Từ khía cạnh nhận thấy khâu cân bán lúa sau tại cánh đồng sau khi thu hoạch, thiết kế một hệ thống cân hướng tới cải thiện, khắc phục vấn đề trên. Hệ thống phải đảm bảo được tính khả thi, tiện lợi trong bối cảnh ruộng đồng. Việt Nam là nước xuất khẩu gạo lớn thứ 2 trên thế giới, “Lợi thế nông nghiệp của đất nước đã đóng tốt vai trò trụ đỡ làm nền tảng nền kinh tế xã hội hiện nay nhưng trong tương lai có thể trở thành động lực cốt lõi, là sức mạnh quốc gia”. Có thể thấy rằng nền nông nghiệp đóng vai trò rất quan trọng trong sự phát triển của đất nước. Tuy nhiên, nền nông nghiệp nước ta nhìn chung chưa được chú trọng động tư đặc biệt là về mặt áp dụng công nghệ, kĩ thuật vào nông nghiệp. Nhiều mặt khó khăn, điểm hạn chế trong các quy trình nông nghiệp vẫn tồn động lâu dài, ít được quan tâm, cải tiến. Lớn lên trong một gia đình có truyền thống về trồng trọt nông nghiệp, đặc biệt là về trồng lúa. Em phần nào có cơ hội trải qua, cảm nhận được những điểm khó khăn, bất cập mà người nông dân gặp phải. Một cách cụ thể, điểm khó khăn lần này mà đề tài luận văn em hướng tới giải quyết đó là về khâu quy trình cân thu mua tại ruộng trước khi vận chuyển về nhà máy.
GIỚI THIỆU
Tổng quan
Việt Nam là nước xuất khẩu gạo lớn thứ 2 trên thế giới, “Lợi thế nông nghiệp của đất nước đã đóng tốt vai trò trụ đỡ làm nền tảng nền kinh tế xã hội hiện nay nhưng trong tương lai có thể trở thành động lực cốt lõi, là sức mạnh quốc gia” Có thể thấy rằng nền nông nghiệp đóng vai trò rất quan trọng trong sự phát triển của đất nước Tuy nhiên, nền nông nghiệp nước ta nhìn chung chưa được chú trọng động tư đặc biệt là về mặt áp dụng công nghệ, kĩ thuật vào nông nghiệp Nhiều mặt khó khăn, điểm hạn chế trong các quy trình nông nghiệp vẫn tồn động lâu dài, ít được quan tâm, cải tiến
Lớn lên trong một gia đình có truyền thống về trồng trọt nông nghiệp, đặc biệt là về trồng lúa
Em phần nào có cơ hội trải qua, cảm nhận được những điểm khó khăn, bất cập mà người nông dân gặp phải Một cách cụ thể, điểm khó khăn lần này mà đề tài luận văn em hướng tới giải quyết đó là về khâu quy trình cân thu mua tại ruộng trước khi vận chuyển về nhà máy
Sau đây em xin mô tả về thực trạng thu hoạch lúa ở đồng bằng Sông Cửu Long Do những điều kiện đặc biệt về môi trường phát triển của cây lúa nước - sinh trưởng trong môi trường đất ẩm, ngập nước cho nên việc thu hoạch là rất khó khăn Với sự ra đời của máy gặt đập liên hợp và máy kéo lúa, vấn đề thu hoạch được cải thiện rất nhiều Nhưng có một điểm chung trước giờ đối với các thế hệ máy móc thu hoạch đó là lúa sau khi thu hoạch dưới dạng hạt sẽ được trữ tạm thời trong bao, được xe cồ lúa vận chuyển ra bờ đê và chờ ghe hay xe tải (tùy vào điều kiện địa lý) đến để thu mua
3 Quy trình thu mua này diễn ra như sau: Lúa của hộ nông dân nào sẽ được chất riêng thành từng địa điểm và lần lượt từng hộ một sẽ cân bán lúa với lái mua lúa Từng bao lúa sẽ được người bốc vác bỏ lên cân trong khi lái mua và người nông dân ghi chép lại cân nặng, lần lượt như vậy cho đến bao cuối cùng của hộ nông dân đó Sau đó sẽ là quá trình tính tổng khối lượng cân đã ghi chép, đối chiếu giữa lái mua và hộ nông dân rồi nhân ra thành tiền Và quy trình lặp lại cho hộ nông dân kế đó, cho tới hết cánh đồng Nhiều trường hợp do thời gian cân chậm, nhiều hộ nông dân sẽ bị sót lại hôm sau, phải ngủ canh lúa ngoài đồng cho tới lượt cân
4 Hướng tới việc rút ngắn thời gian cho khâu cân lúa này, em cố gắng hình thành dần một hệ thống nhiều cân kết nối WLAN như đề tài hiện tại Đề tài em hướng tới việc sử dụng được nhiều cân đồng thời cũng như dữ liệu cân được lưu lại và tính tổng, quy ra thành tiền.
Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
Tình hình nghiên cứu ngoài nước:
Các quốc gia có nền nông nghiệp tiên tiến sớm đã đưa các ứng dụng khoa học công nghệ vào trong quy trình trồng trọt, sản xuất Và các hệ thống cấn tự động là không ngoại lệ Các sản phẩm nông nghiệp ở các nước này được trồng trọt một cách đồng bộ, quy mô tập trung từ khâu bắt đầu gieo trồng đến thu hoạch, kèm theo các đặc thù về thỗ nhưỡng địa lý tạo điều kiện nối chuổi cho sản phẩm thu hoạch được cân khối lượng hàng loạt, tiện lợi, trực tiếp tại quy trình sơ chế, xử lí đóng gói tại nhà máy Các hệ thống cân ở đây được đầu tư rất tĩ mỹ và chính xác, gắn với các khâu xử lí băng chuyền tiện lợi
5 Tình hình nghiên cứu trong nước: Điều đó cũng đúng đối với một số mặt nông sản của Việt Nam ta, tuy tính hiện đại và quy trình chưa bằng
Tuy vậy, đối với nền nông nghiệp lúa nước mang những đặc điểm riêng biệt khác
Thứ nhất, cây lúa nước sinh trưởng ở vùng đất ẩm, phì nhiêu Điều này gây khó cho việc ứng dụng máy móc trong trồng trọt thu hoạch, cũng như quy trình chuổi xử lí sản phẩm Máy móc dùng để thu hoạch lúa đó chính là máy gặt đập liên hợp – một loại máy móc đặc trưng cho cây lúa nước, lúa sau khi được máy cắt và tuốt hạt sẽ được suất ra bao và được nhân công trên máy cột lại, thả xuống ruộng để giảm tải
Thứ 2, các cánh đồng lúa phần lớn tương đối tập trung nhỏ lẻ, địa lí sông nước đặc thù, giao thông khó khăn chủ yếu phương tiện vận tải là qua ghe xuồng Và các nhà máy xử lí xay xát, suất khẩu lúa thường rất xa nơi thu hoạch Nên cách thức thu hoạch sản phẩm về nhà máy tối ưu của hiện tại vẫn là các thương lái nhỏ thu mua từ ruộng lúa của nông dân và rồi vận tải đến nhà máy Tại đây, lúa sẽ được xử lí theo quy trình và các hệ thống cân tiên tiến, quy mô lớn được ứng dụng ở đây
6 Có thể thấy rằng, các hệ thống cân tiên tiến không phải chúng ta không có, nhưng không dùng được cho phân khúc thu mua lúa tươi từ ruộng sau khi thu hoạch Đây cũng là khâu mà đề tài hệ thống cân hướng tới để ứng dụng vào.
