ỨNG DỤNG IOT vào vườn ươm (có code)

ỨNG DỤNG IOT vào vườn ươm (có code)

ỨNG DỤNG IOT VÀO VƯỜN ƯƠM

THÔNG MINH

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VI

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 GIỚI THIỆU 1

1.2 MỤC ĐÍCH 2

1.3 Ý NGHĨA THỰC TIỄN 2

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ INTERNET OF THINGS 4

2.1 GIỚI THIỆU 4

2.2 ĐẶC ĐIỂM NỔI BẬT CỦA IOT 6

2.3 ỨNG DỤNG 8

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 10

3.1 SÓNG VÔ TUYẾN VÀ SÓNG WIFI 10

3.1.1 Sóng vô tuyến 10

3.1.2 Sóng wifi 10

3.2 SƠ ĐỒ KHỐI 11

3.3 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 12

3.4 LỰA CHỌN LINH KIỆN 13

3.4.1 Module Node MCU ESP8266 13

3.4.2 Cảm biến nhiệt độ độ ẩm: DHT22 16

3.4.3 Cảm biến độ ẩm đất 18

3.4.4 Sự ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm, độ ẩm đất tới thực vật 20

CHƯƠNG 4 THI CÔNG PHẦN CỨNG VÀ LẬP TRÌNH 21

4.1 THI CÔNG PHẦN CỨNG 21

4.2 LẬP TRÌNH 23

5.2 ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA APP BLYNK 30

5.3 CHẾ ĐỘ TỰ ĐỘNG TƯỚI TƯỚI TIÊU 31

5.4 ĐIỀU KHIỂN BẰNG TAY VÀ CHỨC NĂNG ĐỌC DỮ LIỆU TỨC THỜI 31

CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT 33

6.1 KẾT LUẬN 33

6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 33

TÀI LIỆU THAM KHẢO 34

PHỤ LỤC A ….35

HÌNH 2-2: IOT ĐƯỢC ỨNG DỤNG TRONG NHIỀU LĨNH VỰC [3] 9

HÌNH 3-1: SƠ ĐỒ KHỐI 11

HÌNH 3-2: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 12

HÌNH 3-3: MODULE NODE MCU ESP8266 [4] 14

HÌNH 3-4: SƠ ĐỒ CHÂN NODE MCU ESP8266 [4] 15

HÌNH 3-5: CẢM BIẾN DHT22 [6] 16

HÌNH 3-6: CẢM BIẾN ĐỘ ẨM ĐẤT [6] 18

HÌNH 4-1: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MẠCH 21

HÌNH 4-2: SƠ ĐỒ MẠCH VẼ BẰNG PHẦN MỀM FRITZING 22

HÌNH 4-3: BOARD MẠCH CHÍNH 22

HÌNH 5-1: THIẾT LẬP BIỂU ĐỒ TRÊN WEB THINGSPEAK 25

HÌNH 5-2: HIỂN THỊ DỮ LIỆU LÊN WEB Ở DẠNG BIỂU ĐỒ 26

HÌNH 5-3: DỮ LIỆU TRÊN WEB ĐƯỢC XUẤT DƯỚI DẠNG FILE EXCEL 27

HÌNH 5-4: THIẾT LẬP HIỂN THỊ ĐỘ ẨM TRÊN APP BLYNK 28

HÌNH 5-5: HIỂN THỊ DỮ LIỆU LÊN APP BLYNK 29

HÌNH 5-6: ĐIỀU KHIỂN BƠM VÀ ĐÈN TỪ XA TRÊN APP BLYNK 30

IPv4 Internet Protocl version 4

IPv6 Internet Protocl version 6

Json JavaScript Object Noation

SOC System on Chip

UART Universal Asynchrnous Receiver – Transmitter4G Fourth-generation

Wifi Wirless Fidelity

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 Giới thiệu

Trong bối cảnh phát triển chóng mặt hiện nay của công nghệ hiện đại Internet ofThings, hầu hết con người ai cũng đang quan tâm về mạng internet Vai trò của nóngày một phát triển rất mạnh mẽ Mọi con người trong chúng ta ai cũng đều có nhucầu kết nối vào mạng lưới internet toàn cầu Mọi người ai cũng đều được nghe quaInternet of Thing (viết tắt là IoT), khái niệm này có thể nói là không còn xa lạ vớinhững người quan tâm đến công nghệ Sau đây tôi xin chia sẻ một dự án về ứngdụng IoT trong mảng nông nghiệp, để có thể hình dung rõ hơn về tầm quan trọngcủa Internet of Things trong thời đại hiện nay

