Luận Văn Thiết kế và thi công mô hình giám sát và điều khiển mô hình trồng nấm rơm

Ngoài ra còn có... Hàng tri u ng i dùng 000webhost chính là minh ch ng cho đi u đó.

 N I DUNG 1: Tìm hi u và nghiên c u v c u t o ph n c ng, nguyên lý ho t

đ ng, tính n ng c a các module Arduino, module NODEMCU ESP8266,

 N I DUNG 2: Tìm hi u và nghiên c u v l p trình Webserver, tìm hi u v

 N I DUNG 3: Các gi i pháp thi thi t k h th ng, thi công mô hình

 N I DUNG 4: Thi t k h th ng đi u khi n, l u đ gi i thu t vƠ ch ng trình

đi u khi n mô hình

 N I DUNG 5: Thi t k hoàn ch nh mô hình th c t

 N I DUNG 6: Ch y th nghi m h th ng

 N I DUNG 7: Cân ch nh h th ng

 N I DUNG 8: Vi t sách lu n v n

 N I DUNG 9: B o v đ tài t t nghi p

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : 10/06/2019

- Thi công m ch, xây d ng mô hình

- Thi t k Web Server

- Thi t k Web Server

7

(30/4-6/5)

- Vi t ch ng trình

- Thi công m ch, xây d ng mô hình

- Thi t k Web Server

tài này là do tôi t th c hi n d a vào m t s tài li u tr c đó vƠ không sao chép

t tài li u hay công trình đư có tr c đó

Ng i th c hi n đ tài

V Ng c Duy Tín

L I C M N

t o đi u ki n đ em có th hoàn thành t t đ tài

th c hi n t t đ tài

t o nh ng đi u ki n t t nh t cho em hoƠn thƠnh đ tài

Em c ng g i l i đ ng c m n đ n các b n l p th c hi n ATN đư chia s trao đ i ki n th c c ng nh nh ng kinh nghi m quý báu trong th i gian th c hi n

