thống giám sát điều khiển từ xa thơng qua App MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN .1 1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Giới hạn đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.6 Bố cục báo cáo CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT .5 2.1 Giới thiệu sơ IoT Internet of Things 2.1.1 Giới thiệu IoT 2.1.2 Cấu trúc hệ thống IoT 2.2 Tổng quan phần mềm lập trình cho vi điều khiển 2.2.1 Giới thiệu phần mềm Arduino IDE 2.2.2 Các thao tác phần mềm lập trình Arduino .8 2.3 Tổng quan phần mềm lập trình Android Studio .9 2.3.1 Giới thiệu sơ hệ điều hành Arduino 2.3.2 Giới thiệu phần mềm lập trình Android Studio 2.3.3 Các thao tác sử dụng cở phần mềm Android Studio 10 2.3.4 Ưu điểm nhược điểm Android Stuidio 13 2.4 Tổng quan firebase 13 2.4.1 Giới thiệu sở liệu Firebase 13 2.4.2 Cách thức hoạt động Firebase .14 2.4.3 Ưu điểm nhược điểm Firebase .15 2.5 Các chuẩn truyền liệu 15 2.5.1 Chuẩn giao tiếp UART 16 2.5.2 Chuẩn giao tiếp I2C .17 2.5.3 Chuẩn giao tiếp One-Wire 18 19 CHƯƠNG 21 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG .21 3.1 Yêu cầu hệ thống 21 3.1.1 Chức khối 22