IoT là xu hướng đang phát triển của nền nông nghiệp trong thế hệ mới, đáp ứngđược tiêu chuẩn sản xuất ra sản phẩm có chất lượng Với nền nông nghiệp nước tađang cần nhiều công ty nghiên cứu, phát triển mạnh mẽ về các sản phẩm ứng dụngvào nông nghiệp hiện đại, giúp cho nền nông nghiệp Việt Nam ngày một đi lên IoT

ra đời mục đích chính là phục vụ cho nền nông nghiệp, ứng dụng vào cuộc sốnghằng ngày của con người Nó mang lại chất lượng sản phẩm cũng như giá thành vàrất nhiều lợi ích mà IoT mang đến cho nền nông nghiệp

Đây là lý do mà tôi đã chọn đề tài “Ứng Dụng IoT Vào Vườn Ươm Thông Minh”này làm đồ án tốt nghiệp, đề tài này giúp tôi tìm hiểu rõ hơn về công nghệ, điện tử

và xu hướng phát triển của mạng lưới IoT hiện nay Đây là xu hướng rất quan trọng,

là công nghệ hiện đại phát triển toàn cầu, nó đem lại thiết bị thông minh và ảnhhưởng đến nhu cầu đời sống con người Tuy nhiên cũng có ít rủi ro về mặt bảo mật,thông tin và quyền cá nhân con người, nhưng với các rủi ro này không phải là bờrào chặn tốc độ phát triển của IoT [1]

1.2 Mục đích

Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển các thiết bị trong khu vườn qua mạnginternet, các cảm biến như nhiệt độ, độ ẩm và độ ẩm đất có nhiệm vụ đọc dữ liệu

điện thoại để người dùng có thể quan sát và điều khiển từ xa thông qua mạng Wifihoặc 3G, 4G Dùng điện thoại SmartPhone điều khiển máy bơm, đèn từ xa quamạng internet từ các cảm biến làm nhiệm vụ đọc thông tin dữ liệu của môi trường.

Hệ thống cảm biến có khả năng đọc và gửi phản hồi nhanh về những thay đổi củađiều kiện môi trường và chế độ tự động sẽ được hoạt động dưới mức ngưỡng chophép mà người lập trình thiết lập

Thiết kế một hệ thống có được độ chính xác và có khả năng hoạt động tốt với giáthành tương đối rẻ Đóng góp thúc đẩy sự phát triển của nhà nông, ngoài ra trong đềtài này còn giúp tôi học hỏi, hiểu biết nhiều hơn về công nghệ IoT, xu hướng củacác giải pháp về công nghệ mới có quy mô lớn trên toàn cầu [2]

1.3 Ý nghĩa thực tiễn

Ứng dụng khoa học công nghệ hiện đại giúp nền nông nghiệp nước ta phát triểnvượt bậc so với các nước trên thế giới Những hệ quả to lớn mà nó đã mang lại chonền kinh tế Việt Nam, IoT đóng vai trò nhất định trong nông nghiệp, vườn ươmthông minh với các quy mô vừa và lớn Chính là nhờ sự tiện lợi điều khiển từ xa,đơn giản, dễ sử dụng mà giá thành thấp, tiết kiệm được chi phí và tính hiệu quảtương đối tốt

Ứng dụng IoT mang lại giá trị to lớn cho nhà nông, giúp nền nông nghiệp tăngtrưởng nhanh, giúp con người có thể kiểm soát được trang trại của mình khi đang đicông tác, du lịch ở một nơi xa Hiện nay, ở Việt Nam đã có rất nhiều công ty pháttriển mô hình IoT với quy mô lớn để giám sát khu vườn ươm của họ [3]

