Thiết kế hệ thống giám sát nhiệt độ - độ ẩm phòng trồng nấm bào ngư: Đề tài nghiên cứu khoa học

đó em đã được thầy giao cho đề tài: “Giám sát nhiệt độ - độ ẩm phòng trồng nấm bào ngư”.. Em rất mong nhận được sự chỉ đạo và hướng dẫn của các thầy cô, cũng như ý.[r]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU VIỆN CNTT - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ —&– ĐỀ TÀI KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM PHÒNG TRỒNG NẤM BÀO NGƯ Chủ nhiệm: Huỳnh Trung Vẫn Hướng dẫn khoa học: ThS Phạm Chí Hiếu BÀ RỊA-VŨNG TÀU, NĂM 2018-2019 Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU Độc lập - Tự - Hạnh phúc o0o - VIỆN CNTT-ĐIỆN-ĐIỆN TỬ NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Họ tên sinh viên: Huỳnh Trung Vẫn MSSV: 1603131 Ngày, tháng, năm sinh: 15/06/199 Nơi sinh: Kiên Giang Chuyên Ngành: Điện Tử I TÊN ĐỀ TÀI: Giám Sát Nhiệt Độ - Độ Ẩm Phòng Trồng Nấm Bào Ngư II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tìm hiểu cơng dụng thiết bị điện, điện tử - Đưa phương án nghiên cứu - Thiết kế hệ thống Giám sát nhiệt độ - độ ẩm phòng trồng nấm bào ngư - Kiểm tra, đánh giá tính ứng dụng đề tài III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI: 01/11/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH ĐỀ TÀI: 31/03/2018 V HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.S Phạm Chí Hiếu CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) Bà Rịa - Vũng Tàu, Ngày… tháng …năm 2019 SINH VIÊN THỰC HIỆN CHÍNH (Ký ghi rõ họ tên) ThS Phạm Chí Hiếu Huỳnh Trung Vẫn PHÒNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC (Ký ghi rõ họ tên) TRƯỞNG VIỆN (Ký ghi rõ họ tên) TS Phan Ngọc Hoàng SVTH: Huỳnh Trung Vẫn Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu khoa học tổng quát lại kết trình nghiên cứu tơi Các số liệu, hình ảnh, thơng tin đề tài trung thực, tơi tìm hiểu, tham khảo từ nhiều nguồn tư liệu Đề tài không chép đề tài có từ trước Nếu phát có gian lận tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung đề tài Trường đại học BÀ RỊA-VŨNG TÀU khơng liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền tơi gây q trình thực (nếu có) Vũng Tàu, ngày … tháng 03 năm 2019 Người cam đoan Huỳnh Trung Vẫn Lời nhận xét hội đồng phản biện Chủ tịch hội đồng Phản biện Phản biện Ủy viên Lưu Hoàng Phạm Văn Tâm Châu Nguyễn Ngọc Lan Phan Thanh Hoàng Anh SVTH: Huỳnh Trung Vẫn Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT MỞ ĐẦU Khái niệm đo nhiệt độ có từ lâu, tất đại lượng vật lý nhiệt độ quan tâm đến nhiều Nhiệt độ yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất vật chất môi trường sống Trong công nghiệp sản xuất nấm bào ngư lĩnh vực đo lường điều khiển, trình đo nhiệt độ xử lý kết giữ vai trò quan trọng Ngày công, nông nghiệp phát triển mạnh, việc kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm bảo quản nấm bào ngư, lưu trữ sản phẩm phịng chứa quan trọng Thơng thường với loại nấm lưu trữ, nhiệt độ, độ ẩm phịng phải ln trì mức định Ở nước ta, nhiều người trồng nấm bào ngư làm theo phương pháp thủ công Khi trồng nấm bào ngư, q trình sinh hóa diễn ra, nhiệt độ độ ẩm tăng nhanh Để kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm phòng trồng nấm, hàng ngày phải dùng thiết bị đo gắn vào đầu thuốn chọc vào phòng nấm điểm khác nhau, ghi vào sổ Với phương pháp thủ cơng này, việc đo nhiệt độ, độ ẩm khơng xác, khơng đo nhiệt độ, độ ẩm lịng bịch nấm bào ngư, không theo dõi nhiệt độ, độ ẩm thường xuyên Để góp phần làm sáng tỏ hiệu ứng dụng thực tế ngành điện - điện tử, sau thời gian học tập, em nghiên cứu đề tài “Giám sát nhiệt độ - độ ẩm phòng trồng nấm bào ngư” Hệ thống giám sát giúp ta điều khiển quản lý nhiệt độ phòng trồng nấm tối ưu SVTH: Huỳnh Trung Vẫn Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT LỜI CẢM ƠN Trước bắt đầu nghiên cứu khoa học, với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin cảm ơn quý thầy cô ngành Điện-Điện tử tận tình truyền đạt kiến thức giúp đỡ em trình học tập trường Đặc biệt, em xin ghi nhớ nhiệt tình thầy Phạm Chí Hiếu, người trực tiếp hướng dẫn giúp em hoàn thành đề tài Sau cùng, em xin cảm ơn người bạn đóng góp ý kiến hỗ trợ thơng tin để hoàn thiện đề tài Vũng tàu, ngày …… tháng….… năm 2019 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Huỳnh Trung Vẫn SVTH: Huỳnh Trung Vẫn Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT MỤC LỤC Đề mục Trang NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI LỜI CAM ĐOAN MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN 01 1.1 Đặt vấn đề 01 1.2 Thể thức, phương thức nghiên cứu………………….………… 01 1.3 Mục tiêu đề tài.………… 01 1.4 Tính tối ưu đề tài 02 CHƯƠNG GIỚI THIỆU NẤM BÀO NGƯ VÀ INTERNET OF THINGS…… 03 2.1 Giới thiệu chung …….………… …………………………………………… 03 2.2 Nấm Bào Ngư …….………… ……………………………………………… 03 2.3 Khái niệm nấm bào ngư……………………………………………………… 04 2.4 Lợi ích nấm Bào Ngư…… …………………………………………… 04 2.5 Khái niệm Internet of things (viết tắt IoT)………………………………… 05 2.6 Đặc tính IoT………………………………………………….…… 05 2.7 Ứng dụng IoT ………………………………………………………… 06 CHƯƠNG GIỚI THIỆU THIẾT BỊ 07 3.1 Kit RF Thu Phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 … … 07 3.1.1 Giới thiệu ………………………… … … ….…………………… …… 07 3.1.2 Thông số kỹ thuật ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 …………… … 07 3.1.3 Sơ đồ chân …… …………………………….…………………….……… 08 3.2 Bộ điều khiển relay kênh …….……………… ………………… ……… 08 3.3 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11………….…………………….… ……… 09 3.4 Giới thiệu hình LCD 16x2…….………… …………………… ……… 10 3.4.1 Hình dáng kích thước LCD… ……… ….…………………….……… 10 SVTH: Huỳnh Trung Vẫn Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT 3.4.2 Chức chân LCD … …… ….……………………….……… 11 3.4.3 Sơ đồ khối HD44780 ……………… ….…………………….……… 12 3.4.4 Các ghi ………………………… ….…………………….….… … 13 3.4.5 Khởi tạo LCD ……………………… … ….