Các nội dung nghiên cứu, kết quảtrong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây.Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét,
Trang 1ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HỆ THỐNG CHĂM SÓC VƯỜN CÂY
DỰA TRÊN ỨNG DỤNG IoT
Người hướng dẫn: TS TRẦN ANH KHOA
Trang 2THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2018
TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HỆ THỐNG CHĂM SÓC VƯỜN CÂY
DỰA TRÊN ỨNG DỤNG IoT
Người hướng dẫn: TS TRẦN ANH KHOA
Trang 3THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2018
Trang 4Khoa là giảng viên trực tiếp hướng dẫn đồ án này, Thầy đã tận tình giúp đỡ để cóthể hoàn thành đề tài này Đồng thời cũng xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè và nhàTrường đã tạo điều kiện quan tâm, giúp đỡ để hoàn thành được đề tài này Xin chânthành cảm ơn.
TP Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 11 năm 2018
Tác giả (ký tên và ghi rõ họ tên)
Mai Minh Mẫn
Trang 5Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sựhướng dẫn khoa học của TS Trần Anh Khoa Các nội dung nghiên cứu, kết quảtrong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây.Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giáđược chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệutham khảo.
Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như sốliệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồngốc
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình Trường Đại học Tôn Đức Thắng không
liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trìnhthực hiện (nếu có)
TP Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 11 năm 2018
Tác giả (ký tên và ghi rõ họ tên)
Mai Minh Mẫn
Trang 6DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .IX DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .X
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1
1.1 TÊN ĐỀ TÀI 1
1.2 LÝ DO CHỌN ĐỂ TÀI 1
1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 2
1.3.1 Công nghệ IoT .2
1.3.2 Công nghệ truyền nhận dữ liệu không dây LoRa 3
1.4 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 5
1.5 CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5
1.5.1 Cơ sở phương pháp luận 5
1.5.2 Quy trình nghiên cứu .5
1.6 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 6
1.7 TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI 6
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VẤN ĐỀ .7
2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 7
2.2 CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 8
2.3 QUY TRÌNH CHĂM SÓC NƯỚC CHO CÂY CHÔM CHÔM 9
2.3.1 Chăm sóc nước cho cây con 9
2.3.2 Xử lý tưới nước cho cây chôm chôm ra hoa 9
2.3.3 Phương pháp tưới nước cho cây chôm chôm ra hoa trái vụ .9
2.4 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP 10
2.5 PHẠM VI ỨNG DỤNG 11
CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG CƠ SỞ PHẦN CỨNG 12
3.1 VI ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM 12
Trang 73.2.1 Cảm biến nhiệt độ, ẩm độ không khí DHT22 (AM2302) .19
3.2.2 Cảm biến nhiệt độ DS18B20 21
3.2.3 Cảm biến ẩm độ đất .22
3.2.4 Cảm biến mưa 23
3.2.5 Cảm biến mực nước .24
3.3 MODULE TRUYỀN NHẬN DỮ LIỆU 25
3.3.1 Module truyền nhận dữ liệu tầm ngắn RF HC12 25
3.3.2 Module truyền nhận dữ liệu tầm xa LoRa E32-TTL-1W .26
3.3.3 Module RFID RC522 .29
3.3.4 Module giao tiếp WiFi ESP8266 .30
3.4 PHẦN MỀM THIẾT KẾ ALTIUM DESIGNER 32
3.5 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI 34
3.5.1 Sơ đồ khối Trạm chính (Gateway) .34
3.5.2 Sơ đồ khối trạm điều khiển vườn 1 (Node 1) .35
3.5.3 Sơ đồ khối trạm thu thập cảm biến vườn 1 (Sensor node 1) 36
3.5.4 Sơ đồ khối vườn 2 (Node 2) .37
3.6 THIẾT KẾ MẠCH NGUYÊN LY ́ 38
3.6.1 Mạch nguyên lý trạm chính (Gateway) 38
3.6.2 Mạch nguyên lý trạm điều khiển vườn 1 (Node 1) .41
3.6.3 Mạch nguyên lý trạm thu thập cảm biến vườn 1 (Sensor node 1) .43
3.6.4 Mạch nguyên lý vườn 2 (Node 2) .44
3.7 THIẾT KẾ MẠCH IN 45
3.7.1 Mạch in Trạm chính (Gateway) và trạm điều khiển vườn 1 (Node 1) .45
3.7.2 Mạch in trạm thu thập cảm biến (Sensor node 1) và vườn 2 (Node 2) .46