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ INTERNET OF THINGS

1.4 Giới thiệu

Internet of Things (IoT), là mạng lưới vạn vật kết kết nối internet nghĩa là mạnglưới các thiết bị kết nối với nhau, với internet thông qua địa chỉ IP Khi mỗi vật hoặccon người trong mạng lưới được cung cấp bởi một định danh riêng, tất cả có khảnăng truyền tải, trao đổi thông tin qua mạng Không cần sự tương tác trực tiếp giữangười với người, giữa con người với máy tính Phát triển của IoT là sự kết hợp củacông nghệ truyền tải không dây, công nghệ vi cơ điện tử và đặc biệt hơn đó là mạnginternet

Một động vật trong trang trại được gắn một chip sinh học để theo dõi, một chiếc xeđược gắn một bộ cảm biến dùng để báo khi xe chạy quá tốc độ hoặc chip theo dõibáo sự cố khi xe hư hỏng và bất kỳ vật thể tự nhiên hay nhân tạo nào khi được địnhdanh bởi một địa chỉ IP, cunng cấp khả năng truyền và nhận dữ liệu qua mạnginternet Bây giờ, mạng lưới IoT là những liên kết giữa các máy với nhau trongngành công nghiệp năng lượng thành một dây chuyền sản xuất Các sản phẩm tạo rađược tích hợp giữa các máy, đồng thời kết hợp việc phân tích cơ sở dữ liệu được coi

là thông minh

Các thách thức được đề cập đến nay của IoT đó là giá thành thiết bị, năng lượngpin, vùng phủ sóng kết nối, hiện nay có thêm hai thách thức mới là tính đa dạng và

độ linh hoạt Độ linh hoạt rất cần thiết bởi vì khi có nhiều thiết bị IoT kết nối thì tốc

độ diễn ra nhanh hơn tốc độ kết băng rộng di động hiện tại cho phép Chính vì thế

độ linh hoạt là phần rất quan trọng Về tính đa dạng cũng đặc biệt quan trọng, vì khimật độ kết nối thiết bị IoT không đồng bộ tạo ra lưu lượng rất lớn đột ngột với một

phải nâng cao tầm quản lý và vận hành hệ thống mạng tốt hơn Để triển khai IoTthành công và bền vững trong tương lai, cần phải cân nhắc đến các yếu tố như nềntảng phần mềm, hệ sinh thái giữa các ngành, quá trình chuẩn hóa về công nghệ vàgiải quyết được tất cả các vấn đề khách hàng lo lắng có liên quan đến đảm bảo antoàn và tính cá nhân

Hình 2-1: IoT được ứng dụng trong cuộc sống [2]

Sự ra đời của ngành công nghiệp ô tô là rõ ràng cũng như đặt ra yêu cầu cho một hệsinh thái tồn tại trong nhiều lĩnh vực có liên quan với nhau Cùng một sự kết nối,một nguồn dữ liệu thông tin, nhiều bên được hưởng chế độ như dịch vụ chăm sóckhách hàng Bao gồm các công ty phát triển về các ứng dụng trên xe, các công tybảo hiểm, công ty quản lý phần mềm và các cơ quan vận hành giao thông, đường

bộ, đường sắt [2]

1.5 Đặc điểm nổi bật của IoT

 Đặc tính thông minh

Tính thông minh, máy móc có thể dễ dàng nhận biết, phản hồi lại môi trường xungquanh, có thể tự điều khiển bản thân mà không cần đến bất kỳ kết nối mạng nào.Tuy nhiên, trong thời đại công nghệ hiện nay người ta bắt đầu nghiên cứu về việckết hợp hai khái niệm IoT và tự điều khiển gọp thành một thể thống nhất Trongtương lai IoT có thể là một hoặc nhiều mạng lưới gồm các thực thể thông minh, cókhả năng tự tổ chức và hoạt động độc lập tùy vào tình huống, môi trường, nhưngcũng có thể để trao đổi thông tin, kết nối dữ liệu với nhau.

Việc tích hợp trí tuệ thông minh vào IoT, giúp cho các thiết bị, máy móc, phần mềmthu thập và phân tích dữ liệu điện tử của con người, khi chúng ta tương tác vớinhững thiết bị thông minh Từ đó con người phát hiện ra các tri thức mới có liênquan đến cuộc sống

 Kiến trúc dựa vào sự kiện

Các thiết bị, máy móc trong mạng lưới IoT sẽ gửi thông tin phản hồi dựa theonhững chuỗi sự kiện diễn ra trong lúc nó hoạt động song song với thời gian thực.Các nhà nghiên cứu đã nhận định rằng trong một mạng lưới gồm những cảm biếnchính là một thành phần đơn giản của IoT

 Thực thể phức tạp

Trong một thế giới đang phát triển về công nghệ, IoT mang tính chất khá phức tạptại vì nó bao gồm số lượng lớn những đường liên kết giữa những thiết bị, máy mócvới nhau trong một hệ thống

 Về kích thước

Trong một mạng lưới IoT có thể lên tới một số lượng khổng lồ các đối tượng đượckết nối vào mạng lưới internet, có thể theo dõi sự dịch chuyển, sự thay đổi của từngđối tượng trong đó

 Vấn đề không gian và thời gian

trọng, ngày nay internet được sử dụng chủ yếu là quản lý thông tin mà con người đã

xử lý Do đó, các thông tin như không gian, thời gian và địa điểm của đối tượng coinhư là không quan trọng lắm Bởi vì người xử lý thông tin họ được phép quyết địnhnhững thông tin này cần thiết hay không, nếu cần thì bổ sung thêm Trong khi IoT

về mặt lý thuyết thu thập rất nhiều dữ liệu, nhưng trong đó cũng có thể có những dữliệu thu thập bị thừa về địa điểm cho nên việc xử lý các dữ liệu thừa này được xemnhư ít hiệu quả

 Luồng năng lượng mới của IoT

Hiện nay, Internet of Things đang trải qua giai đoạn phát triển "bộc phát", điều nàyxảy ra nhờ một số nhân tố, trong đó bao gồm 4G, IPv6 và tính sẵn có của thời đạicông nghệ Trong các năm tiếp theo, bạn sẽ thấy các thiệt bị trên thị trường ngàycàng tăng, những thách thức này đang diễn ra là quản lý thông tin, dữ liệu vàchuyển sang IPv6 và IPv4 đã đang dần cạn kiệt, năm 2011 chỉ còn lại những địa chỉcuối cùng Vì vậy việc chuyển giao từ IPv4 sang IPv6 cũng là một thách thức vàđây cũng là sự mở rộng và phát triển của IoT trong quá trình chuyển đổi Đối vớiđịa chỉ IPv6 thì có số lượng địa chỉ IP cao hơn rất nhiều lần so với địa chỉ IPv4,song với đó thì việc triển khai còn gặp nhiều khó khăn [3]

1.6 Ứng dụng

Internet of Things có thể ứng dụng được trong tất cả mọi lĩnh vực Sau đây là nhữnglĩnh vực nổi bật hiện nay được ứng dụng IoT nhiều nhất như:

 Nhà thông minh

 Quản lý các thiết bị đeo tay để do nhịp tim huyết áp

 Quản lý môi trường

 Quản lý giao thông

 Quản lý các dây chuyền sản suất

 Quản lý lĩnh vực mua sắm thông minh

 Đồ dùng sinh hoạt hàng ngày: Máy pha coffee, bình nước nóng lạnh

 Lĩnh vực nông nghiệp

Hình 2-2: IoT được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực [3]

Việt Nam đã áp dụng thành công IoT vào lĩnh vực nhà thông minh, hệ thống nhàthông minh gồm: Hệ thống an ninh, điều khiển hệ thống báo cháy, đèn, quạt, hệthống nhiệt và lạnh Ngôi nhà thông minh mang lại cho ta rất nhiều lợi ích như anninh được đảm bảo, tiết kiệm thời gian, tiện ích và an toàn hơn Các hệ thống giaothông thông minh, tưới cây thông minh cũng giúp cho thành phố trong xanh sạchđẹp hơn, và một số nước phát triển hiện nay đang triển khai Internet of Things chothấy rõ ràng không thể phủ nhận được hiệu quả của nó mang lại cho đời sống, nhucầu con người [3]

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

1.7 Sóng vô tuyến và sóng wifi

1.1.1 Sóng vô tuyến

Sóng vô tuyến là một loại bức xạ điện từ có bước sóngphổ điện từ dài hơn ánh sánghồng ngoại Nó truyền với vận tốc ánh sáng, sóng vô tuyến xuất hiện tự nhiên dosét Sóng vô tuyến là do con người tạo nên sử dụng cho radar, liên lạc vô tuyến diđộng và cố định cùng các hệ thống đường dẫn khác như mạng máy tính, thông tin

vệ tinh Những tần số khác nhau của sóng vô tuyến, nó có tính lan truyền đều khácnhau trong khí quyển Sóng dài có hình thức truyền theo đường cong trái đất, truyền

đi được xa, sóng ngắn thì nhờ phản xạ của tầng điện ly nên có thể truyền đi rất xa,

và một số bước sóng ngắn hơn, thì bị phản xạ yếu hơn và nó được truyền đi trênđường nhìn thẳng [1]

1.1.2 Sóng wifi

Sóng wifi là viết tắt của từ Wireless Fidelity hoặc mạng 802.11 là một hệthống mạng không dây được sử dụng sóng vô tuyến như trong điện thoại diđộng, truyền hình và radio, các hệ thống này thường dùng hoạt động ở một số sânbay, quán café, nhà hàng, công ty, hộ gia đình Hệ thống cho phép truy cậpvào internet tại các nơi có sóng này và không cần dùng cáp để kết nối Wifi cũng cóthể thiết lập ngay tại nhà, tên gọi là 802.11 được bắt nguồn từ viện IEEE (Institute

of Electrical and Electronics Engineers) Viện nghiên cứu này được tạo ra nhiềuchuẩn, nhiều giao thức kỹ thuật khác nhau, được sử dụng một hệ thống số để nhằmphân loại nó và wifi hiện nay có 6 chuẩn thông dụng là 802.11a/b/g/n/ac/ad [1]Mạng internet nói chung hay wifi nói riêng đang được phát triển rất mạnh góp sứcđẩy mạnh cho sự phát triển của IoT

1.8 Sơ đồ khối

Hình 3-3: Sơ đồ khối

Với mô hình này gồm 3 phần chính:

 Điều khiển, giám sát từ xa thông qua web và app trên điện thoại

 Server: Nơi lưu trữ dữ liệu và tạo môi trường liên kết, với đề tài này tôi sửdụng server Blynk và ThingSpeak

 Node MCU của đề tài này là dùng loại vi điều khiển Node MCU ESP8266

 Hệ thống cảm biến và các thiết bị: Chọn cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT22,cảm biến độ ẩm đất cho đề tài này, dùng để điều khiển hai thiết bị là đèn vàbơm

1.9 Lưu đồ giải thuật

Hình 3-4: Lưu đồ giải thuật

Trong lưu đồ giải thuật trên bắt đầu là vi điều khiển kết nối với wifi nếu kết nốiđược thì sang bước tiếp theo, kết nối chưa được thì tiếp tục kết nối Bước tiếp theo

là quá trình các cảm biến làm nhiệm vụ đọc thông số từ môi trường, gửi dữ liệu vềserver để đẩy lên web và app trên SmartPhone, các điều kiện thiết lập cho chế độ tựđộng sẽ kiểm tra, nếu thỏa mãn điều kiện, chế độ tự động hoạt động Nếu khôngthỏa mãn chế độ tự động thì có thể điều khiển từ xa qua app trên smartphone Tấc

cả các nhiệm vụ này sẽ được diễn ra trong một khoảng thời gian nhất định do ngườilập trình thiết lập

1.10 Lựa chọn linh kiện

1.1.3 Module Node MCU ESP8266

SoC ESP8266 để phát triển thành, thiết kế dễ sử dụng, đặc biệt là có thể dùng trựctiếp trình biên dịch Arduino lập trình và nạp chương trình, lập trình những ứng dụngtrên ESP8266 đơn giản Kit RF thu phát Node MCU ESP8266 thường được sử dụngcho số ứng dụng cần kết nối, điều khiển thông qua wifi, đặc biệt là những ứng dụng

có liên quan tới Internet of Things

Node MCU ESP8266, dòng chip tích hợp wifi dễ dùng, dễ lập trình được sản xuất

ra từ công ty có tên Espressif Systems, phát hành lần đầu vào tháng 8 năm 2014.Đóng gói và đưa ra thị trường với dạng module ESP-01, có khả năng kết nốiinternet thông qua mạng wifi và giá thành có thể nói là rất rẻ so với tính năng của

nó Chính vì vậy nên những dòng sản phẩm module ESP8266 được kỳ vọng sẽ bổtrợ cho nhiều lĩnh vực phát triển có liên quan đến sóng wifi

Trong cộng đồng Node MCU ESP8266 có nhiều nhà phát triển trên thế giới, họcung cấp rất nhiều module lập trình mã nguồn mở, giúp cho nhiều người có thể tiếpcận một cách dễ dàng Đây là sản phẩm có tính cộng đồng, rất nhiều người quantâm, đặc biệt là dân điện tử viễn thông Trong thời đại công nghệ không ngừng pháttriển, thì hiện nay tất cả các dòng chip ESP8266 trên thị trường mang nhãn làESP8266EX, đây là phiên bản nâng cấp của thế hệ ESP8266 [4]

Đây là module sử dụng giao tiếp UART và chip nạp, có tính ổn định nhất làCP2102, nó có khả năng tự nhận driver trên các hệ điều hành Windown và Linux.Đây cũng là phiên bản nâng cấp lên từ phiên bản sử dụng chip nạp IC CH340

Hình 3-5: Module Node MCU ESP8266 [4]

 Làm việc như các máy chủ có thể kết nối với 5 máy con

 Chuẩn giao tiếp nối tiếp UART với tốc độ Baud lên đến 115200

 Gồm 1 ADC 10 bits và 16 chân GPIO

 Dải nhiệt độ hoạt động từ -40 đến 125 độ C

Hình 3-6: Sơ đồ chân Node MCU ESP8266 [4]

Thông số kỹ thuật:

 IC chính: ESP8266 Wifi SoC

 Chip nạp và giao tiếp UART: CP2102

 Phiên bản firmware: NodeMCU lua

 Nguồn 5VDC MicroUSB hoặc Vin

 GIPO giao tiếp mức 3.3VDC

 Tích hợp Led báo trạng thái, nút Flash và Reset

 Tương thích với trình biên dịch Arduino

 Kích thước: 25 x 50 mm [4]

1.1.4 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm: DHT22

Cảm biến DHT22 là loại cảm biến dùng để đo nhiệt độ, độ ẩm thông dụng nhất hiệnnay, phù hợp với sinh viên làm đồ án vì chi phí rẻ, dễ dàng lấy được dữ liệu quagiao tiếp 1 wire ( có nghĩa là giao tiếp digital chỉ 1 dây truyền dữ liệu duy nhất) Có

bộ xử lý tín hiệu tích hợp trong cảm biến, giúp chúng đo được dữ liệu chính xác màkhông phải thông qua bất kỳ phép tính toán nào DHT22 cho ra khoảng đo và độchính xác cao hơn nhiều so với cảm biến đời cũ là DHT11

DHT22 được sử dụng nhiều trong các ứng dụng quy mô nhỏ vì tính thuận lợi vàtính hiệu quả, cảm biến này đo được nhiệt độ, độ ẩm dễ dàng cho người dùng,thường được sử dụng trong các dự án quan trắc điều kiện môi trường.[6]

Hình 3-7: Cảm biến DHT22 [6]

Các thông số kỹ thuật:

 Tầm đo độ ẩm: 0 – 100%, sai số từ 2-5%

 Tầm đo nhiệt độ: -40 – 80 độ C, sai số 0,5 độ C

 Với tần số lấy mẫu tối đa 0,5Hz

 Kích thước module: 38 x 20mm (1.50 x 0.79”)

 Có 4 chân, khoảng cách giữa các chân 0,1inch

Chức năng các chân: Chân 1 – Vdd là chân nối nguồn Chân 2 – Data là chân dữliệu Chân 3 – Nc Chân 4 - Gnd là chân nối đất

Quá trình đo giá trị của DHT22 được diễn ra như sau: Vi điều khiển ESP8266 gửitín hiệu cần đo tới cảm biến DHT22 để thiết lập giao tiếp Khi giao tiếp thành công,cảm biến DHT22 sẽ gửi lại 5 byte dữ liệu chứa nhiệt độ và độ ẩm đo được cho viđiều khiển Trong đó Byte 1 và byte 2 là giá trị phần nguyên và phần thập phân của

