Hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật, công nghệ thông tin, công nghệ vi mạch điện tử đã, đang và sẽ hiện diện nhiều hơn trong cuộc sống của con ngƣời với những lợi ích to lớn mà nó mang lại trong cuộc sống. Trong bối cảnh nhân loại đang bƣớc vào những năm đầu của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 với những yếu tố cốt lõi là trí tuệ nhân tạo (AIArtificial Intelligence), Internet vạn vật (IoT Internet of Things) và dữ liệu lớn (big data), với xu hƣớng là tự động hóa và trao đổi dữ liệu trong công nghệ sản xuất, do vậy việc tự động thu thập, xử lý thông tin là yếu tố đầu tiên và quan trọng nhất quyết định đến sự thành công của cuộc cách mạng. Có nhiều phƣơng pháp khác nhau cho phép chúng ta thu thập thông tin, trong đó phƣơng pháp phổ biến đƣợc sử dụng trên thế giới và Việt Nam là sử dụng mạng cảm biến không dây, lợi ích nổi bật của mạng cảm biến không dây là nó có thể đƣợc triển khai và thực hiện nhiệm vụ thu thập dữ liệu phân tán với quy mô lớn trong bất kì điều kiện và ở bất kì vị trí địa lý nào kể cả trong những môi trƣờng nguy hiểm mà mạng có dây truyền thống không thể thực hiện. Do đó mạng cảm biến không dây đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, nhiều mục đích nhƣ: kiểm tra giám sát hệ sinh thái và môi trƣờng sinh vật phức tạp, trong lĩnh vực y tế, khảo sát đánh giá chính xác trong nông nghiệp, trong an ninh và các ứng dụng trong đời sống hàng ngày. Mạng cảm biến không dây là một mạng bao gồm một số lƣợng lớn các node cảm biến có kích thƣớc nhỏ gọn, giá thành thấp, và hơn hết là phải có sẵn nguồn năng lƣợng, có khả năng tính toán và trao đổi với các thiết bị khác nhằm mục đích thu thập thông tin toàn mạng để đƣa ra các thông số về môi trƣờng mà mạng quan sát. Mạng cảm biến không dây thƣờng đƣợc bố trí một cách biệt lập, trong phạm vi rộng, môi trƣờng khắc nghiệt và sử dụng trong thời gian dài để thực hiện nhiệm vụ cảm biến, ngoài việc đảm bảo độ tin cậy khi hoạt động, duy trì năng lƣợng cho 2 mạng hoạt động, thì quản lý kiến trúc của mạng cảm biến không dây cũng rất quan trọng. Trong luận văn này, tác giả đi sâu vào nghiên cứu về các kiến trúc thƣờng dùng trong mạng cảm biến không dây và đề xuất sử dụng kiến trúc phù hợp áp dụng vào bài toán phục vụ trong nông nghiệp chính xác để thu thập, giám sát các thông số môi trƣờng biến đổi chậm nhằm thu thập thông số môi trƣờng mà vẫn kéo dài thời gian hoạt động của mạng trong điều kiện năng lƣợng của các node là hữu hạn. Cấu trúc của luận văn gồm: Chƣơng 1: Tổng quan về mạng cảm biến không dây Nội dung cơ bản của chƣơng này là đƣa ra các khái niệm cơ bản về mạng cảm biến không dây, một số chuẩn truyền thông của mạng cảm biến không dây và những ứng dụng của mạng cảm biến không dây trong thực tế. Chƣơng 2: Kiến trúc mạng cảm biến không dây Chƣơng 2 nghiên cứu và phân tích các kiến trúc thƣờng gặp của mạng cảm biến không dây, đi sâu nghiên cứu một vài