Đồ án thiết kế và thi công mô hình quản lý nhà yến từ xa ứng dụng công nghệ nb iot

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH -  - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH QUẢN LÝ NHÀ YẾN TỪ XA ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NB-IOT GVHD: ThS GVC TRƯƠNG NGỌC ANH Sinh viên thực hiện: Tạ Tuấn Anh - 19161206 Lại Thế Việt - 19161322 Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2023 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 20 tháng 06 năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Tạ Tuấn Anh Lại Thế Việt MSSV: 19161206 MSSV: 19161322 Chuyên ngành: Điện tử Công Nghiệp – Y Sinh Mã ngành: 161 Hệ đào tạo: Đại học quy Mã hệ: Khố: 2019 I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH QUẢN LÝ NHÀ YẾN TỪ XA ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NB-IoT II NHIỆM VỤ: Các số liệu ban đầu: - Sử dụng Sim 7000C, Arduino Uno thiết bị ngoại vi liên quan đến đề tài - Có thể giám sát điều khiển thiết bị qua mạng NB-IoT Nội dung thực hiện: NỘI DUNG 1: Tìm hiểu mơi trường sống tập tính chim yến thực tế NỘI DUNG 2: Tìm hiểu thiết bị ứng dụng nhà yến có thị trường NỘI DUNG 3: Viết đề cương tóm tắt đề tài NỘI DUNG 4: Vẽ sơ đồ khối, giải thích lựa chọn linh kiện cho khối NỘI DUNG 5: Vẽ sơ đồ nguyên lý cho tồn mạch giải thích ngun lý hoạt động NỘI DUNG 6: Vẽ PCB thi công mạch NỘI DUNG 7: Viết chương trình giao tiếp điều khiển thiết bị ngoại vi ii NỘI DUNG 8: Thiết kế Website hiển thị thông tin trạng thái điều khiển thiết bị NỘI DUNG 9: Thi cơng mơ hình nhà yến điều khiển thiết bị qua Website NỘI DUNG 10: Chạy thử nghiệm mơ hình NỘI DUNG 11: Hồn thiện tối ưu chương trình NỘI DUNG 12: Viết luận văn NỘI DUNG 13: Bảo vệ đề tài III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/02/2023 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/06/2023 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ThS GVC Trương Ngọc Anh BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH iii TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH o0o -Tp HCM, ngày 20 tháng năm 2023 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Tạ Tuấn Anh Lớp: 19161ĐTCNA MSSV: 19161206 Họ tên sinh viên: Lại Thế Việt Lớp: 19161ĐTCNA MSSV: 19161322 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH QUẢN LÝ NHÀ YẾN TỪ XA ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NB-IoT Tuần/ngày Tuần (20/2 - 26/2) Tuần Nội dung - Gặp GVHD để nghe hướng dẫn tiến hành lựa chọn đề tài - GVHD xét duyệt đề tài (27/2 - 5/3) - Viết đề cương KLTN nộp cho môn Tuần - Thiết kế sơ đồ khối, giải thích chức khối - Lựa chọn linh kiện (6/3 - 12/3) Tuần (13/3 - 19/3) Tuần (20/3 - 26/3) Xác nhận GVHD - Thiết kế sơ đồ nguyên lý giải thích hoạt động mạch - Kiểm tra linh kiện - Vẽ mạch PCB iv Tuần - Thi công mạch kiểm tra mạch (27/3 - 2/4) Tuần + - Viết chương trình giao tiếp Arduino, (3/4 - 16/4) mơ-đun sim Firebase Tuần + 10 - Thiết kế Website, sở liệu Firebase (17/4 - 30/4) - Giao tiếp Website Firebase Tuần 11 + 12 - Tổng hợp chương trình điều khiển thiết (1/5 - 14/5) Tuần 13 (15/5 - 21/5) Tuần 14 (22/5 - 28/5) Tuần 15 (29/5 - 4/6) Tuần 16 (5/6 - 11/6) Tuần 17 (12/6 - 18/6) bị ngoại vi từ Website - Thiết kế mơ hình nhà yến chạy thử nghiệm hệ thống - Chỉnh sửa chương trình nhằm tối ưu hệ thống - Viết báo cáo - Hoàn thiện báo cáo gửi GVHD xem xét góp ý Hồn thiện báo cáo trước in nộp báo cáo cho GVHD xác nhận ký tên - Nộp báo cáo cho Bộ môn - Làm Power Point để bảo vệ đồ án tốt nghiệp v LỜI CAM ĐOAN Chúng xin cam đoan đề tài đồ án tốt nghiệp thực chúng tơi hướng dẫn ThS GVC Trương Ngọc Anh Chúng tham khảo số tài liệu liên quan, không chép từ tài liệu hay cơng trình trước Nội dung kết đề tài đồ án tốt nghiệp trung thực Chúng cam đoan hành vi gian lận đề tài chúng tơi Nếu phát có gian lận nào, xin chịu trách