CHƯƠNG 3 : MƠ HÌNH VƯỜN THƠNG MINH PHÂN TÁN TRONG ĐỀ TÀI
3.1. Sơ đồ khối và chức năng của toàn bộ hệ thống
Từ ý tưởng ban đầu, nhóm em đã đưa ra sơ đồ mơ tả tồn bộ hệ thống vườn thơng minh như Hình 3.1 và Hình 3.2 sau:
Hình 3. 1: Sơ đồ tồn bộ hệ thống vườn thơng minh
Từ hai sơ đồ trên, ta có thể hình dung được quy trình hoạt động của hệ thống. Đối với đề tài này, thay vì sử dụng dây điện để truyền dẫn tín hiệu như truyền thống hoặc là các phương thức truyền dữ liệu khác, nhóm em sử dụng mạng Lora để truyền nhận dữ liệu từ ESP8266 với Arduino. Lý do là vì Lora có thể truyền dữ liệu với khoảng cách rất xa mà tiêu tốn năng lượng rất thấp. So với Lora thì dùng dây điện để truyền thì tiêu hao năng lượng trên dây dẫn khá lớn, khó truyền khoảng cách xa đối với vi điều khiển. Cũng có nhiều phương thức truyền dữ liệu khơng dây như ZigBee, Wi-Fi, Bluetooth, … Nhưng so với Lora, các chuẩn truyền thông này không đáp ứng được nhu cầu của đề tài. Vậy thì mạng Lora là gì? Có ưu điểm như thế nào? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu trong mục 3.3.
Trong mơ hình hệ thống này bao gồm 4 bộ phận chính, đó là:
− Trạm điều khiển trung tâm.
− Trạm thu thập dữ liệu khu vực.
− Server.
− Giao diện người dùng (giám sát).
Trạm điều khiển trung tâm bao gồm một vi điều khiển ESP8266 chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu nhận từ trạm thu thập dữ liệu khu vực và gửi lên Server. Đồng thời nhận các tín hiệu điều khiển từ Server về xử lý. Trạm trung tâm truyền và nhận dữ liệu với trạm khu vực thông qua mạng Lora. Các dữ liệu mà ESP8266 nhận về bao gồm nhiệt độ, độ ẩm và trạng thái thiết bị. Bên cạnh việc giao tiếp với trạm khu vực, trạm trung tâm còn giao tiếp, truyền nhận dữ liệu với Server thông qua Internet. Các dữ liệu nhận từ Server là tín hiệu điều khiển, chế độ làm việc được đưa vào từ người dùng.
Trạm thu thập dữ liệu khu vực bao gồm một vi điều khiển Arduino xử lý việc thu thập dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm tại khu vực nhất định, và đồng thời điều khiển trạng thái các thiết bị vận hành. Khi có tín hiệu u cầu dữ liệu từ trạm trung tâm thì trạm khu vực sẽ gửi các dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm đã thu thập được cho trạm trung tâm để xử lý. Ngược lại nếu đó là tín hiệu điều khiển thiết bị thì Arduino sẽ thực hiện điều khiển trạng thái của thiết bị tương ứng với tín hiệu điều khiển.
Server là nơi chứa các dữ liệu mà trạm trung tâm gửi lên, đồng thời cũng là nơi lưu các tín hiệu điều khiển từ người dùng. Nơi lưu dữ liệu ở đây là Database.
Giao diện người dùng là giao diện giám sát, điều khiển thiết bị dành cho người dùng. Trong giao diện giám sát bao gồm các dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm tại vườn cập nhật theo thời gian và các biều đồ biểu diễn các giá trị đó trong một khoảng thời gian nhất
định. Ngồi ra cịn có giao diện điều khiển thiết bị vận hành cho phép người dùng điều khiển các thiết bị bằng tay hoặc tự động tùy theo chế độ được chọn.
Trong phần tiếp theo, việc lựa chọn linh kiện phần cứng trong mơ hình và các giao thức truyền thông kết nối để áp ứng được yêu cầu của điều khiển vườn thơng minh phân tán sẽ được trình bày.