kiến trúc mạng cảm biến có sự linh hoạt trong việc tùy biến, mở rộng mạng và phù hợp với nhiệm vụ thu thập các thông số môi trƣờng biến đổi chậm sử dụng trong nông nghiệp chính xác Chƣơng 3: Ứng dụng mạng cảm biến không dây trong nông nghiệp. Chƣơng 3 đề xuất giải pháp áp dụng mạng cảm biến không dây vào nông nghiệp chính xác, nghiên cứu, thiết kế mạng cảm biến không dây nhằm giám sát độ ẩm đất và thực hiện việc điều khiển van tƣới nƣớc cho vƣờn cây có diện tích nhỏ. Chƣơng 4: Kết quả thực nghiệm Chƣơng này đƣa ra mô hình mạng cảm biến không dây sử dụng giám sát lƣợng nƣớc cho một khu vƣờn diện tích 360m2, với cấu trúc cụ thể của các node cảm biến và trạm trung tâm mà tác giả đã xây dựng, đồng thời trình bày kết quả thực nghiệm chuẩn hóa cảm biến mà tác giả đã tiến hành. Trong luận văn này tác giả đã xây dựng, đề xuất một giải pháp để ứng dụng mạng cảm biến không dây vào nông nghiệp, giải pháp này tác giả cho rằng nó có nhiều điểm thuận lợi và có khả năng đƣa vào ứng dụng trong thực tế.
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận văn: “Nghiên cứu kiến trúc mạng cảm biến không dây ứng dụng” Là thực dƣới hƣớng dẫn TS Lê Quang Thảo Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tác giả Lƣu Hồng Long LỜI CẢM ƠN Để hồn thiện luận văn, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hƣớng dẫn tơi, TS Lê Quang Thảo Trong suốt q trình thực luận văn, thầy tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Bộ môn Vật lý Vô tuyến, Khoa Vật lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội truyền đạt cho kiến thức kinh nghiệm quý báu trình học tập nghiên cứu Nghiên cứu tài trợ Đại học Quốc gia Hà Nội đề tài mã số QG.17.09 Tôi xin trân trọng cảm ơn tài trợ q báu Tơi xin cảm ơn đến cán quản lý thiết bị, máy móc thuộc danh mục thiết bị bảng A đƣợc trang bị Bộ môn Vật lý Vô tuyến, Khoa Vật lý Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội Các thiết bị đƣợc sử dụng gồm: “Dao động ký số điện tử DL1720E, Keithly 2000…” Tơi bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, ngƣời ủng hộ động viên giúp đỡ thời gian làm luận văn Hà Nội, tháng 12 năm 2017 Lƣu Hoàng Long MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY .3 1.1 Khái niệm 1.2 Các đặc điểm mạng cảm biến khơng dây 1.2.1 Kích thƣớc vật lý, lƣợng tiêu thụ 1.2.2 Khả chịu lỗi, khả thích nghi .5 1.2.3 Đa dạng thiết kế .6 1.2.4 Chi phí sản xuất thấp 1.3 Chuẩn IEEE 802.15.4 ZigBee mạng cảm biến không dây 1.3.1 IEEE 802.15.4 [19] 1.3.2 ZigBee [4,19] 1.4 Ứng dụng mạng cảm biến không dây 1.4.1 Ứng dụng quân 10 1.4.2 Ứng dụng vào môi trƣờng .11 1.4.3 Ứng dụng vào dịch vụ y tế 13 1.4.4 Ứng dụng vào thiết bị nhà .14 1.4.5 Ứng dụng công nghiệp 15 1.4.6 Ứng dụng nông nghiệp 15 CHƢƠNG KIẾN TRÚC MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 17 2.1 Các kiểu mạng [1] 17 2.1.1 Cấu trúc phẳng 18 2.1.2 Cấu trúc phân tầng 19 2.2 Kiến trúc phần cứng 21 2.2.1 Node UWASA 22 2.2.2 