Xây dựng hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động và điều khiển từ xa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2015-2016 /XÉT GIẢI THƯỞNG "TÀI NĂNG KHOA HỌC TRẺ ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT" NĂM 2016 XÂY DỰNG HỆ THỐNG PHỤC VỤ TƯỚI TIÊU TỰ ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA i TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2015-2016 /XÉT GIẢI THƯỞNG "TÀI NĂNG KHOA HỌC TRẺ ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT" NĂM 2016 XÂY DỰNG HỆ THỐNG PHỤC VỤ TƯỚI TIÊU TỰ ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học Kỹ thuật Công nghệ Sinh viên thực hiện: Trương Thiệu Huy Nam, Nữ: Nam Lớp, khoa: Năm thứ: /Số năm đào tạo:4 Công nghệ Thông tin Ngành học: Kỹ thuật Phần mềm Người hướng dẫn: TS.Lê Tuấn Anh ii UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Xây dựng hệ thống tưới tiêu tự động điều khiển từ xa - Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện: Năm thứ/ STT Họ tên MSSV Lớp Khoa Số năm đào tạo Trương Thiệu Huy 142480103012 D14PM02 Thái Trúc Linh 142480103007 Nguyễn Hồ Duy 142480103013 Khang Trần Đăng Cường 152480104001 D14PM02 Nguyễn Xuân Khải 152520201008 - Người hướng dẫn: TS Lê Tuấn Anh Công nghệ 2/4 Thông tin D14PM02 Công nghệ 2/4 Thông tin D15HT01 2/4 Thông tin Công nghệ Công nghệ 1/4 Thông tin D15DT02 Điện– Điện tử 1/4 iii Mục tiêu đề tài: Xây dựng hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa thông qua ứng dụng thiết bị cảm biến, vi điều khiển, thiết bị kết nối không dây Nhằm tạo mơ hình trồng rau tự động tiết kiệm nước, tiết kiệm diện tích bảo vệ mơi trường Tính sáng tạo: - Kết hợp với phương pháp trồng mặt phẳng thẳng đứng tiết kiệm diện tích vào nhà lưới - Hệ thống điều khiển :  Tự động  Trực tiếp điện thoại thông minh thông qua kết nối không dây  Từ xa tin nhắn Kết nghiên cứu: - Về kiến thức: Nắm kiến thức lập trình nhúng ứng dụng vào mơ hình nhà - lưới mơ qua thùng Mica Về sản phẩm: Mơ hình hệ thống trồng rau ăn mặt phẳng thẳng đứng nhà lưới ứng dụng tốt cho hộ gia đình cơng nghiệp Hệ thống gồm có:  Hệ thống tự động tưới  Hệ thống tự động cung cấp nước dự trữ để cung cấp cho thùng chứa  Hệ thống tự động kéo để kéo che trời q nắng Bên cạnh cịn có tính :  Điều khiển điện thoại thông minh thông qua kết nối không dây  Điều khiển tin nhắn SMS Đóng góp mặt kinh tế - xã hội, giáo dục đào tạo, an ninh, quốc phịng khả áp dụng đề tài: Ngồi việc chăm sóc theo phương pháp thơng thường với hệ thống thực tự động điều khiển từ xa thông qua tin nhắn SMS thông qua kết nối không dây điện thoại thông minh Kết hợp với phương pháp trồng mặt phẳng thẳng đứng vào nhà lưới tiết kiệm nhiều diện tích đất phù hợp cho hộ gia đình khơng có điều kiện thời gian khơng có nhiều diện tích đất để trồng rau, trồng nhà lưới tránh sâu bệnh hạn chế việc sử dụng thuốc trừ sâu, hoá học Đáp ứng nhu cầu cao rau Nếu mở rộng phát triển mơ hình hơn, iv áp dụng với quy mô công nghiệp đem lại lợi nhuận cao không cần sử dụng nhiều nhân công cho việc chăm sóc Cơng bố khoa học sinh viên từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ họ tên tác giả, nhan đề yếu tố xuất có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): Ngày tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) v Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học