Giải Pháp Hỗ Trợ Hệ Thống Tưới Vườn Cây Mang Tính Tự Động (LV thạc sĩ)

Giải Pháp Hỗ Trợ Hệ Thống Tưới Vườn Cây Mang Tính Tự Động (LV thạc sĩ)Giải Pháp Hỗ Trợ Hệ Thống Tưới Vườn Cây Mang Tính Tự Động (LV thạc sĩ)Giải Pháp Hỗ Trợ Hệ Thống Tưới Vườn Cây Mang Tính Tự Động (LV thạc sĩ)Giải Pháp Hỗ Trợ Hệ Thống Tưới Vườn Cây Mang Tính Tự Động (LV thạc sĩ)Giải Pháp Hỗ Trợ Hệ Thống Tưới Vườn Cây Mang Tính Tự Động (LV thạc sĩ)Giải Pháp Hỗ Trợ Hệ Thống Tưới Vườn Cây Mang Tính Tự Động (LV thạc sĩ)Giải Pháp Hỗ Trợ Hệ Thống Tưới Vườn Cây Mang Tính Tự Động (LV thạc sĩ)Giải Pháp Hỗ Trợ Hệ Thống Tưới Vườn Cây Mang Tính Tự Động (LV thạc sĩ)Giải Pháp Hỗ Trợ Hệ Thống Tưới Vườn Cây Mang Tính Tự Động (LV thạc sĩ)Giải Pháp Hỗ Trợ Hệ Thống Tưới Vườn Cây Mang Tính Tự Động (LV thạc sĩ)Giải Pháp Hỗ Trợ Hệ Thống Tưới Vườn Cây Mang Tính Tự Động (LV thạc sĩ)Giải Pháp Hỗ Trợ Hệ Thống Tưới Vườn Cây Mang Tính Tự Động (LV thạc sĩ)Giải Pháp Hỗ Trợ Hệ Thống Tưới Vườn Cây Mang Tính Tự Động (LV thạc sĩ)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Đỗ Hữu Thao GIẢI PHÁP HỖ TRỢ HỆ THỐNG TƯỚI VƯỜN CÂY MANG TÍNH TỰ ĐỘNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) TP.HCM – 2017 HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Đỗ Hữu Thao GIẢI PHÁP HỖ TRỢ HỆ THỐNG TƯỚI VƯỜN CÂY MANG TÍNH TỰ ĐỘNG Chuyên ngành: Hệ thống thông tin Mã số: 60.48.01.04 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN VĂN LĂNG TP.HCM – 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác TP Hồ Chí Minh, Ngày … tháng … năm 2017 Học viên thực Đỗ Hữu Thao ii LỜI CẢM ƠN Lời xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Trần Văn Lăng tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng sở TP Hồ Chí Minh, q Thầy Cơ tham gia giảng dạy lớp cao học khóa 2015-2017 tận tình truyền đạt kiến thức q trình tơi học tập học viện Xin chân thành cảm ơn gia đình anh, chị, bạn bè giúp đỡ, đóng góp ý kiến để tơi hồn thành luận văn Chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, Ngày … tháng … năm 2017 Học viên thực Đỗ Hữu Thao iii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan .i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng v Danh mục hình vi MỞ ĐẦU Chương - TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.2 Các phương pháp tưới 1.2.1 Tưới ngập 1.2.2 Tưới rãnh 1.2.3 Tưới ngầm 1.2.4 Tưới phun .7 1.2.5 Tưới dải 1.2.6 Tưới nhỏ giọt 1.3 Ứng dụng điều khiển mờ 1.4 Kết luận Chương - ĐIỀU KHIỂN MỜ TRONG VIỆC TƯỚI TIÊU 10 2.1 Logic mờ 10 2.1.1 Lý thuyết logic mờ 10 2.1.2 Quy trình hoạt động logic mờ 14 2.1.3 Phương pháp xây dựng mơ hình 15 2.1.4 Các phương pháp giải mờ 17 2.2 Điều khiển mờ 18 2.2.1 Giới thiệu điều khiển mờ 18 2.2.2 Bộ điều khiển mờ 19 2.3 Ứng dụng điều khiển mờ để thiết kế hệ thống tưới tự động 22 2.3.1 Xây dựng biến ngôn ngữ 22 2.3.2 Thu nhận chuẩn hóa liệu 22 iv 2.3.3 Xây dựng hàm phụ thuộc 24 2.3.4 Xây dựng tập luật 29 2.3.5 Làm mờ liệu đầu vào 32 2.3.6 Giải mờ 33 2.4 Kết luận 34 Chương - THIẾT KẾ HỆ THỐNG 35 3.1 Giới thiệu hệ thống, thiết bị 35 3.1.1 Giới thiệu hệ thống 35 3.1.2 Thiết bị, hạ tầng phần cứng sử dụng hệ thống 35 3.2 Xây dựng chương trình 43 3.2.1 Thiết lập biến vào, 43 3.2.2 Thiết lập luật điều khiển 45 Chương - KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC 53 PHỤ LỤC 54 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Thông số nhiệt độ 22 Bảng 2.2 Thông số độ ẩm đất 23 Bảng 2.3 Thông số độ ẩm khơng khí 23 Bảng 2.4 Thông số thời gian tưới với đầu tưới nhỏ giọt 23 Bảng 2.5 Thơng số thời gian tưới với vòi phun sương 23 Bảng 2.6 Bảng tổng hợp luật điều khiển 29 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Vườn rau sân thượng .2 Hình 1.1 Tưới nước cho ruộng lúa Hình 1.2 Tưới rãnh .6 Hình 1.3 Hệ thống tưới ngầm Hình 1.4 Hệ thống tưới phun Hình 1.5 Tưới nhỏ giọt Hình 2.1 Miền tin cậy miền xác định 11 Hình 2.2 Quy trình hoạt động hệ logic mờ 15 Hình 2.3 Mơ hình tam giác việc xác định tốc độ 15 Hình 2.4 Mơ hình hình thang 16 Hình 2.5 Phương pháp giải mờ cực đại 17 Hình 2.6 Phương pháp tính điểm trọng tâm 18 Hình 2.7 Bộ điều khiển mờ 19 Hình 2.8 Nguyên lý điều khiển mờ 20 Hình 2.9 Biểu đồ hàm thuộc nhiệt độ 24 Hình 2.10 Biểu đồ hàm thuộc độ ẩm đất 25 Hình 2.11 Biểu đồ hàm thuộc độ ẩm khơng khí 26 Hình 2.12 Biểu đồ hàm thuộc thời gian tưới – van nhỏ giọt 27 Hình 2.13 Biểu đồ hàm thuộc thời gian tưới – vòi phun sương 28 Hình 3.1 Mơ hình hệ thống 35 Hình 3.2 Arduino Uno 36 Hình 3.3 Các dòng ESP8266 36 Hình 3.4 Cảm biến độ ẩm đất 37 Hình 3.5 Cảm biến nhiệt độ độ ẩm khơng khí – DHT22 38 Hình 3.6 Sơ đồ kết nối 38 Hình 3.7 Cảm biến mưa 39 Hình 3.8 Cảm biến đo lưu lượng nước 39 Hình 3.9 IoT Wifi Uno 40 vii Hình 3.10 Kết nối Arduino với ESP8266 40 Hình 3.11 Module relay kích mức cao 41 Hình 3.12 Máy bơm nước mini 42 Hình 3.13 Van điện từ 42 Hình 4.1 Mơ hình triển khai hệ thống điều khiển tưới tự động 48 Hình 4.2 Giao diện Web hệ thống giám sát (1/2) 48 Hình 4.3 Giao diện Web hệ thống giám sát (2/2) 49 MỞ ĐẦU Việt Nam nước dựa chủ yếu vào nơng nghiệp (75%), nâng cao suất sản xuất nông nghiệp việc làm cần thiết Từ xa xưa người dân đúc kết kinh nghiệm “Nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống”, qua khẳng định vai trò quan trọng nước phát triển trồng Tài nguyên trái đất ngày cạn kiệt, đường sống nhân loại sử dụng chúng cách hợp lý hiệu Tuy nhiên chưa thực tốt việc sử dụng tài nguyên, điển hình Nước tài nguyên gần gũi quan trọng cho sống khai thác, sử dụng cách lãng phí thiếu hiệu Vấn đề phổ biến đất nước nông nghiệp phát triển Việt nam, kỹ thuật canh tác nặng thủ cơng, làm theo thói quen dễ dẫn đến việc cung cấp nhiều lượng nước so với nhu cầu thực trồng khiến khơng có điều kiện tốt để phát triển, chí làm chết úng nước thiếu nước Để khắc phục vấn đề để tiết kiệm tối đa chi phí nhân công nhằm nâng cao suất, sản lượng trồng, trước hết phải chủ động xây dựng hệ thống tưới tiêu tự động sử dụng nguồn nước có cho phù hợp Muốn ta cần phải xác định xác cần nước, cần nước để cung cấp đủ lượng nước cần, tức kiểm soát lượng nước, độ ẩm khu vực đất canh tác Bên canh ̣ đó, nhu cầ u rau xanh cung cấ p cho bữa ăn hàng ngày của người dân là rấ t lớn nhưng chấ t lươ ̣ng các loaị rau hiện bán trên thi ̣ trường khô ng thể kiể m soát đươ ̣c Cho nên, dù sở hữu ngôi nhà có diện tích, khơng gian lớn hay nhỏ, nhiều gia đình đặc biệt thành phố thích có đươ ̣c một khu vườn nhỏ để trồng loại yêu thích, từ hoa, cây cảnh để giải trí cho tới rau, củ, để phu ̣c vu ̣ cho bữa ăn hàng ngày gia đình Những khu vườn phần sân thượng (Hình 1), hay khoảng đất trống không phục vụ cho việc xây dựng Nhưng không phải cũng có thời gian chăm sóc hay có điều kiện để trang bị hệ thống tưới đắt tiền, khơng phải lúc có mặt nhà để trực dõi, kiểm tra xem hệ thống tưới nước có hoạt động tốt hay không 44 - Độ ẩm đất FuzzySet* cold = new FuzzySet(0,0,10,15); FuzzySet* cool = new FuzzySet(14,15,20,25); FuzzySet* warm = new FuzzySet(22,25,30,40); FuzzySet* hot = new FuzzySet(39,40,50,50); FuzzyInput* soilHumidity = new FuzzyInput(2); soilHumidity -> addFuzzySet(veryLow1); soilHumidity -> addFuzzySet(low1); soilHumidity -> addFuzzySet(medium1); soilHumidity -> addFuzzySet(high1); fuzzy -> addFuzzyInput(soilHumidity); - Độ ẩm khơng khí FuzzySet* veryLow2 = new FuzzySet(0,0,10,15); FuzzySet* low2 = new FuzzySet(14,15,30,40); FuzzySet* medium2 = new FuzzySet(39,40,60,70); FuzzySet* high2 = new FuzzySet(69,70,85,90); FuzzySet* veryHigh2 = new FuzzySet(89,90,100,100); FuzzyInput* humidity = new FuzzyInput(3); humidity -> addFuzzySet(veryLow2); humidity -> addFuzzySet(low2); humidity -> addFuzzySet(medium2); humidity -> addFuzzySet(high2); fuzzy -> addFuzzyInput(humidity); Biến đầu ra: - Tưới nhỏ giọt FuzzySet* onVeryShort1 = new FuzzySet(0,1,5,10); FuzzySet* onShort1 = new FuzzySet(9,10,10,20); FuzzySet* onMedium1 = new FuzzySet(19,20,20,30); FuzzySet* onLong1 = new FuzzySet(29,30,30,40); 45 FuzzySet* onVeryLong1 = new FuzzySet(39,40,60,60); FuzzyOutput* time1 = new FuzzyOutput(1); time1 -> addFuzzySet(onVeryShort1); time1 -> addFuzzySet(onShort1); time1 -> addFuzzySet(onMedium1); time1 -> addFuzzySet(onLong1); time1 -> addFuzzySet(onVeryLong1); fuzzy -> addFuzzyOutput(time1); - Tưới phun sương FuzzySet* onVeryShort2 = new FuzzySet(0,1,5,10); FuzzySet* onShort2 = new FuzzySet(9,10,10,15); FuzzySet* onMedium2 = new FuzzySet(14,15,15,25); FuzzySet* onLong2 = new FuzzySet(24,25,25,40); FuzzySet* onVeryLong2 = new FuzzySet(39,40,60,60); FuzzyOutput* time2 = new FuzzyOutput(2); time2 -> addFuzzySet(onVeryShort2); time2 -> addFuzzySet(onShort2); time2 -> addFuzzySet(onMedium2); time2 -> addFuzzySet(onLong2); time2 -> addFuzzySet(onVeryLong2); fuzzy -> addFuzzyOutput(time2); 3.2.2 Thiết lập luật điều khiển //rule1: Hot, VeryLow1, VeryLow2 FuzzyRule* fuzzyRule1 = new FuzzyRule(1, ifTemperatureHotAndSoilHumidityVeryLow1AndHumidityVeryLow2, thenTimeOn1VeryLongTimeOn2VeryLong); fuzzy->addFuzzyRule(fuzzyRule1); //rule2: Hot, VeryLow1, Low2 46 FuzzyRule* fuzzyRule2 = new FuzzyRule(2, ifTemperatureHotAndSoilHumidityVeryLow1AndHumidityLow2, thenTimeOn1VeryLongTimeOn2Long); fuzzy->addFuzzyRule(fuzzyRule2); //rule3: Hot, VeryLow1, Medium2 FuzzyRule* fuzzyRule3 = new FuzzyRule(3, ifTemperatureHotAndSoilHumidityVeryLow1AndHumidityMedium2, thenTimeOn1VeryLongTimeOn2Medium); fuzzy->addFuzzyRule(fuzzyRule3); //rule4: Hot, VeryLow1, High2 FuzzyRule* fuzzyRule4 = new FuzzyRule(4, ifTemperatureHotAndSoilHumidityVeryLow1AndHumidityHigh2, thenTimeOn1VeryLongTimeOn2Short); fuzzy->addFuzzyRule(fuzzyRule4); //rule5: Hot, VeryLow1, VeryHigh2 FuzzyRule* fuzzyRule5 = new FuzzyRule(5, ifTemperatureHotAndSoilHumidityVeryLow1AndHumidityVeryHigh2, thenTimeOn1VeryLongTimeOn2Off); fuzzy->addFuzzyRule(fuzzyRule5); //rule6: Hot, Low1, VeryLow2 FuzzyRule* fuzzyRule6 = new FuzzyRule(6, ifTemperatureHotAndSoilHumidityLow1AndHumidityVeryLow2, thenTimeOn1LongTimeOn2VeryLong); fuzzy->addFuzzyRule(fuzzyRule6); //rule7: Hot, Low1, Low2 FuzzyRule* fuzzyRule7 = new FuzzyRule(7, ifTemperatureHotAndSoilHumidityLow1AndHumidityLow2, thenTimeOn1LongTimeOn2Long); fuzzy->addFuzzyRule(fuzzyRule7); //rule8: Hot, Low1, Medium2 47 FuzzyRule* fuzzyRule8 = new FuzzyRule(8, ifTemperatureHotAndSoilHumidityLow1AndHumidityMedium2, thenTimeOn1LongTimeOn2Medium); fuzzy->addFuzzyRule(fuzzyRule8); //rule9: Hot, Low1, High2 FuzzyRule* fuzzyRule9 = new FuzzyRule(9, ifTemperatureHotAndSoilHumidityLow1AndHumidityHigh2, thenTimeOn1LongTimeOn2Short); fuzzy->addFuzzyRule(fuzzyRule9); //rule10: Hot, Low1, VeryHigh2 FuzzyRule* fuzzyRule10 = new FuzzyRule(10, ifTemperatureHotAndSoilHumidityLow1AndHumidityVeryHigh2, thenTimeOn1LongTimeOn2Off); fuzzy->addFuzzyRule(fuzzyRule10); ……………… //rule99: Cold, VeryLow1, Low2 FuzzyRule* fuzzyRule10 = new FuzzyRule(10, ifTemperatureHotAndSoilHumidityLow1AndHumidityVeryHigh2, thenTimeOn1MediumTimeOn2Long); fuzzy->addFuzzyRule(fuzzyRule10); //rule100: Cold, VeryLow1, VeryLow2 FuzzyRule* fuzzyRule10 = new FuzzyRule(10, ifTemperatureHotAndSoilHumidityVeryLow1AndHumidityVeryLow2, thenTimeOn1ShortTimeOn2VeryLong); fuzzy->addFuzzyRule(fuzzyRule10); 48 Chương - KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Kết quả: Với việc áp dụng logic mờ để giải toán tưới tự động với thiết bị phần cứng lựa chọn, luận văn xây dựng thành công hệ thống điều khiển tưới nước tự động mục tiêu đề Hình 4.1: Mơ hình triển khai hệ thống điều khiển tưới tự động Các số liệu từ cảm biến truyền trung tâm điều khiển để xử lý tính tốn lệnh điều khiển, sau thơng tin hệ thống đưa lên địa web để truy cập từ nơi Hình 