CHƯƠNG 4 NỀN TẢNG PHẦN MỀM VÀ XÂY DỰNG CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG .48
4.1 ỨNG DỤNG BLYNK GIAO TIẾP VỚI ARDUINO 48
4.1.1 Giới thiệu ứng dụng Blynk .48
Trang 8ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU 52
4.4.1 Định dạng dữ liệu sử dụng JSON 52
4.4.2 Định dạng dữ liệu sử dụng tách chuỗi bằng code .53
4.5 XÂY DỰNG CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG 54
4.5.1 Giải thuật điều khiển cho trạm chính (Gateway) 54
4.5.2 Giải thuật điều khiển trạm thu thập cảm biến vườn 1 (Sensor node 1) .56
4.5.3 Giải thuật điều khiển cho trạm điều khiển vườn 1 (Node 1) .57
4.5.4 Giải thuật điều khiển cho vườn 2 (Node 2) 60
CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ .63
5.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 63
5.2 BÀN LUẬN KẾT QUA .̉ 66
CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN 68
6.1 ƯU ĐIỂM 68
6.2 NHƯỢC ĐIỂM 68
6.3 KHUYẾN NGHI ̣ 69
6.4 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO 71
PHỤ LỤC 72
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .VIII DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU X DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .XI CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1
1.1 TÊN ĐỀ TÀI 1
1.2 LÝ DO CHỌN ĐỂ TÀI 1
1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1
1.3.1 Công nghệ IoT .1
Trang 91.5.1 Cơ sở phương pháp luận 5
1.5.2 Quy trình nghiên cứu .5
1.6 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 5
1.7 TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI 6
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VẤN ĐỀ .7
2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 7
2.2 CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 8
2.3 QUY TRÌNH CHĂM SÓC NƯỚC CHO CÂY CHÔM CHÔM 9
2.3.1 Chăm sóc nước cho cây con 9
2.3.2 Xử lý tưới nước cho cây chôm chôm ra hoa 9
2.3.3 Phương pháp tưới nước cho cây chôm chôm ra hoa trái vụ .9
2.4 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP 10
2.5 PHẠM VI ỨNG DỤNG 11
CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG CƠ SỞ PHẦN CỨNG 12
3.1 VI ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM 12
3.1.1 ATmega2560 12
3.1.2 ATmega328 17
3.2 HỆ CẢM BIẾN 19
3.2.1 Cảm biến nhiệt độ, ẩm độ không khí DHT22 (AM2302) .19
3.2.2 Cảm biến nhiệt độ DS18B20 21
3.2.3 Cảm biến ẩm độ đất .22
3.2.4 Cảm biến mưa 23
3.2.5 Cảm biến mực nước .23
3.3 MODULE TRUYỀN NHẬN DỮ LIỆU 24
3.3.1 Module truyền nhận dữ liệu tầm ngắn RF HC12 24
3.3.2 Module truyền nhận dữ liệu tầm xa LoRa E32-TTL-1W .26
3.3.3 Module giao tiếp WiFi ESP8266 .28
3.4 PHẦN MỀM THIẾT KẾ ALTIUM DESIGNER 30
Trang 103.5.3 Sơ đồ khối trạm thu thập cảm biến vườn 1 (Sensor node 1) 34
3.5.4 Sơ đồ khối vườn 2 (Node 2) .34
3.6 THIẾT KẾ MẠCH NGUYÊN LY ́ 35
3.6.1 Mạch nguyên lý trạm chính (Gateway) 35
3.6.2 Mạch nguyên lý trạm điều khiển vườn 1 (Node 1) .38
3.6.3 Mạch nguyên lý trạm thu thập cảm biến vườn 1 (Sensor node 1) .39
3.6.4 Mạch nguyên lý vườn 2 (Node 2) .41
3.7 THIẾT KẾ MẠCH IN 42
3.7.1 Mạch in Trạm chính (Gateway) và trạm điều khiển vườn 1 (Node 1) .42
3.7.2 Mạch in trạm thu thập cảm biến (Sensor node 1) và vườn 2 (Node 2) .43
CHƯƠNG 4 NỀN TẢNG PHẦN MỀM VÀ XÂY DỰNG CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG .44
4.1 ỨNG DỤNG BLYNK GIAO TIẾP VỚI ARDUINO 44
4.1.1 Giới thiệu ứng dụng Blynk .44
4.1.2 Phương pháp Blynk giao tiếp với Arduino 45
4.2 PHẦN MỀM VISUAL STUDIO CODE 47
4.3 LẬP TRÌNH C++ VỚI PLATFORMIO IDE 48
4.4 ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU 49
4.4.1 Định dạng dữ liệu sử dụng JSON 49
4.4.2 Định dạng dữ liệu sử dụng tách chuỗi bằng code .49
4.5 XÂY DỰNG CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG 51
4.5.1 Giải thuật điều khiển cho trạm chính (Gateway) 51
4.5.2 Giải thuật điều khiển trạm thu thập cảm biến vườn 1 (Sensor node 1) .53
4.5.3 Giải thuật điều khiển cho trạm điều khiển vườn 1 (Node 1) .54
4.5.4 Giải thuật điều khiển cho vườn 2 (Node 2) 57
CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ .59
5.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 59
5.2 BÀN LUẬN KẾT QUA .̉ 59
Trang 11KHUYẾN NGHI ̣ 59 6.4
HƯỚNG PHÁT TRIỂN 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC 61
6.4.1 Sơ đồ giải thuật trạm thu thập dữ liệu vườn 1 .63 6.4.2 Sơ đồ giải thuật trạm điều khiển vườn 1 64 6.4.3 Sơ đồ giải thuật vườn 2 65
Trang 12HÌNH 1-2: CÔNG NGHỆ LORA 4
HÌNH 2-1: IOT TRONG NÔNG NGHIỆP [1] .7
HÌNH 2-2: XỬ LÝ RA HOA CÂY CHÔM CHÔM TRÁI VỤ 10
HÌNH 2-3: SƠ ĐỒ Ý TƯỞNG HỆ THỐNG 11
HÌNH 3-1: CHIP ATMEGA2560 13
HÌNH 3-2: CHUYỂN ĐỔI TỪ ATMEGA2560 THÀNH ARDUINO 14
HÌNH 3-3: CHIP ATMEGA328 18
HÌNH 3-4: CẢM BIẾN DHT22 .19
HÌNH 3-5: SƠ ĐỒ CHÂN DHT22 20
HÌNH 3-6: BIT DỮ LIỆU GIAO TIẾP CỦA DHT22 VỚI MCU 20
HÌNH 3-7: DÃI TÍN HIỆU BẮT ĐẦU GIAO TIẾP GIỮA DHT22 VỚI MCU 21
HÌNH 3-8: CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ DS18B20 .22
HÌNH 3-9: CẢM BIẾN ĐỘ ẨM ĐẤT .23
HÌNH 3-10: CẢM BIẾN MƯA 23
HÌNH 3-11: CẢM BIẾN MỰC NƯỚC .24
HÌNH 3-12: MODULE RF HC12 25
HÌNH 3-13: SƠ ĐỒ CHÂN LINH KIỆN HC12 .25
HÌNH 3-14: MODULE LORA 27
HÌNH 3-15: KÍCH THƯỚC VÀ CHÂN MODULE LORA .28
HÌNH 3-16: MODULE RFID RC522 VÀ CHIP MFRC522 .29
HÌNH 3-17: SƠ ĐỒ CHÂN MODULE RC522 29
HÌNH 3-18: MODULE ESP8266 V12 .30
HÌNH 3-19: SƠ ĐỒ CHÂN ESP8266 V12 31
Trang 13HÌNH 3-23: SƠ ĐỒ KHỐI NODE 1 .35
HÌNH 3-24: SƠ ĐỒ KHỐI SENSOR NODE 1 36
HÌNH 3-25: SƠ ĐỒ KHỐI NODE 2 .37
HÌNH 3-26: MẠCH NGUYÊN LÝ GATEWAY 38
HÌNH 3-27: MẠCH NGUỒN GATEWAY .38
HÌNH 3-28: MẠCH NẠP CP2102 .39
HÌNH 3-29: KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA2560 .39
HÌNH 3-30: KHỐI WIFI ESP8266 .40
HÌNH 3-31: CHÂN CẤM LORA 40
HÌNH 3-32: MẠCH NGUYÊN LÝ NODE 1 41
HÌNH 3-33: MẠCH IC THỜI GIAN THỰC DS1307 .41
HÌNH 3-34: NGÕ RA CHÂN CẤM LORA .41
HÌNH 3-35: NGÕ RA CHÂN CẤM CÁC THIẾT BỊ VÀ CẢM BIẾN .42
HÌNH 3-36: KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA2560 .42
HÌNH 3-37: MẠCH NGUYÊN LÝ VƯỜN 2 43
HÌNH 3-38: NGÕ RA CẢM BIẾN 43
HÌNH 3-39: CHÂN CẤM RF HC12 43
HÌNH 3-40: KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA328 .44
HÌNH 3-41: MẠCH NGUYÊN LÝ NODE 2 44
HÌNH 3-42: TỔNG CÁC LAYER CỦA MẠCH .45
HÌNH 3-43: ĐƯỜNG DÂY LỚP TRÊN VÀ DƯỚI CỦA MẠCH .46
HÌNH 3-44: MÔ PHỎNG 3D CỦA MẠCH .46
HÌNH 3-45: TỔNG CÁC LAYER CỦA MẠCH .47
Trang 14HÌNH 4-2: CÁC LỆNH KHỞI CHẠY CỦA BLYNK ĐƯỢC VIẾT BẰNG
ADDRUINO IDE 49
HÌNH 4-3: GIAO DIỆN CÀI ĐẶT CỦA APP BLYNK 50
HÌNH 4-4: GIAO DIỆN CÁC THIẾT BỊ HIỂN THỊ CỦA BLYNK .50
HÌNH 4-5: LOGO KHỞI ĐỘNG CỦA VISUAL STUDIO CODE 51
HÌNH 4-6: GIAO DIỆN LẬP TRÌNH CỦA PLATFORMIO IDE 52
HÌNH 4-7: CẤU TRÚC CHUỖI JSON 53
HÌNH 4-8: VÍ DỤ MỘT CHUỖI JSON GỒM 2 THÔNG SỐ .53
HÌNH 4-9: CHUỖI DỮ LIỆU THU ĐƯỢC .54
HÌNH 4-10: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT TRAO ĐỔI DỮ LIỆU GIỮA CÁC NODE VỚI GATEWAY 54 HÌNH 4-11: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT NHẬN DỮ LIỆU TỪ APP BLYNK 55
HÌNH 4-12: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT NHẬN ON/OFF TỪ APP BLYNK 56
HÌNH 4-13: GIẢI THUẬT THU THẬP CẢM BIẾN CỦA SENSOR NODE 1 .56
HÌNH 4-14: GIẢI THUẬT NHẬN DỮ LIỆU TỪ SENSOR NODE 1 .57
HÌNH 4-15: GIẢI THUẬT NHẬN DỮ LIỆU TỪ GATEWAY .58
HÌNH 4-16: GIẢI THUẬT BẬT TẮT HỆ THỐNG BẰNG LỆNH ON/OFF TRÊN APP 58
HÌNH 4-17: GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 59
HÌNH 4-18: GIẢI THUẬT NHẬN DỮ LIỆU TỪ GATEWAY .60
HÌNH 4-19: GIẢI THUẬT BẬT TẮT HỆ THỐNG BẰNG LỆNH ON/OFF TRÊN APP 61
HÌNH 4-20: GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 61
Trang 15HÌNH 5-4: MẠCH NODE 2 .65
HÌNH 5-5: TRANG HIỂN THỊ VÀ ĐIỀU KHIỂN VƯỜN 1 .65
HÌNH 5-6: TRANG HIỂN THỊ VÀ ĐIỀU KHIỂN VƯỜN 2 .65
HÌNH 1-1: INTERNET OF THINGS [4] 2
HÌNH 1-2: CÔNG NGHỆ LORA 4
HÌNH 3-1: SƠ ĐỒ KHỐI TRẠM CHÍNH .32
HÌNH 0-1: SƠ ĐỒ CHÂN MODULE RC522 62
HÌNH 0-2: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT TRẠM THU THẬP DỮ LIỆU .63
HÌNH 0-3: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT TRẠM ĐIỀU KHIỂN VƯỜN 1 .64
HÌNH 0-4: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT VƯỜN 2 .65
HÌNH 1-1: INTERNET OF THINGS [4] 2
HÌNH 1-2: CÔNG NGHỆ LORA 4
HÌNH 2-1: SƠ ĐỒ KHỐI TRẠM CHÍNH .7
HÌNH 2-2: SƠ ĐỒ KHỐI VƯỜN 1 .8
HÌNH 2-3: SƠ ĐỒ KHỐI TRẠM THU THẬP DỮ LIỆU VƯỜN 1 8
HÌNH 2-4: TRẠM ĐIỀU KHIỂN VƯỜN 1 9
HÌNH 2-5: SƠ ĐỒ KHỐI VƯỜN 2 .10
HÌNH 2-6: CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM DHT22 .11
HÌNH 2-7: CẢM BIẾN ĐỘ ẨM ĐẤT .13
HÌNH 2-8: CẢM BIẾN MƯA 13
HÌNH 2-9: CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ 14
HÌNH 2-10: MODULE RC522 14
HÌNH 2-11: SƠ ĐỒ CHÂN MODULE RC522 15
Trang 16HÌNH 2-15: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT GỬI VÀ NHẬN DỮ LIỆU QUA LORA CỦA
TRẠM CHÍNH 18
HÌNH 2-16: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT TRẠM THU THẬP DỮ LIỆU .19
HÌNH 2-17: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT TRẠM ĐIỀU KHIỂN VƯỜN 1 .20
HÌNH 2-18: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT VƯỜN 2 .20
Trang 17BẢNG 3-2: SƠ ĐỒ CHÂN ATMEGA328 SANG ARDUINO UNO R3 .18
BẢNG 3-3: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA DHT22 .19
BẢNG 3-4: SƠ ĐỒ CHÂN DHT22 .20
BẢNG 3-5: SƠ ĐỒ CHÂN DS18B20 .22
BẢNG 3-6: SƠ ĐỒ CHÂN HC12 .26
BẢNG 3-7: THÔNG SỐ KỸ THUẬT LORA .27
BẢNG 3-8: SƠ ĐỒ CHÂN LORA 28
BẢNG 3-9: BẢNG CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA LORA .28
BẢNG 3-10: BẢNG SƠ ĐỒ CHÂN ESP8266 V12 .31
BẢNG 3-11: CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA ESP8266 32
BẢNG 5-1: BẢNG SO SÁNH GIỮA 2 ĐỀ TÀI 66
Trang 18EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only
4G Fourth-generation technology
Trang 19CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.2 Lý do chọn để tài
Mai Minh Mẫn, Đỗ Quốc Duy, Huỳnh Hội Thành Lợi trường đại học Tôn ĐứcThắng tham dự chung kết cuộc thi sinh viên nghiên cứu khoa học Eureka 2018 vàcũng suất phát từ ý tưởng xuất phát từ thực tế, Tỉnh Bến tre hiện nay có 5570 ha đâtnông nghiệp trồng cây chôm chôm tập trung chủ yếu ở 2 huyện Chợ Lách và ChâuThành Với diện tích 3300 ha, chôm chôm là loại cây ăn trái chủ lực của huyện Chợ
huyện Chợ Lách chủ yếu với diện tích vườn vừa và nhỏ tuy nhiên mỗi một hộ giađình lại có một đến 2 vườn nằm rải rác trên địa bàn xã/huyện cách xa vị trí nhà dânnên sẽ mất nhiều thời gian và công sức để có thể vào đến tận vườn để chăm sóc câytrồng Mặt khác nhận thấy được việc tưới tiêu là một công việc lặp đi lặp lại hằngngày trong nhiều tháng liền và có thể áp dụng các biện pháp tự động để tối ưu đượcquy trình chăm sóc giúp tiết kiệm thời gian cũng như giảm được các chi phí khôngcần thiết
1.3 Đối tượng nghiên cứu
1.1.1 Công nghệ IoT
Đối tượng nghiên cứu được hướng đến trong nghiên là công nghệ IoT Việc ứngdụng công nghệ IoT trong nông nghiệp, cụ thể trong nghiên này là trong việc chămsóc các loại cây ăn trái lâu năm phù hợp với xu hướng hiện nay của thị trường
Trang 20Trong bối cảnh Việt Nam đang chuyển đổi sang kinh tế số và hội nhập với cuộccách mạng công nghiệp 4.0 thì ứng dụng IoT là rất quan trọng, đặc biệt trong lĩnhvực thế mạnh của Việt Nam là nông nghiệp Việc làm ra các mô hình thực tế vớiquy mô vừa và nhỏ phù hợp với thực tế trồng trọt ở nước ta và có thể được áp dụngrộng rãi vì lợi ích kinh tế mà nó mang lại.
IoT là tên gọi viết tắt của Intetnet of Things, IoT là một mạng vạn vật được liênkết với nhau thông qua mạng toàn cầu mà trong đó vật dụng và con người đượcđịnh nghĩa theo một cách riêng, có khả năng truyền tải thông tin và kết nối với nhauthông qua Internet mà không cần tương tác trực tiếp với nhau IoT là sự kết hợp củacông nghệ không dây, công nghệ vi mạch, cơ điện tử và Internet Việc kết nối có thểthực hiện thông qua mạng WiFi, mạng (3G, 4G, 5G), Bluetooth, ZingBee, LORA…Các thiết bị đầu cuối có thể là điện thoại, các thiết bị gia dụng trong nhà, các hệthống trông chăm sóc cây trồng, …
Hình 1- 1 : Internet of Things [4].Hình 1 - 2 : Internet of Things [1].
Đặc tính cơ bản
+ Tính kết nối liên thông (Interconnectivity): Đối với IoT, mọi thứ có thể kếtnối với nhau thông qua mạng chung và cơ sở hạ tầng liên lạc tổng thể Nó thểcung cấp các dịch vụ liên quan đến “Things”
Trang 21+ Tính không đồng nhất: Các thiết bị trong IoT là không đồng nhất vì nó cóphần cứng khác nhau và network khác nhau Các thiết bị giữa các network cóthể tương tác với nhau nhờ vào sự liên kết của các network.
+ Thay đổi linh hoạt: Trạng thái của các thiết bị có thể thay đổi tự động như:kết nối hoặc ngắt, vị trí thiết bị đã thay đổi hoặc tốc độ đã thay đổi… Hơnnữa, số lượng thiết bị có thể tự động thay đổi
+ Quy mô lớn: Sẽ có một số lượng rất lớn các thiết bị được quản lý và giao tiếpvới nhau Số lượng này lớn hơn nhiều so với số lượng máy tính kết nốiInternet hiện nay Số lượng các thông tin được truyền bởi thiết bị sẽ lớn hơnnhiều so với được truyền bởi con người
1.1.2 Công nghệ truyền nhận dữ liệu không dây LoRa
LoRa là viết tắt của Long Range Radio LoRa được nghiên cứu, phát triển bởi Cycleo và được bán cho Semtech năm 2012 Với công nghệ LoRa cho phép người dùng có thể truyền tải dữ liệu lên đến vài kilomet mà không phải sử dụng các trạm Lập, vì vậy LORA giúp tiết kiệm năng lượng hơn so với các phương thức truyền RF khác.
Nguyên lý hoạt động LORA: LoRa sử dụng kỹ thuật điều chế gọi là Chirp Spread Spectrum Có thể hiểu là dữ liệu sẽ được băm bằng các xung băm xung
cao tần để tạo ra tín hiệu có dãy tần số cao hơn tần số của dữ liệu gốc (cái này gọi là chipped), sau đó tín hiệu cao tần này tiếp tục được mã hoá theo các chuỗi chirp signal (là các tín hiệu hình sin có tần số thay đổi theo thời gian, có 2 loại chirp signal là up-chirp có tần số tăng theo thời gian và down-chirp có tần số giảm theo thời gian và việc mã hoá theo nguyên tắc bit 1 sẽ sử dụng up-chirp,
và bit 0 sẽ sử dụng down-chirp) trước khi truyền ra anten để gửi đi.
Theo Semtech công bố thì nguyên lý này giúp giảm độ phức tạp và độ chính xác cần thiết của mạch nhận để có thể giải mã và điều chế lại dữ liệu, hơn nữa LoRa không cần công suất phát lớn mà vẫn có thể truyền xa vì tín hiệu Lora có thể được nhận ở khoảng cách xa ngay cả độ mạnh tín hiệu thấp hơn cả nhiễu môi trường xung quanh.
Trang 22Hình 1 - 3 1- 4: Công nghệ LORA
Băng tần làm việc của LoRa từ 430MHz đến 915MHz có sự khác nhau giữa các khuvực:
Nhờ sử dụng chirp signal mà các tín hiệu LoRa với các chirp rate khác nhau cóthể hoạt động trong cùng 1 khu vực mà không gây nhiễu cho nhau Điều này chophép nhiều thiết bị LoRa có thể trao đổi dữ liệu trên nhiều kênh đồng thời (mỗikênh cho 1 chirprate)
1.1 Cơ sở phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu
1.1.1 Cơ sở phương pháp luận
Trang 23Hiểu được đăt tính của cây ăn trái lâu năm là yếu tố quan trọng để lựa chọn các loại
tưới hoàn chỉnh Ngoài ra để kết nối các khu vườn với trạm chính và giao tiếp trạmchính ra bên ngoài Internet cần có các công nghệ truyền nhận dữ liệu không dây phùhợp Đối với nghiên cứu này thì việc kết nối các trạm với nhau dựa trên nền tảngtruyền nhận dữ liệu thông qua LoRa là chính và giao tiếp từ trạm chính với ngoàiInternet thì được trên nền tảng WiFi thông qua ESP8266
1.1.2 Quy trình nghiên cứu
Quy trình nghiên cứu được tiến hành như sau:
+ Lên ý tưởng và phác thảo lên một mô hình cụ thể để thực hiện
+ Lựa chọn các cảm biến phù hợp với nghiên cứu và tiến hành kiểm tra hoạtđộng cũng như sự chính xác của các cảm biến
+ Lập nên sơ đồ giải thuật và bắt đầu viết chương trình thực thi cho từng trạmhoạt động
+ Kiểm tra và tìm các nguyên nhân gây ra lỗi của hệ thống Phát triển chươngtrình cho phù hợp với nghiên cứu
+ Thiết kế phần cứng cho từng trạm và kiểm tra lỗi của phần cứng, Khắc phụclỗi và tiến hành chạy thử nghiệm
+ Xây dựng mô hình và tiến hành cho chạy thực nghiệm ở điều kiện thực tế.Theo dõi và hoàn thiện sảm phẩm
1.5 Phạm vi nghiên cứu
Để xây dựng nội dung nghiên cứu của đề tài, tôi đã lên kế hoạch cụ thể nghiêncứu để thực hiện Các nội dung này được phân chia theo một trật tự nhất định vàxây dựng dựa trên các nền tảng kiến thức cơ bản đã được học từ các môn họcchuyên ngành và kinh nghiệm tích lũy trong quá trình học tập tại trường đi từ mức
độ đơn giản và nâng dần sự phức tạp trong việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệthống
1.2 Tính mới của đề tài
Trang 24So với những hệ thống tưới cây tự động đã được nghiên cứu trước Đề tài có nhữngđóng góp mới như sau:
+ Đặt lịch tưới và thời gian tưới cho vườn ở chế độ tự động
+ Các chế độ ngắt bảo vệ an toàn cho máy bơm và đam bảo hệ thống có thểchạy nội bộ khi mất kết nối Internet
+ Không cần lắp đặt Internet tại vườn
+ Trạm chính giao tiếp và quản lý các vườn thông qua LoRa
Trang 25CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VẤN ĐỀ
2.1 Đặt vấn đề
với nhau nhờ vào công nghệ IoT Đây là một con số khổng lồ dự báo sự phát triểncủa những ứng dụng IoT trong tương lai Người ta cho rằng IoT là chìa khóa của sựthành công của cuộc cách mạng 4.0, là bước ngoặt và cơ hội lớn của tương lai Để
khuyến khích các nhà khoa học, học sinh sinh viên trong nước cùng nhau phát triểnkhoa học công nghệ theo hướng nền công nghiệp 4.0
Hình 2 - 5 : IoT trong nông nghiệp [ 261 ]
của nước ta là nền nông nghiệp, việc ứng dụng công nghệ IoT vào nông nghiệp sẽlàm thay đổi bộ mặt kinh tế của nước ta khi chuyển từ hình thức sản xuất thủ côngsang tự động và ứng dụng các công nghệ tiên tiến nhứ công nghệ IoT vào sẽ gópphần giảm sức lao động và tăng năng suất cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao
dữ liệu và xử lý dữ liệu ở quy mô lớn (big data analysis) Cuối cùng các thiết bị hoạt
Trang 26động động lập (standalone) và giải pháp xử lý độc lập cần phải giảm thiểu Trên cơ
sở phân tích này, các công nghệ bluetooth, hệ thống định vị (GPS) và công nghệdùng kết nối sóng vô tuyến để tự động xác định và theo dõi các thẻ nhận dạng gắnvào vật thể (RFID), kết hợp với phần mềm, tiêu chuẩn hóa, số hóa và tăng khả năngtương tác giữa các thiết bị máy móc từng bước được nâng cấp, ứng dụng và sau đó
mở rộng ra quy mô cả nước
2.2 Các nghiên cứu trong và ngoài nước
thuật tiên tiến Anh là nước dẫn đầu trong các cuộc cách mạng công nghiệp cũngđưa ra định hướng phát triển trong lĩnh vực nông nghiệp tầm nhìn 2030 Israel mộtquốc gia với khí hậu khô cằn nguồn nước rất hạn chế nhưng đã tạo được nhiềuthành tựu trong nông nghiệp đặc biệt nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao, hiệnnay 95% năng suất nông nghiệp thu được đến từ những thành quả trong công
là một trong những nước xuất khẩu hàng đầu thế giới nhờ việc ứng dụng công nghệcao vào sản xuất nông nghiệp
Tại Việt Nam, mô hình nông nghiệp thông minh cũng không còn trở nên xa lạ.Trong những năm gần đây nhiều công ty cung cấp công nghệ cho nông nghiệp đầnđược hình thành và hứa hẹn sẽ làm tiền đề để phát triển nền nông nghiệp nước nhà
dụ điễn hình cung cấp các giải pháp công nghệ cho các trang trại trồng rau trong
Nhưng đối với giải pháp nông nghiệp thông mình cho các loại cây trồng lâu nămthì chỉ có vài nghiên cứu được thực hiện như hệ thống phun thuốc trừ sâu và tưới
điện và nhắn tin
2.3 Quy trình chăm sóc nước cho cây chôm chôm
1.1.3 Chăm sóc nước cho cây con
Trang 27Khi mới bắt đầu trồng cây chôm chôm thì cần tưới nước ngay và liên tục Nếutrồng trong mùa khô phải tưới nước thường xuyên hơn cho chôm chôm ít nhất 1tháng đầu Trồng vào mùa mưa, nếu trời không mưa phải để ý đến việc tưới nước.Cây chôm chôm khi còn nhỏ nếu thiếu nước cây sẽ chết Ngược lại, trong mùa mưanếu đất xung quanh gốc bị ẩm đọng nước cây con cũng bị chết vì bộ rễ thiếu dưỡngkhí và thối rễ
Sự tưới nước thất thường sẽ dẫn đến các hiện tượng sau:
+ Quả không đồng đều, lúc thiếu nước quả nhỏ hơn bình thường
+ Quả có thể bị nứt, nhất là giai đoạn đầu của quá trình phát triển quả đã pháttriển xong phần vỏ ở thời kỳ thiếu nước tiếp theo là giai đoạn phát triển ruộtquả ở thời kỳ thiếu nước khiến phàn ruột phình ra, vỏ bị tức nên nứt toạc ra
1.1.4 Xử lý tưới nước cho cây chôm chôm ra hoa
Cây trồng bằng hạt 5 hay 6 năm mới ra trái bói Cây trồng bằng gốc tháp chỉ cần3-5 năm mà thôi Đến 8-10 năm trở đi mới ra trái nhiều Một cây trưởng thành chochừng 25-200 kg trái một năm Trung bình phải từ 100-125 kg trở lên Chôm chôm
là cây ra hoa nhiều, song tỉ lệ hoa thụ rất thấp, tỉ lệ quả chỉ từ 1 đến 3% Sự thối quảxảy ra nặng trong 3 tuần đầu khi thụ tinh và nhẹ hơn trước khi quả chín Một số biệnpháp xử lý tưới nước để cây ra hoa thông thường đã được một số nơi áp dụng nhưsau: Xiết nước vào đầu mùa khô từ 3-6 tuần tùy độ lớn, sức sinh trưởng của cây vàđặc điểm của đất, sau đó bón phân nhử (bón ít) và tưới nhử (tưới ít) vài ngày trướckhi bón đậm, tưới đậm và đều trở lại, cây sẽ ra hoa sớm hơn bình thường
1.1.5 Phương pháp tưới nước cho cây chôm chôm ra hoa trái vụ
Bắt đầu vào tháng 6 âm lịch, cần tiến hành che gốc, "làm nhà" cho chôm chôm
để tạo khô hạn cho cây, tránh nước mưa thấm vào đất Trước khi che gốc, cần đàocác hộc vuông xung quanh cây để thoát nước Xung quanh nhà chôm chôm phải đàomương giữ nước Phải giữ gốc chôm chôm khô trong vòng 1,5 tháng Tiếp tục cắtnước để cho trái ra đậu quả Khi quả đậu đều, “cuồn nhà” cây chôm chôm lại chotiếp xúc với nhiều ánh nắng và nước để cung cấp đầy đủ dưỡng chất cần thiết
Trang 28Hình 2 - 6 : Xử lý ra hoa cây chôm chôm trái vụ.
2.4 Đề xuất các giải pháp
Từ quy trình chăm sóc cây chôm chôm ở trên (tham khảo từ kinh nghiệm trồng trọt
dân nhiều năm kinh nghiệm) Nhóm đề xuất giải pháp tưới phun mưa theo từng giaiđoạn như sau như sau:
+ Giai đoạn 1: Để bắt đầu mùa vụ, áp dụng tưới cây liên tục từng ngày cho
đến khi cây chôm chôm ra 3 đọt lá non, lúc này tiến hành xả nước trongvườn ngưng không tưới nữa để cây ra hoa, nếu tiếp tục tưới trong thời giannày tỉ lệ ra hoa sẽ rất thấp
+ Giai đoạn 2: Tiến hành xả nước trong vườn sau đó đợi cây ra hoa và tiến
hành tưới lại đến khi cây bắt đầu có trái
Ưu điểm:
+ Tiết kiệm nước Tiết kiệm 40-50% nước so với phương pháp tưới mặt
+ Thích hợp với mọi loại địa hình, không gây xói mòn, trôi màu, không phá vỡkết cấu đất, dẽ đất
+ Giảm diện tích chiếm đất của kênh mương và công trình tưới, tăng diện tíchtrồng trọt
+ Đảm bảo phân bố độ ẩm đều trong tầng đất nông nghiệp canh tác, tạo điềukiện thuận lợi về không khí, nhiệt độ, độ ẩm, quang hợp cho cây trồng.+ Hạn chế cỏ dại xung quanh gốc cây và sâu bệnh vì chỉ tập trung tưới vào cây
Trang 29+ Có thể kết hợp tưới với phun thuốc trừ sâu, bón phân hóa học kết hợp vớitưới nước.
Nhược điểm:
+ Hệ thống tưới dễ bị tắt nghẽn do bùn cát, rông, tảo, chất hữu cơ Chính vìvậy, nguồn nước tưới của hệ thống được xử lý thông qua bộ lọc
+ Đòi hỏi người sử dụng phải có hiểu biết nhất định về kỹ thuật và quản lý và
sử dụng được ứng dụng trên điện thoại thông minh
2.5 Phạm vi ứng dụng
nhóm tác giả của trường đại học Tôn Đức Thắng tham dự cuộc thi Eureka 2018 thìnghiên cứu mới này được phát triển vượt bật hơn với khả năng quả lý 2 vườn câycùng một app điều khiển không cần lắp đặt hệ thống Internet tại vườn và sử dụng hệthống RF tầm xa để truyền nhận dữ liệu giữ các vườn với trạm chính Hệ thống cóthể kết nối 2 khu vực vườn cách xa trạm chính trong bán kính 4km Phù hợp với cáckhu vực vườn vùng xâu vùng xa không có kết nối Internet Có thể đáp ứng cho các
Hình 2 - 7 : Sơ đồ ý tưởng hệ thống
CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG CƠ SỞ PHẦN CỨNG
1.6 Vi điều khiển trung tâm
1.1.6 ATmega2560
Trang 30Ở Nghiên nNghiên cứu này các node cần truyền nhận dữ liệu với nhau qua cổnggiao tiếp UART, ở trạm chính cần sử dụng 2 UART để vừa có thể giao tiếp vớimodule ESP8266 và 1 UART để trạm chính có thể giao tiếp với 2 trạm con Còn ởtrạm điều khiển vườn 1 cũng cần 2 giao tiếp UART để vừa thu thập dữ liệu từ trạmcon vừa có thể nói chuyện với trạm chính vì thế Atmega2560 là một lựa chọn hợplý.
Atmega2560 là một vi điều khiển 8 bit với hiệu suất cao nhưng tiêu tốn công suất
+ Bộ nhớ FLASH 256 KB
+ Bộ nhớ EEPROM 4 KB
+ Bộ nhớ nội SRAM 8 Kbytes
+ Ghi/xóa 10000 đối với bộ nhớ FLASH và 100000 đối với EEPROM
+ 2 Timer/Counters 8 bit ở chế độ so sánh và đếm đọc lập
+ 4 Timer/Counters 16 bit ở chế độ so sánh, đếm đọc lập và ngắt
+ Bộ đếm thời gian với dao động riêng
+ 4 kênh băm xung PWM 8 bit
+ 12 kênh băm xung PWM 16 bit
+ Bộ điều chế so sánh ngỏngõ ra
+ 16 kênh ADC 10 bit
+ 4 cổng serial giao tiếp UART
+ Kết nôi Master/Slave thông qua giao tiếp SPI
+ Giao tiếp 2 dây I2C
+ Nhiệt độ hoạt đông từ -40oC đến 80oC
+ Chế độ hoạt động tối thiểu ở 1MHz và 1.8v là 500µA
+ Chế độ nghỉ 0.1µA ở 1.8v
Trang 32Chuyển đổi chân tương ứng từ Atmega2560 thành sơ đồ chân Arduino.
Hình 3 - 9 : Chuyển đổi từ Atmega2560 thành Arduino
Bảng 3 - 1 : Sơ đồ chân Atmega2560 thành Arduino
ST T
ATmega256 0
Arduin o
Chức năng chân Arduino
Trang 3322 PD0 21 I/O digital, SCL
Trang 3461 PF6 A6 I/O digital, Analog
Trang 351.1.7 ATmega328
Trạm thu thập cảm biến và vườn 2 sử dụng Atmega328 vì không cần nhiều giaotiếp UART nhưng Atmega328 vẫn mang lại hiệu năng gần như tương tự nhưAtmega 2560
Atmega328 là một vi điều khiển 8 bit với hiệu suất cao và tiêu tốn năng lượng ít
+ Bộ nhớ FLASH 32 KB
+ Bộ nhớ EEPROM 1 KB
+ Bộ nhớ nội SRAM 2 Kbytes
+ Ghi/xóa 10000 đối với bộ nhớ FLASH và 100000 đối với EEPROM
+ 2 Timer/Counters 8 bit ở chế độ so sánh và đếm đọc lập
+ 1 Timer/Counters 16 bit ở chế độ so sánh, đếm đọc lập và ngắt
+ Bộ đếm thời gian với dao động riêng
+ 8 kênh ADC 10 bit
+ 1 cổng serial giao tiếp UART
+ Kết nôi Master/Slave thông qua giao tiếp SPI
+ Giao tiếp 2 dây I2C
Trang 36+ 6 chân băm xung PWM.
+ 1 cổng UART
+ 8 chân ADC
`
Hình 3 - 10 : Chip Atmega328.
Chuyển đổi chân tương ứng từ Atmega328 thành sơ đồ chân Arduino:
Bảng 3 - 2 : Sơ đồ chân Atmega328 sang Arduino Uno R3
Trang 3720 PC5 A5 I/O digital, Analog, SCL
1.7 Hệ cảm biến
1.1.8 Cảm biến nhiệt độ, ẩm độ không khí DHT22 (AM2302)
DHT22 là một cảm biến tích hợp gồm cảm biến nhiệt độ và độ ẩm có độ chínhxác cao, đầu ra tín hiệu có thể kết nối với 1 vi điều khiển 8 bit, DHT22 có độ nhạycao, chống nhiểu mạnh và giao tiếp chỉ 1 dây
DHT22 có kích thước nhỏ, tiêu thụ năng lượng thấp và có thể truyền dẫn tín
Hình 3 - 11 : Cảm biến DHT22
1.1.1.1 Thông s kỹ thu t:ố kỹ thuật: ật:
Bảng 3 - 3 : Thông số kỹ thuật của DHT22.
Trang 381.1.1.2 S đ chân:ơ đồ chân: ồ chân:
Hình 3 -12: Sơ đồ chân DHT22.
Vị trí các chân của DHT22 được săp xếp theo thứ tự như sau:
Bảng 3 - 4 : Sơ đồ chân DHT22
1.1.1.3 Nguyên lý ho t đ ng c a DHT22:ạt động của DHT22: ộng của DHT22: ủa DHT22:
Để đọc được dữ liệu từ DHT22 vi điều khiển cần thực hiện 2 bước:
+ Gửi tín hiệu bắt đầu đo cho DHT22, khi DHT22 nhận được tín hiệu đó sẽphản hồi lại
liệu trong đó bao gồm nhiệt độ và độ ẩm đo được từ DHT22
Hình 3 - 13 : Bit dữ liệu giao tiếp của DHT22 với MCU
1.1.1.4 Các bước DHT22 giao tiếp với vi điều khiểnc DHT22 giao ti p v i vi đi u khi nếp với vi điều khiển ớc DHT22 giao tiếp với vi điều khiển ều khiển ển
Bước 1: Vi điều khiển gửi tín hiệu bắt đầu đến DHT22
Khi bắt đầu giao tiếp giữa vi điều khiển và DHT22 vi điều khiển sẽ kéo điện ápchân data xuống mức thấp và đợi nó ít nhất 1ms thời gian đó đủ đảm bảo rằngDHT22 có thể nhận được tín hiệu từ vi điều khiển Sau đó vi điều khiển sẽ kéo chândât lên mức cao và đợi 20 đến 40µs để có phản hồi từ DHT22
Trang 39Hình 3 - 14 : Dãi tín hiệu bắt đầu giao tiếp giữa DHT22 với MCU Bước 2: DHT22 gửi phản hồi về vi điều khiển
Khi nhận được tín hiệu yêu cầu từ vi điều khiển DHT sẽ kéo chân data xuốngthấp trong 80µs để vi điều khiển biết đó là tín hiệu phản hồi, sao đó dữ liệu sẽ đượcchuyển từ mức thấp sang cao trong 80µs nữa và bắt đầu gửi dữ liệu chính
Bước 3: bắt đầu gửi dữ liệu chính
DHT22 sẽ trả giá trị nhiệt độ và độ ẩm là 5 byte trong đó:
+ Byte 1 là phần nguyên của độ ẩm
+ Byte 2 là phần thập phân của độ ẩm
+ Byte 3 là phần nguyên của nhiệt độ
+ Byte 4 là phần thập phân của nhiệt độ
+ Byte 5 kiểm trả tổng: Nếu Byte 5 = Byte 1 + Byte 2 + Byte 3 + Byte 4 thì giátrị nhiệt độ và độ ẩm là chính xác
Sau khi tín hiệu được đưa về 0 ta đợi chân DATA của MCU được DHT22 kéo lên
1 Nếu chân 1 DATA trong khoảng 26-28 us thì là 0 còn nếu tồn tại trong khoảng
70 us thì là 1 Do đó trong lập trình ta bắt sườn lên của DATA sau đó delay 50 us.Nếu giá trị đo được là 0 thì đọc được bit 0 nếu giá trị đo được là 1 thì đọc được bit1cứ thế ta đọc các bit tiếp theo
1.1.9 Cảm biến nhiệt độ DS18B20
Để đảm bảo tính an toàn cho máy bơm trong quá trình hoạt động ta sử dụng để
do được nhiệt độ máy bơm Ở nghiên cứu này DS18B20 được sử dụng vì có các ưuđiểm chiệu nhiệt cao, đáp ứng nhanh và có khả năng chống nước cống bụi có thể sửdụng trong các môi trường khắc nghiệt
Trang 40Hình 3 - 15 : Cảm biến nhiệt độ DS18B20.
+ Truyền dữ liệu nhiệt độ theo phương thức 1 dây (one write)
+ Độ phân giải 9 bit đến 12 bit, mặt định 12 bit
+ Thời gian chuyển đổi dữ liệu nhiệt độ 750ms ở chế độ 12 bit
+ Khoảng nhiệt độ đo từ -55oC đến 125oC
+ Độ chính xác + 0.5oC đối với khoảng nhiệt độ -10oC đến 85oC
+ Điện áp hoạt động 3v đến 5.5v
Bảng 3 - 5 : Sơ đồ chân DS18B20