sinh viên thực đề tài : Đề tài hoàn thành mục tiêu đề Mơ hình hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa hoạt động tốt gần với điều kiện thực tế, có khả ứng dụng thực tế cao Ngày tháng năm Xác nhận lãnh đạo khoa Người hướng dẫn (ký, họ tên) (ký, họ tên) Lê Tuấn Anh UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN: Họ tên: Trương Thiệu Huy Ảnh 4x6 vi Sinh ngày: 21 tháng năm 1996 Nơi sinh: Bệnh viện Thuận An Lớp: D14PM02 Khoa: Khóa: 2014-2018 Công nghệ Thông tin Địa liên hệ: 57/3b khu phố Thạnh Hịa B, An Thạnh, Tḥn An, Bình Dương Điện thoại: 0902581349 Email: truongthieuhuy96@gmail.com II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP (kê khai thành tích sinh viên từ năm thứ đến năm học): * Năm thứ 1: Ngành học: Kỹ thuật phần mềm Khoa: Công nghệ thông tin Kết xếp loại học tập: Khá Sơ lược thành tích: * Năm thứ 2: Ngành học: Khoa: Kết xếp loại học tập: Sơ lược thành tích: Ngày Xác nhận lãnh đạo khoa (ký, họ tên) tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) Trương Thiệu Huy vii viii TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Độc lập - Tự - Hạnh phúc , ngày Kính gửi: tháng năm Ban tổ chức Giải thưởng “Tài khoa học trẻ Đại học Thủ Dầu Một” Tên (chúng tôi) là: Trương Thiệu Huy Sinh ngày 21 tháng năm 1996 Sinh viên năm thứ: Tổng số năm đào tạo: Lớp, khoa : D14PM02, Công Nghệ Thông Tin Ngành học: Kỹ thuật phần mềm Thông tin cá nhân sinh viên chịu trách nhiệm chính: Địa liên hệ: 57/3b khu phố Thạnh Hòa B, An Thạnh, Thuận An, Bình Dương Số điện thoại (cố định, di động): 0902581349 Địa email: truongthieuhuy96@gmail.com Tôi (chúng tơi) làm đơn kính đề nghị Ban tổ chức cho (chúng tôi) gửi đề tài nghiên cứu khoa học để tham gia xét Giải thưởng “Tài khoa học trẻ Đại học Thủ Dầu Một” năm 2016 Tên đề tài: Xây dựng hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa Tôi (chúng tôi) xin cam đoan đề tài (chúng tôi) thực hướng dẫn TS.Lê Tuấn Anh ; đề tài chưa trao giải thưởng khác thời điểm nộp hồ sơ luận văn, đồ án tốt nghiệp Nếu sai, (chúng tôi) xin chịu trách nhiệm trước khoa Nhà trường Xác nhận lãnh đạo khoa Người làm đơn ix (ký, họ tên) (Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài ký ghi rõ họ tên) Nghiên Cứu Khoa Học 40 4.4 Cơng tắc Hình 4.6 Cơng tắc đóng/mở hệ thống 4.5 Bơ vi điều khiển Hình 4.7 Bộ vi điều khiển Arduino 4.6 Module sim900A Xây dựng hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa Nghiên Cứu Khoa Học 41 Hình 4.8 Module sim900A Module sim900A gửi nhận tín hiệu điều khiển thông qua tin nhắn SMS điện thoại 4.7 Relay điều khiển máy bơm van điện từ Hình 4.9 Relay điều khiển máy bơm van điện từ 4.8 Máy bơm Xây dựng hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa Nghiên Cứu Khoa Học 42 Hình 4.10 Máy bơm cung cấp nước cho túi đất Trong hình ngồi máy bơm cịn có cảm độ ẩm đất để biết thùng chứa để van điện từ tiếp tục cung cấp nước dự trữ để hệ thống hoạt động bình thường 4.9 Hệ thống bơm Hình 4.11 Hệ thống cung cấp nước cho túi đất Máy bơm bơm lên nước dẫn vào ống sau nước thấm qua túi đảm bảo đủ lượng nước cần thiết cho mà không làm giập Lượng nước dư chảy xuống máng trở lại thùng chứa nước giúp tránh việc lãng phí nước Xây dựng hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa Nghiên Cứu Khoa Học 43 4.10.Van điện từ Hình 4.12 Van điện từ Van điện từ cung cấp nước dự trữ cho thùng chứa đưa nước xuống phải chảy qua cảm biến lưu lượng để nhận biết nước bình dự trữ cịn hay hết 4.11 Hệ thống cung cấp nước dự trữ Xây dựng hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa Nghiên Cứu Khoa Học 44 Hình 4.13 Hệ thống cung cấp nước dự trữ cho thùng chứa 4.12 Relay dùng để điều khiển hệ thống che Hình 4.14 Relay điều khiển hệ thống che 4.13 Hệ thống che Xây dựng hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa Nghiên Cứu Khoa Học 45 Hình 4.15 Động để kéo Hình 4.16 Cảm biến quang trở Cảm biến quang trở giúp hệ thống cảm nhận cường độ ánh sáng để kéo đảm bảo cho sinh trưởng phát triển tốt Xây dựng hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa Nghiên Cứu Khoa Học 46 Hình 4.17 Cơng tắc hành trình để dừng kéo Hình 4.18 Màn kéo Xây dựng hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa Nghiên Cứu Khoa Học 47 4.14 Điều khiển hệ thống tin nhắn SMS Hình 4.19 Xem trạng thái hệ thống SMS Hình 4.20 Điều khiển tưới SMS Xây dựng hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa Nghiên Cứu Khoa Học 48 Hình 4.21 Thay đổi ngưỡng tin nhắn SMS 4.15 Điều khiển hệ thống Smartphone Hình 4.22 Giao diện Smartphone Xây dựng hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa Nghiên Cứu Khoa Học 49 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Những kết đạt - Xây dựng thành công hệ thống trồng tự động mặt phẳng đứng - Hệ thống :  Tự bơm nước tưới đất túi trồng khô  Tự kéo cường độ nắng vượt ngưỡng quy định  Tự động mở van điện từ nước thùng chứa hết  Người dùng điều khiển hệ thống từ xa tin nhắn  Trạng thái hệ thống  Điều khiển tưới  Điều khiển dừng tưới  Thay đổi ngưỡng quy định giá trị cảm biến độ ẩm đất túi đất  Thay đổi ngưỡng quy định giá trị cường độ ánh sáng cảm biến quang trở  Người dùng có điều khiển hệ thống Smartphone thơng qua Bluetooth Những kết chưa đạt - Chưa có hệ thống bón phân - Chưa thực CSDL để lưu trữ phân tích - Chưa thực hệ thống phun sương Xây dựng hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa Nghiên Cứu Khoa Học 50 Hướng phát triển - Hoàn chỉnh hệ thống phát triển với chức :  Bón phân  Lưu trữ phân tích CSDL  Phun sương TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giới thiệu Hệ Thống Vườn Treo Trên Mặt Phẳng Đứng http://xn thycanhcnth-o3c0077goza.vn/?page=introduction&id=5188221&site=18311 (Truy cập ngày 15/12/2015) [2] Cộng đồng Arduino Việt Nam http://arduino.vn ( Truy cập ngày 25/12/2015) [3] Giới thiệu mơ hình trồng rau nhà đơn giản, hiệu cao http://yeutre.vn/bai-viet/gioi-thieu-4-mo-hinh-trong-rau-sach-tai-nha-don-gian-hieu-quacao.13131/ (Truy cập ngày 30/1/2016) Xây dựng hệ thống phục vụ tưới tiêu tự động điều khiển từ xa Nghiên Cứu Khoa Học 51 PHỤ LỤC  Phần xử lý việc bơm nước if (admin == true) { count += 1; if (count == 20) { Reset(); } } else { //Phần tưới tự động if (DO_AM_DAT1 5) { tat = 0; } }  Phần xử lý tin nhắn p = strstr(smsbuffer, "WATERING"); //thì tìm kiếm chuổi WATERING nội dung tin nhắn p1 = strstr(smsbuffer, "STOP"); p2 = strstr(smsbuffer, "YES"); p4 = strstr(smsbuffer, "STATUS"); if (p) //nếu mà nội dung tin nhắn WATERING { //Trước tưới phải kiểm tra xem điều kiện độ ẩm đất có hợp lý hay ko if (DO_AM_DAT1