đ tài

viên vô cùng l n giúp em có th hoƠn thƠnh đ tài

CH NG 1 T NG QUAN 1

1.1 T V N 1

1.2 M C TIÊU 2

1.3 N I DUNG NGHIÊN C U 2

1.4 GI I H N 3

1.5 B C C 3

CH NG 2 C S LÝ THUY T 5

2.1 GI I THI U PH NG PHÁP TR NG N M R M TRUY N TH NG 5

2.2 GI I THI U MÔ HÌNH NÔNG NGHI P S D NG NHÀ KÍNH TRONG TH C T 8

2.3 T NG QUAN V ARDUINO 9

2.4 T NG QUAN V IOT 11

2.5 T NG QUAN V WEB 12

2.6 CÁC CHU N GIAO TI P 13

2.6.1 CHU N GIAO TI P UART 13

2.6.2 CHU N GIAO TI P I2C 14

2.6.3 CHU N GIAO TI P ONE-WIRE 15

CH NG 3 TệNH TOÁN VẨ THI T K 17

3.1 GI I THI U 17

3.2 TÍNH TOÁN VÀ THI T K H TH NG 18

3.2.1 THI T K S KH I H TH NG 18

3.2.2 TÍNH TOÁN VÀ THI T K M CH 19

3.2.3 S NGUYÊN LÝ C A TOÀN M CH 40

CH NG 4 THI CỌNG H TH NG 42

4.1 GI I THI U 42

4.2 THI CÔNG H TH NG 42

4.2.1 Thi công m ch đi u khi n trung tâm 42

4.2.2 Thi công m ch đi u khi n tr c ti p và hi n th 43

4.2.3 Thi công mô hình 44

4.2.4 L p ráp và ki m tra 44

4.3 ịNG GịI VẨ THI CỌNG MỌ HÌNH 45

4.4 L P TRÌNH H TH NG 48

4.4.1 L u đ gi i thu t 48

4.4.2 Ph n m m l p trình cho vi đi u khi n 49

4.4.3 Ph n m m l p trình cho web 52

4.4.4 Công c l p trình Web server 53

4.4.5 Công c l p trình g i và nh n tin nh n 57

4.5 S TOÀN B H TH NG 62

4.6 TÀI LI U H NG D N S D NG, THAO TÁC 62

4.6.1 Tài li u h ng d n s d ng 62

CH NG 5 K T QU _NH N XÉT_ ÁNH GIÁ 64

5.1 K T QU 64

5.2 NH T XÉT VẨ ÁNH GIÁ 70

CH NG 6 K T LU N VẨ H NG PHÁT TRI N 71

6.1 K T LU N 71

6.2 H NG PHÁT TRI N 71

TÀI LI U THAM KH O 72

Hình 2.1: óng mô n m 6

Hình 2.2: Ch m sóc mô n m 6

Hình 2.3: N m r m có th thu ho ch đ c 7

Hình 2.4: Mô hình nhà kính th c t 8

Hình 2.5: Mô hình nhƠ l i kín th c t 9

Hình 2.6: M t s lo i board Arduino ph bi n 11

Hình 2.7: Mô hình s đ IOT 11

Hình 2.8: Giao ti p UART 14

Hình 2.9: Giao ti p I2C 14

Hình 2.10: Giao ti p One-Wire 15

Hình 3.1: S đ kh i h th ng 18

Hình 3.2: S đ kh i h th ng thi t b th c t 18

Hình 3.3: Kh i x lý trung tâm s d ng Arduino Nano 20

Hình 3.4: ESP8266 NODEMCU 21

Hình 3.5: S đ n i dây gi a Arduino Nano và NODEMCU 23

Hình 3.6: Công c đ t o máy ch c a Webserver và Database 24

Hình 3.7: K t n i LCD v i Arduino Nano 25

Hình 3.8: Nút nh n 2 chân 26

Hình 3.9: Còi Buzzer 26

Hình 3.10: S đ k t n i c a Button và Buzzer v i Arduino 27

Hình 3.11: Hình c m bi n DHT11 27

Hình 3.12: K t n i c m bi n DHT11 v i Arduino Nano 28

Hình 3.13: Hình nh c m bi n đo m c n c 29

Hình 3.14: K t n i c m bi n m c n c v i Arduino Nano 29

Hình 3.15: C u t o c a IC đ m dòng ULN2803 30

Hình 3.16: S đ nguyên lý 1 kênh c a ULN2803 30

Hình 3.17: K t n i ULN2803 v i Arduino Nano 31

Hình 3.18: Hình nh Relay th c t 32

Hình 3.19: S đ nguyên lý c a Relay 32

Hình 3.20: K t n i ULN2803 v i Relay 33

Hình 3.21: Hình nh phun s ng siêu ơm HB20-12 34

Hình 3.22: K t n i phun s ng v i Relay 35

Hình 3.23: èn s i tóc 35

Hình 3.24: K t n i đèn s i tóc v i Relay 36

Hình 3.25: Qu t 36

Hình 3.26: K t n i qu t v i Relay 37

Hình 3.27: Hình đèn báo 37

Hình 3.28: K t n i đèn báo v i Relay 38

Hình 3.29: Hình nh module h áp LM2596 39

Hình 3.30: Hình s đ nguyên lý m ch h áp LM2596 39

Hình 3.31: S đ nguyên lý m ch đi u khi n trung tâm 40

Hình 3.32: S đ nguyên lý c a kh i đi u khi n tr c ti p và hi n th 41

Hình 4.1: S đ m ch in kh i đi u khi n trung tâm 42

