Tải bản đầy đủ

NHÀ KÍNH ỨNG DỤNG IOT (có code)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NHÀ KÍNH ỨNG DỤNG IOT

1


MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

2


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ADC

Analog-to-digital converter.


CSDL

Cơ Sở Dữ Liệu.

EEPROM

Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory.

GPIOS

General-purpose input/output.

IoT

Internet of things.

LCD

Liquid-crystal-display.

PCM

Pulse-code modulation.

PIC

Programmable Intelligent Computer.

PHP

Hypertext Preprocessor.

RISC

Reduced instruction set computer.

ROM

Read-Only Memory.



USART

Universal Synchronous/Asynchronous Receiver.

3


4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 5/73

CHƯƠNG 1.

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay nhu cầu về thực phẩm sạch, an toàn luôn là vấn đề được đặt lên hàng đầu,
nhưng cùng với sự phát triển của các đô thị với mật độ dân số lớn con người lại tạo ra
những thực phẩm có sự can thiệp của các chất hóa học để tạo sự tươi ngon bắt mắt cho
thực thẩm. Tình trạng bắp cải chứa thuốc tăng trưởng có nguồn gốc từ Trung Quốc, rau
muống tưới nhớt, rau muống ngâm dung dịch để tạo màu xanh tươi… đã làm cho
chúng ta hoang mang và ngày càng mất lòng tin vào những nông sản có mặt trên thị
trường. Chính vì lẽ đó việc tự trồng rau sạch là một giải pháp hiệu quả và an toàn cho
mỗi hộ gia đình.
Ứng dụng công nghệ mạng máy tính vào trồng trọt là một trong những ý tưởng hay của
việc nghiên cứu khoa học ngày nay, giúp con người tiết kiệm được nhiều thời gian và
công sức nhưng vẫn đem lại năng suất, hiệu quả cao. Con người có thể ở nhà sử dụng
máy tính hoặc điện thoại mà vẫn có thể quan sát và điều khiển trang trại của mình ở
ngoại thành giúp tiết kiệm thời gian nhân công hiệu quả.
Trong đề tài này vấn đề được đặt ra là xây dựng một khu vườn thông minh trong nhà
kính. Trên cùng một diện tích đất chúng ta có thể trồng nhiều loại rau hoa màu khác
nhau. Với công nghệ tự động hóa chỉ cần chọn loại hoa màu muốn trồng với những yếu
tố điều kiện tăng trưởng. Hệ thống sẽ tự động điều chỉnh môi trường để tăng khả năng
phát triển của cây. Bên cạnh đó cơ sở dữ liệu được liên tục đưa lên Website giúp cho
chúng ta có thể tra cứu dữ liệu bất kỳ lúc nào.
1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
Hiện nay trên thế giới đang phát triển các mô hình trồng cây thông minh phù hợp
trong các đô thị lớn. Khi mà diện tích đất sử dụng ngày càng thu hẹp, dân số ngày càng
tăng cao, việc xây dựng những mô hình trồng cây ngay tại các gian bếp hoặc ban công

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 6/73

sân thượng giúp mang lại thực phẩm sạch không bị ô nhiễm. Con người phải tạo ra một
môi trường nhân tạo với các yếu tố nhiệt độ, nước, gió, độ PH, ánh sáng,… cho cây
phát triển, thế là những trang trại thông minh nhỏ ra đời trong các căn hộ. Hơn thế nữa
việc trồng rau hoặc hoa tại căn hộ đem lại một môi trường tự nhiên xanh, sạch và có
tính thẩm mỹ cao. Xu thế phát triển ngày nay của thế giới về một khu vườn thông minh
trong căn hộ có thể tự động hóa tất cả mọi việc kể cả việc gieo trồng từ xa cũng như là
thu hoạch tự động.
Trên thế giới ở các nước phát triển những mô hình trồng rau trong nhà ngày càng phổ
biến như những lồng cây trồng tại bếp theo phương thức trồng thủy canh, sản phẩm rau
sạch có thể sử dụng trực tiếp mà không phải rữa lại với nước, với những bước trồng
cực kì đơn giản và có thể theo dõi sự phát triển của cây, nhu cầu về thành phần dinh
dưỡng, nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng được tối ưu hóa thông qua một ứng dụng nhỏ trên
điện thoại hơn thế nữa những lồng trồng cây nhỏ còn được dùng để trang trí tại một số
vị trí như nhà bếp, bàn ăn, bên cửa sổ…
Hiện nay tại Việt Nam đã ứng dụng hệ thống Smart Home với mục tiêu tiến tới hệ
thống Smart City, ngày càng có nhiều gia đình Việt Nam sinh sống tại những căn hộ
chung cư với diện tích nhỏ nhưng vẫn có thể trồng cây ngoài sân thượng, hoặc ngay tại
không gian bếp bằng việc ứng dụng những mô hình thông minh vừa mang lại lợi ích
sức khỏe mà còn đem lại tính thẩm mỹ cho ngôi nhà. Những căn hộ được bán ra với
việc thiết kế hệ thống tự động hóa trong nhà kết hợp với hệ thống trồng cây thông minh
đem lại sự tiện dụng và kinh tế cho gia chủ.
1.3 Mục tiêu
Với tình hình phát triển của Smart Home ngày nay, đề tài tập trung vào xây dựng mô
hình vườn cây trong nhà kính theo hướng IoT có thể tự động hóa việc chăm sóc cây
dựa vào các loại cảm biến, vi điều khiển và các loại module truyền không dây. Đề tài
tập trung giải quyết những nhiệm vụ sau:

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 7/73

-

-

-

Sử dụng cảm biến được gắn vào vi điều khiển để chăm sóc cây: cảm biến nhiệt
độ độ ẩm truyền dữ liệu về cho PIC (vi điều khiển). Vi điều khiển gửi dữ liệu
lên cho Esp (bộ phận so sánh) để thực hiện việc so sánh với điều kiện của cơ sở
dữ liệu, sau đó sẽ đưa ra các lựa chọn phù hợp nhất, sau đó Esp gửi lệnh về cho
PIC để thực hiện lệnh. Tự động hóa gồm tưới phun sương để tạo độ ẩm, sử dụng
lò sưởi để giảm độ lạnh, dùng quạt để làm mát, hoặc khi cây thiếu ánh sáng thì
đèn LED sẽ được bật để cung cấp lượng ánh sáng vừa phải. Ngoài ra một màn
hình LCD sẽ được đặt ngoài vườn để tiện cho việc theo dõi trực tiếp về nhiệt độ,
độ ẩm, ánh sáng phát triển của cây.
Một cơ sở dữ liệu cây trồng được lưu kết nối trên website: CSDL lớn gồm 50
loại cây trồng khác nhau. PIC (vi điều khiển) có thể lấy CSDL thông qua ESP để
có thông số điều kiện phát triển của cây. Người sử dụng có thể sử dụng trực tiếp
thông qua Website, có thể chọn loại cây cho hệ thống tự động chăm sóc hoặc
xem những thông số về điều kiện phát triển của cây trồng hiện tại.
Người sử dụng có thể theo dõi từ xa cây trồng thông qua Website. Những thông
số mà PIC nhận được từ cảm biến sẽ được xử lý và đẩy lên Website. Ngoài ra cá
nhân có thể tự thay đổi các thông số của cơ sở dữ liệu theo mong muốn.
1.4 Sơ đồ kết nối tổng quát của hệ thống

Các Cảm biến

Khối xử lý

Khối kết nối

Khối điều
khiển

Hình 1-1: Sơ đồ kết nối của hệ thống

Nhà Kính Ứng Dụng Iot

CSDL&Website


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 8/73

Vi điều khiển sẽ nhận dữ liệu từ cảm biến sau đó nhờ cầu nối ESP8266 gửi dữ liệu lên
Webserver. Ngoài ra khi có yêu cầu từ Webserver vi điều khiển sẽ đọc dữ liệu mà
server gửi yêu cầu. Hệ thống xữ lý liên tục và thực hiện so sánh thông số thu được và
thông số tăng trưởng để điều chỉnh tạo ra các môi trường tốt cho cây.

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 9/73

CHƯƠNG 2.

HỆ THỐNG PHẦN CỨNG

Nội dung: So sánh, tìm hiểu linh kiện và chọn linh kiện chính.
2.1 Các loại cảm biến
Khối cảm biến:
-

Sử dụng cảm biến: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng. Do các bảm biến trên có giá thành

-

rẻ, dễ sử dụng, dễ thay thế khi hư hỏng.
Chọn linh kiện chính: PIC16F877A, DHT11, BH1750.
Bảng 2-1: So sánh cảm biến nhiệt độ, độ ẩm

Cảm biến

Giá thành

Kết nối

AM2315

450.000đ

I2C

SHT10

250.000đ

Digital
1 dây

DHT22

102.000đ

Digital
1 dây

DHT11

30.000

Digital
1 dây

Ưu điểm
. Mẫu mã đẹp.
. Giao tiếp nhanh, chuẩn
xác.
. Độ bền cao.
. Độ bền, độ chính xác
và độ ổn định cao.

Nhược điểm
. Chỉ sử dụng cảm
biến trong môi trường
độ ẩm thuần là hơi
nước.
. Chỉ sử dụng được ở
môi trường không khí.
. Chỉ sử dụng ở nơi
. Chi phí rẻ, dễ lấy dữ thoáng mát, tránh ủ
liệu.
kín và ánh nắng trực
tiếp.
. Có được dữ liệu chính
. Khoảng đo và độ
xác mà không phải qua
chính xác thấp.
bất kỳ tính toán nào.

Bảng 2-2: So sánh cảm biến ánh sáng
Cảm biến
BH1750

Giá thành Giao tiếp
49.000đ
I2C

Nhược điểm

TSL2561

65.000đ

. Khoảng đo tương đối
thấp.
. Chỉ dùng để bật, tắt
thiết bị.

Quang Trở 15.000đ
CDS

Ưu điểm
. Không phải qua bất
kỳ xử lý hay tính toán
nào.
I2C
. Độ bền, độ chính xác
và độ ổn định cao.
Digital 1 . Dễ sử dụng, nhỏ gọn
dây

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 10/73

Để thực hiện việc tự động hóa điều chỉnh môi trường phù hợp cho cây, một hệ thống
gồm các cảm biến được sử dụng để thu thập thông tin thực tế của môi trường. Các cảm
biến gồm:
-

Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11.

-

Cảm biến ánh sáng BH1750.
2.1.1

Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11

DHT11 là cảm biến nhiệt độ kết hợp với đo độ ẩm dễ sử dụng và có độ chính xác
tương đối cao.

Hình 2-1: Cảm biến độ ẩm, nhiệt độ DHT11 [1]

Thông số kĩ thuật của DHT11 được trình bày trong bảng 2.1:
Bảng 2-3: Bảng thông số kỹ thuật cảm biến DHT11

Điện áp hoạt động
Sai số độ ẩm
Ngưỡng độ ẩm
Ngưỡng nhiệt độ
Sai số nhiệt độ

Nhà Kính Ứng Dụng Iot

3-5.5v DC
±5%
20-90
0-500C
±20C


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 11/73

Sơ đồ nối dây giữa PIC và DHT11 được trình bày trong bảng 2.2:
Bảng 2-4: Sơ đồ nối dây cảm biến DHT11

DHT11
GND
VCC
SIGNAL
-

PIC 16F877A
GND
5V
B0

Nguyên lý hoạt động: Để có thể giao tiếp với DHT11 theo chuẩn 1 chân vi xử lý
thực hiện theo 2 bước: Gửi tín hiệu muốn đo (Start) tới DHT11, sau đó DHT11
xác nhận lại là 5-byte dữ liệu về nhiệt độ đo được.
- Bước 1: gửi tín hiệu Start:
+ MCU thiết lập chân DATA là Output, kéo chân DATA xuống mức 0 trong
khoảng thời gian >18ms. Khi có tín hiệu MCU sẽ hiểu muốn đo giá trị nhiệt độ
và độ ẩm. MCU đưa chân đất lên 1, sau đó thiết lập lại chân đầu vào.
+ Sau khoảng 20us, DHT11 sẽ kéo chân DATA xuống mức thấp. Nếu >20us mà
chân DATA không được kéo xuống thấp tức là không giao tiếp được với
DHT11.
+ Chân DATA sẽ ở mức thấp 80us sau đó nó được DHT11 kéo lên mức cao
trong 80us. Bằng việc giám sát chân DATA, MCU có thể biết được có giao tiếp
được với DHT11 không. Nếu tín hiệu đo được DHT11 lên cao, khi đó hoàn
thiện quá trình giao tiếp giữa MCU với DHT11.
- Bước 2: đọc giá trị trên DHT11: Sau khi giao tiếp được với DHT11, DHT11 sẽ
gửi liên tiếp 40 bit 0 hoặc bit 1 về cho MCU, tương ứng chia thành 5-byte kết
quả của nhiệt độ và độ ẩm.
2.1.2

Cảm biến cường độ ánh sáng BH1750

Cảm biến cường độ ánh sáng BH1750 là một vi mạch cảm biến trong môi trường ánh
sáng dùng kĩ thuật giao tiếp BUS I2C.

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 12/73

Hình 2-2: Cảm biến ánh sáng BH1750 [2]

Module này thu dữ liệu về ánh sáng môi trường, cho dữ liệu đo ra trực tiếp với dạng
đơn vị LUX mà không cần phải tính toán chuyển đổi thông qua chuẩn truyền I2C.
Thông số kĩ thuật BH1750 được trình bày trong bảng 2.3. BH1750 có thể đo được
khoảng cường độ ánh sáng rộng 65535 Lux TỪ -40850C
Bảng 2-5: Thông số kỹ thuật cảm biến BH1750

Chuẩn kết nối
Nguồn cung cấp
Khoảng đo
Nhiệt độ hoạt động

I2C
3.3-5V
1-65535 Lux
-400C- 850C

Sơ đồ nối dây giữa PIC và BH1750 trình bày trên bảng 2.4:
Bảng 2-6: Sơ đồ nối dây cảm biến BH1750

BH1750
GND
VCC
SDA
SCL

PIC 16F877A
GND
5V
B4
B5

2.2 Vi điều khiển PIC 16F877A
PIC là một họ vi điều khiển được sản xuất bởi công ty Microchip Technology. PIC là từ
viết tắt của “Programmable Intelligent Computer” bộ điều, là khiển giao tiếp ngoại vi.
Hiện nay PIC 16F877A được sử dụng rộng rãi với ưu thế ứng dụng ngôn ngữ c/c++ dễ
sử dụng cho người mới lập trình, giúp học sinh/ sinh viên có thể tiếp cận trực tiếp. Hơn

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 13/73

nữa việc truyền nhận dữ liệu trên PIC đơn giản với các giao tiếp thông dụng như
UART, I2C,… mà vẫn đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng.
Ý nghĩa của 16F877A: 16xxx là độ dài của lệnh 14 bit và F là có bộ nhớ flash.
Các đặc điểm cơ bản của vi điều khiển PIC:
+ Có MSSP Peripheal dùng cho các giao tiếp SPI, I2C và I2S.
+ Có bộ nhớ nội EEPROM-có thể ghi hoặc xóa lên tới 1 triệu lần.
+ Có khối điều khiển động cơ, đọc encoder.
+ Có hỗ trợ giao tiếp qua USB.
- Hình dạng thực tế:

Hình 2-3: Hình thực tế PIC16F877A [3]

-

PIC 16F877A có hình dạng thực tế trên hình 2-3 có 5 port xuất, nhập, có 8

-

kênh chuyển đổi A/D.
Bảng tóm tắt đặc điểm của PIC 16F877A:
Bảng 2-7: Tóm tắt thông số kỹ thuật PIC16F877A

Đặc điểm
Tần số hoạt động
Reset
Bộ nhớ chương trình Flash(14-bit word)
Bộ nhớ dữ liệu(bytes)
Bộ nhớ dữ liệu EEPROM(bytes)
Các module/compare/PWM
Các port xuất nhập
Timer
Các nguồn ngắt
giao tiếp nối tiếp
Giao tiếp song song
Module A/D 10bit
Bộ so sánh tương tự
Tập lệnh

Nhà Kính Ứng Dụng Iot

PIC16F877A
DC-20mMhz
PORT, BOR(PWRT,OST)
8K
386
256
2
Port A,B,C,D,E
3
15
MSSP, USART
PSP
8 kênh ngõ vào
2
35 lệnh


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 14/73

Hình 2-4: Sơ đồ chân PIC16F877A [4]

-

PIC16F877A có tất cả 40 chân như hình 2-4, 40 chân trên chia thành 5 PORT, 2

-

chân cấp nguồn, 2 chân GND, 2 chân thạch anh và một chân RESET mạch.
5 port của PIC16F877A có tên: A,B,C,D,E bao gồm lần lượt 6,8,8,8,3 chân.
Cấu trúc bộ nhớ chương trình:

Bộ nhớ chương trình của vi điều khiển PIC16F877A là bộ nhớ flash có dung lượng 8K
word (1 word = 14 bit). Bộ nhớ chương trình không bao gồm bộ nhớ stack và không
được địa chỉ hóa bởi bộ đếm chương trình.
2.3 Module truyền Wifi ESP8266
Module ESP8266 là module wifi giá rẻ, được dùng rộng rãi với các ứng dụng liên quan
đến Internet và Wifi có thể dùng thay thế cho các module RF khác. ESP8266 là một
chip tích hợp cao, mở ra một thế giới Internet of Things (IoT).

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 15/73

Hình 2-5: ESP8266MOD V12 [5]

Tính năng của ESP8266.
- SDIO 2.0, UART, SPI.
- 32-pin QFN (Chip ESP8266).
- Tích hợp RF switch, balun, DCXO, 24dBm PA and PMU.
- Kiến trúc giả miễn phí thế hệ đồng hồ độc quyền.
- Tích hợp WEP, AES, TKIP và các công cụ WAPI.
Sơ đồ chân và cách đấu nạp chương trình như hình 2.7:

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 16/73

Hình 2-6: Sơ đồ dây nạp chương trình cho ESP8266MOD [6]

Chân RX của Esp sẽ kết nối với chân TX của PIC. Chân TX của Esp sẽ kết nối với
chân RX của PIC. Vcc, GPIO2, CH_PD được nối lên 3.3V. GND, GPIO0, GPIO1 được
nối xuống 0V, khi sử dụng GPIO0 được nối lên VCC.
2.4 Màn hình hiển thị LCD 1602
Màn hình LCD hình 2-8:

Hình 2-7: Màn hình LCD 1602 [7]

Vss: Tương đương với chân GND – cực âm.
Vdd: Tương đương với VCC- cực dương.

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 17/73

Enable/pin: Cho phép ghi vào LCD.
D0-D7: dùng 8 chân dữ liệu. Sử dụng 4 chân dữ liệu có thể tiết kiệm dây dẫn nhưng
phải thay đổi thư viện LCD.
Backlight (Anode và Cathode): Bật tắt màn hình LCD.
-

Sơ đồ kết nối chân với PIC:
Bảng 2-8: Sơ đồ nối dây cảm biến DHT11

LCD1602
Vss
Vdd
Rs
r/w
E
D4
D5
D6
D7

PIC 16F877A
GND
5V
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7

A
K

5V
GND

CHƯƠNG 3.
3.1 Các chức năng chính

Nhà Kính Ứng Dụng Iot

GIẢI THUẬT TỰ ĐỘNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 18/73

Với xu hướng phát triển các hệ thống tự động hóa theo hướng IoT ngày càng nhiều,
con người không cần phải tự dự đoán sự phát triển của cây trồng theo mùa nữa mà vẫn
có thể dễ dàng để cây sinh trưởng phát triển tốt dựa vào các thông số truyền từ cảm
biến. Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm cho cây trồng cho phép nhận biết được lượng nước cần
thiết cho cây để quyết định việc tưới nước hoặc không. Khi nhiệt độ cao vượt quá
ngưỡng sự sinh trưởng, máy lạnh sẽ được bật lên để điều hòa lại nhiệt độ cho cây. Cảm
biến ánh sáng chọn lựa mức sáng phù hợp để bật đèn LED để cung cấp ánh sáng vừa
phải.
Những dữ liệu mà cảm biến truyền về PIC sẽ được xử lý và sau đó tự động điều khiển
lại hệ thống.
Ngoài ra những thông số được thu thập sẽ được PIC chuyển lên Website thông qua
module wifi ESP8266, nhờ đó chúng ta có thể theo dõi điều kiện phát triển của cây bất
cứ nơi nào dùng điện thoại, máy tính, ipad có kết nối internet. Điểm đặc biệt của hệ
thống trồng cây này là người sử dụng có thể tự thay đổi thông số của cây trồng trực
tiếp trên web khi có nhu cầu thay đổi bất kì loại cây nào đó, nhờ đó chúng ta có thể
tăng tính linh hoạt của việc trồng cây và trồng được nhiều loại hoa màu hơn.
Từ cơ sở dữ liệu với các thông số sinh trưởng có sẳn trên server chúng ta chỉ cần chọn
loại cây chúng đang trồng, những điều kiện phát triển sẽ được tự động thiết lập cho
cây. Ngoài ra để thuận tiện cho việc theo dõi một màn hình hiển thị sẽ được thiết lập
ngay tại vị trí trồng giúp chúng ta tiện theo dõi trực tiếp.

3.2 Giải thuật chi tiết từng khối
3.2.1

Điều chỉnh nhiệt độ không khí

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 19/73

Bắt đầu

PIC đọc nhiệt độ từ cảm biến(Tcb) và gửi lên ESP

Nhiệt độ từ Server Tmin, Tmax

Tmin
Y
PICPIC
tắt máy sưởi, máy lạnh
ESP gửi kí tự “f” cho

N
N
N
T
T>Tmax
Y

Y
ESP gửi kí tự “g” cho PIC

ESP gửi kí tự “h” cho PIC

PIC bật máy sưởi, tắt máy lạnh

Bật máy lạnh, tắt máy sưởi

Hình 3-2: Lưu đồ giải thuật điều chỉnh nhiệt độ

Nhiệt độ được điều chỉnh theo lưu đồ hình 3-2: bằng cách bật/tắt máy lạnh/máy sưởi sử
dụng dữ liệu nhiệt độ thu được từ cảm biến DHT11. Chân RA0 và RA1 của PIC được

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 20/73

kết nối với 2 LED lần lượt biểu trưng hệ thống máy lạnh và máy sưởi. ESP8266 nhận
dữ liệu từ PIC và so sánh với nhiệt độ Tmin , Tmax nhận được từ trên CSDL.
ESP8266 thực hiện so sánh nhiệt độ tức thời với khoảng nhiệt độ lý thuyết.
Nếu nhiệt độ nằm trong khoảng T min-Tmax module Wifi gửi 1 kí tự cho PIC và PIC thực
hiện lệnh tắt máy lạnh và máy sưởi.
+ Khi nhiệt độ máy lạnh, bật máy sưởi (LED Bắt
ở chân
RA0 tắt, RA1 sáng).
đầu
+ Khi nhiệt độ >Tmax: module Wifi gửi kí tự “h” cho PIC và PIC sẽ thực hiện lệnh bật
máy lạnh, tắt máy sưởi (LED chân RA0 sáng, RA1 tắt).

PIC đọc độ ẩm từ cảm biến(Hcb) và gửi lên ESP

Y
Độ ẩm từ Server Hmin, Hmax

Hmin
PIC tắt máy phun sương và máy hút ẩm

ESP gửi kí tự “l” cho PIC

N
N
H
H>Hmax

Y
ESP gửi kí tự “k” cho PIC

3.2.2

N

Y
ESP gửi kí tự “j” cho PIC

Điều chỉnh độ ẩm

PIC bật máy hút ẩm, tắt máy phun sương
PICDụng
bật máy
Nhà Kính Ứng
Iotphun sương tắt máy hút ẩm


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 21/73

Hình 3-3: Lưu đồ giải thuật điều chỉnh độ ẩm

Độ ẩm được điều chỉnh theo lưu đồ hình 3-3: bằng cách bật/tắt máy phun sương/ máy
hút ẩm sử dụng dữ liệu độ ẩm thu được từ cảm biến DHT11. Chân RA2 và RA3 của

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 22/73

PIC được kết nối với 2 LED lần lượt biểu trưng hệ thống máy phun sương và máy hút
ẩm.
ESP8266 nhận dữ liệu từ PIC và so sánh với độ ẩm Hmin , Hmax nhận được từ CSDL sau
đó ESP8266 thực hiện việc so sánh độ ẩm tức thời với khoảng độ ẩm lý thuyết.
Nếu độ ẩm nằm trong khoảng H min-Hmax module Wifi gửi một kí tự cho PIC và PIC
thực hiện lệnh tắt máy phun sương và máy hút ẩm.
+ Khi độ ẩm máy phun sương và tắt máy hút ẩm (LED ở chân RA2 sáng, RA3 tắt).
+ Khi độ ẩm >Hmax: module Wifi gửi kí tự “j” cho PIC và PIC sẽ thực hiện lệnh tắt máy
phun sương và bật máy hút ẩm (LED chân RA2 tắt, RA3 bật).

3.2.3

Điều chỉnh ánh sáng

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 23/73

Bắt đầu

PIC đọc ánh sáng từ cảm biến(Lcb) và gửi lên ESP

Ánh sáng từ Server Lmin, Lmax

Lmin
Y
PIC PIC
tắt đèn và kéo màn che
ESP gửi kí tự “d” cho

N
N

L
N
L>Lmax

Y

Y
ESP gửi kí tự “e” cho PIC

PIC bật đèn trồng cây và mở màn che

ESP gửi kí tự “c” cho PIC

PIC tắt đèn và kéo màn che

Hình 3-4: Lưu đồ giải thuật điều chỉnh ánh sáng

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 24/73

Điều chỉnh độ ánh sáng theo lưu đồ hình 3-4: sử dụng cẩm biến BH1750, chân RA4 và
RA5 của PIC được kết nối với 2 LED lần lượt biểu trưng hệ thống đèn LED và màn
che.
ESP8266 nhận dữ liệu từ PIC và so sánh với ánh sáng Lmin , Lmax nhận được từ trên
CSDL. Nếu ánh sáng nằm trong khoảng L min-Lmax , module Wifi gửi kí tự cho PIC và
PIC thực hiện lệnh tắt đèn LED và kéo màn che.
+ Khi ánh sáng đèn LED và mở màn che (LED ở chân RE1 tắt, RA5 sáng).
+ Khi ánh sáng >Lmax: module Wifi gửi kí tự “c” cho PIC và PIC sẽ thực hiện lệnh bật
LED và đóng màn che (LED chân RE1 sáng, RA5 tắt).

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 25/73

CHƯƠNG 4.

XÂY DỰNG WEBSITE GIÁM SÁT

Để xây dựng Website giám sát nhà kính từ xa, Mysql được dùng để lưu CSDL thông
tin sinh trưởng của cây trồng được kết nối lên Web và kết nối ngược xuống PIC.
ESP8266 đóng vai trò liên kết hai chiều giữa khối điều khiển PIC tại vườn cây và khối
điều khiển từ xa qua Website.
4.1 Thiết kế giao diện
4.1.1

Ngôn ngữ PHP

PHP – là từ viết tắt của "Hypertext Preprocessor", là một ngôn ngữ lập trình được sử
dụng ở phía server để tạo ra mã html trên client. PHP thường được sử dụng do nó có
nhiều ưu điểm như dễ viết, tốc độ truy xuất, dễ học, và được xem là một ngôn ngữ phù
hợp với đối tượng muốn tìm hiểu và học lập trình web hiện nay.
PHP thường đi kèm với MySQL, Apache, và hệ điều hành Linux (LAMP) do chạy trên
môi trường Webserver và được lưu trữ dữ liệu thông qua hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
• Apache là một phần mềm Webserver có nhiệm vụ tiếp nhận các yêu cầu từ trình
duyệt người dùng và chuyển giao cho PHP xử lý và gửi trả lại kết quả cho trình
duyệt.
• MySQL đóng vai trò là nơi lưu trữ và truy vấn dữ liệu, tương tự như các hệ quản
trị cơ sở dữ liệu khác (Postgress, Oracle, SQL server...).
• Linux là hệ điều hành mã có nguồn mở được sử dụng rất rộng rãi cho các
Webserver, các phiên bản được sử dụng nhiều nhất là RedHat Enterprise Linux,
Ubuntu...
Mô hình cách thức hoạt động:

Nhà Kính Ứng Dụng Iot


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×