Mô hình vườn cây thông minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH CNKT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: MƠ HÌNH VƯỜN CÂY THƠNG MINH GVHD SVTH MSSV Khoá SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2017 : : : : TS PHAN VĂN CA NGƠ ĐÌNH THI 11141315 2011 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀ NH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀ O TẠO CHẤT LƢỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH VƢỜN CÂY THƠNG MINH SVTH : NGƠ ĐÌNH THI MSSV : 11141315 Khố : 2011 Ngành : CNKT ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG GVHD: TS PHAN VĂN CA Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tƣ̣ – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Ngơ Đình Thi Ngành: CNKT Điện tử, viễn thơng Giảng viên hƣớng dẫn: TS Phan Văn Ca Ngày nhận đề tài: 20/03/2017 MSSV: 11141315 Lớp: 11141CL2 ĐT: 0966613763 Ngày nộp đề tài: Tên đề tài: Mơ hình vƣờn thông minh Các số liệu, tài liệu ban đầ u: Nội dung thƣ̣c đề tài: - Đo nhiệt độ, độ ẩm đất, độ ẩm không khí hiển thị LCD - Điều khiển tự động: đèn sƣởi, bơm nƣớc - Cập nhật thông tin lên trang web - Điều khiển từ xa: đèn sƣởi, bơm nƣớc Sản phẩm: TRƢỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN ii CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: Ngơ Đình Thi MSSV: 11141315 Ngành: CNKT Điên tử ,truyền thông Tên đề tài: Mơ hình vƣờn thơng minh Họ và tên Giáo viên hƣớng dẫn: TS Phan Văn Ca NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lƣợng thƣ̣c hiện: Ƣu điểm: Khuyế t điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằ ng chữ:… ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Giáo viên hƣớng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) iii CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: Ngơ Đình Thi……… MSSV: 11141315… Ngành: Điên tử ,truyền thông Tên đề tài: Mơ hình vƣờn thơng minh Họ và tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lƣợng thƣ̣c hiện: Ƣu điểm: Khuyế t điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằ ng chữ: .) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 iv LỜI CẢM ƠN Lời em xin gửi lời tri ân biết ơn sâu sắc đến Thầy Phan Văn Ca, ngƣời hƣớng dẫn khoa học tận tình bảo, động viên, khích lệ em suốt trình nghiên cứu, thực đề tài Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy trƣởng khoa ThS Nguyễn Ngô Lâm thầy cô Khoa điện tử truyền thông, trƣờng đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TPHCM nhiệt tình giảng dạy tạo điều kiện giúp đỡ em trình học tập, nghiên cứu Xin cảm ơn ngƣời thân yêu gia đình dành cho tơi quan tâm, chia sẻ, động viên,khích lệ suốt thời gian học tập nghiên cứu để tơi hồn thành luận vănnày.Một lần xin trân trọng cảm ơn ! Tácgiả luận văn Ngơ Đình Thi v TÓM TẮT Sang thiên niên kỷ với khởi đầu cách mạng công nghệ không dây đánh dấu thời đại mới, thời đại hậu PC Thời đại hậu PC hội tụ mobile phone, thiết bị tính toán cầm tay công nghệ truyền thông băng rộng Với đời internet of things cho phép thiết bị khác lĩnh vực kết nối vào mạng internet đem lại nét tƣơi cho việc quản lí từ : nông nghiệp, kinh tế, giáo dục… ngày dễ dàng tiện lợi Trong phạm vi đề tài, sinh viên vào tìm hiểu thiết kế mơ hình vƣờn thơng minh mà ngƣời giám sát yếu tố quan trọng nông nghiệp nhƣ: nhiệt độ, độ ẩm …, thiết bị liên quan phục vụ nông nghiệp nhƣ: bơm tƣới nƣớc, đèn sƣởi… theo thời gian thực.Hệ thống làm việc tự động thủ cơng từ xa vi MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN iii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv LỜI CẢM ƠN .v TÓM TẮT vi MỤC LỤC vii DANH MỤC CÁC TƢ̀ VIẾT TẮT x DANH MỤC HÌNH xi CHƢƠNG TỔNG QUAN .1 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài .3 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Module wifi esp8266mod 2.1.1 Giới thiệu chung .5 2.1.2 Thông số kĩ thuật .6 2.1.3 Sơ đồ chân .6 2.2 Giao tiếp I2C 2.2.2 Đặc điểm giao tiếp I2C 2.2.3 Chế độ hoạt động (tốc độ truyền): 2.2.4 Điều kiện START STOP (START and STOP conditions) 11 2.3 Websever(thinkspeak) 12 vii 2.3.1 Giới thiệu 12 2.3.2 Lƣu trữ : 12 2.3.3 Phân tích .13 2.3.4 Tƣơng tác 13 2.4 Ứng dụng Blynk 14 2.5 Yêu cầu kỹ thuật với trồng (cà chua) 17 2.5.1 Yêu cầu đất .17 2.5.2 Yêu cầu nhiệt độ 17 2.5.3 Yêu cầu ánh sáng .19 2.5.4 Yêu cầu với độ ẩm 20 2.5.5 Yêu cầu dinh dƣỡng khoáng 20 CHƢƠNG : 22 THIẾT KẾ HỆ THỐNG NÔNG NGHIỆP THÔNG MINH 22 3.1 Chức mơ hình hệ thống .22 3.1.1 Chức hệ thống 22 3.1.2 Mơ hình hệ thống .22 3.2 Sơ đồ khối hệ thống .23 3.2.1 Sơ đồ khối chức khối .23 3.2.2 Hoạt động hệ thống 25 3.3 Thiết kế, tính tốn hệ thống 25 3.3.1 Khối module wifi 25 3.3.2 Cảm biến nhiệt độ ,độ ẩm môi trƣờng .26 3.3.3 Cảm biến độ ẩm .27 viii 3.3.4 Lcd hiển thị 27 3.3.5 Khối thiết bị 28 3.3.6 Khối nguồn cung cấp .30 3.3.7 Khối websever 30 3.3.8 Khối blynk .31 3.4 Phần cứng phần mềm hệ thống 31 3.4.1 Phần cứng 31 3.4.2 Lƣu đồ giải thuật chƣơng trình 32 3.4.3 Phầm mềm lập trình : 34 3.4.3.1 Phần mềm viết code lập trình cho esp8266 .34 3.4.3.2 Sử dụng thingspeak 43 3.4.3.3 Sử dụng blynk 45 CHƢƠNG : KẾT QUẢ 51 4.1 Mạch in hệ thống 51 4.2 Mạch thực tế 51 4.3 Kết webservers 53 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 57 5.1 Kết luận 57 5.2 Hƣớng phát triển .57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 ix ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 31: Lấy thơng tin API 3.4.3.3 Sử dụng blynk  Bƣớc 1: tạo project CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 45 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 32: Tạo dự án  Bƣớc 2: Thêm giao diện hiển thị thông số cảm biến điều chỉnh thông số nhiệt độ, độ ẩm đất, độ ẩm khơng khí Chọn input lần lƣợt V10, V11, V12 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 33: Tạo gauge nhiệt độ  Bƣớc 3: Chỉnh thông số nút đèn, nút bơm Chọn output lần lƣợt V3,V4 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 34: Tạo nút nhấn đèn  Bƣớc 4: Chỉnh thông số led báo trạng thái đèn, trạng tahis bơm Chọn input lần lƣợt V1, V0 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 35: Tạo led trạng thái đèn  Bƣớc 5: Lấy mã xác thực blynk : CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 36: Mã xác thực blynk CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG : KẾT QUẢ 4.1 Mạch in hệ thống Hình 1: Mạch in hệ thống 4.2 Mạch thực tế Hình 2: Mạch thực tế CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ 51 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Nhận xét : Khi độ ẩm đất 16 *C Bơm nƣớc (led đỏ) đƣợc mở đèn sƣởi (led xanh) tắt Hình 3: Bơm mở tự động  Nhận xét : Khi độ ẩm đất >50% , nhiệt độ >16 *C Bơm nƣớc (led đỏ ) đèn (led xanh) khơng hoạt động Hình 4: Bơm ,đèn tắt tự động CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ 52 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Nhận xét : Khi độ ẩm đất < 50 % nhỏ độ ẩm cần thiết nhiệt độ < nhiệt độ cài đặt Bơm nƣớc (led đỏ ) đèn (led xanh) đƣợc mở (Theo yêu cầu nhiệt độ < 16*C nhƣng thực tế không diễn nên sinh viên sửa code