SurfNet 26 2.3 Kiến trúc phần mềm 29 2.3.1 Lớp giao vận [12] 30 2.3.2 Lớp mạng [1] 30 2.3.3 Lớp liên kết liệu [1] 31 2.3.4 Lớp vật lý [12] .31 2.3.5 Lớp ứng dụng [1] 32 2.3.6 Các mặt phẳng chéo [2] 33 CHƢƠNG ỨNG DỤNG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 34 TRONG NÔNG NGHIỆP 34 3.1 Kiến trúc tổng thể hệ thống 35 3.1.1 Node cảm biến .36 3.1.2 Bộ điều khiển tƣới nƣớc 37 3.2 Vi điều khiển họ AVR Atmel [11,14] 39 3.3 Bộ thu phát vô tuyến nRF24L01 [17,19] 41 3.4 Kiến trúc phần mềm 45 3.4.1 Kiến trúc giao tiếp thông tin [19] 45 3.4.2 Kỹ thuật MultiCeiverTM hãng Nordic [19] .46 3.4.3 Thuật toán hoạt động kiến trúc phần mềm [19] 48 CHƢƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG MẠNG CẢM BIẾN 52 ĐIỀU KHIẾN VAN TƢỚI NƢỚC THEO ĐỘ ẨM CỦA ĐẤT 52 4.1 Bản thiết kế sơ đồ mạng 52 4.2 Phần cứng node cảm biến 54 4.3 Phần cứng trạm trung tâm 57 4.4 Thực nghiệm chuẩn hóa cảm biến đo độ ẩm đất 59 4.4.1 Giới thiệu cảm biến độ ẩm đất 59 4.4.2 Xác định độ ẩm đất [10] 62 4.4.3 Kết thực nghiệm chuẩn hóa cảm biến độ ẩm MS10 63 4.5 Thơng số lập trình chuyển đổi tín hiệu số độ ẩm đất 65 KẾT LUẬN CHUNG 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 70 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Cụm từ Nghĩa tiếng Việt Tín hiệu sử dụng truyền thông số để đảm bảo liệu đƣợc nhận Bộ chuyển đổi tƣơng tự - số Vi điều khiển họ AVR ACK Acknowledgement ADC AVR Analog Digital Converter CPU Central Processing Unit Bộ xử lý trung tâm Institute of Electrical and Electronics Engineers Industrial, Scientific and Medical Liquid Crystal Display low-rate wireless personal area networks Media Access Control Microcontroller unit Negative acknowledgement Viện điện, điện tử quốc tế IEEE ISM LCD LR-WPANs MAC MCU NACK nRF24L01 RF RISC RX SM SPI SurfNet TX UWASA WSN ZigBee Radio frequency Reduced Instruction Set Computer Receiver Soil Moisture Serial Peripheral Interface Transmitter Wireless Sensor Network Chuẩn công nghiệp, nghiên cứu khoa học y tế Màn hiển thị tinh thể lỏng Mạng cá nhân không dây tốc độ thấp Điều khiển truy cập đƣờng truyền Bộ vi xử lý trung tâm Tín hiệu xác thực phủ định Tên riêng thu phát nRF24L01 Tần số vô tuyến Cấu trúc tập hợp lệnh rút gọn Máy thu sóng Độ ẩm đất Giao tiếp ngoại vi nối tiếp Tên riêng kiến trúc SurfNet Máy phát sóng Tên riêng kiến trúc UWASA Mạng cảm biến khơng dây Tên riêng giao thức mạng không dây ZigBee DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các tính điều khiển nRF24L1D …………………….28 Bảng 3.1 Chức chân nRF24L01… …………… … 44 Bảng 4.1 Độ ẩm mẫu đất đo đƣợc theo TCVN 4048:2011 điện áp đầu đƣợc đo cảm biến MS10… ………………… ……………… 64 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cấu trúc mạng cảm biến Hình 1.2 Các kiểu topo mạng IEEE 802.15.4 Hình 1.3 Giao thức theo chuẩn ZigBee Hình 2.1 Mạng dạng hình 17 Hình 2.2 Mạng dạng vòng 18 Hình 2.3 Mạng dạng truc tuyến 18 Hình 2.4 Cấu trúc phẳng 19 Hình 2.5 Cấu trúc