THIẾT kế và THI CÔNG mô HÌNH GIÁM sát và điều KHIỂN mô HÌNH TRỒNG nấm rơm

TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH o0o -Tp HCM, ngày tháng năm 2019 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Chuyên ngành: Hệ đào tạo: Khóa: Vũ Ngọc Duy Tín Nguyễn Hồng Quốc Hưng Điện Tử Cơng Nghiệp Đại học quy 2014 MSSV: 14141321 MSSV: 14141142 Mã ngành: 141 Mã hệ: Lớp: 1411DT I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH TRỒNG NẤM RƠM II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu:  Chọn nấm rơm làm đối tượng nghiên cứu  Thiết kế mơ hình điều khiển khu riêng biệt  Sử dụng LCD hiển thị liệu mơ hình  Kích thước mơ hình 60x40x40 Nội dung thực hiện:  NỘI DUNG 1: Tìm hiểu nghiên cứu cấu tạo phần cứng, nguyên lý hoạt động, tính module Arduino, module NODEMCU ESP8266, DHT11, cảm biến mực nước, IC ULN2803  NỘI DUNG 2: Tìm hiểu nghiên cứu lập trình Webserver, tìm hiểu ngơn ngữ HTML, PHP, sở liệu MySQL  NỘI DUNG 3: Các giải pháp thi thiết kế hệ thống, thi cơng mơ hình  NỘI DUNG 4: Thiết kế hệ thống điều khiển, lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển mơ hình  NỘI DUNG 5: Thiết kế hồn chỉnh mơ hình thực tế  NỘI DUNG 6: Chạy thử nghiệm hệ thống  NỘI DUNG 7: Cân chỉnh hệ thống  NỘI DUNG 8: Viết sách luận văn  NỘI DUNG 9: Bảo vệ đề tài tốt nghiệp III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 18/02/2019 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/06/2019 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS Nguyễn Thanh Nghĩa CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH o0o -Tp HCM, ngày tháng năm 2019 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Vũ Ngọc Duy Tín Lớp:14141DT2A MSSV: 14141321 Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Hoàng Quốc Hưng Lớp: 14141DT1B MSSV: 14141142 Tên đề tài: Hệ Thống Giám Sát Và Điều Khiển Mơ Hình Trồng Nấm Rơm Tuần/Ngày (19-25/3) Nội Dung - Gặp GVHD để phổ biến quy định: thực chọn đề tài, tên đề tài, thời gian làm việc - Duyệt đề tài - Viết đề cương cho đề tài (26/3-1/4) - Tìm hiểu sở lý thuyết web - Tìm hiểu cảm biến sử dụng đề tài - Tìm hiểu cách thức lập trình thiết kế Web Server - Thiết kế sơ đồ khối, giải thích chức (2/4-8/4) - Tính tốn lựa chọn linh kiện cho khối - Thiết kế sơ đồ nguyên lý giải thích hoạt (9/4-15/4) (16/4-22/4) động mạch - Viết chương trình - Thi cơng mạch, xây dựng mơ hình - Thiết kế Web Server (23/4-29/4) - Viết chương trình - Thi cơng mạch, xây dựng mơ hình Xác nhận GVHD - Thiết kế Web Server (30/4-6/5) - Viết chương trình - Thi cơng mạch, xây dựng mơ hình - Thiết kế Web Server (7/5-13/5) - Viết chương trình - Thi cơng mạch, xây dựng mơ hình - Thiết kế WebServer (14/5-20/5) - Kiểm tra, hoàn thiện mơ hình, chạy thử sửa lỗi - Viết báo cáo 10 (21/5-27/5) 11 (28/5-3/6) - Hồn thiện mơ hình, chạy thử sửa lỗi - Viết báo cáo - Hoàn thiện, chỉnh sửa báo cáo gửi cho GVHD để xem xét góp ý lần cuối trước in báo cáo 12 Nộp báo cáo làm Slide báo cáo (4/6-10/6) GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN Đề tài tự thực dựa vào số tài liệu trước khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Người thực đề tài Vũ Ngọc Duy Tín Nguyễn Hồng Quốc Hưng LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Thanh Nghĩa _ Giảng viên