CHƯƠNG 3 : MƠ HÌNH VƯỜN THÔNG MINH PHÂN TÁN TRONG ĐỀ TÀI
3.4. Quy trình hoạt động của mơ hình vườn thơng minh điều khiển phân tán
3.4.1. Lựa chọn quy trình cơng nghệ
Thơng qua một số thơng tin trên về Lora, ta có thể thấy được các ưu điểm nổi bật của mạng Lora, đặt biệt là trong việc áp dụng nó vào IoT. Đó là khoảng cách truyền nhận dữ liệu siêu xa (13 – 20Km trong điều kiện lý tưởng, tối đa 80Km khi ở chế độ light-of-signt) mà nó đem lại, đồng thời năng lượng tiêu tốn của nó rất thấp (25mW). Chính vì vậy, nên nhóm em đã quyết định sử dụng Lora vào đề tài của mình thay vì sử dụng các chuẩn mạng khơng dây khác.
Ngồi ra, theo như các nhân tố ảnh hưởng đến quang hợp của cây trồng được trình bày trong chương 2, yếu tố ánh sáng và nồng độ CO2 có thể khơng cần giám sát, vì nhóm sử dụng ánh nắng từ mặt trời và khí CO2 tự nhiên. Tuy nhiên yếu tố nhiệt độ, độ ẩm khơng khí và độ ẩm đất rất quan trọng, cần được giám sát thường xuyên để điều
chỉnh các điều kiện duy trì sự sống cho cây trống. Vì vậy trong đồ án này, nhóm em chỉ đo đạt các thơng số nhiệt độ, độ ẩm khơng khí và độ ẩm đất.
Trong đề tài này, chúng em sử dụng vi điều khiển Arduino để làm vi điều khiển chính tại 4 trạm khu vực để có thể giám sát được nhiều dữ liệu hơn, sẽ tính tốn các thông số nhiệt độ, độ ẩm tại vườn chính xác hơn. Bên cạnh đó, nhóm sử dụng ESP8266 là vi điều khiển chính của trạm trung tâm, chúng hoạt động ổn định, có thể kết nối Wi-Fi. Hơn nữa, EPS8266 được sử dụng rất nhiều trong các ứng dụng IoT trong thực tế.
Hơn nữa, nhóm sử dụng Internet để gửi dữ liệu lên Server, giúp cho người dùng có thể giám sát, điều khiển các thiết bị tại vườn ở bất cứ đâu, bất kì thời gian nào chỉ với một thiết bị thơng minh có trình duyệt Web và được kết nối Internet.
3.4.2. Nguyên lý hoạt động
Theo như sơ đồ mơ hình hệ thống (hình 3.1) và sơ đồ khối hệ thống (hình 3.2), ta có thể thấy được tổng quan về quy trình hoạt động của hệ thống vườn thông minh.
Trong hệ thống này, nhóm em sử dụng Arduino thu thập dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm khơng khí cũng như độ ẩm đất tại bốn khu vực trong vườn thông qua các cảm biến như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11, cảm biến độ ẩm đất. Các dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm khơng khí và độ ẩm đất đã được đo đạt này sẽ được đóng gói lại. Sau đó khi có yêu cầu từ Vi điều khiển trung tâm (ESP8266), các Arduino sẽ gửi gói dữ liệu này sang ESP8266 thông qua Lora.
Khi Vi điều khiển trung tâm đã nhận được dữ liệu, dữ liệu này sẽ được phân tích, sau đó sẽ được đưa lên Server để lưu vào Cơ sở dữ liệu. Đồng thời, trong quá trình hoạt động, ESP8266 sẽ liên tục lấy tín hiệu điều khiển từ cơ sở dữ liệu về để xử lý, nếu có sự thay đổi trạng thái của tín hiệu điều khiển so với tín hiệu ban đầu, ESP8266 sẽ gửi tín hiệu điều khiển mới này sang Arduino để điều khiển thiết bị đầu cuối tại các khu vực này.
Về phần tương tác với người dùng, người dùng sẽ truy cập vào giao diện điều khiển để giám sát các thông tin nhiệt độ, độ ẩm trong vườn. Đồng thời người dùng có thể điều khiển các thiết bị điều khiển các thiết bị tại khu vực vườn thông qua giao diện điều khiển. Khi người dùng xác nhận các tín hiệu điều khiển, các tín hiệu này sẽ được lưu vào cơ sở dữ liệu. Các tín hiệu này sẽ được ESP8266 đọc về.
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM CHO CÁC TRẠM THU THẬP DỮ LIỆU KHU VỰC VÀ TRUNG TÂM TRONG ĐỀ TÀI