………………….…….… 18 3.4.5.1 Mạch khởi tạo bên chip HD44780…….…… …………….……… 18 3.4.5.2 Khởi tạo lệnh: (chuỗi lệnh) ….………… ……………….…….… 19 3.4.6 Module chuyển đổi I2C cho LCD 16x2… …………… ……….……… 19 3.5 Máy phun sương.….………………….……………… …………….……… 20 3.6 Máy nén khí kho lạnh……………… ….…………….…………….……… 21 CHƯƠNG THIẾT KẾ MƠ HÌNH THỰC TẾ 23 4.1 Giới thiệu chung hệ thống …………………… ….……………………… 23 4.2 Sơ đồ kết nối thiết bị……… ……… …… … … …………… …… 24 4.3 Thiết kế Web chương trình nạp code Node MCU ESP 8266…………… 24 4.3.1 Thiết kế Web …… …………… …………… ….……………………… 24 4.3.2 Viết code cho ESP 8266 ……… …………… ….……………………… 25 4.3.2.1 Phần khai báo … …………… …………… ….……………………… 25 4.3.2.2 Phần xử lý điều khiển……… …………… ….……………………… 25 4.3.2.3 Nạp chương trình ……… …… …………… ….……………………… 28 4.4 Mạch phần cứng …………… …………… ….……………………… 31 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI… 32 5.1 Kết luận ……………… ……… ……………… ….……………………… 32 5.1.1 Kết đạt …… …………… ……… …… … … …………… 32 5.1.2 Hạn chế đề tài ………….………… ………….……………………… 32 5.2 Hướng phát triển … …………… …………… ….……………………… 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………… 33 SVTH: Huỳnh Trung Vẫn Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Khái niệm đo nhiệt độ có từ lâu, tất đại lượng vật lý nhiệt độ quan tâm đến nhiều Nhiệt độ yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất vật chất môi trường sống Trong công nghiệp sản xuất nấm bào ngư lĩnh vực đo lường điều khiển, trình đo nhiệt độ xử lý kết giữ vai trò quan trọng Ngày công, nông nghiệp phát triển mạnh, việc kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm bảo quản nấm bào ngư, lưu trữ sản phẩm phòng chứa quan trọng Thông thường, với loại nấm lưu trữ, nhiệt độ, độ ẩm phòng phải ln trì mức định Ở nước ta, nhiều người trồng nấm bào ngư làm theo phương pháp thủ công Khi trồng nấm bào ngư, q trình sinh hóa diễn ra, nhiệt độ độ ẩm tăng nhanh Để kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm phòng trồng nấm, hàng ngày phải dùng thiết bị đo gắn vào đầu thuốn chọc vào phòng nấm điểm khác nhau, ghi vào sổ Với phương pháp thủ công này, việc đo nhiệt độ, độ ẩm khơng xác, khơng đo nhiệt độ độ ẩm lòng bịch nấm bào ngư, không theo dõi nhiệt độ, độ ẩm thường xun Vì với u cầu em thầy giao cho đề tài: “Giám sát nhiệt độ - độ ẩm phòng trồng nấm bào ngư” Em mong nhận đạo hướng dẫn thầy cơ, ý kiến đóng góp bạn sinh viên để đề tài em hoàn thiện 1.2 Thể thức, phương thức nghiên cứu Trong trình thực hiện, em nghiên cứu, tìm hiểu qua sách, báo, tài liệu internet, nghiên cứu sở lý thuyết kỹ thuật trồng nấm bào ngư, ứng dụng kiến thức biết lập trình IoT xây dựng hệ thống giám sát điều khiển qua websever Sau thiết kế mạch điều khiển, sau tiến hành lắp ráp mạch, hồn thiện mơ hình 1.3 Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu mơ hình điều khiển máy lạnh máy phun sương qua websever - Nghiên cứu sở lý thuyết để xây dựng mơ hình dựa kiến thức học lập trình IoT SVTH: Huỳnh Trung Vẫn Báo cáo nghiên cứu khoa học - Trường ĐHBRVT Ứng dụng công nghệ gần gũi với sống người để xây dựng lên hệ thống điều khiển từ xa - Xây dựng hệ thống đơn giản, thông minh, tốn (cả tiền đầu tư bảo dưỡng), khơng phụ thuộc vào ứng dụng sẵn có mà thay đổi Độ bền hệ thống cao mang lại hiệu kinh tế cao 1.4 Tính tối ưu đề tài - Sử dụng mạng internet qua máy tính điện thoại, đơn giản việc sử dụng góp phần nâng cao chất lượng tính đại phịng trồng nấm bào ngư - Tiết kiệm chi phí th nhân cơng giám sát tăng tính hiệu giám sát - Chi phí đầu tư thấp, hệ thống ổn định có độ bền cao - Mơ hình đơn giản, dễ thao tác sử dụng - Có tính linh động, mở rộng phát triển theo nhu cầu khách hàng sau SVTH: Huỳnh Trung Vẫn Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT CHƯƠNG GIỚI THIỆU NẤM BÀO NGƯ VÀ INTERNET OF THINGS 2.1 Giới thiệu chung Hiện nay, trồng nấm bào ngư ngành nông nghiệp quan trọng giới Nấm bào ngư không cung cấp dinh dưỡng loại thực phẩm giàu protein, khơng chứa cholesterol, mà cịn nguyên liệu sản xuất nhiều loại dược phẩm quý Trong năm gần đây, có bước phát triển nhảy vọt nghiên cứu nuôi trồng nấm bào ngư nhiều nước, có Việt Nam Các nhà khoa học nhận biết khoảng 2.000 loài nấm ăn được, có 80 lồi nấm ăn ngon nghiên cứu nuôi trồng nhân tạo Các kết nghiên cứu nấm nuôi trồng nấm ăn giới cơng bố nhiều tạp chí chuyên biệt Mushrooms (Nhật Bản), Mushrooms Journal (Anh), Mushrooms news (Mỹ), Mushrooms Information (Ý), Karstenia (Phần Lan), Der Champignon (Đức), Mushrooms Science (Các hội nghị Quốc tế nấm)… Riêng Việt Nam, trồng nấm bào ngư nghề truyền thống từ lâu đời mang lại lợi nhuận cao cho người dân Tuy nhiên, với cách thức trồng nấm bào ngư theo truyền thống người nơng dân gặp nhiều khó khăn nhiệt độ, độ ẩm thay đổi thất thường làm nấm không phát triển Quy trình cơng nghệ sản xuất chủ yếu dựa vào hệ thống thủ công bán thủ công Chính em định ứng dụng kiến thức học qua tìm hiểu IoT Arduino áp dụng vào đề tài “Giám sát nhiệt độđộ ẩm phòng trồng nấm bào ngư” 2.2 Nấm Bào Ngư Nấm bào ngư loại nấm tươi giàu dinh dưỡng dược tính nên gây trồng rơm rạ, bã mía, mùn cưa… Loại nấm có cơng dụng giải độc bảo vệ tế bào gan, kháng ung thư kháng virus, giảm nguy bệnh tim mạch… SVTH: Huỳnh Trung Vẫn ... TÊN ĐỀ TÀI: Giám Sát Nhiệt Độ - Độ Ẩm Phòng Trồng Nấm Bào Ngư II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tìm hiểu cơng dụng thiết bị điện, điện tử - Đưa phương án nghiên cứu - Thiết kế hệ thống Giám sát nhiệt độ. .. gian học tập, em nghiên cứu đề tài ? ?Giám sát nhiệt độ - độ ẩm phòng trồng nấm bào ngư” Hệ thống giám sát giúp ta điều khiển quản lý nhiệt độ phòng trồng nấm tối ưu SVTH: Huỳnh Trung Vẫn Báo cáo nghiên. .. khơng xác, khơng đo nhiệt độ độ ẩm lòng bịch nấm bào ngư, không theo dõi nhiệt độ, độ ẩm thường xun Vì với u cầu em thầy giao cho đề tài: ? ?Giám sát nhiệt độ - độ ẩm phòng trồng nấm bào ngư” Em mong