môn Điện Tử Công Nghiệp – Y Sinh trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để em hồn thành tốt đề tài Em chân thành cảm ơn Thầy Việt Thầy Khoa _ Giảng viên môn Điện Tử Công Nghiệp – Y Sinh góp ý chia sẻ nhiều kinh nghiệm quý báu cho em thực tốt đề tài Em xin gửi lời chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Điện-Điện Tử tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành đề tài Em gửi lời đồng cảm ơn đến bạn lớp thực ĐATN chia sẻ trao đổi kiến thức kinh nghiệm quý báu thời gian thực đề tài Cảm ơn đến cha mẹ tận tâm chăm sóc, lo lắng giúp đỡ em nguồn động viên vơ lớn giúp em hồn thành đề tài Xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Vũ Ngọc Duy Tín Nguyễn Hồng Quốc Hưng MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP TRỒNG NẤM RƠM TRUYỀN THỐNG 2.2 GIỚI THIỆU MƠ HÌNH NƠNG NGHIỆP SỬ DỤNG NHÀ KÍNH TRONG THỰC TẾ 2.3 TỔNG QUAN VỀ ARDUINO 2.4 TỔNG QUAN VỀ IOT 11 2.5 TỔNG QUAN VỀ WEB 12 2.6 CÁC CHUẨN GIAO TIẾP 13 2.6.1 CHUẨN GIAO TIẾP UART 13 2.6.2 CHUẨN GIAO TIẾP I2C 14 2.6.3 CHUẨN GIAO TIẾP ONE-WIRE 15 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 17 3.1 GIỚI THIỆU 17 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 18 3.2.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 18 3.2.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MẠCH 19 3.2.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA TOÀN MẠCH 40 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG 42 4.1 GIỚI THIỆU 42 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 42 4.2.1 Thi công mạch điều khiển trung tâm 42 4.2.2 Thi công mạch điều khiển trực tiếp hiển thị 43 4.2.3 Thi cơng mơ hình 44 4.2.4 Lắp ráp kiểm tra 44 4.3 ĐÓNG GÓI VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH 45 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 48 4.4.1 Lưu đồ giải thuật 48 4.4.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 49 4.4.3 Phần mềm lập trình cho web 52 4.4.4 Cơng cụ lập trình Web server 53 4.4.5 Công cụ lập trình gửi nhận tin nhắn 57 4.5 SƠ ĐỒ TOÀN BỘ HỆ THỐNG 62 4.6 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 62 4.6.1 Tài liệu hướng dẫn sử dụng 62 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 64 5.1 KẾT QUẢ 64 5.2 NHẬT XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 70 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 71 6.1 KẾT LUẬN 71 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG Hình 2.1: Đóng mơ nấm .6 Hình 2.2: Chăm sóc mơ nấm .6 Hình 2.3: Nấm rơm thu hoạch Hình 2.4: Mơ hình nhà kính thực tế Hình 2.5: Mơ hình nhà lưới kín thực tế .9 Hình 2.6: Một số loại board Arduino phổ biến 11 Hình 2.7: Mơ hình sơ đồ IOT 11 Hình 2.8: Giao tiếp UART 14 Hình 2.9: Giao tiếp I2C 14 Hình 2.10: Giao tiếp One-Wire 15 Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống 18 Hình 3.2: Sơ đồ khối hệ thống thiết bị thực tế 18 Hình 3.3: Khối xử lý trung tâm sử dụng Arduino Nano 20 Hình 3.4: ESP8266 NODEMCU 21 Hình 3.5: Sơ đồ nối dây Arduino Nano NODEMCU 23 Hình 3.6: Cơng cụ để tạo máy chủ Webserver Database 24 Hình 3.7: Kết nối LCD với Arduino Nano .25 Hình 3.8: Nút nhấn chân 26 Hình 3.9: Còi Buzzer .26 Hình 3.10: Sơ đồ kết nối Button Buzzer với Arduino 27 Hình 3.11: Hình cảm biến DHT11 27 Hình 3.12: Kết nối cảm biến DHT11 với Arduino Nano 28 Hình 3.13: Hình ảnh cảm biến đo mực nước 29 Hình 3.14: Kết nối cảm biến mực nước với Arduino Nano 29 Hình 3.15: Cấu tạo IC đệm dòng ULN2803 .30 Hình 3.16: Sơ đồ nguyên lý kênh ULN2803 30 Hình 3.17: Kết nối ULN2803 với Arduino Nano .31 Hình 3.18: Hình ảnh Relay thực tế 32 Hình 3.19: Sơ đồ nguyên lý Relay .32 Hình 3.20: Kết nối ULN2803 với Relay 33 Hình 3.21: Hình ảnh phun sương siêu âm HB20-12 34 Hình 3.22: Kết nối phun sương với Relay 35 Hình 3.23: Đèn sợi tóc 35 Hình 3.24: Kết nối đèn sợi tóc với Relay 36 Hình 3.25: Quạt 36 Hình 3.26: Kết nối quạt với Relay 37 Hình 3.27: Hình đèn báo 37 Hình 3.28: Kết nối đèn báo với Relay .38 Hình 3.29: Hình ảnh module hạ áp LM2596 39 Hình 3.30: Hình sơ đồ nguyên lý mạch hạ áp LM2596 39 Hình 3.31: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển trung tâm 40 Hình 3.32: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển trực tiếp hiển thị .41 Hình 4.1: Sơ đồ mạch in khối điều khiển trung tâm 42 Hình 4.2: Sơ đồ mạch in khối điều khiển trực tiếp hiển thị 43 Hình 4.3: Mơ hình sau hồn thành 44 Hình 4.4: Mạch điều khiển sau hoàn thành .45 Hình 4.5: Mạch điều khiển trực tiếp hiển thị sau hoàn thành 45 Hình 4.6: Mơ hình sau lắp 46 Hình 4.7: Giao diện đăng nhập web 47 Hình 4.8: Giao diện trang chủ web .47 Hình 4.9: Lưu đồ NODEMCU ESP8266 48 Hình 4.10: Lưu đồ Arduino Nano 49 Hình 4.11: Giao diện phần mềm viết code cho mạch Arduino 50 Hình 4.12: Những thư viện có sẵn phần mềm 51 Hình 4.13: Giao diện Notepad++ 53 Hình 4.14: Đăng ký tài khoản 55 Hình 4.15: Giao diện email xác nhận tài khoản 55 Hình 4.16: Tạo tên miền mong muốn .56 Hình 4.17: Tạo Database 56 Hình 4.18: Các File update lên server 57 Hình 4.19: Màn hình truy cập IFTTT .58 Hình 4.20: Màn hình đăng nhập IFTTT 58 Hình 4.21: Thêm dịch vụ 59 Hình 4.22: Thêm dịch vụ SMS 59 Hình 4.23: Nhập từ khóa tác động 59 Hình 4.24: Thêm dịch vụ 60 Hình 4.25: Chọn dịch vụ Webhook 60 Hình 4.26: Key Webhook cung cấp .61 Hình 4.27: Sơ đồ nguyên lý hoạt động toàn hệ thống 62 Hình 5.1: Mơ hình sau hồn thành 64 Hình 5.2: Mơ hình hoạt động 64 Hình 5.3: Trang thống kê sản lượng 65 Hình 5.4: Bảng lưu thông số khu .65 Hình 5.5: Trang điều khiển khu .65 Hình 5.6: Trang điều khiển giọng nói .66 Hình 5.7: Hệ thống sấy tắt 66 Hình 5.8: Hệ thống sấy bật 67 Hình 5.9: Nhiệt độ khu cao 40 oC 67 Hình 5.10: Hệ thống tự động tắt toàn phần cứng, Buzzer kêu .67 Hình 5.11:Gửi tin nhắn cảnh báo 68 Hình 5.12: Chế độ chờ 68 Hình 5.13: Chế độ kích hoạt .68 Bảng 4.1: Danh sách linh kiện mạch điều khiển trung tâm 43 Bảng 4.2: Danh sách linh kiện mạch điều khiển trực tiếp hiển thị 44 ... đến giám sát trình trồng nấm, cụ thể nấm rơm Từ chúng tơi đề xuất đề tài THI T KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH TRỒNG NẤM RƠM” 1.2 MỤC TIÊU Sau thực đề tài nhóm xây dựng điều. .. giải pháp thi thi t kế hệ thống, thi công mơ hình  NỘI DUNG 4: Thi t kế hệ thống điều khiển, lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển mơ hình  NỘI DUNG 5: Thi t kế hồn chỉnh mơ hình thực tế... tài dùng để thực thi t kế, thi cơng cho đề tài  Chương 3: Tính Tốn Và Thi t Kế Chương giới thi u tổng quan yêu cầu đề tài mà thi t kế tính tốn, thi t kế gồm phần Như: thi t kế sơ đồ khối hệ