Thiết kế hệ thống IoT giám sát và điều khiển nhà màng

• Tác giả: Lê Vũ Lộc
• Người hướng dẫn: PGS. TS Phan Văn Ca
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điện tử, Viễn thông
• Đề tài: Thiết kế hệ thống IoT giám sát và điều khiển nhà màng
• Loại tài liệu: graduation thesis
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Ho Chi Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.2. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
• 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.5. BỐ CỤC CỦA ĐỒ ÁN
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. MỘT SỐ MÔ HÌNH TRỒNG CÂY CÔNG NGHỆ CAO
• 2.1.1. Mô hình công nghệ cao áp dụng Internet kết nối vạn vật (IoT)
• 2.1.2. Mô hình nông nghiệp sử dụng máy bay không người lái
• 2.1.3. Robot tự động hóa, cơ giới hóa
• 2.1.4. Máy tưới cảnh quan tự động
• 2.2. TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÀNG
• 2.2.1. Lựa chọn về cây trồng
• 2.2.2. Không gian
• 2.2.3. Ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm
• 2.3. TỔNG QUAN IOTS
• 2.4. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIFI
• 2.4.1. Nguyên lý hoạt động của Wifi
• 2.4.2. Phân loại chuẩn truyền thông Wifi
• 2.5. TỔNG QUAN BLYNK
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG
• 3.1. YÊU CẦU NGƯỜI DÙNG
• 3.2. YÊU CẦU KỸ THUẬT
• 3.2.1. Chức năng kỹ thuật
• 3.2.2. Thông số kỹ thuật
• 3.3. THIẾT KẾ KIẾN TRÚC
• 3.4. THIẾT KẾ CHI TIẾT
• 3.4.1. Thiết kế phần cứng
• 3.4.2. Thiết kế chi tiết
• 3.4.3. Sơ đồ nguyên lý hệ thống
• 3.5. Thiết kế phần mềm
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ
• 4.1. KẾT QUẢ SẢN PHẨM
• 4.2. Giao diện app điện thoại
• 4.3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. KẾT LUẬN
• 5.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về giải pháp IoT trong nhà màng

Giải pháp IoT đang trở thành xu hướng trong nông nghiệp thông minh, đặc biệt là trong việc giám sát và điều khiển nhà màng. Hệ thống này sử dụng các cảm biến IoT để thu thập dữ liệu về nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng và các yếu tố môi trường khác. Nhờ công nghệ IoT, người dùng có thể điều khiển từ xa các thiết bị như máy bơm, đèn chiếu sáng và màng che thông qua ứng dụng di động. Điều này giúp tối ưu hóa quá trình canh tác, tăng năng suất nông nghiệp và giảm thiểu chi phí nhân công.

1.1. Ứng dụng IoT trong nông nghiệp

IoT được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp thông minh nhờ khả năng tự động hóa và quản lý nhà màng hiệu quả. Các hệ thống giám sát dựa trên IoT cho phép người dùng theo dõi các thông số môi trường trong thời gian thực. Điều này giúp đảm bảo điều kiện lý tưởng cho cây trồng, đồng thời giảm thiểu rủi ro do biến đổi thời tiết.

1.2. Lợi ích của IoT trong nhà màng

Việc áp dụng giải pháp IoT trong nhà màng mang lại nhiều lợi ích, bao gồm tối ưu hóa quy trình canh tác, tiết kiệm thời gian và chi phí. Hệ thống này cũng giúp quản lý nhà màng một cách chính xác, đảm bảo cây trồng phát triển trong điều kiện tốt nhất. Nhờ điều khiển từ xa, người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh các thiết bị mà không cần có mặt tại hiện trường.

II. Thiết kế hệ thống IoT giám sát và điều khiển nhà màng

Hệ thống IoT giám sát và điều khiển nhà màng được thiết kế với các thành phần chính bao gồm cảm biến IoT, vi điều khiển và ứng dụng di động. Các cảm biến như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng được sử dụng để thu thập dữ liệu môi trường. Dữ liệu này được truyền đến vi điều khiển và hiển thị trên ứng dụng Blynk, cho phép người dùng giám sát và điều khiển các thiết bị từ xa.

2.1. Các thành phần của hệ thống

Hệ thống bao gồm các cảm biến IoT như cảm biến nhiệt độ DS18B20, cảm biến độ ẩm đất và cảm biến mưa. Các thiết bị này kết nối với vi điều khiển ESP8266 NodeMCU, đóng vai trò trung tâm xử lý dữ liệu. Ứng dụng Blynk được sử dụng để hiển thị dữ liệu và điều khiển từ xa các thiết bị như máy bơm và đèn chiếu sáng.

2.2. Quy trình hoạt động

Hệ thống hoạt động dựa trên nguyên lý thu thập dữ liệu từ các cảm biến IoT và truyền tải thông tin đến vi điều khiển. Dữ liệu được hiển thị trên ứng dụng Blynk, cho phép người dùng giám sát và điều khiển các thiết bị. Ví dụ, khi độ ẩm đất giảm xuống dưới ngưỡng cho phép, hệ thống sẽ tự động kích hoạt máy bơm để tưới nước.

III. Hiệu quả và ứng dụng thực tế

Giải pháp IoT cho nhà màng đã chứng minh hiệu quả trong việc tối ưu hóa quy trình canh tác và tăng năng suất nông nghiệp. Hệ thống này giúp người dùng tiết kiệm thời gian và chi phí, đồng thời đảm bảo cây trồng phát triển trong điều kiện tốt nhất. Ứng dụng thực tế của hệ thống đã được triển khai tại nhiều mô hình nông nghiệp thông minh, mang lại kết quả tích cực.

3.1. Kết quả thực nghiệm

Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống IoT giám sát và điều khiển nhà màng hoạt động ổn định và chính xác. Các cảm biến IoT thu thập dữ liệu với độ chính xác cao, giúp người dùng dễ dàng quản lý nhà màng. Hệ thống cũng giúp giảm thiểu sự can thiệp thủ công, tăng hiệu quả sản xuất.

3.2. Ứng dụng trong nông nghiệp thông minh

Hệ thống này được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp thông minh, đặc biệt là tại các nhà màng quy mô nhỏ và vừa. Nhờ công nghệ IoT, người dùng có thể dễ dàng giám sát và điều khiển các thiết bị từ xa, đảm bảo cây trồng phát triển trong điều kiện tối ưu.