nhiệm hồn tồn nội dung đề tài Người thực đề tài Tạ Tuấn Anh - Lại Thế Việt vi LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, chúng em muốn gửi lời cảm ơn chân thành tất Thầy/Cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM nói chung Thầy/Cô khoa Điện – Điện tử nói riêng dạy dỗ bảo tận tình tụi em năm qua kiến thức chuyên môn, kỹ khác giúp đỡ cho thân cho định hướng tương lai Từ kiến thức quý báu giúp chúng em nhiều từ để hồn thành đồ án tốt nghiệp Lời tiếp theo, chúng em muốn cảm ơn sâu sắc biết ơn tới Thầy Trường Ngọc Anh Thầy hướng dẫn nhiều q trình hồn thiện đề tài này, từ bước đầu chọn đề tài hướng phát triển đề tài Thầy hỗ trợ tạo điều kiện nhiều cho nhóm chúng em suốt q trình hồn thành Đồ Án Tốt Nghiệp Lời cuối, chúng em muốn cảm ơn gia đình bạn bè, thực nguồn động viên lớn chúng em suốt năm học Những người bạn đồng hành với suốt trình học tập, giúp đỡ nhau phát triển Và đặc biệt hết gia đình, tất thành viên gia đình ln ủng hộ, động viên hỗ trợ trình học tập trưởng thành Nhờ ủng hộ giúp tụi em hồn thiện Đồ Án Tốt Nghiệp Mặc dù chúng em cố gắng hoàn thành mục tiêu đề ra, kiến thức cịn hạn chế, chúng em khơng tránh khỏi sai sót q trình thực đồ án Nhóm em mong nhận đóng góp chỉnh sửa từ Thầy/Cơ để hồn thiện đồ án tốt Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Tạ Tuấn Anh - Lại Thế Việt vii MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv LỜI CAM ĐOAN vi LỜI CẢM ƠN vii MỤC LỤC viii LIỆT KÊ HÌNH ẢNH xi LIỆT KÊ BẢNG xiv TÓM TẮT xv CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu 1.3 Nội dung thực 1.4 Giới hạn 1.5 Bố cục CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Kỹ thuật nuôi chim yến 2.2 Tổng quan công nghệ NB-IoT 2.3 Giao thức Modbus RTU 2.4 Tổng quan Website 10 2.4.1 Giới thiệu internet 10 2.4.2 Giới thiệu website 12 2.4.3 Flutter ngơn ngữ lập trình Dart 13 2.4.4 Firebase 15 2.5 Giới thiệu phần cứng 18 2.5.1 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm SHT20 RS485 18 2.5.2 Mô-đun MAX485 chuyển đổi TTL sang RS485 19 2.5.3 Mô-đun thời gian thực DS1307 20 viii 2.5.4 Sim 7000C 21 2.5.5 Arduino Uno R3 22 2.5.6 Relay SRD5VDC 24 2.5.7 LCD 20x4 25 2.5.8 Mạch chuyển đổi I2C cho LCD 27 2.5.9 Mạch phát nhạc mp3 27 2.5.10 Động tạo nước 24V 28 2.5.11 Hệ thống sưởi – máy sấy mini 29 2.5.12 Hệ thống làm mát - Quạt tản nhiệt 5V 30 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 31 3.1 Giới thiệu 31 3.2 Sơ đồ khối hệ thống 31 3.3 Tính tốn thiết kế hệ thống 32 3.3.1 Khối cảm biến 32 3.3.2 Khối thời gian thực 33 3.3.3 Khối xử lý kết nối Internet 35 3.3.4 Khối hiển thị 36 3.3.5 Khối điều khiển thiết bị ngoại vi 37 3.3.6 Khối nguồn 39 3.4 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 41 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 43 4.1 Giới thiệu 43 4.2 Thi công hệ thống 43 4.2.1 Mạch in PCB 43 4.2.2 Thi công bo mạch 44 4.2.3 Lắp ráp kiểm tra 45 4.3 Thi cơng mơ hình hệ thống 46 4.4 Lập trình hệ thống 49 4.4.1 Lưu đồ giải thuật 49 4.4.2 Phần mềm lập trình cho Arduino UNO 53 ix 4.4.3 Viết chương trình cho hệ thống 55 4.5 Thiết kế Website 56 4.5.1 Tạo sở liệu thời gian thực Firebase 56 4.5.2 Phần mềm lập trình website 58 4.5.3 Hosting Website với Firebase 59 4.6 Tài liệu hướng dẫn thao tác 62 4.6.1 Tài liệu hướng dẫn 62 4.6.2 Quy trình thao tác 62 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 63 5.1 Kết thực 63 5.2 Kết chế độ tự động 63 5.3 Kết chế độ tay 68 5.3.1 Hệ thống sưởi 68 5.3.2 Hệ thống quạt 69 5.3.3 Hệ thống phun sương 70 5.3.4 Hệ thống loa 71 5.4 Kết mơ hình hệ thống 71 5.4.1 Trang web giám sát điều khiển 71 5.4.2 Mơ hình hệ thống 75 5.5 Nhận xét đánh giá 78 5.5.1 Ưu điểm 78 5.5.2 Nhược điểm 78 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 79 6.1 Kết luận 79 6.2 Hướng phát triển 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC 83 x