4.2: Giao diện Web hệ thống giám sát (1/2) 49 Hình 4.3: Giao diện Web hệ thống giám sát (2/2) Bàn luận: Hoạt động điều khiển mờ phụ thuộc vào kinh nghiệm phương pháp rút kết luận theo tư người, sau cài đặt vào máy tính sở logic mờ nên khơng thể ln xác hồn cảnh, điều kiện khác Với hệ thống tưới tự động việc thiết kế hệ thống hướng đến loại trồng, loại đất, giai đoạn phát triển điểm hạn chế lớn đến tính năng, linh hoạt hệ thống, luận văn đưa giải pháp việc cấu hình hệ thống để hoạt động linh hoạt hơn, phù hợp cho đặc tính loại trồng mong muốn thiết lập hệ thống dựa số như: loại trồng, tính chất đất, giai đoạn phát triển trồng, … Hơn độ xác hệ thống đánh giá cải thiện thông qua trình thử nghiệm thực tế Vì vậy, hệ thống cần thường xuyên cải tiến, hiệu chỉnh lại thông số nhằm cải thiện, nâng cao tính xác hiệu làm việc hệ thống Phương pháp cập nhật từ xa OTA (Over the Air) [Phụ lục 2] lựa chọn phù hợp để cập nhật hệ thống điều khiển sau đến tay người sử dụng 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Luận văn thực mục tiêu đặt thiết kế xây dựng hệ thống điều khiển tự động hoàn thiện phục vụ cho việc tưới nước cho trồng, bao gồm: - Lựa chọn phương pháp điều khiển, phương pháp tưới; - Xây dựng thông số đầu vào, đầu ra; - Xây dựng tập luật điều khiển; - Lựa chọn thiết bị phần cứng, thiết kế điều khiển; - Nạp chương trình lên thiết bị; - Tiến hành thử nghiệm thực tế Hệ thống điều khiển đáp ứng tiêu chí như: - Có thể giám sát hệ thống từ nơi cần có internet; - Giá thành rẻ; - Tiết kiệm nước, điện năng, đảm bảo cung cấp đủ lượng nước cần Kiến nghị: Việc sử dụng hệ thống tưới thời gian dài xuất hiện tượng ống dẫn nước bị tắc gây ảnh hưởng tới hoạt động hệ thống, tác giả kiến nghị: - Bổ xung thêm lọc để kiểm soát nguồn nước cung cấp cho hệ thống, ngăn không cho vật cản chui vào đường ống nước - Có thể sử dụng loại ống để dễ dàng nhận thấy điểm bị tắc nghẽn 51 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt: [1] Nguyễn Thị Hòa (2014), Nghiên cứu ứng dụng điều khiển mờ thích nghi cho tay máy robot hai bậc tự do, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Thái Nguyên [2] Nguyễn Khánh Ngọc (2012), Tìm hiểu Logic mờ xây dựng ứng dụng điều khiển tự động tốc độ xe ô tô, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh [3] Nguyễn Minh Sơn (2015), Hệ thống giám sát điều khiển tự động việc chăm sóc vườn cây, Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Lạc Hồng [4] Nguyễn Lữ Anh Tú (2013), Ứng dụng điều khiển mờ vào việc xây dựng hệ thống tưới tự động, Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Lạc Hồng [5] Trần Lê Vinh (2012), Ứng dụng logic mờ điều khiển nhiệt độ lò nung Tuynel, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Đà Nẵng Website: [6] Bước đầu IoT nông nghiệp Việt nam, http://tiasang.com.vn/ Default.aspx?tabid=112&CategoryID=43&News=9247, truy nhập ngày 18/10/2016 [7] Các hệ thống tưới tự động, http://www.tuoitudong.net/index.php/vi/san-phamtuoi-tu-dong-quy-mo-nho.html, truy nhập ngày 15/8/2016 [8] Có thể bạn chưa biết: Nơng nghiệp đầu ứng dụng IoT, http://xahoithongtin.com.vn/vien-thong-cntt/201606/co-the-ban-chua-bietnong-nghiep-dang-di-dau-trong-ung-dung-iot-533512/, truy nhập ngày 18/10/2016 [9] Giải pháp tưới xác, https://mimosatek.com/#san-pham, truy nhập ngày 20/10/2016 [10] Một số biện pháp tưới nước cho trồng, http://www.vusta.vn/vi/ne ws/ Thong-tin-Su-kien-Thanh-tuu-KH-CN/Mot-so-bien-phap-tuoi-nuoc-cho-caytrong-41299 html, truy nhập ngày 10/10/2016 52 [11] Nghệ thuật tưới nước người Israel, http://sac.edu.vn/tinchitiet.php? id1=131&id2=183&id=270, truy nhập ngày 20/8/2016 [12] Thế nơng nghiệp xác, http://iasvn.org/tin-tuc/The-nao-la-no ngnghiep-chinh-xac-8971.html, truy nhập ngày 22/10/2016 [13] Tin học ứng dụng ngành nông nghiệp, http://sac.edu.vn/tinchitiet php? id1=131&id2=183&id=225, truy nhập ngày 25/8/2016 [14] Xu hướng nơng nghiệp xác, http://vtc16.vn/thoi-su-nong-thon /3967/ NVTC My-Xu-huong-nen-nong-nghiep-chinh-xac, 22/10/2016 truy nhập ngày 53 PHỤ LỤC Danh mục thiết bị STT Tên thiết bị Ghi Van điện từ Van điện từ dùng cho đường dẫn nước nhỏ giọt Bơm tăng áp Máy bơm dùng cho đường dẫn nước phun sương Ống phi 21 Dùng làm ống dẫn nước Thập 21 – 10 ly Nối từ ống phi 21 xuống nhánh T 21 – 10 ly Nối từ ống phi 21 xuống nhánh Nối 10 – ly Chuyển từ đầu 10 ly xuống ly Ống ly Đường ống dẫn tới bec tưới T ly Chia đường ống ly thành nhánh Bec nhỏ giọt tia Độ bao phủ bec khoảng 20-30cm, tương đương bec/𝑚2 10 Bec phun sương đầu Độ bao phủ bec khoảng – m 11 Cảm biến mưa Xác định điều kiện thời tiết có mưa/khơng mưa 12 Cảm biến độ ẩm đất Xác định độ ẩm đất 13 Cảm biến nhiệt độ, Xác định nhiệt độ độ ẩm khơng khí độ ẩm khơng khí 14 Cảm biến lưu lượng Xác định có dòng nước chảy qua hay không nước 15 Relay Bật/ tắt động 16 IoT Wifi Uno Dùng làm trung tâm xử lý 54 PHỤ LỤC Cập nhật firmware Firmware loại phần mềm có khả kiểm sốt, giám sát thao tác liệu hệ điều hành, ví dụ thiết bị chứa phần mềm hệ thống nhúng (máy vi tính, điện thoại di động, máy ảnh kỹ thuật số, thiết bị điều khiển từ xa, đèn giao thơng ) Firmware có thiết bị có khả điều khiển thiết bị cấp thấp cho thiết bị Firmware cập nhật Firmware thường nằm ROM, EPROM hay nhớ flash, Firmware thiết bị thường cài đặt vĩnh viễn sau xuất xưởng không thay đổi suốt đời thiết bị Một thiết bị thay đổi Firmware thường sử dụng để sửa lỗi bổ xung thêm tính thiết bị đòi hỏi ROM nhớ flash phải thay đổi cấu trúc lập trình lại thơng qua thủ tục đặc biệt Giới thiệu OTA Cập nhật firmware OTA (Over the Air) tiến trình tải firmware vào ESP module thay sử dụng cổng Serial Tính thực hữu dụng nhiều trường hợp giới hạn kết nối vật lý đến ESP Module OTA thực với: • Arduino IDE • Web Browser • HTTP Server Sử dụng OTA với tùy chọn dùng Arduino IDE trình phát triển, thử nghiệm, tùy chọn lại phù hợp cho việc triển khai ứng dụng thực tế, cung cấp tính cập nhật OTA thơng qua web hay sử dụng HTTP Server Trong tất trường hợp, Firmware hỗ trợ OTA phải nạp lần qua cổng Serial, thứ hoạt động trơn tru, logic ứng dụng OTA hoạt động thực việc cập nhật firmware thông qua OTA Sẽ khơng có đảm bảo an ninh q trình cập nhật OTA bị hack Nó phụ thuộc vào nhà phát triển đảm bảo việc cập nhật phép từ nguồn hợp pháp, đáng 55 tin cậy Khi cập nhật hoàn tấn, ESP8266 khởi động lại thực thi code Nhà phát triển phải đảm bảo ứng dụng thực module phải tắt khởi động lại cách an toàn Nội dung bên cung cấp bổ sung thông tin an ninh, an tồn cho tiến trình cập nhật OTA Bảo Mật Khi ESP8266 phép thực thi OTA, có nghĩa kết nối mạng khơng dây có khả cập nhập Sketch Cho nên khả ESP8266 bị công nhiều bị nạp mã thực thi khác cao Để giảm khả bị công cần xem xét bảo vệ cập nhật bạn với mật khẩu, cổng sử dụng cố định khác biệt, v.v… Kiểm tra tính cung cấp thư viện ArduinoOTA thường xuyên, nâng cấp khả bảo vệ an toàn: void setPort(uint16_t port); void setHostname(const char* hostname); void setPassword(const char* password); Một số chức bảo vệ xây dựng khơng u cầu mã hóa cho nhà phát triển ArduinoOTA espota.py sử dụng Digest-MD5 để chứng thực việc tải firmware lên Đơn giản đảm bảo tính tồn vẹn firmware việc tính MD5 Hãy phân tích rủi ro cho riêng ứng dụng bạn bạn tùy thuộc vào ứng dụng mà định chức thư viện để thực Nếu cần thiết, có thẻ xem xét việc thực phương thức bảo vệ khỏi bị hack, ví dụ cập nhật OTA cho tải lên theo lịch trình cụ thể, kích hoạt OTA người dùng nhấn nút chuyên dụng “Cập nhật”, v.v… An tồn Q trình OTA tiêu tốn nguồn tài ngun băng thơng ESP8266 tải lên Sau đó, ESP8266 khởi động lại Sketch thực thi Cần phải phân tích kiểm tra để Sketch không ảnh hưởng tới chức có Sketch tại, việc cập nhật 56 Khi phát triển ứng dụng IoT liên quan tới phần cứng việc cập nhật firmware cho thiết bị từ xa (FOTA) ưu tiên hàng đầu Nó giúp dễ dàng nâng cấp tính fix lỗi … Tham khảo ứng dụng quản lý cập nhật firmware cho thiết bị sử dụng esp8266 làm controller IoT Marker Việt Nam nhằm giúp nhà phát triển dễ dàng việc triển khai OTA 57 58 Nguồn https://arduino.esp8266.vn/network/ota.html ... VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Đỗ Hữu Thao GIẢI PHÁP HỖ TRỢ HỆ THỐNG TƯỚI VƯỜN CÂY MANG TÍNH TỰ ĐỘNG Chun ngành: Hệ thống thơng tin Mã số: 60.48.01.04 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ... hệ thống từ xa Trong khuôn khổ luận văn thạc sĩ lĩnh vực công nghệ thông tin, đề tài Giải pháp hỗ trợ hệ thống tưới vườn mang tính tự động góp phần giải vấn đề đặt 3 Chương - TỔNG QUAN 1.1... trang bị hệ thống tưới đắt tiền, lúc có mặt nhà để trực dõi, kiểm tra xem hệ thống tưới nước có hoạt động tốt hay không 2 Vậy xây dựng hệ thống tưới nước tự động cho trồng làm để đảm bảo hệ thống