tầng 20 Hình 2.6 Kiến trúc phần cứng node UWASA 22 Hình 2.7 Cấu trúc ngăn xếp node UWASA 25 Hình 2.8 Cấu trúc phần mềm node UWASA 25 Hình 2.9 Một node cảm biến theo kiến trúc node UWASA 26 Hình 2.10 Node cảm biến sử dụng kiến trúc SurfNet (Palomäki 2010a) 27 Hình 2.11 Cầu nối USB với UWASA SurfNet 29 Hình 3.1 Kiến trúc tổng thể hệ thống giám sát nƣớc nông nghiệp 35 Hình 3.2 Cấu trúc node theo kiến trúc phần cứng UWASA 37 Hình 3.3 Kiến trúc điều khiển máy bơm theo UWASA SurfNet 38 Hình 3.4 Cấu trúc tập lệnh rút gọn vi điều khiển Atmega 40 Hình 3.5 Sơ đồ kết nối nRF24L01 với vi điều khiển 43 Hình 3.6 Sơ đồ chân nRF24L01 43 Hình 3.7 Chế độ hoạt động node UWASA SurfNet 46 Hình 3.8 Kĩ thuật MultiCeiverTM node SurfNet 47 Hình 3.9 Cơ chế tránh va chạm theo kĩ thuật MultiCeiverTM 48 Hình 3.10 Sơ đồ thuật tốn node cảm biến theo kiến trúc UWASA 49 Hình 3.11 Sơ đồ thuật tốn trạm trung tâm theo kiến trúc UWASA SurfNet 50 Hình 4.1 Sơ đồ thiết kế mạng cảm biến giám sát độ ẩm đất 53 Hình 4.2 Sơ đồ mạch điện khối thu thập liệu 55 Hình 4.3 Node thu thập liệu 56 Hình 4.4 Sơ đồ mạch điện khối xử lý trung tâm 57 Hình 4.5 Khối xử lý trung tâm 58 Hình 4.6 Cảm biến độ ẩm đất 59 Hình 4.7 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm HS1101 60 Hình 4.8 Cảm biến độ ẩm đất MS10 61 Hình 4.9 Thực nghiệm chuẩn hóa cảm biến MS10 62 Hình 4.10 Đồ thị liên hệ điện áp độ ẩm tƣơng ứng 65 MỞ ĐẦU Hiện với phát triển mạnh mẽ khoa học kĩ thuật, công nghệ thông tin, công nghệ vi mạch điện tử đã, diện nhiều sống ngƣời với lợi ích to lớn mà mang lại sống Trong bối cảnh nhân loại bƣớc vào năm đầu cách mạng công nghiệp 4.0 với yếu tố cốt lõi trí tuệ nhân tạo (AI-Artificial Intelligence), Internet vạn vật (IoT- Internet of Things) liệu lớn (big data), với xu hƣớng tự động hóa trao đổi liệu cơng nghệ sản xuất, việc tự động thu thập, xử lý thông tin yếu tố quan trọng định đến thành công cách mạng Có nhiều phƣơng pháp khác cho phép thu thập thơng tin, phƣơng pháp phổ biến đƣợc sử dụng giới Việt Nam sử dụng mạng cảm biến khơng dây, lợi ích bật mạng cảm biến khơng dây đƣợc triển khai thực nhiệm vụ thu thập liệu phân tán với quy mô lớn điều kiện vị trí địa lý kể mơi trƣờng nguy hiểm mà mạng có dây truyền thống khơng thể thực Do mạng cảm biến khơng dây đƣợc sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực, nhiều mục đích nhƣ: kiểm tra giám sát hệ sinh thái môi trƣờng sinh vật phức tạp, lĩnh vực y tế, khảo sát đánh giá xác nơng nghiệp, an ninh ứng dụng đời sống hàng ngày Mạng cảm biến không dây mạng bao gồm số lƣợng lớn node cảm biến có kích thƣớc nhỏ gọn, giá thành thấp, hết phải có sẵn nguồn lƣợng, có khả tính tốn trao đổi với thiết bị khác nhằm mục đích thu thập thơng tin tồn mạng để đƣa thông số môi trƣờng mà mạng quan sát Mạng cảm biến không dây thƣờng đƣợc bố trí cách biệt lập, phạm vi rộng, môi trƣờng khắc nghiệt sử dụng thời gian dài để thực nhiệm vụ cảm biến, việc đảm bảo độ tin cậy hoạt động, trì lƣợng cho mạng hoạt động, quản lý kiến trúc mạng cảm biến không dây quan trọng Trong luận văn này, tác giả sâu vào nghiên cứu kiến trúc thƣờng dùng mạng cảm biến không dây đề xuất sử dụng kiến trúc phù hợp áp dụng vào toán phục vụ nơng nghiệp xác để thu thập, giám sát thông số môi trƣờng biến đổi chậm nhằm thu thập thông số môi trƣờng mà kéo dài thời gian hoạt động mạng điều kiện lƣợng node hữu hạn Cấu trúc luận văn gồm: Chƣơng 1: Tổng quan mạng cảm biến không dây Nội dung chƣơng đƣa khái niệm mạng cảm biến không dây, số chuẩn truyền thông mạng cảm biến không dây ứng dụng mạng cảm biến không dây thực tế Chƣơng 2: Kiến trúc mạng cảm biến không dây Chƣơng nghiên cứu phân tích kiến trúc thƣờng gặp mạng cảm biến không dây, sâu nghiên cứu vài kiến trúc mạng cảm biến có linh hoạt việc tùy biến, mở rộng mạng phù hợp với nhiệm vụ thu thập thông số môi trƣờng biến đổi chậm sử dụng nơng nghiệp xác Chƣơng 3: Ứng dụng mạng cảm biến không dây nông nghiệp Chƣơng đề xuất giải pháp áp dụng mạng cảm biến khơng dây vào nơng nghiệp xác, nghiên cứu, thiết kế mạng cảm biến không dây nhằm giám sát độ ẩm đất thực việc điều khiển van tƣới nƣớc cho vƣờn có diện tích nhỏ Chƣơng 4: Kết thực nghiệm Chƣơng đƣa mơ hình mạng cảm biến khơng dây sử dụng giám sát lƣợng nƣớc cho khu vƣờn diện tích 360m2, với cấu trúc cụ thể node cảm biến trạm trung tâm mà tác giả xây dựng, đồng thời trình bày kết thực nghiệm chuẩn hóa cảm biến mà tác giả tiến hành Trong luận văn tác giả xây dựng, đề xuất giải pháp để ứng dụng mạng cảm biến không dây vào nông nghiệp, giải pháp tác giả cho có nhiều điểm thuận lợi có khả đƣa vào ứng dụng thực tế CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY Trong thời gian gần đây, với tiến vi điện tử, máy tính cơng nghệ truyền thơng khơng dây tạo điều kiện cho phát triển nhanh chóng mạng cảm biến khơng dây, node cảm biến thơng minh có kích thƣớc nhỏ, đa chức cho phép thu thập, xử lý liệu truyền thông không dây môi trƣờng vật lý khác 1.1 Khái niệm Mạng cảm biến không dây (WSN) hệ thống bao gồm node cảm biến liên kết với thành mạng sử dụng sóng vơ tuyến để truyền thông với Lý sử dụng kết nối khơng dây thơng thƣờng mạng cảm biến đƣợc xây dựng từ nhiều cảm biến lên đến hàng trục, hàng trăm, chí hàng ngàn cảm biến việc sử dụng dây kết nối cảm biến gặp nhiều khó khăn cho q trình thiết kế, lắp đặt vận hành Trong khu vực giám sát, node cảm biến thu thập truyền liệu tới thu nhận liệu trung gian cách gửi trực tiếp đa hƣớng Bộ thu nhận liệu trung gian đóng vai trò nhƣ cổng mạng giao tiếp với thiết bị ngƣời dùng thông qua số kiến trúc truyền thông khác nhƣ Internet hay truyền thơng vệ tinh Hình 1.1 Cấu trúc mạng cảm biến không dây Độ ầm (đơn vị :%) Đồ thị độ ẩm điện áp 90.00 y = 49.488x R² = 0.997 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 Series1 30.00 Linear (Series1) 20.00 10.00 0.