Slide ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ LORA TRONG XÂY DỰNG HỆ THỐNG NÔNG NGHIỆP

Đề tài : Ứng dụng công nghệ truyền thông Lora trong hệ thống nông nghiệp Hệ thống gồm 3 mạch , như sau : 1 mạch master esp32 vi điều khiển chính để đẩy dữ liệu lên App 2 mạch slave dùng STM32 dùng để đọc độ ẩm đất, và nhiệt độ DHT11 và điều khiển bơm nước Cả 3 mạch đều có LCD hiển thị Có 2 chế độ : 1, Manual : bật tắt bơm thủ công trên app và trên mạch điện, phản hồi trạng thái về LCD 2, Auto : Nếu ngưỡng độ ẩm không đạt bơm sẽ bật , khi nào vượt qua ngưỡng cài đặt + 10% thì bơm mới tắt

ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ LORA TRONG XÂY DỰNG HỆ THỐNG NÔNG NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: TS yyy

Sinh viên thực hiện: xxx

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

CHƯƠNG 1

Vì sao phải áp dụng công nghệ vào nông nghiệp ?

ĐẶT VẤN ĐỀ

CÁC GIẢI PHÁP ĐÃ CÓ

Điều khiển máy bay thu nhận dữ liệu Mô hình SCADA giám sát nông

nghiệp dùng PLC

CÔNG NGHỆ TRUYỀN

THÔNG LORA

CHƯƠNG 2

QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA LORA

NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA LORA

● Công nghệ Lora sử dụng một kỹ thuật điều biến có tên Chirp Spread Spectrum

● Bit 1 sử dụng với Up-chirp

● Bit 0 sử dụng với Down-chirp

NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA LORA

Nguyên tắc hoạt động này hỗ trợ thiết bị giảm độ phức tạp và tăng độ chính xác cần thiết cho mạch nhận để có thể giải mã và điều chỉnh lại dữ liệu LoRa không yêu cầu nhiều công suất phát mà vẫn có thể truyền

đi xa, vì tín hiệu LoRa có thể nhận được ở khoảng cách xa ngay cả khi cường độ tín hiệu thấp hơn nhiễu xung quanh.

CẤU TRÚC CỦA BẢN TIN LORA

❏Khoảng cách phủ sóng dài

❏Tiết kiệm năng lượng

❏Đa dạng ứng dụng

❏Chi phí triển khai thấp

TẠI SAO PHẢI DÙNG LORA ?

TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 3

SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUAN

MÔ HÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG

KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM

Kit STM32F103C8T6 Blue Pill

● ARM 32-bit Cortex M3 với clock max là 72Mhz.

● Giá thành cũng khá rẻ so với các loại vi điều khiển có chức năng tương tự

KHỐI TRUYỀN NHẬN DỮ LIỆU

Module wifi ESP32

Cấu hình chi tiết của Module wifi ESP32:

⮚CPU Xtensa Dual-Core LX6 microprocessor 32 bits.

⮚Hỗ trợ 2 giao tiếp không dây: Wi-Fi, Bluetooth.

KHỐI TRUYỀN NHẬN DỮ LIỆU

E32-TTL-100

KHỐI CẢM BIẾN

⮚Có thể được điều khiển với 6 dây tín hiệu:

●Constrast Voltage (Vo): điều khiển độ sáng màn hình

●Register Select (RS): lựa chọn thanh ghi

●Read/Write (R/W)

●Enable: Cho phép ghi vào LCD

●D0 - D7: 8 chân trao đổi dữ liệu với các vi điều khiển, với 2 chế độ sử dụng

▪Chế độ 8 bit: Dữ liệu được truyền trên cả 8 đường, với bit MSB là bit DB7.

▪Chế độ 4 bit : Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 tới DB7, bit MSB là DB7.

