BÁO cáo đồ án hệ THỐNG bơm PHÂN tự ĐỘNG ỨNG DỤNG iot

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ o0o BÁO CÁO ĐỒ ÁN HỆ THỐNG BƠM PHÂN TỰ ĐỘNG ỨNG DỤNG IoT GVHD: ThS Bùi Quốc Bảo Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lâm Viên 1713939 Võ Trần Ngọc Lượng 1712095 Võ Thành Nhân 1712454 Nguyễn Cao Sang 1712993 Nguyễn Duy Tân 1713068 Hoàng Duy Lộc 1712037 Tp Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 07 năm 2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ o0o BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÁY BƠM PHÂN TỰ ĐỘNG ỨNG DỤNG IoT GVHD: ThS Bùi Quốc Bảo Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lâm Viên 1713939 Võ Trần Ngọc Lượng 1712095 Võ Thành Nhân 1712454 Nguyễn Cao Sang 1712933 Nguyễn Duy Tân 1713068 Hồng Duy Lộc 1712037 Tp Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 07 năm 2020 LỜI CẢM ƠN Nhóm em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến ThS Bùi Quốc Bảo - Giảng viên môn Điện Tử, tận tình giúp đỡ chúng em lựa chọn đề tài trình thực đề tài Trong trình thực đồ án xảy nhiều khó khăn, thiếu sót hỗ trợ góp ý Thầy nên nhóm hồn thành đồ án Trong suốt thời gian theo học trường Đại học Bách Khoa TP.HCM, em nhận nhiều quan tâm giúp đỡ từ Thầy Cơ bạn bè Với lịng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn tới quý Thầy Cô, người truyền lại cho em nhiều kinh nghiệm kiến thức quý báu, giúp đỡ tiếp thêm động lực cho em vững bước đường chọn Và đặc biệt đặc biệt Thầy, Cô khoa Điện – Điện tử truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm tạo điều kiện tốt để nhóm em hồn thành đề tài Nhóm gửi lời đồng cảm ơn đến bạn lớp KSVT17 chia sẻ trao đổi kiến thức kinh nghiệm quý báu thời gian thực đề tài Cảm ơn cha mẹ, anh chị người động viên tạo điều kiện tốt sống, học tập q trình thực hồn thành đề tài Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầy Cô Khoa Điện-Điện tử Thầy Bùi Quốc Bảo thật dồi sức khỏe, tiếp tục truyền kinh nghiệm kiến thức bổ ích, quý báu cho nhiều hệ mai sau Trân trọng Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Sinh viên thực MỤC LỤC LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang TỔNG QUAN GVHD: ThS BÙI QUỐC BẢO TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Nông nghiệp vấn đề trọng yếu quốc gia việc bảo đảm an ninh lương thực, hai ngành sản xuất vật chất quan trọng kinh tế Là khu vực sản xuất chủ yếu, đảm bảo đời sống cho xã hội, thị trường rộng lớn cung cấp nguyên liệu tiêu thụ sản phẩm kinh tế tích lũy cho cơng nghiệp Việt Nam nước sản xuất chủ yếu nông nghiệp với 66,9% dân số nước tập trung sống vùng nông thôn, lao động nông nghiệp chiếm tới 42% lao động toàn xã hội Ngày nay, nước ta hướng tới xây dựng cơng nghiệp phát triển, điều mang lại nhiều lợi ích cho đất nước kèm theo nhiều hệ lụy, đặc biệt ô nhiễm môi trường, mảng chịu thiệt hại lớn từ vấn đề ngành nơng nghiệp Bên cạnh đó, nhiều năm qua, sản xuất nơng nghiệp Việt Nam gặp nhiều khó khăn tượng thời tiết cực đoan ngày diễn biến phức tạp ảnh hưởng biến đổi khí hậu toàn cầu, làm ảnh hưởng to lớn đến suất chất lượng sản phẩm từ nông nghiệp Cùng với đó, việc chuyển dịch cấu kinh tế theo hướng công nghiệp, dịch vụ, làm giảm đáng kể nhân lực nông nghiệp, theo nhiều dự báo số lượng tiếp tục gia tăng năm tới, điều đưa tới toán cho việc giải vấn đề nhân lực ngành nơng nghiệp Chính vậy, việc tìm kiếm giải pháp để ổn định nâng cao chất lượng sản phẩm, suất thu hoạch trở thành ưu tiên hàng đầu nhà nước năm qua Do đó, ứng dụng cơng nghệ đưa vào việc chăm sóc, thu hoạch nơng nghiệp để khắc phục vấn đề thiên tai, môi trường, tiết kiệm nhân lực, đồng thời gia tăng suất trồng, đơn giản hóa việc quản lý Một ứng dụng công nghệ bật đưa vào nông