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 Điện áp (đơn vị: Vơn) Hình 4.10 Đồ thị liên hệ điện áp độ ẩm tương ứng Tổng hợp thực nghiệm với loại đất chia thành 12 mẫu thí nghiệm sau đo phƣơng pháp thủ công theo TCVN 4048:2011, đo thực nghiệm với cảm biến MS10 ta thấy hiệu điện đo đƣợc u độ ẩm đƣợc tính gần SM=49,48.u (%) thơng số có phù hợp với tài liệu [16] mà nhà sản xuất đƣa lấy giá trị điện áp đo đƣợc nhân với 50 độ ẩm đất 4.5 Thơng số lập trình chuyển đổi tín hiệu số độ ẩm đất Cảm biến độ ẩm đất MS10 đo đƣợc độ ẩm từ 0-100% với điện áp từ 0- 2V, chuyển đổi sử dụng node cảm biến ADC 10 bit có điện áp hoạt động từ 0-5V, nhƣ đƣa cơng thức tính độ ẩm đất dựa vào số ADC đọc đƣợc là: Kết luận chƣơng Chƣơng tác giả đƣa giải pháp áp dụng cấu trúc mạng ứng dụng cho nông nghiệp, quản lý việc tƣới cho nơng nghiệp xác diện tích 360m2, phù hợp với diện tích đất trồng bà khu vực miền Bắc Cũng chƣơng giới thiệu phƣơng pháp đo độ ẩm đất thiết bị đo đƣợc dùng phổ biến nông nghiệp, giám sát môi trƣờng 65 KẾT LUẬN CHUNG Nghiên cứu thiết kế giải pháp sử dụng mạng cảm biến không dây giám sát thu thập số liệu môi trƣờng sinh trƣởng trồng sở sử dụng cảm biến nhằm xây dựng hệ thống giám sát thu thập số liệu môi trƣờng sinh trƣởng trồng đƣa vào thực tiễn sản xuất u cầu có tính cấp thiết thời đại ngày nay, vấn đề lƣơng thực, thực phẩm vấn đề nóng hổi quan trọng giới Việt Nam; đặc biệt vấn nạn thực phẩm bẩn ngày đe dọa đời sống ngƣời dân Việt Nam nói riêng, nhân loại nói chung Việc áp dụng cơng nghệ vào sản xuất vừa tạo suất trồng, vừa đảm bảo chất lƣợng lƣơng thực đồng thời giải pháp tiết kiệm tài ngun, góp phần bảo vệ mơi trƣờng sống giúp nhân loại phát triển bền vững Vấn đề nghiên cứu ứng dụng sử dụng mạng cảm biến không dây để giám sát thông số môi trƣờng đƣợc nhiều nhóm tác giả nghiên cứu theo nhiều khía cạnh khác nhau, có giải pháp mang tính toàn diện vấn đề cấu trúc, vấn đề tiết kiệm lƣợng Tuy nhiên áp dụng thực tiễn gặp nhiều khó khăn nguyên nhân khách quan nhƣ: vấn đề phức tạp kĩ thuật vƣợt khả nắm bắt công nghệ nhà nơng, chi phí cao so với khả chi phí ngƣời dân qua cao giá thành sản xuất làm giảm hiệu thực tế Giải pháp mà luận văn đƣa theo tác giả phù hợp có nhiều điều kiện ứng dụng vào thực tế vì: Kiến trúc mạng đơn giản, dễ lắp đặt, theo dõi giám sát Mạng sử dụng phƣơng thức thu phát qua sóng vô tuyến tần số 2,4GHz phƣơng thức thu phát đơn giản mặt kĩ thuật so với phƣơng thức truyền tải khác mà đảm bảo độ tin cậy việc thu thập tín hiệu điều khiến giám sát đối tƣợng Diện tích thiết kế nhỏ vừa phải 360m2 phù hợp với diện tích canh tác bà nơng dân khu vực phía bắc 66 Do mạng đƣợc thiết kế đảm bảo nhu cầu hoạt động tối thiểu cho việc giám sát thơng số mơi trƣờng biến đổi chậm phí khơng cao, nằm khả chi phí nhà nơng nên có nhiều điều kiện áp dụng đƣợc vào thực tế Hạn chế mơ hình cảm biến giải pháp mà tác giả đƣa xét đến thông số đƣợc giám sát độ ẩm đất, thơng số quan trọng nói bậc sinh trƣởng phát triển trồng, độ ẩm đất nhiều thơng số ảnh hƣởng đến sinh trƣởng phát triển trồng định chất lƣợng sản phẩm lƣơng thực trồng hƣớng tới nghiên cứu mạng cảm biến giám sát đƣợc nhiều thông số để không ghi nhận độ ẩm mà ghi nhận thơng số khác nhƣ thành phần đất, chất dinh dƣỡng cần thiết với mục đích ứng dụng vào nơng nghiệp xác phát triển nơng nghiệp xanh 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Ngạc Văn An, Đặng Hùng, Nguyễn Đăng Lâm, Đỗ Trung Kiên (2005), Mạng máy tính, NXB Giáo dục, (tr 12-70) Nguyễn Trung Dũng (2014), Nghiên cứu phát triển định tuyến tiết kiệm lượng cho mạng cảm biến không dây, Luận án Tiến sỹ ĐH Bách Khoa Hà Nội, (tr 10-23) Hƣớng Dƣơng (2011), Tạp chí tự động ngày (số 128) Trần Quang Huy (2016), Thiết kế mạng phân tích hiệu suất mạng cảm biến không dây cho giám sát sức khỏe, Luận văn Thạc sĩ CNTT, ĐH Công nghệ ĐH QG HN, (tr 44-47) Bùi Thanh Hƣơng (15/04/2015), Tạp chí Kiến trúc, Hội kiến trúc sƣ Việt Nam iMetos Việt Nam, http://thoitietnhanong.vn/about Internet of Things Việt Nam (09/12/2015), https://iotvietnam.com/tong-quan-vecong-nghe-zigbee/ Trịnh Lƣơng Miên (2014), Tổng quan mạng cảm biến khơng dây, Tạp chí tự động hóa ngày (số 157) Trần Trọng Nghĩa (2012), Nghiên cứu mã sửa lỗi mạng cảm biến không dây, Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Kĩ thuật điện tử, ĐH Công nghệ ĐH QG HN, (tr 11-32) 10 TCVN 4048:2011 11 Lê Trung Thắng (2008), Vi điều khiển AVR Atmega128, ĐH Khoa học Tự nhiên Tp Hồ Chí Minh 12 Thƣ viện học liệu mở Việt Nam, https://voer.edu.vn 13 Lê Đình Tuấn, Thái Dỗn Ngọc (2013), Xây dựng mạng cảm biến khơng dây nơng nghiệp xác, Tạp chí khoa học trƣờng ĐH Cần Thơ Tiếng Anh 14 AVR Atmel, http://www.microchip.com/design-centers/8-bit/microchip-avr- mcus 15 HS1101, datasheet, http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet pdf/view/47866/HUMIREL/HS1101.html 16 MS10, datasheet, http://www.infwin.com/showproduct-559-1345.html 17 Nordic Semiconductor (2006), Preliminary Product Specification, Vestre Rosten 81, N-7075 Tiller, Norway, pp 10-18 18 Virrankoski, Reino (2012), Generic Sensor Network Architecture for Wireless Automation (GENSEN), Proceedings of the University of Vaasa Reports, Finland, pp 32-46 19 Zhang, Peilin (March 20, 2014), Wireless Sensor System for monitoring and control, University of Vaasa Faculty of Technology Telecommunication Engineering, Finland, pp 9-35, 51-64 PHỤ LỤC 1-Thƣ viện hàm sử dụng truyền nhận vô tuyến typedef struct { int flag; int light; int humi; int temp; int sm; } station_info; station_info station_receive; void config() { RF_Write_RX(0x07,0b01111110); // Clear flag RF_Command_RX(0b11100010); //Flush RX delay_us(10); RF_Write_TX(0x00,0b00011111); //CONFIG 0x00 delay_ms(2); RF_Write_TX(0x07,0b01111110); RF_Write_TX(0x1D, 0b00000100); RF_Write_TX(0x05,0b00000010); //RF_CH 0x05 } unsigned char SPI_RW_TX(unsigned char Buff){ unsigned char bit_ctr; for(bit_ctr=0;bit_ctr