Hình 4.2: S đ m ch in kh i đi u khi n tr c ti p và hi n th 43

Hình 4.3: Mô hình sau khi hoàn thành 44

Hình 4.4: M ch đi u khi n sau khi hoàn thành 45

Hình 4.5: M ch đi u khi n tr c ti p và hi n th sau khi hoàn thành 45

Hình 4.6: Mô hình sau khi l p 46

Hình 4.7: Giao di n đ ng nh p c a web 47

Hình 4.8: Giao di n trang ch c a web 47

Hình 4.9: L u đ c a NODEMCU ESP8266 48

Hình 4.10: L u đ c a Arduino Nano 49

Hình 4.11: Giao di n c a ph n m m vi t code cho m ch Arduino 50

Hình 4.12: Nh ng th vi n có s n trong ph n m m 51

Hình 4.13: Giao di n Notepad++ 53

Hình 4.14: ng kỦ tƠi kho n m i 55

Hình 4.15: Giao di n email xác nh n tài kho n 55

Hình 4.16: T o tên mi n mong mu n 56

Hình 4.17: T o Database m i 56

Hình 4.18: Các File đư update lên server 57

Hình 4.19: Màn hình truy c p IFTTT 58

Hình 4.20: MƠn hình đ ng nh p IFTTT 58

Hình 4.21: Thêm d ch v 59

Hình 4.22: Thêm d ch v SMS 59

Hình 4.23: Nh p t khóa tác đ ng 59

Hình 4.24: Thêm d ch v 60

Hình 4.25: Ch n d ch v Webhook 60

Hình 4.26: Key do Webhook cung c p 61

Hình 4.27: S đ nguyên lý ho t đ ng c a toàn b h th ng 62

Hình 5.1: Mô hình sau khi hoàn thành 64

Hình 5.2: Mô hình khi ho t đ ng 64

Hình 5.3: Trang th ng kê s n l ng 65

Hình 5.4: B ng l u các thông s khu 1 65

Hình 5.5: Trang đi u khi n khu 1 65

Hình 5.6: Trang đi u khi n gi ng nói 66

Hình 5.7: H th ng s y khi t t 66

Hình 5.8: H th ng s y khi b t 67

Hình 5.9: Nhi t đ khu 1 cao h n 40 oC 67

Hình 5.10: H th ng t đ ng t t toàn b ph n c ng, Buzzer kêu 67

Hình 5.11:G i tin nh n c nh báo 68

Hình 5.12: Ch đ ch 68

Hình 5.13: Ch đ kích ho t 68

B ng 4.1: Danh sách linh ki n m ch đi u khi n trung tâm 43

B ng 4.2: Danh sách linh ki n m ch đi u khi n tr c ti p và hi n th 44

CH NG 1 T NG QUAN

1.1 T V N

càng ngày c n thi t Cùng v i s phát tri n c a các ngành khoa h c k thu t, công ngh k thu t đi n t mƠ trong đó đ t bi t là k thu t đi u khi n t đ ng đóng vai

trò quan tr ng trong m i l nh v c khoa h c k thu t, qu n lý, công nghi p, nông

N c ta là m t đ t n c nông nghi p, tuy nhiên trong nhi u n m quy mô c ng

nh ch t l ng và s n l ng nông nghi p c a n c ta luôn th p h n so v i các

n c khác mà nguyên nhân chính là vi c công ngh s n xu t c a n c ta quá l c

h u, ch y u d a vào tay chân Mô hình nhà kính là n n t ng cho tiêu chu n v ch t

l ng, công n ng vƠ giá tr c a s n ph m trong vi c s n xu t nông nghi p theo

h ng nông nghi p công ngh cao Tính linh ho t c a nhƠ kính giúp cho ng i

tr ng tr t có th tr ng tr t trên b t c môi tr ng nào, di n tích tr ng tr t có th t vƠi tr m mét vuông đ n hàng ch c hecta Nhà kính có kh n ng lo i b các đi u

tr ng dƠi h n, có th tr ng các lo i cây trái mùa và các gi ng cây khác nhau, b o

v cây tr ng kh i th i ti t l nh, m a đá, gió, m a gơy thi t h i, lo i b d ch b nh,

ngh khoa h c k thu t vào quy trình giám sát và s n xu t Vi c s d ng nhà kính

t đ ng giúp chúng ta có th ti t ki m nhân l c, t ng đ chính xác trong giám sát và

đi u khi n môi tr ng

dùng l a ch n và nhu c u ng i dân s d ng ngày cƠng t ng cao Tuy nhiên hi n

đi n- đi n t Phát tri n k thu t đi u khi n t đ ng t kho ng cách xa trong nông

riêng Chúng tôi ch n đ tƠi liên quan đ n giám sát quá trình tr ng n m, c th là

GIÁM SÁT VẨ I U KHI N MÔ HÌNH TR NG N M R M”

