Luận Văn Thiết kế và thi công hệ thống giám sát, điều khiển kho mát từ xa thông qua IOT

TR B ăGIÁOăD Că&ă ẨOăT O NGă IăH CăS ăPH MăK ăTHU TăTP.ăH ăCHệăMINH KHOAă I Năậ I NăT B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Păậ Y SINH - ăÁNăT TăNGHI P NGẨNHăCỌNGăNGH K ăTHU Tă I NăT ăTRUY NăTHỌNG ăTẨI: THI TăK ăVẨăTHIăCỌNGăTHI TăB ă GIÁMăSÁT,ă I UăKHI NăKHOăMÁTăT ă XA THÔNG QUA IOT GVHD : Th.SăNgôăBáăVi t SVTH 1: Nguy năMinhăCh SVTH 2: PhanăNh tăHƠo Tp.ăH ăChíăMinhă- 7/2019 ng MSSV: 15141111 MSSV: 15141142 TR B ăGIÁOăD Că&ă ẨOăT O NGă IăH CăS ăPH MăK ăTHU TăTP.ăH ăCHệăMINH KHOAă I Năậ I NăT B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Păậ Y SINH - ăÁNăT TăNGHI P NGẨNHăK ăTHU Tă I NăT ăTRUY NăTHỌNG ăTẨI: THI TăK VẨăTHIăCỌNGăH ăTH NG GIÁMăSÁT,ă I UăKHI NăKHOăMÁTăT ă XA THÔNG QUA IOT GVHD : Th.S Ngô Bá Vi t SVTH 1: Nguy năMinhăCh SVTH 2: PhanăNh tăHƠo Tp.ăH ăChíăMinhă- 7/2019 ng MSSV: 15141111 MSSV: 15141142 TR NG H SPKT TP H CHệ MINH KHOAă I N- I NăT B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Păậ Y SINH C NGăHÒAăXÃăH IăCH ăNGH AăVI TăNAM CăL Pă- T ăDOă- H NHăPHÚC o0o Tp HCM, ngày 28 tháng n m 2019 NHI MăV ă H tên sinh viên: Chuyên ngành: H đƠo t o: Khóa: I TểN ăÁNăT TăNGHI P Nguy n Minh Ch ng MSSV: 15141111 Phan Nh t HƠo MSSV: 15141142 Công ngh k thu t n t truy n thơng Mã ngành: 41 i h c quy Mư h : 2015 L p: 15141DT1B TẨI: THI TăK ăVẨăTHIăCỌNGăH ăTH NGăGIÁMăSÁTă I U KHI NăKHOăMÁTăT ăXAăTHỌNGăQUAăIOT II NHI M V N i dung th c hi n: •ăN i dung 1: Tìm hi u v module ESP-12 8266, module LCD 16x2, micro SD card, led thu phát h ng ngo i,TFT 2.4 in ILI9341 •ăN i dung 2: Tìm hi u tia h ng ngo i dùng u n t xa •ăN i dung 3: Thu, phát tín hi u h ng ngo i u n m t thi t b •ăN i dung 4: Thi t k l p trình ng d ng Android •ăN i dung 5: Thi t k thi công m ch u n •ăN i dung 6: Thi t k mơ hình s n ph m •ăN i dung 7: ánh giá k t qu th c hi n III NGẨY GIAO NHI M V : 26/2/2019 IV NGẨY HOẨN THẨNH NHI M V : 28/6/2019 V H VẨ TểN CÁN B H CÁN B H NG D N NG D N: Th.S Ngô Bá Vi t BM I N T CỌNG NGHI P ậ Y SINH i TR NG H SPKT TP H CHệ MINH KHOAă I N- I NăT B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Păậ Y SINH C NGăHÒAăXÃăH IăCH ăNGH AăVI TăNAM CăL Pă- T ăDOă- H NHăPHÚC o0o -Tp HCM, ngày 10 tháng n m 2019 L CHăTRỊNHăTH CăHI Nă ăÁNăT TăNGHI P H tên sinh viên 1: Nguy n Minh Ch ng L p:15141DT1B MSSV:15141111 H tên sinh viên 2: Phan Nh t HƠo L p:15141DT1B MSSV:15141142 Tên đ tƠi: Thi tăk ăvƠăthiăcôngăh ăth ngăgiámăsátăđi uăkhi năkhoămátăt ăxa thông qua IOT Xác nh n Tu n/ngày N i dung GVHD Tu n Nh n đ án, tìm hi u l a ch n đ tƠi (25/2 - 3/3/2019) Tu n Tìm hi u vƠ ch n đ tƠi (4-10/3/2019) Tu n Tìm hi u tƠi li u vƠ h ng th c hi n đ tƠi (11-17/3/2019) Tu n Tìm hi u v tia h ng ngo i dùng u n (18-24/3/2019) Thu, phát m t tín hi u h ng ngo i u n thi t b Tu n 5,6 Tìm hi u thi t b c n cho h th ng vƠ thi t k (25/3-7/4/2019) ph n c ng thi t b Tu n 7,8,9,10,11 Ti n hƠnh l p trình cho ph n c ng vƠ thi t k ph n (8/4-12/5/2019) m m u n n tho i Tu n 12,13 Thi t k mơ hình s n ph m (13-26/5/2019) Ki m tra vƠ ch nh s a ph n c ng Tu n 14,15 Vi t báo cáo (27/5-9/6/2019) Ch y th thi t b hoƠn ch nh, ki m tra tinh ch nh thi t b GV H NG D N (Ký vƠ ghi rõ h vƠ tên) ii L IăCAMă OAN tƠi nƠy lƠ chúng em th c hi n d d a vƠo m t s tƠi li u tr tr is h ng d n c a Th.S Ngơ Bá Vi t c vƠ khơng chép t tƠi li u hay cơng trình đư có c Sinh viên th c hi n đ án Nguy n Minh Ch ng Phan Nh t HƠo iii L IăC Mă N hoàn thành t t án t t nghi p, đ u tiên chúng em xin g i l i c m n chơn thƠnh đ n quý Th y cô Khoa i n - i n T nói chung th y b môn i n T Công Nghi p - Y Sinh nói riêng đư truy n đ t cho chúng em nh ng ki n th c, kinh nghi m quý báu su t trình h c t p c bi t chúng em xin g i l i c m n đ n Th y Ngô Bá Vi t- Gi ng viên B môn i n T Công Nghi p-Y Sinh đư tr c ti p h ng d n vƠ giúp đ , t o u ki n đ chúng em hoàn thành t t đ tài Cu i chúng em xin đ c c m n gia đình, b n bè đư đ ng viên, đóng góp ý ki n, giúp đ su t trình h c t p, nghiên c u đ hoƠn thƠnh đ tài t t nghi p Chúng em xin chân thành c m n! Sinh viên th c hi n đ án Nguy n Minh Ch ng Phan Nh t HƠo iv M CăL Că NHI M V ÁN T T NGHI P i L CH TRỊNH TH C HI N ÁN T T NGHI P ii L I CAM OAN iii L I C M N iv M C L C v LI T Kể HỊNH V vii LI T Kể B NG x TịM T T xii Ch ngă1.ăT NGăQUAN 1.1 TV N 1.2 M C TIểU .2 1.3 N I DUNG NGHIểN C U 1.4 GI I H N 1.5 B C C .2 Ch ngă2.ăC ăS ăLụăTHUY T 2.1 H TH NG I U KHI N VẨ GIÁM SÁT KHO L NH 2.2 I U KHI N THI T B B NG H NG NGO I 2.2.1 c m tính ch t tia h ng ngo i .5 2.2.2 Phân lo i: .6 2.2.3 ng d ng tia h ng ngo i 2.2.4 Tín hi u h ng ngo i s d ng u n t xa 2.3 GI I THI U PH N C NG 2.3.1 Led thu phát h ng ngo i 2.3.2 Vi i u Khi n 12 2.3.3 C m bi n nhi t .17 2.3.4 Module th nh 20 2.3.5 Màn hình LCD .21 2.3.6 M ch chuy n ti p LCD 16x2 22 2.3.7 Màn hình TFT 23 v 2.4 CHU N GIAO TI P I2C .24 2.5 CHU N GIAO TI P SPI 24 2.6 H I U HÀNH ANDROID 26 2.7 GOOGLE FIREBASE .27 2.8 GIAO TH C MQTT .28 Ch ngă3.ă TệNHăTOÁNăVẨăTHI TăK 31 3.1 GI I THI U .31 3.2 TệNH TOÁN VẨ THI T K THI T B 31 3.2.1 Thi t k s đ kh i thi t b 31 3.2.2 Tính toán vƠ thi t k m ch 32 3.2.3 S đ nguyên lý c a toƠn m ch 38 Ch ngă4.ă THIăCỌNGăH ăTH NG 41 4.1 GI I THI U 41 4.2 THI CỌNG H TH NG 41 4.2.1 Thi công bo m ch 41 4.2.2 L p ráp, ki m tra thi cơng mơ hình 43 4.3 L P TRỊNH H TH NG .44 4.3.1 L u đ gi i thu t 44 4.3.2 Ph n m m l p trình cho vi u n 51 4.3.3 Ph n m m l p trình Android Studio .52 4.3.4 Ph n m m Visual Studio 53 4.4 VI T TẨI LI U H Ch NG D N S D NG, THAO TÁC 54 ngă5.ă K TăQU -NH NăXÉT- ÁNHăGIÁ .60 5.1 K T QU .60 5.2 NH N XÉT VÀ ÁNH GIÁ 65 Ch ngă6.ăK TăLU NăVẨăH NGăPHÁT TRI N .68 6.1 K T LU N .68 6.2 H NG PHÁT TRI N 68 TẨIăLI UăTHAMăKH O 69 PH ăL C 71 vi LI TăKểăHỊNHăV Hình Trang Hình 2.1 H th ng giám sát nhi t đ cho kho l nh b ng PLCPis Hình 2.2 Thi t b u n nhi t đ kho l nh ECA-GPIs4.4EZ Hình 2.3 c m tia h ng ngo i [8] Hình 2.4 D ng sóng c a m t tín hi u u n t remote h ng ngo i Hình 2.5 Remote máy u hòa Daikin Hình 2.6 Minh h a gói tin NEC Hình 2.7 Minh h a hình d ng c a m t khung truy n theo chu n NEC, cho đ a ch 00h (00000000b) vƠ l nh ADh (10101101b) Hình 2.8 Mư HEX IR c a Máy u hòa khơng khí s d ng mư hóa NEC Hình 2.9 Hình nh th c t vƠ s đ chơn c a TL 1838 10 Hình 2.10 S đ góc vƠ kho ng cách nh n đ c sóng 10 Hình 2.11 Nguyên lý thu h ng ngo i 11 Hình 2.12 LED phát h ng ngo i IR333-A 11 Hình 2.13 S đ nguyên lý phát h ng ngo i 12 Hình 2.14 Module ESP8266 NodeMCU 13 Hình 2.15 S đ chơn c a Node MCU 13 Hình 2.16 Hình nh th c t vƠ s đ chơn c a ESP8266-12E 14 Hình 2.17 M t tr c vƠ sau c a module ESP32 NodeMCU 15 Hình 2.18 ESP32-WROOM-32 16 Hình 2.19 S đ ch c n ng t ng chân ESP32 NodeMCU 17 Hình 2.20 Hình nh c m bi n DHT11 th c t 18 Hình 2.21 Quy trình t ng th 19 Hình 2.22 Ch s d li u ắ0Ằ 19 Hình 2.23 Ch s d li u ắ1Ằ 20 Hình 2.24 Hình nh th c t module SD card 20 Hình 2.25 Các kích th c SD card 21 Hình 2.26 Hình nh th c t LCD 16x2 21 Hình 2.27 M ch chuy n ti p LCD 16x2 22 Hình 2.28 Màn hình TFT 2.4 inch ILI9341 23 vii Hình 2.29 H th ng thi t b giao ti p theo chu n I2C 24 Hình 2.30 K t n i SPI gi a hai thi t b 25 Hình 2.31 K t n i SPI gi a nhi u thi t b 25 Hình 2.32 Các ch đ lƠm vi c c a SPI 26 Hình 2.33 Truy n d li u theo chu n SPI 26 Hình 2.34 Mơ hình MQTT 28 Hình 2.35 Qos m c 29 Hình 2.36 Qos m c 30 Hình 2.37 Qos m c 30 Hình 3.1 Mơ hình h th ng 31 Hình 3.2 S đ kh i thi t b Master vƠ Slave 32 Hình 3.3 Transistor 2N2222 33 Hình 3.4 S đ k t n i kh i thu phát h ng ngo i v i vi u n 34 Hình 3.5 S đ k t n i vi u n vƠ module th nh 35 Hình 3.6 S đ k t n i vi u n v i module I2C vƠ LCD 16x2 35 Hình 3.7 S đ k t n i vi u n v i TFT thông qua ESP32 36 Hình 3.8 S đ k t n i vi u n vƠ c m bi n DHT11 37 Hình 3.9 S đ nguyên lý kh i ngu n 5V cho thi t b 38 Hình 3.10 S đ nguyên lý kh i ngu n 3.3V cho thi t b 38 Hình 3.11 S đ nguyên lý toƠn m ch Slave 39 Hình 3.12 S đ nguyên lý toƠn m ch Master 40 Hình 4.1 S đ m ch in PCB m ch Slave 41 Hình 4.2 S đ m ch in PCB m ch Master 41 Hình 4.3 S đ b trí linh ki n m ch Slave (M t - M t d i) 42 Hình 4.4 S đ b trí linh ki n m ch Master 42 Hình 4.5 M t d i m ch Slave sau hƠn linh ki n 43 Hình 4.6 M t d i m ch Master sau hƠn linh ki n 43 Hình 4.7 Mơ hình thi t b th c t 44 Hình 4.8 Mơ hình thi t b Master 44 Hình 4.9 L u đ c a thi t b 46 viii CH B NGă4.ăTHIăCỌNGăH ăTH NG c 7: Th c hi n cài gi đ b t t t thi t b Hình 4.23 Th c hi n cƠi đ t gi B c 8: Quy trình th c hi n h c l nh cho thi t b B c 8.1: B t ch đ h c l nh ng d ng Hình 4.24 B t ch đ h c l nh B c 8.2: H ng remote v phía m t thu c a thi t b nh n vào nút c n h c l nh B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Păậ Y SINH 58 ... hoa qu nên nhóm chúng em đ a đ tƠi: Thi tăk ăvƠ thi công h ăth ng giám sátăđi uăkhi nă kho mát t xa thông qua IOT H th ng giám sát nhi t đ , đ m t nhi u kho khác nhau, có kh n ng h c vƠ phát... cung c p thi t ph c v cho nhu c u Ch y u đ c chia thành lo i theo ch c n ng c a thi t b  Thi t b giám sát, c nh báo nhi t đ kho l nh t xa  Thi t b u n nhi t đ kho l nh  Thi t b giám sát kho l... vi c giám sát, c ng nh ti t ki m ngu n nhân l c qu n lý 1.2 M CăTIểU Nhóm chúng em thi t k thi t b v i mong mu n giám sát u n đ cm t s lo i u hòa c a kho mát t xa thơng qua ng d ng IOT Thi t