kính tại khu nông nghiệp công nghệ cao của trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông.
Sơ đồ bố chí các nút cảm biến trong khu vực nhà kính.
Hình 3.12. Sơ đồ bố trị các nút cảm biến.
Hệ thống thu thập giá trị nhiệt độ bao gồm 6 nút cảm biến: 1 nút coordinator, 2 nút router, 3 nút end device. Các nút được bố trí trong khu vực nông nghiệp công nghệ cao theo một số yêu cầu của các kỹ sư trồng trọt như sau:
+ Nút coordinator đặt trong nhà kỹ thuật và được ghép nối với máy tính. + Nút end device 1 (nút số 2 trên giao diện máy tính) và end device 2 (nút số 5) đo giá trị nhiệt độ bên trong khu vực trồng rau theo phương pháp thủy canh.
+ Nút end device 3 (Nút số 1) đo giá trị nhiệt độ bên trong khu trồng rau bằng giá thể.
+ Nút router 2 (nút số 4) đo giá trị nhiệt độ bên trong khu trồng dâu tây. + Nút router 1 (nút số 3) đo giá trị nhiệt độ môi trường bên ngoài nhà kính để so sánh nhiệt độ chênh lệnh bên trong và bên ngoài nhà kính.
72
Hình 3.13. Nút cảm biến đo giá trị nhiệt độ trong khu vực trồng rau bằng phương pháp thủy canh.
Hình 3.14. Nút cảm biến đo giá trị nhiệt độ tại khu vực trồng rau bằng giá thể.
73
Hình 3.16. Nút cảm biến đo giá trị nhiệt độ môi trường.
Trên giao diện máy tính thiết lập kết nối cổng COM với các thông số lựa chọn như sau: Port kết nối giữa máy tính và nút coordinator là COM 4, Baud rate là 115200 (đây là tốc độ truyền tốt nhất [11]), lựa chọn 8 bit data, không bit parity, và 1 bit stop được thể hiện như hình sau.
74
Khi các nút được cấp nguồn coordinator sẽ tạo ra một mạng với một địa chỉ PAN ID đã được cấu hình sẵn. Sau đó các nút router, end device được cấu hình PAN ID giống coordinator sẽ khám phá và tham gia vào mạng. Giá trị nhiệt độ tại các nút trong các khu vực khác nhau sẽ gửi về nút coordinator theo chuẩn ZigBee và hiện thị nên máy tính cho phép người dùng theo dõi và giám sát.
75
KẾT LUẬN 1. Kết quả đạt được
Trong quá trình thực hiện luận văn em đã thu được những kết quả sau đây: + Hiểu được về công nghệ mạng cảm biến không dây và công nghệ ZigBee. + Xây dựng thành công mạng cảm biến không dây theo chuẩn ZigBee sử dụng định tuyến mạng mesh gồm 6 nút cảm biến. Mạng cảm biến được kết nối với máy tính để hiển thị các giá trị nhiệt độ của mỗi nút lên phần mềm giao diện để người sử dụng giám sát.
+ Xây dựng được kịch bản mô phỏng từ đó đánh giá khả năng định tuyến cấu hình của mạng.
+ Đánh giá được năng lượng của mỗi nút cảm biến.
+ Ứng dụng mạng cảm biến vào khu nông nghiệp công nghệ cao tại trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông – Thái Nguyên.
2. Hướng phát triển của đề tài
Do hạn chế về thời gian thực hiện nên đề tài thực hiện xong chỉ đáp ứng một phần nhỏ của một hệ thống hoàn chỉnh. Vì vậy, để đề tài này thêm phong phú hơn, mang nhiều tính thực tế hơn nữa, có khả năng ứng dụng cao hơn thì đề tài cần đưa thêm vào những yêu cầu như sau:
+ Nút cảm biến được tích hợp thêm nhiều loại thiết bị ngoại vi như: Cảm biến đo độ ẩm, nồng độ oxy, cảm biến đo nồng độ PH, EC…vv, để phục vụ cho các ứng dụng về nông nghiệp công nghệ cao.
+ Với xu hướng Internet of Things kết hợp với mạng cảm biến không dây để từ đó phát triển những ứng dụng trên nền tảng web, android, windowphone, IOS để tương tác với người dùng trên smartphone. Hoặc máy tính có kết nối internet.
Hy vọng với những hướng phát triển trên cùng với những ý tưởng, góp ý của thầy cô và các bạn. Đề tài sẽ được phát triển hơn nữa và sớm được ứng dụng trong tương lai.
76
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. http://cast.umbc.edu/ [2]. http://wsnl.stanford.edu/
[3]. Jitender Grover, Mohit Sharma, Shikha. (2014), “ReliableSPINin Wireless Sensor Network: A Review”, IOSR Journal of Computer Engineering, Volume 16, Issue 6, PP 79-83.
[4]. Jason Lester Hill, (2003), “System Architecture for Wireless Sensor Networks”,
Doctor of Philosophy in Computer Science in the GRADUATE DIVISION,
UNIVERISY OF CALIFORNIA.
[5]. Lê Minh Thuỳ. (2008), “Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ truyền tin Bluetooth trong thiết kế mạng cảm biến không dây”, Luận văn (Thạc sỹ khoa học), Đại học Bách Khoa Hà Nội.
[6]. Sinem Coleri Ergen. (2004), “ZigBee/IEEE 802.15.4 Summary”.
[7]. Bùi Đức Thắng. (2009), “Một số nét khái quát về chuẩn ZigBee”, Tham khảo ở link http://automation.net.vn/CNTT-voi-TDH/Mot-so-net-khai-quat-ve-chuan-ZigBee.html [8]. D. International. (2012), "XBee User Manual", Digi International, pp. 1-155.
[9]. Analog Devices, “Low Voltage Temperature Sensors TMP35/TMP36/TMP37”, Tham khảo ở link http://ctms.engin.umich.edu/CTMS/Content/Activities/TMP35_36_37.pdf. [10]. www.digi.com. (2014), “X-CTU”, Tham khảo ở link
http://www.digi.com/products/XBee-rf-solutions/xctu-software/xctu.
[11]. Rajeev Piyare, Seong-ro Lee. (April-2013), “Performance Analysis of XBee ZB Module Based Wireless Sensor Networks”, International Journal of Scientific &
Engineering Research, Volume 4, Issue 4, pp. 1615-1621.
[12]. M. Pawar, J. Manore, and M. Kuber. (2011), "Life Time Prediction of Battery Operated Node for Energy Efficient WSN Applications," International
Journal of Computer Science And Technology, vol. 2, pp. 491-495.
[13]. Digi International. (2008), “An Introduction to ZigBee”, Tham khảo ở link ftp://ftp1.digi.com/support/documentation/html/manuals/ZigBee/Introduction
77
[14]. Robert Faludi. (2011), “Building Wireless Sensor Networks”, O’Reilly Media, pp.25-32.
[15]. F. Ding, G. Song, K. Yin, J. Li, and A. Song. (2009), "A GPS-enabled wireless sensor network for monitoring radioactive materials," Sensors and
Actuators A: Physical, vol. 155, pp. 210-215.
[16]. www.arduino.cc, “Arduino Nano V3.0”, Tham khảo ở link http://www.mouser.com/pdfdocs/Gravitech_Arduino_Nano3_0.pdf