nghiệp năm gần Internet of thing (viết tắt IOT) đem lại nhiều kết thành công, áp dụng phổ biến nhiều diện tích canh tác nơng nghiệp, chúng em chọn đề tài “Hệ thống quản lý trộn phân nhà kính” nhằm có hiểu biết thêm tác động cơng nghệ tới khả phát triển BỘ MÔN ĐIỆN TỬ TỔNG QUAN GVHD: ThS BÙI QUỐC BẢO trồng, linh hoạt khâu theo dõi quản lý người điều khiển, bên cạnh nghiên cứu thêm ứng dụng công nghệ điện tử đưa vào 1.2 MỤC TIÊU Mục tiêu đề tài xây dựng phần hệ thống IoT nhà kính có khả giám sát liệu từ môi trường dung dịch thông qua cảm biến, thực bơm phân, nước vào bồn để trộn với liều lượng thích hợp Hệ thống cho phép thực thao tác giám sát – điều khiển trang web phần mềm PC 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU NỘI DUNG 1: Giao tiếp Stm32F103C8T6 với cảm biến, vi điều khiển điều khiển thiết bị chiều/xoay chiều NỘI DUNG 2: Thiết kế website dựa tảng Node.js để thực trình truyền – nhận liệu cho hệ thống NỘI DUNG 3: Thiết kế phần mềm chạy PC Gửi giá trị cảm biến trạng thái ngõ lên phần mềm thông qua Raspberry NỘI DUNG 4: Liên kết đồng hoá liệu phần mềm web NỘI DUNG 5: Thiết kế phần cài đặt web Cập nhật thơng số giới hạn để điều khiển hệ thống NỘI DUNG 6: Thiết kế – thi công mạch điều khiển NỘI DUNG 7: Thiết kế – thi cơng mơ hình trộn phân nhà kính NỘI DUNG 8: Nhận xét – đánh giá kết thực Hồn thiện mơ hình NỘI DUNG 9: Hồn thành đồ án 1.4 BỐ CỤC Chương 1: Tổng quan Chương trình bày, đặt vấn đề dẫn nhập lí chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu bố cục đồ án Chương 2: Giới thiệu đề tài Chương trình bày yêu cầu sản phẩm, đặc tính thiết kế vấn đề thiết kế hệ thống nhúng BỘ MÔN ĐIỆN TỬ TỔNG QUAN GVHD: ThS BÙI QUỐC BẢO Chương 3: Cơ sở lý thuyết Chương trình bày ứng dụng Iot nông nghiệp chuẩn giao tiếp thực đề tài Chương 4: Hardware Chương trình bày việc tính tốn thiết kế phần cứng q trình thi cơng hardware Chương 5: Firmware programming and gateway Chương trình bày lưu đồ giải thuật, frame format cho việc truyền liệu, viết thư viện để đọc cảm biến Chương 6: PC Software Server Chương trình bày cách tạo database, trình thiết kế Pc Software Webserver Chương : Kết quả, đánh giá kết luận Chương trình bày kết thực phần hệ thống, đánh giá mức độ đạt yêu cầu đặt đưa kết luận hệ thống BỘ MÔN ĐIỆN TỬ GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI GVHD: ThS BÙI QUỐC BẢO GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 2.1 PRODUCT REQUIREMENT 2.1.1 Name: Hệ thống quản lý trộn phân nhà kính 2.1.2 Purpose: Thu thập liệu từ mơi trường hệ thống trộn phân để thực bơm nước, phân vào bồn trộn với liều lượng phù hợp thực trộn phân 2.1.3 Input and Output: - Input: • Dữ liệu đọc từ cảm biến • Tín hiệu điều khiển gửi từ nút nhấn mainboard, PC software, Web - Output: • Relay điều khiển máy bơm, van nước, đèn báo pha • Các giá trị đọc từ cảm biến hiển thị giao diện PC software, Web 2.1.4 Use Case: - Cấp nguồn cho hệ thống - Kết nối dây cáp RS485 board mạch - Đặt đầu dò cảm biến vào vị trí - Mở giao diện người dùng lập trình sẵn - Giao tiếp với người dùng thông qua nút nhấn, giao diện PC Software hay Web: + Đối với điều khiển nút nhấn: nhấn SW1 để bơm phân A, nhấn SW2 để bơm phân B, nhấn SW3 để máy trộn hoạt động, nhấn SW4 để kích hoạt van nước + Đối với điều khiển PC Software hay Web: nhập lưu lượng cần bơm, hệ thống thực yêu cầu 2.1.5 Functions: - Điều khiển lưu lượng bơm mong muốn - Theo dõi liệu đọc từ cảm biến BỘ MÔN ĐIỆN TỬ GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI - GVHD: ThS BÙI QUỐC BẢO Hiển thị giao diện điều khiển thông qua PC Software hay Web 2.1.6 Performance: - Công suất máy bơm, máy trộn: 1Hp~800W - Độ trễ phản ứng thực bơm: 0.5s - Phạm vị hoạt động: sensr board mainbard đặt cách