Nhiệm vụ luận văn
Nội dung 1: Tìm hiểu lý thuyết về thực trạng khâu cân lúa cùng các điểm bất cập có thể được cải thiện
Nội dung 2: Tìm hiểu về tâm lí người nông dân, thực trạng cảm nhận của họ
Nội dung 3: Liệt kê, xây dựng các chức năng mong muốn của hệ thống cân để đáp ứng cải thiện khó khăn đó
Nội dung 4: Tìm hiểu về loadcell
Nội dung 5: Tìm hiểu về module ESP01, các mô hình mạng, cách kết nối
Nội dung 6: Tìm hiểu STM32, kết nối với ESP01
Nội dung 7: Thực hiện các chức năng cơ bản của một cái cân lúa
Nội dung 8: Lựa chọn xây dựng một mô hình cân phù hợp, đường đi dữ liệu, lưu trữ, hiển thị dữ liệu dựa theo các thông tin thực tế đã thu thập
Nội dung 9: Giải quyết các vấn đề phát sinh không mong muốn trong vận hành của cân.
LÝ THUYẾT
Cảm biến và module phần cứng
Load cell là thiết bị đo lường trọng lượng cần thiết để cân điện tử hiển thị trọng lượng thành số Người ta còn gọi loadcell là cảm biến tải trọng
Cấu tạo của loadcell gồm hai phần: “Strain gauge” và “Load“, cụ thể như sau:
Strain gauge: là thành phần chính của hệ thống loadcell Strain gauge là cảm biến đặc biệt có kích thước nhỏ bằng móng tay Bộ phận này gồm một sợi dây kim loại mảnh đặt trên một tấm cách điện đàn hồi Nó có điện trở thay đổi với lực tác dụng Khi bị
7 nén, điện trở của sẽ giảm xuống Khi dây kim loại của strain gauge bị kéo dài, điện trở sẽ tăng lên Điện trở thiết bị thay đổi tỷ lệ với lực tác động
Load: đây là thanh kim loại chịu tải trong hệ thống load cell, có khả năng đàn hồi cao
Thông số kỹ thuật Điện áp cấp: 5VDC ~ 12VDC Độ nhạy: 1,0 ± 0,1mv / v
Sai số tổng hợp: 0,02% F.S Điện trở cách điện: ≥5000 (100VDC) Tuyến tính: 0,02% F.S
Phạm vi bù nhiệt độ: 10 ℃ ~ +40 ℃ Trễ: 0,02% F.S
Phạm vi sử dụng nhiệt độ: -20 ° C ~ +60 ° C
Quan trọng: 0,02% F.S Ảnh hưởng nhiệt độ điểm không: 0,03% F.S / 10 ° C Ảnh hưởng nhiệt độ độ nhạy: 0,02% F.S / 10 ℃
Phạm vi quá tải an toàn: 120%
Phạm vi quá tải cực hạn: 150%
Trở kháng đầu vào: 395 ± 10Ω Trở kháng đầu ra: 348 ± 10Ω Cấp bảo vệ: IP65
Trọng lượng: 183g Kích thước loadcell 40kg:
Khi có lực tác động lên loadcell, thân load cell sẽ bị thay đổi (giãn ra hoặc nén vào)
Dẫn đến sự thay đổi của chiều dài sợi kim loại strain gauges dán trên thân loadcell
Gây ra sự thay đổi giá trị của các điện trở ở strain gauges Từ đó dẫn đến thay đổi trong điện áp đầu ra Sự thay đổi này rất nhỏ, dữ liệu này sẽ được chuyển thành số nhờ bộ khuếch đại của cân điện tử
2.1.2 Bộ giải mã ADC Hx711
9 Mạch chuyển đổi ADC 24bit Loadcell HX711 được sử dụng để đọc giá trị điện trở thay đổi từ cảm biến Loadcell (thường rất nhỏ không thể đọc trực tiếp bằng VĐK) với độ phân giải ADC 24bit và chuyển sang giao tiếp 2 dây (Clock và Data) để gửi dữ liệu về Vi điều khiển
