Đang tải... (xem toàn văn)
Đề tài về độ ẩm đất thực sự là một lựa chọn hấp dẫn. Trước hết, nó ảnh hưởng đến hiệu suất nông nghiệp, một khía cạnh quan trọng của đời sống hàng ngày và kinh tế của chúng ta. Nghiên cứu về cách độ ẩm đất ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng có thể cung cấp thông tin quý giá giúp nông dân tối ưu hóa sản xuất và quản lý tài nguyên đất đai một cách bền vững. Ngoài ra, độ ẩm đất cũng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sinh quyển và đa dạng sinh học. Việc hiểu rõ về tác động của sự thay đổi độ ẩm đất đối với hệ sinh thái có thể giúp chúng ta đề xuất các biện pháp bảo vệ môi trường hiệu quả. Cuối cùng, đề tài này có thể mở ra nhiều cơ hội cho ứng dụng công nghệ và giải pháp sáng tạo để theo dõi và quản lý độ ẩm đất. Điều này có thể hỗ trợ cộng đồng nông dân và nhà nghiên cứu trong việc phát triển các phương pháp quản lý thông minh và hiệu quả. Vì thế nhóm chúng em quyết định chọn đề tài đo độ ẩm đất.Đo độ ẩm đất Xây dựng mô hình dự đoán độ ẩm đất: Phát triển một mô hình có khả năng dự đoán trạng thái độ ẩm đất dựa trên các biến số như thời tiết, kiểu đất, và hoạt động nông nghiệp.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BẠC LIÊU KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TIỂU LUẬN TÊN ĐỀ TÀI: ĐO ĐỘ ẨM ĐẤT Nhóm thực Nhóm Mã Sinh viên Nguyễn Thành Quận Lê Trọng Nguyễn Nguyễn Trọng Nguyễn Trần Hoàng Nhân 207480201025 207480201017 207480201018 207480201020 Giảng viên hướng dẫn ThS Tô Khánh Tồn HỌC KỲ I, 2023-2024 NHĨM NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… NHÓM MỤC LỤC CHƯƠNG NỘI DUNG 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục tiêu cần đạt 1.3 Hướng giải 1.3.1 Về lý thuyết 1.3.2 Về chương trình 1.3.3 Các linh kiện thiết bị cần thiết 1.3.4 Tiến Hành Thực Hiện CHƯƠNG THỰC HIỆN 2.1 Thiết bị DEMO 2.2 Hình ảnh đấu dây 2.3 Sơ đồ nối 2.4 Code làm 13 CHƯƠNG KẾT LUẬN 15 NHÓM CHƯƠNG NỘI DUNG 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Đề tài độ ẩm đất thực lựa chọn hấp dẫn Trước hết, ảnh hưởng đến hiệu suất nơng nghiệp, khía cạnh quan trọng đời sống hàng ngày kinh tế Nghiên cứu cách độ ẩm đất ảnh hưởng đến phát triển trồng cung cấp thơng tin q giá giúp nơng dân tối ưu hóa sản xuất quản lý tài nguyên đất đai cách bền vững Ngoài ra, độ ẩm đất đóng vai trị quan trọng việc trì sinh đa dạng sinh học Việc hiểu rõ tác động thay đổi độ ẩm đất hệ sinh thái giúp đề xuất biện pháp bảo vệ mơi trường hiệu Cuối cùng, đề tài mở nhiều hội cho ứng dụng công nghệ giải pháp sáng tạo để theo dõi quản lý độ ẩm đất Điều hỗ trợ cộng đồng nông dân nhà nghiên cứu việc phát triển phương pháp quản lý thông minh hiệu Vì nhóm chúng em định chọn đề tài đo độ ẩm đất 1.2 MỤC TIÊU CẦN ĐẠT ĐƯỢC Đánh giá ảnh hưởng độ ẩm đất suất nông nghiệp: Nghiên cứu cách độ ẩm đất ảnh hưởng đến trồng cụ thể đưa khuyến nghị để tối ưu hóa sản xuất nơng nghiệp Xây dựng mơ hình dự đốn độ ẩm đất: Phát triển mơ hình có khả dự đoán trạng thái độ ẩm đất dựa biến số thời tiết, kiểu đất, hoạt động nông nghiệp Đề xuất biện pháp quản lý độ ẩm đất: Dựa nghiên cứu bạn, đề xuất biện pháp cụ thể để quản lý độ ẩm đất cách bền vững hiệu 1.3 HƯỚNG GIẢI QUYẾT 1.3.1 Về lý thuyết ⚫ Tìm hiểu thiết bị đo độ ẩm đất ⚫ Xây dựng giao diện cho trang web 1.3.2 Về chương trình ⚫ Cơng cụ hỗ trợ ⚫ Dự kiến chương trình gồm có giao diện sau: NHÓM ⚫ ◼ Giao diện đo độ ẩm ◼ Giao diện bật tắt Dự kiến chương trình gồm có chức như: ◼ Đo độ ẩm đất ◼ Bật tắt 1.3.3 Các linh kiện thiết bị cần thiết • Breadboard • Cảm biến độ ẩm đất Soil Moisture Sensor V1.2 • ESP8266 • SRD-05VDC-SL-C • Dây nối, Cáp kết nối 1.3.4 Tiến Hành Thực Hiện - - - Chuẩn bị Môi Trường: • Mở Arduino IDE chắn bạn cài đặt hỗ trợ cho ESP8266 IDE • Cài đặt thư viện ESP8266WiFi ThingSpeak thông qua thư viện quản lý thư viện Arduino IDE Chỉnh Sửa Mã: • Thay đổi giá trị phần cấu hình WiFi (ssid password) để phản ánh thông tin mạng WiFi mà bạn muốn ESP8266 kết nối • Thay đổi giá trị thingSpeakApiKey thành khóa API ThingSpeak bạn • Nếu cần, sửa chân GPIO (2) mà bạn muốn sử dụng để điều khiển Cài Đặt ThingSpeak: • - Tạo kênh ThingSpeak lấy khóa API bạn từ trang cài đặt ThingSpeak Nạp Mã Lên ESP8266: • Kết nối ESP8266 với máy tính bạn thơng qua cổng USB • Chọn board "NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module)" board ESP8266 tương tự Arduino IDE • Chọn cổng COM cho ESP8266 • Nạp mã lên ESP8266 cách nhấn nút "Upload" NHÓM - - - Kiểm Tra Serial Monitor: • Mở Serial Monitor Arduino IDE để xem thơng tin debug • Kiểm tra xem ESP8266 có kết nối đến WiFi ThingSpeak khơng Kiểm Tra Hoạt Động: • Mở trình duyệt web truy cập địa IP ESP8266 (hiển thị Serial Monitor) để kiểm tra trạng thái web server • Thử nghiệm cách mở URL sau: • Để đặt chân cao: http://địa_chỉ_ip_của_esp/gpio/1 • Để đặt chân thấp: http://địa_chỉ_ip_của_esp/gpio/0 Kiểm Tra ThingSpeak: • Kiểm tra xem liệu từ cảm biến độ ẩm đất có gửi đến ThingSpeak khơng cách kiểm tra trang web ThingSpeak bạn NHÓM CHƯƠNG THỰC HIỆN 2.1 Thiết bị DEMO Hình 1: breadboard Hình 2: Cảm biến độ ẩm đất Soil Moisture Sensor V1.2 NHĨM 4 Hình 3: ESP8266 Hình 4: SRD-05VDC-SL-C NHĨM Hình 5: Dây nối Hình 6: Cáp kết nối NHĨM 2.2Hình ảnh đấu dây Hình 7: ESP8266 với Cảm biến độ ẩm đất Soil Moisture Sensor V1.2 Hình 8: ESP8266 với SRD-05VDC-SL-C NHĨM Hình 9: Sơ đồ hồn chỉnh NHĨM 2.3 Sơ đồ nối - - ESP8266 với SRD-05VDC-SL-C VCC 3V3 GND GND IN1- IN2 D4 ESP8266 với Cảm biến độ ẩm đất Soil Moisture Sensor V1.2 3V3 3V3 GND GND AOUT A0 Kết chạy * Tạo App Android MIT APP INVENTOR: Để tạo App Android MIT app inventor chúng truy cập vào link để tạo dự án nhé: http://appinventor.mit.edu Hình 10: Giao diện Designer wed MIT App Inventor NHÓM Hình 11: Giao diện Blocks wed MIT App Inventor Hình 12: Giao diện Quét mã tải App NHÓM 10 Tạo tài khoản Thingspeak tạo kênh - Truy cập vào website Thingspeak.com để tạo tài khoản - Sau hoàn tất việc đăng nhập, click vào Thingspeak Chọn “Channels – My Channels – Create a New Channel” Hình 13 + Name: “14DTH1-Nhóm4-Đo Độ Ẩm Đất” + Field1: Giá trị độ ẩm + Field2: Phần trăm độ ẩm - Tiếp theo nhấn vào Save Channel để lưu lại Hình 14 NHĨM 11 - Thiếp lập API Keys Thingspeak + Chọn Channels/API Keys Hình 15 - Copy API Key vào Code ban đầu để nạp vào NodeMCU - Sau nạp code ta Hình 16 NHÓM 12 2.4 Code làm #include #include const char *ssid = "LN"; const char *password = "12345678"; const char *thingSpeakApiKey = "3L3GFK97HHAWVCG2"; const int soilMoisturePin = A0; WiFiClient client; WiFiServer server(80); void setup() { Serial.begin(115200); delay(10); pinMode(2, OUTPUT); // Chọn chân GPIO khác cần thiết digitalWrite(2, LOW); WiFi.begin(ssid, password); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); Serial.print("."); } ThingSpeak.begin(client); server.begin(); Serial.println(""); Serial.println("WiFi connected"); Serial.println("Server started"); Serial.println(WiFi.localIP()); } void loop() { // Handle ThingSpeak logic int soilMoistureValue = analogRead(soilMoisturePin); int percentageMoisture = map(soilMoistureValue, 0, 1023, 0, 100); Serial.print("Soil Moisture Value: "); Serial.print(soilMoistureValue); Serial.print(", Percentage Moisture: "); Serial.println(percentageMoisture); ThingSpeak.setField(1, soilMoistureValue); ThingSpeak.setField(2, percentageMoisture); int httpCode = ThingSpeak.writeFields(2391553, thingSpeakApiKey); if (httpCode == 200) { Serial.println("Update successful!"); } else { Serial.println("Update failed HTTP error code: " + String(httpCode)); } NHÓM 13 delay(10000); // Handle Web Server logic WiFiClient webClient = server.available(); if (webClient) { Serial.println("New client"); while (webClient.connected()) { if (webClient.available()) { String req = webClient.readStringUntil('\r'); Serial.println(req); webClient.flush(); int val; if (req.indexOf("/gpio/0") != -1) val = 0; else if (req.indexOf("/gpio/1") != -1) val = 1; else { Serial.println("Invalid request"); webClient.stop(); return; } digitalWrite(2, val); webClient.flush(); String response = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n\r\n\r\nGPIO is now "; response += (val) ? "high" : "low"; response += ""; webClient.print(response); } } } } NHÓM 14 CHƯƠNG KẾT LUẬN Trong q trình thực đề tài này, chúng tơi xây dựng hệ thống đơn giản hiệu để theo dõi độ ẩm đất sử dụng cảm biến độ ẩm đất Soil Moisture Sensor V1.2 vi điều khiển ESP8266 Sự kết hợp linh kiện cho phép không đọc liệu độ ẩm từ mơi trường trồng mà cịn tự động điều khiển mức nước tưới để trì điều kiện lý tưởng cho phát triển Chúng tơi tích hợp ThingSpeak vào hệ thống để theo dõi lưu trữ liệu độ ẩm đất, mang lại khả kiểm soát từ xa theo dõi thống kê theo thời gian Việc không giúp nâng cao hiệu suất chăm sóc trồng mà cịn cung cấp thông tin quan trọng để đưa định nhanh chóng xác Đặc biệt, chúng tơi tích hợp máy chủ web đơn giản để điều khiển relay từ xa, tăng tính linh hoạt tiện lợi hệ thống Bằng cách này, người dùng tương tác với hệ thống cách thuận tiện thông qua giao diện web, điều chỉnh mức nước tưới mà không cần phải tiếp cận trực tiếp thiết bị vật lý Tổng cộng, dự án không giúp giải vấn đề quan trọng quản lý độ ẩm đất mà mở nhiều hội để phát triển mở rộng tương lai Chúng tơi hy vọng sở cho nghiên cứu ứng dụng thực tế lĩnh vực nông nghiệp thông minh chăm sóc trồng hiệu Chúng em xin gửi lời tri ân sâu sắc đến thầy Tơ Khành Tồn hướng dẫn hỗ trợ quý báu q trình thực đề tài.Thầy khơng ngừng chia sẻ kiến thức kinh nghiệm mình, từ giúp chúng em hiểu rõ lĩnh vực này.Điều nguồn động viên lớn để chúng em tiếp tục nỗ lực phát triển nghiệp học thuật NHĨM 15