1.2 M C TIÊU

Sau khi th c hi n đ tài nhóm xây d ng đ c m t b đi u khi n giám sát

l ng s n ph m lên website, g i d li u b ng sms khi g p s c ho c khi ng i

dùng mu n

1.3 N I DUNG NGHIÊN C U

 N I DUNG 1: Tìm hi u và nghiên c u v c u t o ph n c ng, nguyên lý ho t

đ ng, tính n ng c a các module Arduino, module NODEMCU ESP8266,

 N I DUNG 2: Tìm hi u và nghiên c u v l p trình Webserver, tìm hi u v

 N I DUNG 3: Các gi i pháp thi thi t k h th ng, thi công mô hình

 N I DUNG 4: Thi t k h th ng đi u khi n, l u đ gi i thu t vƠ ch ng trình

đi u khi n mô hình

 N I DUNG 5: Thi t k hoàn ch nh mô hình th c t

 N I DUNG 6: Ch y th nghi m h th ng

 N I DUNG 7: Cân ch nh h th ng

 N I DUNG 8: Vi t sách lu n v n

 N I DUNG 9: B o v đ tài t t nghi p

1.4 GI I H N

đi u ch nh các thông s nhi t đ đ m thích h p cho s sinh tr ng c a n m

r m

ph m, tr ng thái c a các thi t b lên Web server và hi n th lên màn hình LCD

mu n

m đ c nhanh chóng và hi u qu vì mô hình ch s d ng các thi t b có công

su t nh

1.5 B C C

 Ch ng 1: T ng Quan

Ch ng nƠy trình bƠy v đ t v n đ d n nh p lý do ch n đ tài, m c tiêu, n i

dung nghiên c u, gi i h n thông s và b c c đ án

 Ch ng 2: C S Lý Thuy t

Trong ch ng nƠy trình bƠy v các lý thuy t có liên quan đ n các v n đ mà

đ tài s dùng đ th c hi n thi t k , thi công cho đ tài

 Ch ng 3: Tính Toán VƠ Thi t K

Ch ng nƠy gi i thi u t ng quan v các yêu c u c a đ tài mà mình thi t k

s đ nguyên lý toàn m ch, tính toán thi t k m ch

 Ch ng 4: Thi Công H Th ng

Ch ng nƠy trình bƠy v quá trình v m ch in l p ráp các thi t b , đo ki m tra

 Ch ng 5: K t Qu _Nh n Xét_ ánh Giá

Trình bày v nh ng k t qu đư đ c m c tiêu đ ra sau quá trình nghiên c u

nhiêu ph n tr m

 Ch ng 6: K t Lu n VƠ H ng Phát Tri n

Ch ng nƠy trình bƠy v nh ng k t qu mƠ đ án đ t đ c, nh ng h n ch , t

đó rút ra k t lu n vƠ h ng phát tri n đ gi i quy t các v n đ t n đ ng đ đ án

hoàn thi n h n

thu ho ch ch sau 10-12 ngày

 Nguyên li u và th i v tr ng:

th ng s b t đ u v tr ng n m r m sau khi ng i dân thu ho ch lúa xong nh m

t n d ng ngu n r m r có s n

 Quy trình tr ng n m:

R m r đ c lƠm t trong n c vôi (3,5kg vôi hòa v i 1.000 lít n c), vun

đ ng, 2-3 ngƠy đ o m t l n Th i gian kéo dài 4-6 ngày Nguyên li u quá t

ch y thành gi t) là t t nh t N u khô quá c n b sung thêm n c khi đ o đ ng

l i, ch m sóc n m và ti t ki m di n tích

dày 10-20cm C y m t l p meo gi ng vi n xung quanh cách mép khuôn 4-5cm

th 4)

L ng meo gi ng c y cho 1,2m mô kho n 200-250g M i l p gi ng c y xong

Hình 2.1 : óng mô n m

óng mô n m ngoài tr i th ng b các đ t m a l n, n ng nóng lƠm h h ng,

theo m t chi u, ph theo ki u l p mái nhà, chi u dày 4-5cm

ph nhi u l n trong ngày

n ngày th 7-8 b t đ u xu t hi n n m con (giai đo n ra qu ) 3-4 ngày ti p

n c t i m t l n r t ít (0,1 lít cho m t mô/ngày) N u t i nhi u n m s b th i

chân và ch t

Hình 2.2 : Ch m sóc mô n m

 Cách thu hái n m:

K t lúc c y gi ng đ n khi hái h t đ t 1 kho ng 15 ậ 17 ngƠy N m ra r t ngƠy th 12 đ n 15

Hái n m khi chúng giai đo n hình tr ng lƠ t t nh t, b o đ m ch t l ng vƠ

n ng su t cao M t ngƠy hái n m 2 ậ 3 l n Nh ng ngƠy n ng nóng, nhi t đ không khí cao, n m phát tri n r t nhanh, vì v y nên quan sát n m h i nh n đ u lƠ hái

đ c N m th ng m c t ng c m, ta có th hái c c m ho c hái t a nh ng ph i khéo léo không đ nh h ng đ n nh ng chơn n m con

N m hái đ t 1 kho ng 3 ậ 4 ngƠy N ng su t 70 ậ 80%, sau 7 ậ 8 ngƠy ra ti p

Hình 2.3: N m r m có th thu ho ch đ c

Trên th gi i, nhi u qu c gia phát tri n m nh v nông nghi p h đư áp d ng

đư vƠ đang d n thay đ i v i các ph ng pháp th công thông th ng b ng nhà kính

nông nghi p công ngh cao

 Lo i nhà kính (glass house): là lo i nhà công trình xây d ng có t m l p mái

vƠ vách xung quanh đ c b ng kính là m t ng d ng công ngh cao trong s n

xu t nông nghi p nh m tránh tác đ ng x u c a th i ti t c ng nh s thâm

nh p c a côn trùng gây h i, làm nh h ng đ n cây tr ng Còn nhà màng

và mái che l i đ c thay th b ng polyetylen

Hình 2.4: Mô hình nhà kính th c t

 Lo i nhƠ l i kín: Là lo i nhƠ l i đ c ph hoàn toàn b ng l i c trên mái

mái nghiêng hai bên Khung nhƠ đ c làm b ng c t bê tông ho c b ng khung

s t hàn ho c b t c vít V t li u l i che s n xu t b ng v t li u trong n c

n ng ch ng ch u tia t ngo i, n ng, gióầnên đ b n không cao, ch s d ng

t t t 6 - 8 tháng lƠ rách, h h ng

Hình 2.5 : Mô hình nhƠ l i kín th c t

m c, ầ

ph ng pháp canh tác truy n th ng

2.3 T NG QUAN V ARDUINO

Atmel 32- bit Nh ng Model hi n t i đ c trang b g m 1 c ng giao ti p USB, 6 chơn đ u vào analog, 14 chân I/O k thu t s t ng thích v i nhi u board m r ng

khác nhau Các ng d ng n i b t c a board m ch Arduino: robot đ n gi n, đi u

đ n m t ph ng th c d dàng, không t n kém cho nh ng ng i yêu thích, sinh viên

và gi i chuyên nghi p đ t o ra nh ng thi t b có kh n ng t ng tác v i môi

tr ng thông qua các c m bi n vƠ các c c u ch p hành Nh ng ví d ph bi n cho

các ch ng trình cho Arduino b ng ngôn ng C ho c C++

sung giúp d dàng l p trình và có th m r ng v i các m ch khác M t khía c nh

g i là shield Vài shield truy n thông v i board Arduino tr c ti p thông qua các chân khác nhau, nh ng nhi u shield đ c đ nh đ a ch thông qua serial bus I²C

qua b đi u ch nh đi n áp onboard do h n ch v kích c thi t b M t vi đi u khi n Arduino c ng có th đ c l p trình s n v i m t bootloader cho phép đ n gi n là upload ch ng trình vƠo b nh flash on-chip, so v i các thi t b khác th ng ph i

M t s lo i Arduino ph bi n trên th tr ng hi n t i có th k đ n là: Arduino

Nano, Arduino Uno R3, Arduino Mega 2560 R3, Arduino Due, Ngoài ra còn có

đư sáng l p ra Trung tâm Auto-ID đ i h c MIT, n i thi t l p các quy chu n toàn

m t s lo i c m bi n khác IoT sau đó c ng đ c dùng nhi u trong các n ph m đ n

hi n thông qua nhi u công ngh , ch ng h n nh RFID, NFC, mư v ch, mã QR,

watermark k thu t s Vi c k t n i thì có th th c hi n qua Wifi, m ng vi n thông

b ng r ng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, h ng ngo i Ngoài nh ng k thu t nói

trên, n u nhìn t th gi i web, chúng ta có th s d ng các đ a ch đ c nh t đ xác

đ nh t ng v t, ch ng h n nh đ a ch IP M i thi t b s có m t IP riêng bi t không

m i th d dàng k t n i vƠo Internet c ng nh k t n i v i nhau

nhanh chóng kh c ph c hi n nay nhi u hãng , công ty t ch c trên th gi i đang

nghiên c u các n n t ng giúp xây d ng nhanh ng d ng dành cho IoT

2.5 T NG QUAN V WEB

World Wide Web (www), g i t t là web, là m t không gian thông tin toàn c u

trên web đ c l u tr trong m t h th ng siêu v n b n đ t t i các máy Webserver

web đ xem các siêu v n b n nƠy Ch ng trình nƠy s nh n thông tin t i ô đ a ch URL do ng i s d ng yêu c u, sau đó trình duy t s t đ ng g i thông tin đ n

Ng i dùng có th theo các liên k t siêu v n b n trên m i trang web đ n i

v i các tài li u khác ho c g i thông tin ph n h i lên máy ch trong m t quá trình

t ng tác Ho t đ ng truy tìm thông tin theo các siêu liên k t th ng đ c g i là

thông tin Tuy nhiên đ chính xác và ch ng th c c a thông tin tùy thu c vào uy tín

c đi m ti n l i c a web: Thông tin d dàng c p nh t, thay đ i, khách hàng

có th xem thông tin ngay t c kh c, b t kì đơu, ti t ki m chi phí in n, g i b u

ki n, fax, thông tin không gi i h n và không gi i h n khu v c s d ng

file ngu n ch a file kh i ch y cho website, các file ch a n i dung c a website nh

