Hệ thống tưới cây thông minh giao tiếp WEB SERVER và SIM900 dùng ARDUINO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG HỆ THỐNG TƯỚI CÂY THÔNG MINH GIAO TIẾP WEB SERVER VÀ SIM900 DÙNG ARDUINO GVHD: TS NGUYỄN THANH HẢI SVTH: NGUYỄN TRỌNG PHI HÙNG MSSV: 11141282 SVTH: VÒNG VIỄN HÙNG MSSV: 11141284 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO -  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài HỆ THỐNG TƯỚI CÂY THÔNG MINH GIAO TIẾP WEB SERVER VÀ SIM900 DÙNG ARDUINO SVTH : NGUYỄN TRỌNG PHI HÙNG MSSV : 11141282 SVTH : VỊNG VIỄN HÙNG MSSV : 11141284 Khóa : 2011 Ngành : Công nghệ kỹ thuật Điện tử - Truyền thông GVHD: TS NGUYỄN THANH HẢI TP HỒ CHÍ MINH 07/2015 i CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên Sinh viên: Nguyễn Trọng Phi Hùng MSSV: 11141282 Vòng Viễn Hùng MSSV: 11141284 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử - Truyền thông Lớp: 11141CLĐT1 Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thanh Hải ĐT: Ngày nhận đề tài: 02/03/2015 Ngày nộp đề tài: 20/07/2015 Tên đề tài: Hệ thống tưới thông minh giao tiếp web server Sim900 dùng Arduino Các số liệu, tài liệu ban đầu: Khảo sát thực tế thiết kế hệ thống “ hệ thống tưới thông minh giao tiếp web server sim900 dùng arduino” Hệ thống gồm module xử lý (Master) với khối cơng suất điều khiển ngõ Đông thời module xử lý phụ (Slave) dùng để thu thập số liệu cảm biến độ ẩm đất, nhiệt độ + độ ẩm không khí, cảm biến siêu âm dùng đo mực nước Nội dung thực đề tài: Giới thiệu tổng quát sở lý thuyết liên quan, sở lý luận, đề cương, cách thức nghiên cứu Giới thiệu sim900, kit Arduino module shield, loại cảm biến sử dụng Tiến hành tính tốn, xử lý số liệu liên quan, tiến hành lập trình, thiết kế phần cứng kết nối mơ hình hồn chỉnh Sản phẩm: Bao gồm mơ hình vườn cây, khối xử lý (Master, Slave), khối công suất thiết bị điều khiển TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS Nguyễn Thanh Hải ii CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Nguyễn Trọng Phi Hùng MSSV: 11141282 Vịng Viễn Hùng MSSV: 11141284 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật Điện tử - Truyền Thông Tên đề tài: Hệ thống tưới thông minh giao tiếp web server Sim900 dùng Arduino Họ tên Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thanh Hải 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: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 07 năm 2015 Giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Thanh Hải iii CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Nguyễn Trọng Phi Hùng MSSV: 11141282 Vịng Viễn Hùng MSSV: 11141284 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật Điện tử - Truyền thông Tên đề tài: Hệ thống tưới thông minh giao tiếp web server Sim900 dùng Arduino Họ tên Giáo 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: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 07 năm 2015 Giáo viên phản biện iv LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, sinh viên thực đề tài xin phép chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy giáo Nguyễn Thanh Hải, giáo viên hướng dẫn đề tài định hướng trao đổi kinh nghiệm để sinh viên thực nội dung đề tài cách hoàn chỉnh Sinh viên thực đề tài xin trân trọng cảm ơn thầy /cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM nói chung thầy /cơ khoa Điện – Điện Tử , khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao nói riêng tận tình truyền đạt kiến thức tảng để sinh viên thực hoàn thành tốt đề tài TP HCM, Ngày 27 Tháng 07 Năm 2015 Sinh viên thực đề tài Nguyễn Trọng Phi Hùng Vịng Viễn Hùng v TĨM TẮT Hiện nay, cơng nghệ ngày phát triển khả xử lý điều khiển thiết bị ngày đa dạng Việc điều khiển thiết bị từ xa mà không cần trưc tiếp tác động xu ngày nay, giúp cơng việc điều khiển trở nên dễ dàng tiện lợi Trong đề tài sinh viên ứng dụng module Arduino Uno R3 kết hợp với sim900 shield web server để thực điều khiển bật tắt thiết bị từ xa, đồng thời giám sát hoạt động hệ thống Việc dùng tin nhắn điện thoại mạng internet để điều khiển làm tăng khoảng cách điều khiển tự cập nhật thông tin hoạt động từ hệ thống nhanh chóng dù ta ở nơi xa Mơ hình hệ thống sử dụng hai cảm biến độ ẩm đất để theo dõi lượng nước đất, sử dụng cảm biến DHT22 để theo dõi nhiệt độ + độ ẩm khơng khí Đồng thời theo dõi mực nước bồn chứa cách sử dụng cảm biến siêu âm Các giá trị đo đạt nơi khác truyền khối xử lý thơng qua kênh truyền RF moduled RF APC220-43 để đảm bảo phạm vi theo dõi lớn hơn, từ giá trị thu ta điều khiển động bơm làm mát cách hiểu Mặc dù sinh viên thực đề tài cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đề tài đặt thời hạn chắn không tránh khỏi thiếu sót, mong Thầy/ Cơ bạn sinh viên thơng cảm Sinh viên thực đề tài mong nhận ý kiến Thầy/ Cô bạn sinh viên vi Abstract Currently, the technology is growing processing power as well as control devices are increasingly diverse The control devices remotely without directly attributable impact is the trend today, it helps job control easy and convenient In this project students will application Arduino Uno R3 module combined with sim900 shield and web server to perform switching control of remote devices, simultaneous monitoring of system operation The use of the phone message and internet for control will increase the distance control and update information from the system works quickly even though we in the faraway The system uses soil humidity sensor to monitor moisture under ground, using DHT22 sensors to monitor temperature + air humidity It also can monitor tank levels using one other ultrasonic sensors The measured values will be achieved in one place and transmitted to the main processing unit uses RF moduled APC220-43 to guaranteed range wider track these values can control the pump motor and cooling a most effective way Although the students to implement the project was trying to complete the task subject and deadlines set out but certainly will not avoid the shortcomings Students implement the project forward opinions of teachers and students vii MỤC LỤC NỘI DUNG Trang TRANG BÌA PHỤ…………………………………………………………………… i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv LỜI CẢM ƠN v TÓM TẮT .vi MỤC LỤC viii DANH MỤC HÌNH xi DANH MỤC BẢNG xiii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiv CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu nay: 1.2 Tính cấp thiết đề tài: 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.6 Phương ph́ áp Nghiên cứu 1.7 Bố cục Đồ án CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHẦN CỨNG 2.1 Tổng quan Arduino 2.1.1 Arduino gì? 2.1.2 Khả bo mạch Arduino 2.1.3 Phần mềm lập trình 2.1.4 Shield tương thích mở rộng viii 2.2 Các loại bo mạch Arduino 2.2.1 Arduino Uno R3 2.2.2 Arduino sim900 shield 2.2.3 Arduino Enthernet shield 12 2.3 Giới thiệu module sim900 13 2.3.1 Đặc điểm module sim900 14 2.4 Các loại cảm biến 16 2.4.1 Cảm biến DHT22 16 2.4.3 Cảm biến siêu âm HC SR4 22 2.5 Bộ thu phát APC220-43 433 MHz RF Transceiver Module 25 2.6 Tổng quan LCD 26 2.6.1 Chức chân 27 2.6.2 Module giải mã cho LCD 28 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHẦN MỀM 29 3.1 Xây dựng web server 29 3.1.1 Web server gì? 29 3.1.2 Máy chủ ảo VPS 29 3.1.3 Phần mềm XAMPP 30 3.2 Điều khiển dùng SMS 33 3.2.1 Tổng quan hệ thống thông tin di động GMS 33 3.2.2 Hệ thống tin nhắn SMS 34 3.2.3 Khảo sát tập lệnh AT moduled sim900 35 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG 38 4.1 Sơ đồ khối hệ thống hoạt động 38 4.1.1 Yêu cầu hệ thống 38 4.1.2 Sơ đồ khối hệ thống 39 4.1.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống 39 ix