NHÀ KÍNH ỨNG DỤNG IOT (có code)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHÀ KÍNH ỨNG DỤNG IOT MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ADC Analog-to-digital converter CSDL Cơ Sở Dữ Liệu EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory GPIOS General-purpose input/output IoT Internet of things LCD Liquid-crystal-display PCM Pulse-code modulation PIC Programmable Intelligent Computer PHP Hypertext Preprocessor RISC Reduced instruction set computer ROM Read-Only Memory USART Universal Synchronous/Asynchronous Receiver ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 5/73 CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Ngày nhu cầu thực phẩm sạch, an tồn ln vấn đề đặt lên hàng đầu, với phát triển đô thị với mật độ dân số lớn người lại tạo thực phẩm có can thiệp chất hóa học để tạo tươi ngon bắt mắt cho thực thẩm Tình trạng bắp cải chứa thuốc tăng trưởng có nguồn gốc từ Trung Quốc, rau muống tưới nhớt, rau muống ngâm dung dịch để tạo màu xanh tươi… làm cho hoang mang ngày lòng tin vào nơng sản có mặt thị trường Chính lẽ việc tự trồng rau giải pháp hiệu an tồn cho hộ gia đình Ứng dụng cơng nghệ mạng máy tính vào trồng trọt ý tưởng hay việc nghiên cứu khoa học ngày nay, giúp người tiết kiệm nhiều thời gian công sức đem lại suất, hiệu cao Con người nhà sử dụng máy tính điện thoại mà quan sát điều khiển trang trại ngoại thành giúp tiết kiệm thời gian nhân công hiệu Trong đề tài vấn đề đặt xây dựng khu vườn thông minh nhà kính Trên diện tích đất trồng nhiều loại rau hoa màu khác Với cơng nghệ tự động hóa cần chọn loại hoa màu muốn trồng với yếu tố điều kiện tăng trưởng Hệ thống tự động điều chỉnh môi trường để tăng khả phát triển Bên cạnh sở liệu liên tục đưa lên Website giúp cho tra cứu liệu lúc 1.2 Tình hình nghiên cứu nước Hiện giới phát triển mơ hình trồng thơng minh phù hợp thị lớn Khi mà diện tích đất sử dụng ngày thu hẹp, dân số ngày tăng cao, việc xây dựng mơ hình trồng gian bếp ban công Nhà Kính Ứng Dụng Iot ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 6/73 sân thượng giúp mang lại thực phẩm không bị ô nhiễm Con người phải tạo môi trường nhân tạo với yếu tố nhiệt độ, nước, gió, độ PH, ánh sáng,… cho phát triển, trang trại thông minh nhỏ đời hộ Hơn việc trồng rau hoa hộ đem lại môi trường tự nhiên xanh, có tính thẩm mỹ cao Xu phát triển ngày giới khu vườn thơng minh hộ tự động hóa tất việc kể việc gieo trồng từ xa thu hoạch tự động Trên giới nước phát triển mơ hình trồng rau nhà ngày phổ biến lồng trồng bếp theo phương thức trồng thủy canh, sản phẩm rau sử dụng trực tiếp mà rữa lại với nước, với bước trồng đơn giản theo dõi phát triển cây, nhu cầu thành phần dinh dưỡng, nhiệt độ, độ ẩm ánh sáng tối ưu hóa thơng qua ứng dụng nhỏ điện thoại lồng trồng nhỏ dùng để trang trí số vị trí nhà bếp, bàn ăn, bên cửa sổ… Hiện Việt Nam ứng dụng hệ thống Smart Home với mục tiêu tiến tới hệ thống Smart City, ngày có nhiều gia đình Việt Nam sinh sống hộ chung cư với diện tích nhỏ trồng ngồi sân thượng, không gian bếp việc ứng dụng mơ hình thơng minh vừa mang lại lợi ích sức khỏe mà đem lại tính thẩm mỹ cho nhà Những hộ bán với việc thiết kế hệ thống tự động hóa nhà kết hợp với hệ thống trồng thông minh đem lại tiện dụng kinh tế cho gia chủ 1.3 Mục tiêu Với tình hình phát triển Smart Home ngày nay, đề tài tập trung vào xây dựng mô hình vườn nhà kính theo hướng IoT tự động hóa việc chăm sóc dựa vào loại cảm biến, vi điều khiển loại module truyền không dây Đề tài tập trung giải nhiệm vụ sau: Nhà Kính Ứng Dụng Iot ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 7/73 - - - Sử dụng cảm biến gắn vào vi điều khiển để chăm sóc cây: cảm biến nhiệt độ độ ẩm truyền liệu cho PIC (vi điều khiển) Vi điều khiển gửi liệu lên cho Esp (bộ phận so sánh) để thực việc so sánh với điều kiện sở liệu, sau đưa lựa chọn phù hợp nhất, sau Esp gửi lệnh cho PIC để thực lệnh Tự động hóa gồm tưới phun sương để tạo độ ẩm, sử dụng lò sưởi để giảm độ lạnh, dùng quạt để làm mát, thiếu ánh sáng đèn LED bật để cung cấp lượng ánh sáng vừa phải Ngồi hình LCD đặt vườn để tiện cho việc theo dõi trực tiếp nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng phát triển Một sở liệu trồng lưu kết nối website: CSDL lớn gồm 50 loại trồng khác PIC (vi điều khiển) lấy CSDL thơng qua ESP để có thơng số điều kiện phát triển Người sử dụng sử dụng trực tiếp thơng qua Website, chọn loại cho hệ thống tự động chăm sóc xem thông số điều kiện phát triển trồng Người sử dụng theo dõi từ xa trồng thông qua Website Những thông số mà PIC nhận từ cảm biến xử lý đẩy lên Website Ngồi cá nhân tự thay đổi thông số sở liệu theo mong muốn 1.4 Sơ đồ kết nối tổng quát hệ thống Các Cảm biến Khối xử lý Khối kết nối Khối điều khiển Hình 1-1: Sơ đồ kết nối hệ thống Nhà Kính Ứng Dụng Iot CSDL&Website ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 8/73 Vi điều khiển nhận liệu từ cảm biến sau nhờ cầu nối ESP8266 gửi liệu lên Webserver Ngoài có yêu cầu từ Webserver vi điều khiển đọc liệu mà server gửi yêu cầu Hệ thống xữ lý liên tục thực so sánh thông số thu thông số tăng trưởng để điều chỉnh tạo môi trường tốt cho Nhà Kính Ứng Dụng Iot ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 9/73 CHƯƠNG HỆ THỐNG PHẦN CỨNG Nội dung: So sánh, tìm hiểu linh kiện chọn linh kiện 2.1 Các loại cảm biến Khối cảm biến: - Sử dụng cảm biến: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng Do bảm biến có giá thành - rẻ, dễ sử dụng, dễ thay hư hỏng Chọn linh kiện chính: PIC16F877A, DHT11, BH1750 Bảng 2-1: So sánh cảm biến nhiệt độ, độ ẩm Cảm biến Giá thành Kết nối AM2315 450.000đ I2C SHT10 250.000đ Digital dây DHT22 102.000đ Digital dây DHT11 30.000 Digital dây Ưu điểm Mẫu mã đẹp Giao tiếp nhanh, chuẩn xác Độ bền cao Độ bền, độ xác độ ổn định cao Nhược điểm Chỉ sử dụng cảm biến môi trường độ ẩm nước Chỉ sử dụng môi trường khơng khí Chỉ sử dụng nơi Chi phí rẻ, dễ lấy thống mát, tránh ủ liệu kín ánh nắng trực tiếp Có liệu Khoảng đo độ xác mà khơng phải qua xác thấp tính tốn Bảng 2-2: So sánh cảm biến ánh sáng Cảm biến BH1750 Giá thành Giao tiếp 49.000đ I2C Nhược điểm TSL2561 65.000đ Khoảng đo tương đối thấp Chỉ dùng để bật, tắt thiết bị Quang Trở 15.000đ CDS Ưu điểm Không phải qua xử lý hay tính tốn I2C Độ bền, độ xác độ ổn định cao Digital Dễ sử dụng, nhỏ gọn dây Nhà Kính Ứng Dụng Iot ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 10/73 Để thực việc tự động hóa điều chỉnh mơi trường phù hợp cho cây, hệ thống gồm cảm biến sử dụng để thu thập thông tin thực tế môi trường Các cảm biến gồm: - Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 - Cảm biến ánh sáng BH1750 2.1.1 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 DHT11 cảm biến nhiệt độ kết hợp với đo độ ẩm dễ sử dụng có độ xác tương đối cao Hình 2-1: Cảm biến độ ẩm, nhiệt độ DHT11 [1] Thơng số kĩ thuật DHT11 trình bày bảng 2.1: Bảng 2-3: Bảng thông số kỹ thuật cảm biến DHT11 Điện áp hoạt động Sai số độ ẩm Ngưỡng độ ẩm Ngưỡng nhiệt độ Sai số nhiệt độ Nhà Kính Ứng Dụng Iot 3-5.5v DC ±5% 20-90 0-500C ±20C ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 62/73 handlerPostDelay(¬ify, 10000); } void setup() { preSetup(); net_begin(); pic_begin(); initHandler(10); handlerPostDelay(¬ify, 10000); } void loop() { handlerUpdate(millis()); if (pic_getEnviromentInfo(&temp, &light, &humid))// { alert(LOOP_DELAY, LOOP_DELAY, 1);// /*ra lenh cho pic*/ if (api_uploadEnvironmentInfo(temp, light, humid,// Nhà Kính Ứng Dụng Iot ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 63/73 &temp_min, &temp_max, &light_min, &light_max, &humid_min, &humid_max))// { alert(50, 50, 5); /*ngoai khoảng nhiet an toan*/ switch (cmpRange(temp, temp_min - SAFE_TEMP, temp_max + SAFE_TEMP))// { case -1: Serial.println("g"); break;// xy } /*chi tat khoang nhiet toi uu*/ if (cmpRange(temp, temp_min, temp_max) == 0) Serial.println("f"); /*ngoai khoảng anh sang an toan*/ switch (cmpRange(light, light_min - SAFE_LIGHT, light_max + SAFE_LIGHT)) { case -1: Serial.println("d"); break; case 1: Serial.println("e"); break; Nhà Kính Ứng Dụng Iot ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 64/73 } /*chi tat khoang anh sang toi uu*/ if (cmpRange(light, light_min , light_max ) == 0) { Serial.println("c"); } /*ngoai khoảng am an toan*/ switch (cmpRange(humid, humid_min - SAFE_HUMID, humid_max + SAFE_HUMID)) { case -1: Serial.println("k"); break; case 1: Serial.println("l"); break; case 0: Serial.println("j"); break; } /*tat am toi uu*/ if (cmpRange(humid, humid_min , humid_max )) { Serial.println("j"); Nhà Kính Ứng Dụng Iot ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 65/73 } } } } ///CODE WEB/// ///device/// ////tree///// ////deletedevice//// Nhà Kính Ứng Dụng Iot ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 68/73 ///deletetree///// Nhà Kính Ứng Dụng Iot ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 69/73 ////device.///// ///editdevice//// ////edit tree//// /////get job///// while($r = mysqli_fetch_assoc(&$sqlresult)) { $res = $r; $status = 200 ; } } } if ($status ==20) { echo $status " ".$res["temp_minn"]." ".$res["temp_max"] " ".$res["light_minn"]." ".$res["light_max"] " ".$res["humid_min"]." ".$res["huimid_max"] "\n"; } else { echo $status."\n"; } Nhà Kính Ứng Dụng Iot ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 72/73 ////history/// ///login//// } ////log out//// ////tree///