hình nh, v n b n, âm thanh Ngoài ra còn là nh ng file đi u khi n l u tr - trích

xu t d li u t CSDL, đi u khi n cho webserver nh n và ph n h i yêu c u c a

ng i dùng thông qua trình duy t, ầ Còn thƠnh ph n th 3 webserver chính lƠ n i

l u tr cho CSDL và h th ng file ngu n nêu trên

2.6 CÁC CHU N GIAO TI P

2.6.1 CHU N GIAO TI P UART

là truy n d li u n i ti p b t đ ng b UART chuy n đ i gi a d li u n i ti p và

s vƠ th ng đ c g i là t c đ baud, ví d nh 2400 baud, 4800 baud, 9600 baudầ

UART c a PC h tr c hai ki u giao ti p là giao ti p đ ng th i và giao ti p

b có th chuy n d li u vào m t th i đi m, v i tín hi u đi u khi n ho c mã s

Thêm vƠo đ ng d li u, UART h tr b t tay chu n RS232 và tín hi u đi u

Hình 2.8: Giao ti p UART

giao ti p gi a 2 thi t b thông qua chu n giao ti p UART, ta ti n hành n i dây Tx (chân g i tín hi u) c a bên phát v i chân Rx (chân nh n tín hi u) c a bên

c n ph i n i chung GND cho c 2 bên nh n và phát v i nhau và mu n truy n nh n

đ c, 2 bên ph i có cùng t c đ baud

2.6.2 CHU N GIAO TI P I2C

I2C là m t chu n truy n theo mô hình ch - t M t thi t b ch có th giao

ti p v i nhi u thi t b t Mu n giao ti p v i thi t b nào, thi t b ch ph i g i đúng

đ a ch đ kích ho t thi t b đó r i m i đ c phép ghi ho c đ c d li u

Hình 2.9: Giao ti p I 2 C

M t giao ti p I2C g m có 2 dây: Serial Data (SDA) và Serial Clock (SCL)

SDA lƠ đ ng truy n d li u 2 h ng, còn SCL là đ ng truy n xung đ ng h và

I2C thì chân SDA c a nó s n i v i dây SDA c a bus, chân SCL s n i v i dây SCL

qua m t dơy đi n tr kéo lên S c n thi t c a đi n tr kéo này là vì chân giao ti p

I2C c a các thi t b ngo i vi th ng là c c máng h Giá tr c a các đi n tr này

1k đ n 4.7k

Nh hình trên, ta th y có r t nhi u thi t b cùng đ c n i vào m t bus I2C, tuy

nh n ra b i m t đ a ch duy nh t v i m t quan h ch t t n t i trong su t th i gian

k t n i M i thi t b có th ho t đ ng nh lƠ thi t b nh n ho c truy n d li u hay có

th v a truy n v a nh n Ho t đ ng truy n hay nh n còn tùy thu c vào vi c thi t b

đó lƠ ch (master) hay t (slave) M t thi t b hay m t IC khi k t n i v i bus I2C, ngoài m t đ a ch duy nh t đ phân bi t thì nó còn đ c c u hình là thi t b ch hay

t

2.6.3 CHU N GIAO TI P ONE-WIRE

Chu n giao ti p 1 dây (1 wire) do hang Dallas gi i thi u Trong giao ti p này

tuân theo m i quan h ch t m t cách ch t ch Trên m t bus có th g n 1 ho c nhi u thi t b slave nh ng ch có 1 master có th k t n i đ n bus này Bus d li u

có th tham kh o trong datasheet c a thi t b /các thi t b slave

Hình 2.10: Giao ti p One-Wire

giao ti p đ c v i vi đi u khi n, tín hi u trên bus 1 wire chia thành các khe

th i gian 60µs M t bit d li u truy n trên bus d a trên khe th i gian (time slots) Các thi t b slave khác nhau cho phép có th i gian quy đ nh khác nhau Nh ng quan

tr ng nh t trong chu n giao ti p này là c n chính xác v th i gian Vì v y đ t i u

đ ng truy n thì c n m t b đ nh th i đ delay chính xác nh t

 Read (đ c m t bit): Master kéo xu ng 0 m t kho ng A r i tr v 1 delay

kho ng E r i đ c giá tr slave g i v delay F(us)

Master là chân in delay I (us) r i đ c giá tr slave tr v N u b ng 0 thì cho

phép giao ti p, n u b ng 1 thì đ ng truy n l i ho c slave đang b n

C H NG 3 TÍNH TOÁN VÀ THI T K

3.1 GI I THI U

KHI N MÔ HÌNH TR NG N M R M” bao g m:

nút nh n g n trên mô hình Sau đó, d li u c m bi n, tr ng thái ho t đ ng c a

các thi t b s hi n th trên mƠn hình LCD trên mô hình đ ng th i s đ c g i

lên Internet H th ng có 3 ch đ ho t đ ng là NUỌI T , QU TH và

ng v i 2 quá trình phát tri n c a n m r m lƠ: phát tri n s i n m t = 32oC, Ao

=95% và hình thành qu th t = 30oC, Ao = 85% M t khác ch đ TAY

ng i dùng có th t do thi t l p nhi t đ đ m cho mô hình tùy ý

Internet, hi n th tr ng thái ho t đ ng c a các thi t b , d li u c m bi n và cho phép ng i dùng ch n các ch đ NUỌI T , QU TH ho c TAY Khi

