Ứng dụng IoT điều khiển giám sát mô hình trồng rau trên sân thượng

Chia sẻ: Tưởng Bách Xuyên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

1
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo tập trung nghiên cứu phát triển thiết bị điều khiển nhiệt độ, độ ẩm không khí và độ ẩm đất của vườn rau trên sân thượng sử dụng Kit Uno R3, nhằm giám sát nhiệt độ, độ ẩm của vườn rau. Thiết bị phần cứng cảnh báo bằng còi-đèn, đồng thời truyền dữ liệu qua wifi ESP8266 đến ứng dụng Apps smartphone của người dùng, được phát triển trên Blynk, để xử lý kịp thời sự cố về tác động của thời tiết đến vườn. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng IoT điều khiển giám sát mô hình trồng rau trên sân thượng

ỨNG DỤNG IOT ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT MÔ HÌNH TRỒNG RAU TRÊN SÂN THƯỢNG Giảng viên hướng dẫn: ThS. Trần Hữu Công Sinh viên thực hiện: Lê Thị Tố Uyên Nguyễn Thành Long Đào Thị My Phan Nguyễn Tú Lớp: KTĐK&TĐH 3 K62 Tóm tắt: Bài báo tập trung nghiên cứu phát triển thiết bị điều khiển nhiệt độ, độ ẩm không khí và độ ẩm đất của vườn rau trên sân thượng sử dụng Kit Uno R3, nhằm giám sát nhiệt độ, độ ẩm của vườn rau. Thiết bị phần cứng cảnh báo bằng còi-đèn, đồng thời truyền dữ liệu qua wifi ESP8266 đến ứng dụng Apps smartphone của người dùng, được phát triển trên Blynk, để xử lý kịp thời sự cố về tác động của thời tiết đến vườn. Kết quả thử nghiệm với mô hình thiết bị và phần mềm Apps cho thấy hệ thống hoạt động ổn định, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đặt ra. Từ khóa: vườn rau, nhiệt độ, độ ẩm, arduino, wifi Esp8266 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay đất nông nghiệp đang bị quy hoạch để đầu tư vào các dự án, khai thác tài nguyên, khu công nghiệp,…Làm cho diện tích đất nông nghiệp ngày càng giảm đi. Song song với đó thì nhu cầu về lương thực thực phảm của thế giới ngày càng tăng. Đất đai ngày càng đi xuống do khâu canh tác không đúng kỹ thuật, thiếu khoa học, cộng thêm biến đổi khí hậu. Trước tình hình đó, ứng dụng IoT vào nông nghiệp ra đời giúp nông dân kiểm soát, theo dõi sản phẩm và điều kiện cũng như tình hình canh tác theo thời gian thực. IoT trong nông nghiệp sẽ thu nhập các thông tin, số liệu về sự phát triển của cây để người nông dân đưa ra quyết định kịp thời. Vì vậy chúng em lên ý tưởng tập trung nghiên cứu thiết kế và xây dựng mô hình điều khiển giám sát nhiệt độ và độ ẩm của cây trồng ở vườn rau trên sân thượng. 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG IOT ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT MÔ HÌNH TRỒNG RAU TRÊN SÂN THƯỢNG Kết hợp nghiên cứu lý thuyết, phân tích tổng hợp các thiết bị, hệ thống cảm biến hiện có, ứng dụng công nghệ tiến tiến IoT, nhóm nghiên cứu đã đề xuất mô hình hệ thống thiết bị phần cứng và phần mềm, từ đó xây dựng mô hình hệ thống cảnh báo độ ẩm đất, nhiệt độ, độ ẩm không khí và tiến hành thử nghiệm hệ thống trong phòng thí nghiệm. Giải pháp mô hình hệ thống bao gồm các vật tư, linh kiện 113
chính đó là: vi xử lý arduino uno R3, module wifi Esp8266, cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT11, cảm biến độ ẩm đất, cảm biến ánh sáng, màn hình LCD. Sơ đồ khối hệ thống cảnh báo ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm của vườn rau được trình bày như hình 1. Hình 1: Sơ đồ khối thiết bị cảm biến ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm của vườn Hệ thống bao gồm các khối chức năng sau: - Khối nguồn điện: Cung cấp điện năng phù hợp cho các khối khác trong hệ thống - Khối đo nhiệt độ và độ ẩm DHT11: Đo nhiệt độ, độ ẩm và truyền tín hiệu về khối xử lí trung tâm - Khối cảm biến độ ẩm đất: Đo độ ẩm của đất trồng và truyền tín hiệu về khối xử lí trung tâm - Khối hiển thị LCD: hiểu thị cảnh báo và hiển thị số liệu nhiệt độ, độ ẩm của vườn - Khối truyền thông Esp8266: giao tiếp với khối xử lý trung tâm gửi dữ liệu, tín hiệu cảnh bảo đến người dùng qua ứng dụng Apps smartphone của người dụng. - Khối xử lý trung tâm UNO R3: nhận tín hiệu từ các cảm biến, tính toán xử lý dữ liệu, so sánh giá trị thực của nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng của vườn rồi đưa ra tín hiệu điều khiển động cơ, đồng thời truyền tín hiệu cảnh báo đến người dung qua khối truyền thông. Sơ đồ khối kết nối bộ điều khiển phần cứng với phần mềm Apps giám sát như hình dưới 114
Hình 2: Sơ đồ kết nối thiết bị phần cứng với phần mềm Apps Dựa vào mạch lý và các vật tư linh kiện được sử dụng, nhóm chúng em đưa ra mạch mô phỏng thiết bị phần cứng của hệ thống như hình 3. Hình 3: Sơ đồ mạch mô phỏng phần cứng của hệ thống Để giám sát online và giám sát nhiệt độ, độ ẩm trên smartphone, nhóm nghiên cứu đã xây dựng phần mềm ứng dụng Apps smartphone dựa trên Blynk, cho phép hỗ trợ cả hai nền tảng điện thoại di động smartphone Android và iOS. 115
Giao diện Apps trên smartphone cho phép cập nhật online thời gian thực các giá trị nhiệt độ, độ ẩm với hình thức hiển thị giá trị tức thời. Hình 4. Giao diện Apps smartphone của hệ thống 3. THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM Tiến hành thử nghiệm mô hình hệ thống, ta thu được kết quả hoạt động đo nhiệt độ, độ ẩm và độ ẩm đất như mô tả trong các hình dưới đây. Khi thử nghiệm nhiệt độ vượt quá ngưỡng đặt quạt tự động quay để giảm nhiệt độ, khi ánh sáng yếu, đèn tự động bật để duy trì độ sáng cho vườn, cảm biến độ ẩm đất theo dõi tình trạng độ ẩm đất, khi thiếu nước bơm sẽ hoạt động. Một số kết quả thử nghiệm với tính năng hiển thị nhiệt độ, độ ẩm trong vườn rau trên màn hình LCD, trên Apps như hình dưới 116
Hình 5. Kết quả thử nghiệm hoạt động của mô hình vườn rau 4. KẾT LUẬN Trong bài báo này, một giải pháp phát triển hệ thống thiết bị phần cứng và phần mềm điều khiển nhiệt độ, độ ẩm cho vườn rau đã được nghiên cứu. Thiết bị phần cứng của hệ thống được phát triển dựa trên kit uno R3, module wifi Esp8266, cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DTH11, cảm biến ánh sáng, cảm biến độ ẩm đất. Phần mềm ứng dụng Apps cảnh báo, hiển thị dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm, điều khiển bơm/quạt được phát triển trên Blynk, hỗ trợ cả hai nền tảng điện thoại Android và iOS. Các kết quả thử nghiệm trên phần cứng và phần mềm mô hình hệ thống cho 117
thấy chúng hoạt động hiệu quả và đạt yêu cầu. Các kết quả thử nghiệm này tạo nền tảng để chúng em tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện sản phẩm phần cứng trong nhà kính và có khả năng cho nông nghiệp công nghệ cao. TÀİ LİỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Tiềm, Thiết bị đo lường và điều khiển, Nhà xuất bản ĐHGTVT, 2016 [2] Arduino, Learn about Arduin [3] ESP8266, Lập trình ESP8266 Arduino [4]Lê Hùng Lân, Lý thuyết điều khiển tự động tập 1, NXB ĐHGTVT, 2002. [5] Trịnh Lương Miên, Bài giảng điều khiển quá trình, Trường ĐH GTVT, 2018. [6] Đặng Ngọc Bình, Thiết kế web siêu tốc [7] Sources for downloading HC-SR501 pdf datasheet [8] Serie học wordpress cơ bản thachpham.com 118