• Điện áp hoạt động: 2.7~5VDC
• Tốc độ lấy mẫu: 10 - 80 SPS (tùy chỉnh)
• Độ phân giải: 24bit ADC
• Độ phân giải điện áp: 40mV
Chân DT và chân SCK được sử dụng để xuất giá trị dữ liệu theo cơ chế sau: Khi ngõ ra dữ liệu chưa sẵn sàng để được đọc, chân DT sẽ ở mức cao, chân xung clock SCK ở mức thấp Khi chân DT hạ xuống thấp, điều này biểu thị rằng dữ liệu đã sẵn sàng để được đọc Bằng cách cấp từ 25 đến 27 xung clock vào chân SCK, giá trị dữ liệu ở
10 chân DT sẽ được dịch chuyển lần lượt từng bit, bắt đầu với bit MSB Khi 24 bit dữ liệu đã được dịch chuyển ra ở chân DT, xung clock thứ 25 sẽ kéo chân DT trở về lại mức cao, chuẩn bị cho chu trình tiếp theo
2.1.3 LCD I2C 16x02 Màn hình LCD 16x02 tích hợp IC giải mã I2C IC HD44780 cung cấp chức năng hiển thị cơ bản các giá trị thông số cần thiết
• IC HD44780 - Điện áp hoạt động: 5V - Địa chỉ I2C :0x20-0x27(0x27 default) - Hỗ trợ màn hình: LCD1602,1604,2004 (driver HD44780)
- Giao tiếp: I2C to 4bits LCD
• LCD1604 - Điện áp hoạt động: 5V - LCD 16×2 có 16 chân trong đó 8 chân dữ liệu (D0 – D7) và 3 chân điều khiển - Có thể cấu hình ở chế độ đọc và ghi
Vi điều khiển – STM32F103C8T6
STM32F103C8T6 là vi điều khiển 32bit, thuộc họ F1 của dòng chip STM32 hãng ST
ARM 32-bit Cortex M3 với clock max là 72Mhz
64 kbytes bộ nhớ Flash (bộ nhớ lập trình)
12 Clock, reset và quản lý nguồn Điện áp hoạt động 2.0V -> 3.6V
Power on reset (POR), Power down reset (PDR) và programmable voltage detector (PVD)
Sử dụng thạch anh ngoài từ 4Mhz -> 20Mhz
Thạch anh nội dùng dao động RC ở mode 8Mhz hoặc 40khz
Sử dụng thạch anh ngoài 32.768khz được sử dụng cho RTC
Trong trường hợp điện áp thấp:
Có các mode: ngủ, ngừng hoạt động hoặc hoạt động ở chế độ chờ
Cấp nguồn ở chân Vbat bằng pin để hoạt động bộ RTC và sử dụng lưu trữ data khi mất nguồn cấp chính
2 bộ ADC 12 bit với 9 kênh cho mỗi bộ
Khoảng giá trị chuyển đổi từ 0 – 3.6V
Lấy mẫu nhiều kênh hoặc 1 kênh
Có cảm biến nhiệt độ nội
DMA: bộ chuyển đổi này giúp tăng tốc độ xử lý do không có sự can thiệp quá sâu của CPU
Hỗ trợ DMA cho ADC, I2C, SPI, UART
3 timer 16 bit hỗ trợ các mode IC/OC/PWM
1 timer 16 bit hỗ trợ để điều khiển động cơ với các mode bảo vệ như ngắt input, dead-time
2 watdog timer dùng để bảo vệ và kiểm tra lỗi
13 1 sysTick timer 24 bit đếm xuống dùng cho các ứng dụng như hàm Delay…
Hỗ trợ 9 kênh giao tiếp bao gồm:
3 bộ USART (ISO 7816 interface, LIN, IrDA capability, modem control)
1 bộ CAN interface (2.0B Active) USB 2.0 full-speed interface Kiểm tra lỗi CRC và 96-bit ID.
Bộ nhớ Flash
Bộ nhớ flash là một loại bộ nhớ máy tính kiểu bộ nhớ điện tĩnh (non-volative memory), có thể bị xóa và lập trình lại (reprogrammed)
Bộ nhớ flash được cấu thành từ các phần tử (cell) nhớ riêng rẽ với các đặc tính bên trong giống như những cổng logic tương ứng đã tạo ra nó; do đó, ta có thể thực hiện thao tác đọc/ ghi, lưu trữ dữ liệu theo từng phần tử (cell) nhớ một
Tổ chức bộ nhớ flash trên STM32f103c8t6
Bộ nhớ STM32 Flash được tổ chức như là 1 khối chính (main block) lên đến 64 Kb (hoặc 128 Kb) chia thành 128 pages, mỗi page 1 Kbytes (medium-density devices) và 1 khối thông tin (information block) Bắt đầu từ địa chỉ 0x0800 0000, bộ nhớ chương trình sẽ được lưu ở đây.
Module Wifi ESP01
Mạch thu phát Wifi ESP8266 Uart ESP-01 sử dụng IC Wifi SoC ESP8266 của hãng Espressif, được sử dụng để kết nối với vi điều khiển thực hiện chức năng truyền nhận dữ liệu qua Wifi
Thông số kỹ thuật: Điện áp sử dụng: 3.3VDC Điện áp giao tiếp: 3.3VDC Dòng tiêu thụ: Max 320mA (nên sử dụng module cấp nguồn riêng cho mạch)
Wi-Fi 2.4 GHz, hỗ trợ các chuẩn bảo mật như: OPEN, WEP, WPA_PSK, WPA2_PSK, WPA_WPA2_PSK
Hỗ trợ cả 2 giao tiếp TCP và UDP
16 Chuẩn giao tiếp UART với Firmware hỗ trợ bộ tập lệnh AT Command, tốc độ Baudrate mặc định 9600 hoặc 115200
Có 3 chế độ hoạt động: Client, Access Point, Both Client and Access Point
AT – Kiểm tra kết nối AT+RST – Reset module AT+GMR – Kiểm tra phiên bản firmware
AT+CWMODE? – Kiểm tra kiểu kết nối
Giá trị trả về sẽ là 1,2,3 tương ứng với STA, AP, BOTH STA: Station
AP: Access point BOTH: cả 2
AT+CWLAP – Hiển thị danh sách các cột WIFI
AT+CWJAP – Kết nối với Access point
Cú pháp kết nối như sau: AT+CWJAP=”SSID”,”PW”
SSID là tên của Access point PW là mật khẩu
AT+CIFSR – Kiểm tra IP
AT+CIPMUX – Thiết lập kết nối TCP/UDP
AT+ CIPMUX?: xem cài đặt thiết lập
AT+CWLIF - Danh sách các station đang kết nối
AT+CIPSERVER= [,] – thiết lập server:
Mode = 0: Close server Mode =1: Open server
AT+CIPSTART=,,, - Tạo một kết nối IP với AT+CIPMUX=1 (chể độ kết nối đa kênh)
AT+CIPSEND= , - Truyền dữ liệu tới server AT+CIPCLOSE= - Đóng kết nối TCP/UDP
Các chuẩn giao tiếp MCU
UART (Universal Asynchronous Reciver/Transmister) một chuẩn giao tiếp không đồng bộ cho MCU và các thiết bị ngoại vi
Chuẩn UART là chuẩn giao tiếp điểm và điểm, nghĩa là trong mạng chỉ có hai thiết bị đóng vai trò là transmister hoặc receiver
Cách thức hoạt động của UART
UART là giao thức truyền thông không đồng bộ, nghĩa là không có xung Clock, các thiết bị có thể hiểu được nhau nếu các settings giống nhau
UART là truyền thông song công (Full duplex) nghĩa là tại một thời điểm có thể truyền và nhận đồng thời
Trong đó quan trọng nhất là Baund rate (tốc độ Baund) là khoảng thời gian dành cho 1 bit được truyền Phải được cài đặt giống nhau ở gửi và nhận Định dạng gói tin
Start-bit còn được gọi là bit đồng bộ hóa được đặt trước dữ liệu thực tế Khi đang ở chế độ “nhàn rỗi” thì đường tín hiệu được đưa lên mức cao (1) Để bắt đầu truyền dữ liệu, đường dữ liệu sẽ được kéo từ mức điện áp cao (1) xuống mức điện áp thấp (0), Báo cho bên nhận biết là sắp truyền dữ liệu, đây chính là bit Start
Bit dừng được đặt ở phần cuối của gói dữ liệu Thông thường, bit này dài 2 bit nhưng thường chỉ sử dụng 1 bit Sau khi truyền xong dữ liệu, thì đường dữ liệu sẽ được giữ ở mức cao tương đương 1 hoặc 2 bit
Bit chẵn lẻ cho phép người nhận đảm bảo liệu dữ liệu được thu thập có đúng hay không Đây là một hệ thống kiểm tra lỗi cấp thấp Trên thực tế, bit này không được sử dụng rộng rãi nên không bắt buộc
Các bit dữ liệu bao gồm dữ liệu thực được truyền từ người gửi đến người nhận Độ dài khung dữ liệu có thể nằm trong khoảng 5 & 8 Nếu bit chẵn lẻ không được sử dụng thì chiều dài khung dữ liệu có thể dài 9 bit Bit LSB sẽ được truyền trước
I2C (Inter – Integrated Circuit) là 1 giao thức giao tiếp nối tiếp đồng bộ được phát triển bởi Philips Semiconductors, sử dụng để truyền nhận dữ liệu giữa các IC với nhau chỉ sử dụng hai đường truyền tín hiệu
Các bit dữ liệu sẽ được truyền từng bit một theo các khoảng thời gian đều đặn được thiết lập bởi 1 tín hiệu đồng hồ
20 Bus I2C thường được sử dụng để giao tiếp ngoại vi cho rất nhiều loại IC khác nhau như các loại vi điều khiển, cảm biến, EEPROM,…
• I2C sử dụng 2 đường truyền tín hiệu:
SCL - Serial Clock Line : Tạo xung nhịp đồng hồ do Master phát đi SDA - Serial Data Line : Đường truyền nhận dữ liệu
• Giao tiếp I2C bao gồm quá trình truyền nhận dữ liệu giữa các thiết bị chủ tớ, hay Master - Slave
• Thiết bị Master là 1 vi điều khiển, nó có nhiệm vụ điều khiển đường tín hiệu SCL và gửi nhận dữ liệu hay lệnh thông qua đường SDA đến các thiết bị khác
• Các thiết bị nhận các dữ liệu lệnh và tín hiệu từ thiết bị Master được gọi là các thiết bị Slave Các thiết bị Slave thường là các IC, hoặc thậm chí là vi điều khiển
• Master và Slave được kết nối với nhau như hình trên Hai đường bus SCL và SDA đều hoạt động ở chế độ Open Drain, nghĩa là bất cứ thiết bị nào kết nối với mạng I2C này cũng chỉ có thể kéo 2 đường bus này xuống mức thấp (LOW), nhưng lại không thể kéo được lên mức cao Vì để tránh trường hợp bus vừa bị 1 thiết bị kéo lên mức cao vừa bị 1 thiết bị khác kéo xuống mức thấp gây hiện tượng ngắn mạch Do đó cần có 1 điện trờ ( từ 1 – 4,7 kΩ) để giữ mặc định ở mức cao Định dạng khung truyền I2C
Thông thường quá trình truyền nhận sẽ diễn ra với rất nhiều thiết bị, IC với nhau
Do đó để phân biệt các thiết bị này, chúng sẽ được gắn 1 địa chỉ vật lý 7 bit cố định
Bit này dùng để xác định quá trình là truyền hay nhận dữ liệu từ thiết bị Master
Nếu Master gửi dữ liệu đi thì ứng với bit này bằng ‘0’, và ngược lại, nhận dữ liệu khi bit này bằng ‘1’
Viết tắt của Acknowledged / Not Acknowledged Dùng để so sánh bit địa chỉ vật lý của thiết bị so với địa chỉ được gửi tới Nếu trùng thì Slave sẽ được đặt bằng ‘0’ và ngược lại, nếu không thì mặc định bằng ‘1’
Gồm 8 bit và được thiết lập bởi thiết bị gửi truyền đến thiết bị nhân Sau khi các bit này được gửi đi, lập tức 1 bit ACK/NACK được gửi ngay theo sau để xác nhận rằng thiết bị nhận đã nhận được dữ liệu thành công hay chưa Nếu nhận thành công thì bit ACK/NACK được set bằng ‘0’ và ngược lại
Quá trình truyền nhận dữ liệu
Bắt đầu: Thiết bị Master sẽ gửi đi 1 xung Start bằng cách kéo lần lượt các đường SDA, SCL từ mức 1 xuống 0
Tiếp theo đó, Master gửi đi 7 bit địa chỉ tới Slave muốn giao tiếp cùng với bit Read/Write
Slave sẽ so sánh địa chỉ vật lý với địa chỉ vừa được gửi tới Nếu trùng khớp, Slave sẽ xác nhận bằng cách kéo đường SDA xuống 0 và set bit ACK/NACK bằng ‘0’
Nếu không trùng khớp thì SDA và bit ACK/NACK đều mặc định bằng ‘1’
Thiết bị Master sẽ gửi hoặc nhận khung bit dữ liệu Nếu Master gửi đến Slave thì bit Read/Write ở mức 0 Ngược lại nếu nhận thì bit này ở mức 1
Nếu như khung dữ liệu đã được truyền đi thành công, bit ACK/NACK được set thành mức 0 để báo hiệu cho Master tiếp tục
Sau khi tất cả dữ liệu đã được gửi đến Slave thành công, Master sẽ phát 1 tín hiệu Stop để báo cho các Slave biết quá trình truyền đã kết thúc bằng các chuyển lần lượt SCL, SDA từ mức 0 lên mức 1.
Giao tiếp trong mạng
Các thiết bị trong mạng WLAN sử dụng các chuẩn không dây như Wi-Fi để truyền dữ liệu qua không gian, và một trạm cơ sở hoặc bộ định tuyến (router) thường được sử dụng để kết nối mạng WLAN với internet hoặc mạng có dây
Thiết bị như máy tính, điện thoại di động, máy tính bảng, máy in không dây, và nhiều thiết bị thông minh khác có thể kết nối đến mạng WLAN để truy cập internet hoặc chia sẻ tài nguyên mạng
Mạng ngang hàng (Peer – to – Peer)
Tên gọi cũng nói ra vai trò của thành phần máy tính trong mạng lưới này Với dạng này, các máy tính tham gia cùng một hệ thống mạng với vai trò ngang nhau
Có thể cùng chia sẻ tài nguyên, dữ liệu máy tính với nhau một cách trực tiếp
Mạng máy tính ngang hàng chỉ thích hợp với những mạng có quy mô nhỏ, tài nguyên được quản lý phân tán Nhược điểm của hệ thống mạng này là chế độ bảo mật kém
Mạng điểm – nhiều điểm (point to multipoint)
Mạng khách - chủ (Client – Server) Với mạng khách - chủ sẽ có một đến một vài máy tính được chọn làm máy chủ (Server) Đảm nhiệm việc quản lý và cung cấp tài nguyên, dữ liệu đến các máy khác Những máy tính sử dụng dữ liệu từ máy chỉ được gọi là máy khách (Client)
24 Máy chủ trong hệ thống này có vai trò điều khiển việc phân phối tài nguyên nằm trong mạng với mục đích sử dụng chung Đảm bảo cung cấp, phục vụ dữ liệu cho máy khách một cách có hệ thống Máy khách là máy sử dụng tài nguyên do máy chủ cung cấp Với mô hình mạng máy tính này thì dữ liệu được quản lý tập trung, bảo mật tốt, thích hợp với các mạng trung bình và lớn
2.6.2 Giao thức TCP/IP Transmission Control Protocol (TCP) là giao thức tiêu chuẩn trên Internet đảm bảo trao đổi thành công các gói dữ liệu giữa các thiết bị qua mạng TCP là giao thức truyền tải cơ bản cho nhiều loại ứng dụng, bao gồm máy chủ web và trang web, ứng dụng email, FTP và các ứng dụng ngang hàng
TCP hoạt động với giao thức Internet (IP) để chỉ định cách dữ liệu được trao đổi trực tuyến IP chịu trách nhiệm gửi từng gói đến đích của nó, trong khi TCP đảm bảo rằng các byte được truyền theo thứ tự mà chúng được gửi mà không có lỗi hoặc thiếu sót nào Hai giao thức kết hợp với nhau được gọi là TCP/IP
25 TCP hoạt động theo tiến trình bắt tay 3 bước (3 way handshake) Tiến trình này hoạt động như sau:
• Máy khách gửi cho máy chủ một gói SYN — một yêu cầu kết nối từ port nguồn của nó đến port đích đến của máy chủ
• Máy chủ phản hồi bằng gói SYN/ACK, xác nhận việc nhận được yêu cầu kết nối
• Máy khách nhận gói SYN/ACK và trả lời bằng gói ACK của chính nó
Sau khi kết nối được thiết lập, TCP hoạt động bằng cách chia nhỏ dữ liệu đã truyền thành các segment (phân đoạn), mỗi segment được đóng gói thành một gói dữ liệu và được gửi đến đích của nó.
THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN CỨNG
Yêu cầu và ý tưởng thiết kế
Ý tưởng thiết kế của hệ thống demo cơ bản bao gồm như sau: 02 khối Client đóng vai trò đọc ghi dữ liệu và truyền đi và 01 khối Server đóng vai trò thu dữ liệu từ client và hiển thị kết quả tổng hợp cho người dùng.
Khối cân – Client
3.2.1 Khối điều khiển và lưu trữ
Vi điều khiển Stm32f103c8t6 cùng bộ nhớ flash sẵn có (em xin cập nhật thêm sau)
Module wifi ESP01 (em xin cập nhật thêm sau) 3.2.3 Khối cảm biến loadcell
Loadcell 40kg cùng ADC HX711 (em xin cập nhật thêm sau) 3.2.4 Khối hiển thị
LCD16x02 cùng IC HD44780 (em xin cập nhật thêm sau) 3.2.5 Khối nguồn
Khối trung tâm – Server
3.3.1 Khối điều khiển và lưu trữ
Vi điều khiển Stm32f103c8t6 cùng bộ nhớ flash sẵn có (em xin cập nhật thêm sau)
Module wifi ESP01 (em xin cập nhật thêm sau) 3.3.3 Khối hiển thị
LCD16x02 cùng IC HD44780 (em xin cập nhật thêm sau) 3.3.4 Khối nguồn
27 Pin sạc cùng mạch sạc (em xin cập nhật thêm sau)
Khối nạp
Link v2 là bộ chuyển đổi và nạp code cho MCU Mạch có sẵn ổn áp và mạch giao động tích hợp.
THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN MỀM
Xử lý khối lượng và lưu trữ
- Lập trình cho kit STM32F103C8T6 đọc giá trị cảm biến loadcell ổn định, hiệu chỉnh giá trị đo chính xác với kích thước vật nặng mẩu
- Viết hàm kèm cơ chế để giá trị đọc từ loadcell tránh việc lưu trữ trực tiếp vào flash quá liên nhiều gây hỏng và không cần thiết Đồng thời, đảm bảo sao cho giá trị cân truyền đi từ Client sang Server là chính xác và đúng với số lượt cân lúa thực tế.
Giao tiếp giữa STM32 và ESP01
Các lệnh, dữ liệu truyền nhận được diễn ra thông qua việc bắt, nhận chuổi truyền UART.
Kết nối WLAN
việc lập trình STM32 Trong đó có 1 ESP01 đóng vai trò Server và 02 ESP01 đóng vai trò Client Cả 3 ESP01 đều hoạt động dưới mode Station.