đ i ch đ ho t đ ng theo, đ ng th i thay đ i d li u hi n th trên màn hình

dùng thông qua Internet mà g p s c v m ng thì h th ng s t đ ng thi t

cho ng i dùng

ra h th ng còn có kh n ng b o v l i m ch khi t t hét các thi t b khi g p s

mong mu n x y ra

Ch c n ng t ng kh i:

 Kh i ngu n: cung c p ngu n cho toàn b ho t đ ng c a h th ng bao g m:

kh i x lý trung tâm, kh i giao ti p wifi, kh i đi u khi n tr c ti p và hi n th ,

kh i c m bi n, kh i relay và kh i ch p hành

 Kh i x lý trung tâm: Thu th p d li u t c m bi n, kh i đi u khi n tr c ti p

và hi n th , kh i giao ti p wifi sau đó x lỦ vƠ đi u khi n kh i đi u khi n tr c

ti p và hi n th , kh i relay

 Kh i giao ti p wifi: giao ti p gi a kh i đi u khi n trung tâm và server, đơy là kh i trung gian đ nh n và g i d li u đi u khi n t web đi u khi n các

thi t b trong mô hình

 Kh i webserver: Xây d ng giao di n web đ hi n th , l u tr d li u, đ ng

wifi

 Kh i đi u khi n tr c ti p và hi n th : Cho phép ng i dùng quan sát theo

dõi các thông s môi tr ng, thao tác đi u khi n tr c ti p mô hình

 Kh i c m bi n: Bao g m các c m bi n có nhi m v thu th p nhi t đ đ m

đi u khi n giám sát môi tr ng c a mô hình

 Kh i relay: óng ng t ti p đi m theo s đi u khi n c a ngõ ra Arduino Nano

đ đi u khi n thi t b Cách li gi a m ch công su t và m ch đi u khi n

 Kh i ch p hành: G m các thi t b nh n đi u khi n c a kh i x lý trung tâm

thông qua kh i relay đ đi u ch nh các thông s c a môi tr ng trong mô

ch p hành thông qua kh i relay vƠ đ a ra kh i đi u khi n tr c ti p và hi n th đ

ng i dùng theo dõi Toàn b ho t đ ng đi u khi n c a h th ng đ c thông qua

kh i x lý trung tâm này

V i các yêu c u trên, hi n nay có r t nhi u s l a ch n nhi u phân khúc

khác nhau nh các dòng PLC c a Siemens, Panasonic, ầ hay các dòng vi đi u

Vì Arduino Nano s d ng chip ATmega328 (h 8bit) Nó có 8 chân analog

c n thi t đ t o thành kh i x lý trung tâm v i đ y đ các port

Hình 3.3: Kh i x lý trung tâm s d ng Arduino Nano

Các thông s k thu t c a Arduino Nano:

 Kh i giao ti p Wifi

Yêu c u kh i giao ti p Wifi: B n thân Arduino Nano không đ c h tr k t

gian đ giúp Arduino Nano có th giao ti p đ c v i Internet, làm c u n i đ nh n

d li u t kh i x lỦ trung tơm đ a lên website vƠ ng c l i t website đ a v

Arduino Nano

r ng rãi, b n thân dòng này có r t nhi u phiên b n t ESP8266 V1 đ n ESP8266

V12, các dòng ESP8266 tích h p h n vào board Arduino, ESP8266 NODE MCU

đơy nhóm s d ng ESP8266 NODE MCU vì đơy lƠ dòng s n ph m có kích th c

ngu n nên không c n m ch n p trung gian

Hình 3.4: ESP8266 NODEMCU

Espressif Systems, m t nhà s n xu t Trung Qu c V i vi đi u khi n và Wifi tích

h p, ESP8266 cho phép l p trình viên có th th c hi n vô s tác v TCP/IP đ n

Module ESP-12 k t h p v i firmware ESP8266 trên Arduino và thi t k ph n

c ng giao ti p tiêu chu n đư t o nên NodeMCU, lo i kit phát tri n ESP8266 ph

bi n nh t trong th i đi m hi n t i V i cách s d ng k t n i d dàng, có th l p

NODEMCU có kh n ng nh m t modem wifi:

 Có th quét và k t n i đ n m t m ng wifi b t k (Wifi Client) đ th c hi n

các tác v nh l u tr , truy c p d li u t server

giao ti p vƠ đi u khi n

 Là m t server đ x lý d li u t các thi t b s d ng Internet khác

Các thông s k thu t c a NODEMCU ESP8266:

Cách th c giao ti p c a NODEMCU và Arduino:

tín hi u g i t chân TX c a NODEMCU thì d li u g i đi nƠy s đ c đ a vƠo

di n ra liên t c

vƠo các chơn Vin đ đ m b o tính n đ ch c a h th ng

Cách n i dơy cho NODEMCU vƠo Arduino Nano:

Hình 3.5 : S đ n i dây gi a Arduino Nano và NODEMCU

 Kh i webserver

khu v n

đ tài này, nhóm s d ng 000webhost là m t công ty cung c p web hosting mi n

đ u trong l nh v c web host mi n phí là nhà cung c p hƠng đ u th gi i v cung c p

d ch v web host cao c p không chèn qu ng cáo và không có ph phí Hàng tri u

ng i dùng 000webhost chính là minh ch ng cho đi u đó Ch c n đ ng kí vƠ

chúng ta s có th b t đ u ngay v i webhost đ th c hi n d án c a mình

ơy lƠ công ty web hosting mi n phí duy nh t cam k t đ m b o uptime lên t i

99%, v i h u h t các servers đ t t l uptime t i 99.9%

t o và qu n lý Database

Hình 3.6: Công c đ t o máy ch c a Webserver và Database

gi i h n cùng v i các k t n i không gi i h n t i các máy ch Chúng ta s đ c

truy c p các phiên b n PHP và MySQL m i nh t

H tr công c cƠi đ t t đ ng nƠy đ c thi t k đ cƠi đ t các mã ngu n

đ tr thành m t kho tài nguyên tuy t v i B n có th cƠi đ t h n 50 mư ngu n

 Kh i đi u khi n tr c ti p và hi n th

Yêu c u kh i đi u khi n tr c ti p và hi n th : Kh i này s là công c giúp

ng i dùng có th giao ti p, n m b t, giám sát ho t đ ng c a toàn b h th ng đ t

đó có đ c nh ng tùy ch nh, cƠi đ t thích h p cho toàn b ho t đ ng c a h th ng,

đ ng th i t n d ng đ c nh ng gì đư có s n t các d án tr c, đ ng th i ti t ki m

ngõ ra cho Arduino

Module chuy n đ i I2C cho LCD 16X2

MƠn hình LCD đ c k t n i v i Arduino thông qua module chuy n đ i,

SDL trên module đ c n i l n l t chân A4 và A5 c a Arduino

Hình 3.10 : S đ k t n i c a Button và Buzzer v i Arduino

 Kh i c m bi n

C m bi n nhi t đ , đ m

Yêu c u c a kh i c m bi n: kh i này s có nhi m v thu th p thông s c a

môi tr ng đ cung c p cho kh i x lý trung tâm các thông s đ t đó có nh ng x

lỦ, đi u ch nh đ phù h p nh t v i s phát tri n vƠ sinh tr ng c a n m r m T đó

s có r t nhi u s l a ch n trên th tr ng v i nhi u m c giá c ng nh tính n ng

khác nhau Ví d nh v i yêu c u đo nhi t đ thì có các l a ch n nh : LM35,

đo r t cao, đ chính xác r t cao

Hình 3.11: Hình c m bi n DHT11

Thông s k thu t:

tr ng h p không đ n c cung c p cho thi t b phun s ng ho t đ ng

Hai đ u đo c a c m bi n đ c c m vào b ch a n c đ đo m c n c Dùng

và g i t i module chuy n đ i

bi n s lƠ 2 đ u vào c a IC so sánh LM393 Khi m c n c th p h n ng ng đ nh

ULN2803 là m t vi m ch đ m, b n ch t c u t o là các m ng darlington ch u

đ c dòng đi n l n vƠ đi n áp cao, trong đó có ch a 8 c p transistor NPN ghép

darlington c c góp h v i c c phát chung M i kênh c a ULN2803 có m t diode

relay

Hình 3.15: C u t o c a IC đ m dòng ULN2803

ULN2803 có kh n ng đi u khi n 8 kênh riêng bi t, có th n i tr c ti p v i vi

đi u khi n 5V Bên c nh đó m i kênh c a ULN2803 có kh n ng ch u đ c dòng

đi n l n trong m t kho ng th i gian dài lên t i 500mA v i biên đ đ nh lên t i

600mA

Hình 3.16 : S đ nguyên lý 1 kênh c a ULN2803

c m t chi u, đ ng c b c, kh i hi n th ma tr n led, ầ

Thông s k thu t: