thiết kế hệ thống iots chăm sóc vườn cây ăn quả sử dụng pin năng lượng mặt trời

Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong khoa Điện đã nhiệt tình giúp đỡ em về các kiến thức liên quan tới lĩnh vực nghiên cứu của đề tài trong thời gian thực hiện đề tài, cũng như các kiến thức mà các thầy cô đã truyền đạt cho em trong suốt thời gian học tập tại trường.Trong nhiều năm qua ngành nông nghiệp nước ta có nhiều những thành tựu vượt bậc, không chỉ đủ cung cấp nguồn lương thực, thực phẩm cho đất nước mà còn xuất khẩu ra thị trường thế giới. Với thành tựu to lớn đó, chúng ta phải kể đến ngành nông nghiệp đã góp phần quan trọng cho nền kinh tế quốc dân. Sự phát triển của ngành nông nghiệp nói đã đem lại lợi ích kinh tế cho các hộ nông dân, từng bước xoá đói giảm nghèo và ngày càng có nhiều hộ gia đình làm giàu trên mảnh đất của mình. Bên cạnh đó, ở khu vực đô thị không gian xanh với những vườn cây nhỏ xanh mát trong vườn nhà đang là xu thế của rất nhiều hộ gia đình. Tuy nhiên, với cuộc sống hiện thì việc chăm sóc cho vườn cây cũng là một trở ngại và với bà con nông dân thì việc đảm bảo cho cây trồng của mình luôn đủ nước để phát triển đang là một vấn đề. Chính vì vậy, để giúp bà con nông dân có thể chăm sóc cây trồng hiệu quả đạt năng suất cao và mọi gia đình có thể dễ dàng tạo cho mình một không gian xanh mà không cần mất nhiều công sức chăm sóc. Em đã quyết định chọn đề tài “ Thiết kế hệ thống IoTs chăm sóc vườn cây ăn quả sử dụng pin năng lượng mặt trời’’ cho đồ án tốt nghiệp của mình

Bên chun nhận thiết kế đồ án mơn, tốt nghiệp chuyên ngành như: Cơ điện tử, Tự động hóa, Điện tử viễn thơng, Cơ khí, Cơng nghệ thơng tin, IOT…, dự án điện tử, tự động hóa Ln đảm bảo thời gian hồn thành, chất lượng sản phẩm giá -Các bạn có nhu cầu hỗ trợ đồ án ,đặt đồ án, liên hệ : 👉 https://www.facebook.com/doangiaresv 👉 Số điện thoại & zalo : 0565271668 👉 Kênh YouTube, list đồ án : https://www.youtube.com/c/doansinhviengiare/videos #DienTuNGON BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI : Thiết kế hệ thống IoTs chăm sóc vườn ăn sử dụng pin lượng mặt trời GVHD: Sinh viên: Mã sinh viên: Lớp: ThS Nguyễn Thị Minh Hiền Nguyễn Duy Đức 2019602182 EE6020.1 Khóa : k14 Hà Nội – 2023 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI : Thiết kế hệ thống IoTs chăm sóc vườn ăn sử dụng pin lượng mặt trời GVHD: Sinh viên: Mã sinh viên: Lớp: ThS Nguyễn Thị Minh Hiền Nguyễn Duy Đức 2019602182 EE6020.1 Khóa : k14 Hà Nội – 2023 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ .6 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT LỜI CẢM ƠN Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI .9 1.1 Tình hình nghiên cứu nước quốc tế 1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước ngồi 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước 10 1.2 Đặt vấn đề nghiên cứu 10 1.3 Giới thiệu mơ hình trồng rau nhà kính 11 1.3.1 Mơ hình nhà màng nhà kính kín 12 1.3.2 Mơ hình nhà màng nhà kính hở 12 1.3.3 Ưu điểm mơ hình nhà màng nhà kính 13 1.3.4 Nhược điểm nhà kính nhà màng 13 1.4 Tổng quan đối tượng nghiên cứu 14 1.4.1 Mô Tả Sơ Bộ Cây Cà Chua 14 1.4.2 Đặc tính sinh trưởng phát triển 15 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM VÀ PHẦN CỨNG 17 2.1 Phần mềm .17 2.1.1 Phần mềm lập trình (Arduino) 17 2.1.2 Web Sever 18 2.2 Các chuẩn giao tiếp .19 2.2.1 Giao tiếp I2C 19 2.2.2 Giao tiếp SPI 20 2.3 Giới thiệu mơ hình hệ thống 20 2.4 Thiết kế sơ đồ khối cho hệ thống 21 2.5 Chức khối 22 2.5.1 Khối vi điều khiển 22 2.5.2 Khối thu thập liệu 27 2.5.3 Khối hiển thị 33 2.5.4 Khối thiết bị 39 Chương 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 40 3.1 Yêu Cầu Thiết Kế 40 3.2 Sơ đồ nguyên lí .40 3.3 Nối dây cho mạch 41 3.4 Lưu đồ thuật toán 43 3.5 MIT App Inventor 44 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN 48 4.1 Kết thu 48 4.1.1 Sử dụng module ESP8266 Node MCU 48 4.1.2 Sử dụng cảm biến 48 4.1.3 Lập trình app MIT App Invetor 48 4.2 Kết thực nghiệm .49 4.3 Kết Luận 52 4.4 Hướng Phát Triển Đề Tài 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 PHỤ LỤC .54 DANH MỤC HÌNH ẢNH, SƠ Hình 1.1: Mơ hình nhà màng nhà kính kín 12 Hình 1.2: Mơ hình nhà màng nhà kính hở 12 Hình 1.3 : Hình ảnh cà chua 14 Hình 2.1 : Phần mềm Arduino 17 Hình 2.2 : Khái niệm web sever 18 Hình 2.3 : Giao tiếp I2C 19 Hình 2.4: Sơ đồ khối hệ thống .21 Hình 2.5: Hình ảnh ESP8266 NodeMCU 23 Hình 2.6: Sơ đồ chân ESP8266 NodeMCU 25 Hình 2.7: Cảm biến LM35 28 Hình 2.8: Cảm biến độ ẩm HS1101 29 Hình 2.9: Cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT 11 30 Hình 2.10: Cảm biến DHT 11 loại chân 31 Hình 2.11: Cảm biến DHT 11 loại chân 31 Hình 2.12: Module Cảm biến mưa 32 Hình 2.13: Màn hình LCD 1602A 34 Hình 2.14: Module I2C LCD 16x2 .36 Hình 2.15: Máy bơm nước chiều R385 5-12V .39 Hình 3.1: Sơ đồ ngun lí mạch tưới nước tự động 40 Hình 3.2: Mặt trước mạch điện 41 Hình 3.3: Hình ảnh 3D mạch điện 42 Hình 3.4: Lưu đồ thuật tốn khối xử lí 43 Hình 3.5: Lưu đồ gửi liệu 44 Hình 3.6: Giao diện MIT App Inventor 45 Hình 3.7: Giao diện phần mềm 46 Hình 4.1: Mạch chưa hoạt động 49 Hình 4.2: Mạch bật bơm nước .49 Hình 4.3: Mạch tắt bơm nước .50 Hình 4.4: Mạch bơm nước trời mưa 50 Hình 4.5: Mạch bơm nước trời tạnh 51 Hình 4.6: Mạch sáng đèn trời tối 51 Y DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng anh Tiếng việt AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều AVR Automatic Voltage Regulator Tự động điều chỉnh điện áp DC Direct Current Dòng điện chiều IC Integrated Circuit Vi mạch GND Ground Đất LCD Liquid Crystal Display Màn hình tinh thể lỏng LED Light Emitting Diode Diode phát quang BTN1 Button Nút ấn thiết bị BTN2 Button Nút ấn thiết bị BTN3 Button Nút ấn thiết DAD Độ ẩm đất CBQ Cảm biến quang LỜI CẢM ƠN Lời em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo khoa Điện nhiệt tình giúp đỡ em kiến thức liên quan tới lĩnh vực nghiên cứu đề tài thời gian thực đề tài, kiến thức mà thầy cô truyền đạt cho em suốt thời gian học tập trường.Trong nhiều năm qua ngành nông nghiệp nước ta có nhiều thành tựu vượt bậc, khơng đủ cung cấp nguồn lương thực, thực phẩm cho đất nước mà xuất thị trường giới Với thành tựu to lớn đó, phải kể đến ngành nơng nghiệp góp phần quan trọng cho kinh tế quốc dân Sự phát triển ngành nông nghiệp nói đem lại lợi ích kinh tế cho hộ nơng dân, bước xố đói giảm nghèo ngày có nhiều hộ gia đình làm giàu mảnh đất Bên cạnh đó, khu vực đô thị không gian xanh với vườn nhỏ xanh mát vườn nhà xu nhiều hộ gia đình Tuy nhiên, với sống việc chăm sóc cho vườn trở ngại với bà nông dân việc đảm bảo cho trồng ln đủ nước để phát triển vấn đề Chính vậy, để giúp bà nơng dân chăm sóc trồng hiệu đạt suất cao gia đình dễ dàng tạo cho khơng gian xanh mà khơng cần nhiều cơng sức chăm sóc Em định chọn đề tài “ Thiết kế hệ thống IoTs chăm sóc vườn ăn sử dụng pin lượng mặt trời’’ cho đồ án tốt nghiệp mình.Trong trình thực báo cáo, em cố gắng để hoàn thành cách tốt Nhưng với lượng kiến thức trải nghiệm hạn chế nên khó tránh khỏi sai sót mong thầy đóng góp để đề tài em hồn thiện Em xin gửi lời cảm ơn trân thành đến Th.S Nguyễn Thị Minh Hiền nhiệt tình quan sát, tận tình hướng dẫn bảo điều cần sửa đổi bổ sung giúp đỡ để em đạt yêu cầu đề tài 10 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tình hình nghiên cứu nước quốc tế 1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước ngồi Ở nước ngồi có nhiều nghiên cứu ứng dụng hệ thống chăm sóc tự động Đầu năm 80, Liên Xô (cũ) chế tạo loại máy tự động ứng dụng nơng nghiệp Khi làm việc loại máy quan sát độ ẩm thổ nhưỡng, nhiệt độ khơng khí, sức gió Nó xác định phương pháp tưới tiến hành tưới cho trồng, nhờ loại máy làm mưa nhân tạo khác Hãng robot Droplet giới thiệu robot tưới tích hợp cơng nghệ tự động nhất, điện tốn đám mây số dịch vụ kết nối khác cho phép Droplet có khả tự động ngắm hướng vòi phun, lượng nước tần suất tưới để tự động tưới nước cho theo lịch trình tự tính tốn dựa phân tích liệu đầu vào Droplet vịi phun tự động có khả tự điều chinh hướng dòng nước phun từ ống đến thân bán kính 9.14 mét Trước robot tự động vận hành, người dùng chi cân khai báo tên loại có mặt vườn thơng qua điện thoại, máy tính bảng, kết nối không dây với robot Dựa thông tin tên loại cây, Droplet tự tra cứu thông tin mạng nhằm xác định lượng nước tần số tưới cho phù hợp với loại Bên cạnh đó, Droplet tự tra cứu liệu tình hình thời tiết địa điểm làm việc để xác định mưa/năng nhằm đưa lịch làm việc thích hợp Bộ điều khiển tưới tự động Israel dễ dàng lập trình theo yêu cầu tưới người sử dụng Chỉ cần vài thao tác lập trình, cung cấp cho hệ thống nguồn nước đầu vào dẫn đầu tưới đến vị trí cần tưới hoàn tất việc lắp đặt hệ thống tưới tự động theo công nghệ tưới tiên tiến