KHỐI NGUỒN

Adapter Mạch hạ áp LM2596

KHỐI ĐIỀU KHIỂN

Động cơ bơm 12V

PHẦN MỀM SỬ DỤNG

Phần mềm lập trình cho STM32F103C8T6

(KeilC v5) Phần mềm lập trình cho ESP32

(Arduino)

PHẦN MỀM LẬP TRÌNH WEB/APP

messaging bằng Firebase

PHẦN MỀM LẬP TRÌNH WEB/APP

THIẾT KẾ PHẦN CỨNG

VÀ PHẦN MỀM

CHƯƠNG 4

KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM

Sơ đồ nguyên lý khối xử lý trung tâm

STM32 lấy dữ liệu và truyền thông tin thông qua việc giao tiếp với các thiết bị:

⮚Giao Tiếp với Cảm Biến DHT11

⮚Giao Tiếp với Cảm Biến Độ Ẩm

Đất

⮚Giao Tiếp với Module LoRa

E32-TTL-100

KHỐI TRUYỀN NHẬN DỮ LIỆU VÀ CẢM BIẾN

DHT11 và cảm biến độ ẩm đất

KHỐI HIỂN THỊ

Khối giao tiếp LCD

Khối hiển thị LCD trong hệ thống là một thành phần quan trọng chịu trách nhiệm:

- Hiển thị thông tin

- Hiển thị dữ liệu

KHỐI NGUỒN

Khối nguồn

KHỐI ĐIỀU KHIỂN

Khối điều khiển bật/ tắt máy bơm

Để thực hiện việc đóng cắt máy bơm, tôi đã áp dụng một bộ khuếch đại tín hiệu.

⮚Điện trở hạn dòng R1 được sử dụng để bảo vệ transistor

⮚Diode M7 được sử dụng trong thiết kế để giới hạn ảnh hưởng của dòng ngược từ máy bơm khi thực hiện đóng cắt.

LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN

Lưu đồ giải thuật cho khối xử lý trung tâm Lưu đồ giải thuật cho nhận/gửi gói tin LoRa

Nhận gói tin LoRa Gửi gói tin LoRa

LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN

Lưu đồ giải thuật khối truyền nhận dữ liệu

LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN

Nguyên lí hoạt động của web server

Trong quá trình khởi tạo giao diện web, ESP32 có thể:

- Chủ động đẩy dữ liệu lên giao diện web

để cập nhật thông tin

- Người dùng có thể trực tiếp như thao tác bật/tắt hoặc điều chỉnh giá trị trên giao diện web

- Xử lý và thực hiện các hành động tương tác linh hoạt giữa người dùng và thiết bị.

34

XÂY DỰNG APP

GIAO THỨC HTTP

CẤU TRÚC BẢN TIN CỦA HTTP

HOÀN THIỆN SẢN PHẨM

VÀ KẾT LUẬN

CHƯƠNG 5

MẠCH IN

MẠCH 3D

APP HIỂN THỊ

MẠCH SAU KHI HOÀN THIỆN

VIDEO DEMO

∙ Nghiên cứu và phát triển kỹ năng làm việc với dữ liệu thực tế như Firebase Nghiên cứu

và sử dụng GitHub để quản lý mã nguồn

∙ Hoàn thành đồ án tốt nghiệp với sản phẩm thực tế trong thời gian cho phép dưới sự

hướng dẫn của giảng viên

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

VỀ MẶT THỰC TIỄN

∙ Xây dựng thành công hệ thống đáp ứng được yêu cầu đặt ra ban đầu của đề tài cũng như

có thể triển khai, mở rộng hoạt động trong thực tế Tuy nhiên việc triển khai vào thực tế hiện tại chỉ ở quy mô nhỏ với một cụm cảm biến

∙ Website của hệ thống có giao diện đơn giản, thân thiện, dễ sử dụng và tiếp cận đến nhiều

người dùng Tuy nhiên thì tốc độ xử lý của Website chưa được tối ưu, dễ dẫn đến tình trạng delay, giật lag nếu đường truyền không ổn định

∙ Phát triển các kỹ năng mềm như làm việc nhóm, quản lý thời gian, tư duy phản biện, kỹ

năng phân tích và giải quyết vấn đề

HƯỚNG PHÁT TRIỂN

∙ Tối ưu chương trình của Web Server và giao diện để nâng cao tốc độ xử lý

∙ Triển khai thêm nhiều cụm cảm biến cố định vào thực tế để lấy được dữ liệu toàn bộ khu

vực cần thu thập

∙ Mở rộng thu thập dữ liệu thêm nhiều tác nhân khác trong không khí như Ozone, suất

không khí, gió,…

∙ Thực hiện thêm các chức năng phân tích chi tiết ảnh hưởng của chất lượng môi trường

đến năng suất của cây trồng và đưa ra các giải pháp phù hợp

THANKS FOR WATCHING