độ ẩm, hai byte tiếp theo: Byte 3 và byte 4 là phần nguyên và phần thập phân củanhiệt độ, còn byte 5 là dùng để kiểm tra tổng

Ưu điểm cảm biến DHT22: Có độ chính xác tương đối cao, giá thành rẻ phù hợpvới sinh viên, dễ tìm kiếm, dễ sử dụng và có tính ổn định Đây chính là lý do mà tôichọn cảm biến DHT22 để làm đề tài này

Nhược điểm cảm biến DHT22: Kích thước còn to, dễ bị hư, dải đo chưa rộng, vàcác giá trị đo chưa được chính xác trong điều kiện khắc nghiệt của môi trường [6]

1.1.5 Cảm biến độ ẩm đất

Cảm biến gồm: Một đầu cảm biến cắm xuống đất để dò độ ẩm của đất và modulechuyển đổi, ở trạng thái bình thường thì đầu ra của cảm biến ở mức thấp, khi đấtkhô, thiếu nước thì đầu ra ở mức cao Về độ nhạy ta có thể điều chỉnh được (điềuchỉnh biến trở gắn trên module), đầu dò gắn vào trong đất để kiểm tra độ ẩm

 Chân D0: Đầu ra tín hiệu số (0 và 1)

 Chân A0: Đầu ra Analog (tín hiệu tương tự)

Các đặc điểm hoạt động của cảm biến đất:

 Cảm biến độ ẩm đất rất nhạy khi tiếp xúc với điều kiện môi trường

avr, arduinođể phát hiện các giá trị điện áp thấp hoặc cao, do đó nó có thểphát hiện được độ ẩm của đất.

 Với đầu ra Analog là chân A0: Kết nối với bộ chuyển đổi ADC, để đượcnhận các giá trị chính xác hơn về độ ẩm của đất

Cảm biến thường dùng trong các ứng dụng điều khiển và tự động tưới tiêu, theo dõi,giám sát độ ẩm đất cho vườn ươm, sản phẩm phân bố rộng rãi trên thị trường Phùhợp với việc học tập và nghiên cứu cho sinh viên Tuy nhiên khi đưa vào áp dụngthì đòi hỏi tính ổn định, độ chính xác cần cao hơn thì với cảm biến này chưa đápứng được mong muốn và sự kỳ vọng của người sử dụng

Ưu điểm: Giá rẻ, phù hợp cho sinh viên vào việc nghiên cứu, lập trình và sử dụngcũng tương đối dễ Đây chính là lý do mà tôi đã chọn cảm biến độ ẩm đất này cho

đề tài

Nhược điểm: Dễ bị hỏng, tính ổn định và độ chính xác chưa cao [6]

1.1.6 Sự ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm, độ ẩm đất tới thực vật

Nhiệt độ: Gây ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt ươm, phụ thuộc vào môi trườngsống với từng dãi nhiệt độ khác nhau, mà cây giống sẽ biến đổi về hình dạng dẫnđến sự tồn tại và phát triển cây giống Nhiệt độ làm ảnh hưởng đến sự nảy mầm vàmột số đặc tính khác như kích thước, hình dạng

Độ ẩm và độ ẩm đất: Độ ẩm đất ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình nảy mầm củacây giống, nếu độ ẩm thấp, cường độ thoát hơi nước tăng dẫn đến cây bị héo, rụng

lá ảnh hưởng đến sự sống của cây con và độ ẩm đất còn ảnh hưởng trực tiếp đến bộ

rễ của cây giống [6]

CHƯƠNG 4 THI CÔNG PHẦN CỨNG VÀ LẬP TRÌNH

1.11 Thi công phần cứng

Hiện nay có rất nhiều phần mềm vẽ mạch điện tử như: Proteus, Orcad, AltiumDesigner Trong đề tài này tôi chọn phần mềm Protues để vẽ mạch chính và mạchin.Vì Protues tương đối dễ dùng và tiện lợi

Hình 4-9: Sơ đồ nguyên lý của mạch

Ngoài ra, còn dùng phần mềm Fritzing vẽ mạch nguyên lý để nhìn thấy tổng quản

Hình 4-10: Sơ đồ mạch vẽ bằng phần mềm fritzing

Hình 4-11: Board mạch chính

1.12 Lập trình