Slide Vườn thông minh giám sát nhiệt độ độ ẩm iot bản cao cấp

Các bạn có nhu cầu hỗ trợ đồ án ,đặt đồ án, liên hệ : https:www.facebook.comdoangiaresvSố điện thoại : 0565271668 Bản Cao Cấp Mô tả hệ thống :1. Về Node Mcu 8266 điều khiển hệ thống : Tự động bật tắt máy bơm thủ công – bằng nút bấm trên mạch ( Ngay cả khi đang ở chế độ tự động) Tự động chuyển sang chế độ bằng tay nếu không bắt được wifi Có thể chuyển sang chế độ bằng tay , điều khiển mạch bằng nút bấm trên mạch( Ở chế độ này : Mạch chỉ hiển thị nhiệt độ , độ ẩm thực tế và bật tắt thủ công bằng nút nhấn ) Hiển thị thời gian thực. Dựa vào giá trị thời gian đã cài đặt trên app, khi đến thời gian đó, mạch sẽ kiểm tra nhiệt độ , độ ẩm . Nếu nhiệt độ , độ ẩm không đạt = Máy bơm tự động bật Sử dụng cảm biến phát hiện mưa, nếu bơm đang bật , phát hiện mưa = Bơm tắt LCD hiển thị được nhiều thông tin : thời gian thực, nhiệt độ hiện tại, độ ẩm hiện tại. Nhiệt độ, độ ẩm cài đặt, thời gian cài đặt Tính toán nhiệt độ, độ ẩm trung bình ngày, Dựa vào đó để có những cài đặt thời gian bơm , điều kiện bơm hợp lý Tách biệt cảm biến độ ẩm đất, vs cảm biến không khí, giúp giám sát độ ẩm đất chính xác, phù hợp với đề tài.2. Về App Android : Bật tắt máy bơm trên app. Hiển thị trạng thái máy bơm = Nếu có bật tắt thủ công máy bơm trên mạch, app vẫn cập nhật là bơm đã được bật  Cập nhật liên tục nhiệt độ , độ ẩm thực tế Cập nhật trạng thái có mưa hay không. Cài đặt ngưỡng nhiệt độ, độ ẩm ở trên app Cài đặt được nhiều ngưỡng thời gian kiểm tra trong ngày App thay đổi giao diện các vườn cây muốn giám sát Tốc độ phản hồi giữa App và Node Mcu 8266 cao – chưa đến 1s3. Về Web ThingSpeak :  Hiển thị nhiệt độ và độ ẩm dạng đồ thị và dạng sốCác đồ thị bao gồm :Đồ thị nhiệt độ trong ngàyĐồ thị độ ẩm trong ngàyĐộ thị nhiệt độ trung bình từng ngàyĐồ thị độ ẩm trung bình từng ngày Đặc biệt : App là bên mình tự xây dựng, không sử dụng app có sẵn như blynk..., rất dễ điểm cao khi bảo vệ đồ án . 1 số option không có trên bản tiêu chuẩn và bản cơ bản :1, App điện thoại thay đổi được giao diện vườn canh tác2, Sử dụng nhiều cảm biến hơn : thêm cảm biến độ ẩm đất, và cảm biến ánh sáng.3, Thêm phần tự động bật đèn lúc trời tối, có công tắc rời có thể tắt đèn thủ côngTham khảo thêm bản tiêu chuẩn tại :https:youtu.be4h_a1Drxpa0Các bạn có nhu cầu hỗ trợ đồ án ,đặt đồ án, liên hệ : https:www.facebook.comdoangiaresvSố điện thoại : 0565271668

3 Phân tích, thiết kế cho hệ thống

4 Thi công, kết quả thực nghiệm

5 Demo sản phẩm

1 Tổng quan về đề tài

Đặt vấn đề

số dân làm nông là rất cao Theo thống kê cả nước có 48% dân số làm nông nghiệp nhưng chỉ đóng góp một phần GDP rất nhỏ Năng suất lao động lĩnh vực này còn thấp, việc tăng năng suất còn chậm

Nguyên nhân

Do hạn hán, biến đổi khí hậu ảnh hưởng tới năng suất và sản lượng cây trồng.

Sản xuất nhỏ lẻ, phi tập trung dẫn tới chất lượng sản phẩm không đồng đều.

Phương pháp sản xuất lạc hậu, dựa vào sức người là chủ yếu dẫn đến giá thành cao khó có tính cạnh tranh

Giải pháp

Sản xuất tập trung, quy mô lớn có liên kết chặt chẽ

Áp dụng thành tựu khoa học vào trong sản xuất

Áp dụng tự động hóa giảm thiểu thời gian cũng như sức người

Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, phân tích và thiết kế một hệ thống

có khả năng giám sát, tự động bật tắt máy bơm và đèn thông qua kiểm tra, so sánh các dữ liệu do các cảm biến gửi về và có thể thực hiện bật tắt thủ công, có thể thực hiện điều khiển máy bơm thông qua App android

2 Cơ sơ lý thuyết và tìm hiểu các linh kiện

Ứng dụng IOT trong nông nghiệp

Xây dựng sơ đồ khối cho hệ thống

Nhiệm vụ các linh kiện chính trên mạch

Ứng dụng IOT trong nông nghiệp

Ứng dụng IOT trong nông nghiệp góp phần tạo nên một môi trường sản xuất năng động, khoa học và giải phóng sức lao động, tăng năng suất, mang lại hiệu quả kinh tế cao, giúp nâng cao tính chuyên nghiệp và cải thiện bộ mặt cho cho nền nông nghiệp trong tương lai gần

Xây dựng sơ đồ khối cho hệ thống

Khối xử lý trung tâm ESP8266

Khối thu thập dữ liệu cảm biến Khối nút nhấn

Nhiệm vụ các linh kiện chính trong mạch

 Nhiệm vụ của cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11

 Nhiệm vụ của cảm biến mưa

 Nhiệm vụ của cảm biến độ ẩm đất

 Nhiệm vụ của cảm biến ánh sáng

 Nhiệm vụ của Esp8266 Node MCU

 Nhiệm vụ của màn hình LCD 16x2

Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11

Nhiệm vụ của cảm biến DHT11:

Là thu thập nhiệt độ, độ ẩm đưa về khối vi điều khiển Esp8266 xử lý và gửi dữ liệu lên App và bật bơm làm mát khi nhiệt độ quá cao

Cảm biến mưa

Nhiệm vụ của cảm biến mưa:

Trong đề tài này cảm biến mưa có tác dụng để ngắt máy bơm khi phát hiện trời mưa tránh gây lãng phí nước và điện năng và đảm bảo cho cây trồng không bị úng nước

Cảm biến độ ẩm đất

Nhiệm vụ của cảm biến độ ẩm đất:

Tiến hành đo độ ẩm trong đất gửi về Esp 8266 xử lý và tiến hành tự động bật bơm khi độ ẩm thấp và tắt bơm khi độ ẩm cao để cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt

Cảm biến ánh sáng

Nhiệm vụ của cảm biến ánh sáng:

Dùng vào những ngày gần thu hoạch khi chúng ta muốn tăng thời gian chiếu sáng đẩy nhanh quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng

Esp8266 Node MCU

Nhiệm vụ của Esp8266 Node MCU:

Lấy thời gian thực, thu thập dữ liệu từ các cảm biến gửi về tiến hành kiểm tra so sánh để tự động bật tắt các thiết bị như máy bơm và đèn, gửi các dữ liệu lên Thingspeak và Firebase

Màn hình LCD 16x2

Nhiệm vụ của màn hình LCD:

Hiển thị các thông số cần thiết như thời gian thực, nhiệt độ, độ ẩm thực, thời gian cài đặt, nhiệt độ, độ ẩm cài đặt

3 Phân tích, thiết kế hệ thống

Sơ đồ nguyên lí:

Lưu đồ thuật toán chương trình chính

Nguyên lý hoạt động

Bắt đầu chương trình sẽ khởi tạo tất

cả các cảm biến, sau đó cấu hình hệ thống Sau đó chương trình sẽ vào vòng lặp vô hạn, đọc giá trị cảm biến và hiển thị giá trị nhiệt độ, độ

ẩm lên LCD và App android và thực thi hai chế độ thủ công hoặc chế độ tự động để bật tắt máy bơm

dữ liệu sau khi được xử lí sẽ được gửi dữ liệu lên App android

Lưu đồ thuật toán chế độ tự động bật tắt bơm

Nguyên lý hoạt động:

Bắt đầu kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm đất qua các mức thời gian được cài đặt trong ngày, nếu kiểm tra thời gian không đúng với thời gian cài đặt thì bơm sẽ không được bật và nếu thời gian đúng với thời gian cài đặt thì nhiệt độ và độ ẩm đo được sẽ được so sánh với mức ngưỡng được cài đặt trước nếu độ ẩm đất bé hơn mức ngưỡng cài đặt thì tiến hành bật bơm nếu trong thời gian bật bơm phát hiện trời mưa thì sẽ tắt bơm nếu không mưa thì sẽ tiếp tục kiểm tra và nếu độ ẩm đất bé hơn ngưỡng thì sẽ tiến hành kiểm tra nhiệt độ nếu nhiệt độ lớn hơn mức ngưỡng cài đặt thì tự động bật máy bơm trong thời gian máy bơm bật nếu gặp trời mưa thông qua cảm biến mưa thì tự động tắt máy bơm nếu không mưa thì sẽ quay lại kiểm tra, nếu nhiệt độ bé hơn ngưỡng thì sẽ tắt bơm và quay lại tiến hành kiểm tra lại từ đầu

Nguyên lý hoạt động:

Bắt đầu chương trình sẽ khởi tạo cảm biến ánh sáng, đọc giá trị cảm biến, cảm biến ánh sáng sẽ

đo ánh sáng và so sánh với mức ngưỡng được cài đặt trước nếu ánh sáng bé hơn mức ngưỡng cài đặt thì tự động bật đèn và quay lại tiêp tục kiểm tra nếu ánh sáng lớn hơn mức ngưỡng cài đặt thì

tự động tắt đèn và tiếp tục quay lại kiểm tra

Lưu đồ thuật toán chế độ tự động bật tắt đèn

Lưu đồ thuật toán gửi dữ liệu

Nguyên lý hoạt động:

Sau khi nhận được thông tin dữ liệu từ cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT11 và cảm biến độ ẩm đất, khởi tạo module Esp8266 Node MCU sẽ kết nối với wifi người dùng tiến hành gửi dữ liệu lên Firebase và Thingspeak sau đó quay lại tiếp tục gửi dữ liệu

Firebase là gì?

Firebase là dịch vụ cơ sở dữ liệu hoạt động trên nền tảng đám mây – cloud Kèm theo đó là hệ thống máy chủ cực

kỳ mạnh mẽ của Google Chức năng chính là giúp người dùng lập trình ứng dụng bằng cách đơn giản hóa các thao tác với cơ sở dữ liệu

Lợi ích của Firebase là gì? 

Firebase còn giúp các lập trình viên rút ngắn thời gian triển khai và mở rộng quy

mô của ứng dụng mà họ đang phát triển

Firebase là một nền tảng khá toàn diện và linh hoạt Nó cho phép người dùng phát triển các loại ứng dụng sau:

 iOS

 Android

 Web

Thingspeak là gì

Thingspeak là một nền tảng mà bạn có thể trực quan hóa và phân tích dữ liệu trên đám mây Nó là một sản phẩm Matlab và bạn có thể xử lý và phân tích

dữ liệu trực tiếp từ đám mây Chủ yếu

nó được sử dụng trong các dự án IoT cần phân tích để theo dõi những thay đổi về giá trị cảm biến trên đám mây

tính năng được sử dụng của ThingSpeak :

Phân tích và vẽ đồ thị cho các dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm từ Esp8266 gửi lên

MIT App Inventor là gì?

MIT App Inventor dành cho Android là một ứng dụng web nguồn mở ban đầu được cung cấp bởi Google và hiện tại được duy trì bởi Viện Công nghệ Massachusetts (MIT)

Nền tảng cho phép nhà lập trình tạo ra các ứng dụng phần mềm cho

hệ điều hành Android (OS) Bằng cách sử dụng giao diện đồ họa, nền tảng cho phép người dùng kéo và thả các khối mã (blocks) để tạo ra các ứng dụng có thể chạy trên thiết bị Android

MIT App Inventor

4 Thi công, kiểm tra kết quả

Mô hình tổng quan của hệ thống sau khi được thi công

Mạch điều khiển

Màn hình hiển thị thời gian thực, nhiệt

độ, độ ẩm thực tế

Màn hình hiển thị thời gian cài đặt, nhiệt độ, độ ẩm cài đặt

Giao diện App điều khiển hệ thống giám sát nông nghiệp thông minh sử dụng công nghệ IOT với các chức năng bật tắt bơm, hiển thị giá trị nhiệt độ, độ ẩm hiện tại, nhiệt độ, độ ẩm cài đặt và các mức cài đặt thời gian kiểm tra bật tắt bơm trong ngày, hiển thị biểu đồ nhiệt

độ, độ ẩm

Hiển thị biểu đồ nhiệt

độ dưới dạng đồ thị và dạng số

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA