Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế công nghiệp hóa và hiện đại hóa ngành nông nghiệp, phương thức canh tác nhà kính đóng vai trò then chốt nhằm thực hiện thâm canh hiệu quả cao, cho phép sản xuất quanh năm mà không phụ thuộc vào các biến động thời tiết bất thường bên ngoài. Để cây trồng phát triển tối ưu, việc duy trì và điều khiển tiểu khí hậu trong nhà kính (nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng) là điều kiện bắt buộc. Sự bùng nổ của mạng Internet, các công nghệ kết nối Internet vạn vật (IoT) và sự phổ cập của các thiết bị thông minh như điện thoại di động và máy tính bảng đã mở ra khả năng giám sát từ xa môi trường sản xuất nông nghiệp mà không cần sự hiện diện trực tiếp của con người.

Khóa luận tốt nghiệp "Điều khiển và giám sát nhà kính qua mạng Internet ứng dụng kit Intel Galileo" do sinh viên Lê Văn Vịnh và Đặng Quang Việt thực hiện tại Bộ môn Điện tử Viễn thông, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Văn Thái) tập trung vào việc thiết kế một hệ thống giám sát và tự động điều khiển vi khí hậu nhà kính ứng dụng nền tảng phần cứng nhúng kết nối mạng.

Theo phiếu giao nhiệm vụ, đề tài thực hiện 3 nhiệm vụ cụ thể:

  1. Tìm hiểu mô hình trồng cây trong nhà kính và các loại cảm biến đo đạc môi trường.
  2. Nắm vững kiến thức phần cứng và phương pháp lập trình trên bo mạch điều khiển Intel Galileo.
  3. Thu thập dữ liệu từ cảm biến và điều khiển các thiết bị truyền động (động cơ, máy bơm, quạt, đèn) thông qua mạng Internet dựa trên các thông số cài đặt trước.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là hệ thống điều khiển và giám sát các thông số tiểu khí hậu nhà kính, bao gồm: nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí, độ ẩm đất và cường độ ánh sáng. Phạm vi thực hiện đề tài giới hạn ở việc nghiên cứu bo mạch Intel Galileo, ứng dụng công nghệ IoT, thiết kế giao diện Web điều khiển, và triển khai trên mô hình thực nghiệm nhà kính quy mô nhỏ sử dụng các động cơ và thiết bị công suất thấp. Thời gian triển khai nghiên cứu thực tế từ ngày 17/10/2015 đến ngày 20/01/2016.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Về mặt cơ sở lý thuyết nông học, đề tài dựa trên các yêu cầu sinh trưởng cơ bản của cây trồng trong nhà kính. Hiệu suất quang hợp của phần lớn các loại rau suy giảm và dừng lại khi nhiệt độ môi trường vượt quá 30°C. Một số loại rau quang hợp tối ưu ở dải nhiệt độ 12 - 24°C, trong khi một số khác thích ứng tốt ở mức 18 - 24°C. Cây trồng có nguy cơ ngừng sinh trưởng hoặc chết nếu nhiệt độ hạ xuống 0°C hoặc tăng cao trên 40°C. Về độ ẩm, độ ẩm không khí quá thấp gây khô héo do chênh lệch áp suất riêng phần của hơi nước, trong khi độ ẩm quá cao tạo điều kiện cho nấm bệnh phát triển. Để giải quyết vấn đề nhiệt độ và thông gió, tác giả áp dụng giải pháp thông thoáng cưỡng bức sử dụng quạt hướng trục theo mô hình kỹ thuật của Netafim (lưu lượng 40 m³/phút, công suất 1 - 1,5 kWh). Số lượng quạt cần thiết được xác định theo công thức:

$$N = \frac{I \times V}{Q}$$

Trong đó $N$ là số lượng quạt, $I$ là lượng gió cần thiết trong khuôn viên nhà kính (m³), $V$ là hệ số thông thoáng (lần/giờ hoạt động của quạt), và $Q$ là lưu lượng gió của quạt. Ngoài ra, giải pháp cơ học kết hợp màng che phủ lọc sáng và màng lưới cắt nắng aluminet hai mặt (mặt bạc hướng ra ngoài để phản xạ bức xạ mặt trời, mặt xanh hướng vào trong).

Về nền tảng truyền thông mạng, đồ án ứng dụng bộ giao thức TCP/IP trên các mô hình mạng LAN và WAN. Để giải quyết vấn đề máy chủ đặt tại mạng gia đình sử dụng địa chỉ IP động từ nhà cung cấp dịch vụ Internet, tác giả phân tích và áp dụng giải pháp phân giải tên miền động (Dynamic DNS) với thời gian sống của bản ghi (TTL) ngắn (127 giây hoặc nhỏ hơn), kết hợp với kỹ thuật mở cổng (Port Forwarding) trên modem/router để cho phép truy cập Web Server nội bộ từ mạng Internet diện rộng.

Phương pháp nghiên cứu chính là thiết kế và tích hợp hệ thống kỹ thuật (phần cứng nhúng kết hợp phần mềm Web Server). Dữ liệu nghiên cứu được thu thập thực nghiệm thời gian thực từ 3 khối cảm biến vật lý:

  • Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm không khí DHT11 giao tiếp theo chuẩn 1 dây (1-wire).
  • Cảm biến độ ẩm đất đo điện trở giữa hai bản cực kim loại cắm trong đất.
  • Cảm biến quang trở đo cường độ ánh sáng môi trường.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế theo cấu trúc phần cứng phân tầng, lấy bo mạch máy tính đơn bo Intel Galileo làm bộ điều khiển trung tâm và Web Server. Kiến trúc phần cứng bao gồm các khối chính: khối nguồn, khối vi điều khiển trung tâm, khối cảm biến thu thập thông số, khối hiển thị tại chỗ và khối công suất điều khiển thiết bị chấp hành.

+-------------------------------------------------------------+
|                     TRÌNH DUYỆT WEB                         |
|             (PC, Máy tính bảng, Điện thoại)                 |
+------------------------------+------------------------------+
                               | (TCP/IP / Dynamic DNS)
+------------------------------v------------------------------+
|                   BO MẠCH INTEL GALILEO                     |
|           (SoC Quark X1000 400MHz, Web Server)              |
+---------------+------------------------------+--------------+
                |                              |
+---------------v---------------+   +----------v--------------+
|        KHỐI CẢM BIẾN          |   |      KHỐI CÔNG SUẤT     |
| - Nhiệt độ & Độ ẩm (DHT11)    |   |    (Module Relay 8 kênh |
| - Độ ẩm đất (Analog/Digital)  |   |       5VDC/220VAC-10A)  |
| - Ánh sáng (Quang trở LDR)    |   +----------+--------------+
+---------------+---------------+              |
                |                   +----------v--------------+
+---------------v---------------+   |   THIẾT BỊ NGOẠI VI     |
|       KHỐI HIỂN THỊ           |   | - Bơm phun sương        |
| - Màn hình LCD 16x2           |   | - Bơm tưới nhỏ giọt     |
| - Module chuyển đổi giao I2C  |   | - Quạt thông gió        |
+-------------------------------+   | - Đèn sưởi              |
                                    +-------------------------+

Đặc tính phần cứng và cấu hình kỹ thuật của các khối linh kiện được mô tả chi tiết:

Thiết bị / Module Thông số kỹ thuật trích xuất từ văn bản Vai trò trong hệ thống
Kit Intel Galileo SoC Intel Quark X1000 32-bit 400MHz (công nghệ 32nm, x86 Pentium, 16KB L1 cache), 256MB RAM DDR3, 512KB SRAM nhúng, 8MB SPI Flash, hỗ trợ thẻ nhớ microSD 32GB, 1 cổng Ethernet 10/100Mbps, 14 chân Digital I/O (6 chân PWM), 6 chân Analog (chip ADC AD7298 12-bit). Nguồn cấp 5V/2A qua jack 3,5mm hoặc chân VIN. Bộ điều khiển trung tâm, đọc tín hiệu cảm biến, lưu trữ trang Web và vận hành Web Server xử lý yêu cầu HTTP.
Cảm biến DHT11 Dải đo độ ẩm 20% - 95% (sai số ±5%), dải đo nhiệt độ 0 - 50°C (sai số ±2°C). Giao thức truyền thông kỹ thuật số 1 dây (1-wire), truyền gói tin 40 bit (5 byte gồm phần nguyên, thập phân và byte kiểm tra tổng). Đo nhiệt độ và độ ẩm không khí trong nhà kính.
Cảm biến độ ẩm đất Điện áp hoạt động 3,3V - 5V, dòng điện tiêu thụ 0 - 35mA. Ngõ ra Analog (0 - 300: đất khô; 300 - 700: đất ẩm; 700 - 950: ngâm trong nước) và ngõ ra Digital điều chỉnh ngưỡng bằng biến trở. Đo lường độ ẩm của đất để xác định nhu cầu tưới nước.
Cảm biến ánh sáng Mạch quang trở (LDR), xuất tín hiệu Digital ở 2 mức logic: HIGH (5V) và LOW. Phát hiện trạng thái sáng/tối để kích hoạt hệ thống chiếu sáng/sưởi ấm.
Màn hình LCD 16x2 & Module I2C Màn hình hiển thị 2 dòng, mỗi dòng 16 ký tự ma trận 5x7. Kết nối qua module chuyển đổi I2C 4 chân (GND, VCC, SDA nối A4, SCL nối A5 của Galileo). Hiển thị thông số môi trường tại hộp điều khiển cục bộ, tiết kiệm số chân kết nối vi điều khiển.
Module Relay 8 kênh Điện áp kích 5VDC, khả năng đóng cắt dòng tải tiếp điểm tối đa 220VAC - 10A. Đóng ngắt các thiết bị công suất: bơm phun sương, bơm nhỏ giọt, quạt gió và đèn nhiệt.

Về phần mềm và công cụ phát triển, nhóm tác giả sử dụng:

  • Môi trường Arduino Galileo-ized IDE chuyên dụng biên dịch cho vi kiến trúc Intel x86 chạy trên hệ điều hành máy tính Windows.
  • Trình điều khiển phần cứng Gadget Serial v2.4 (cài đặt từ thư mục hardware\arduino\x86\tools để nhận diện cổng COM ảo).
  • Ngôn ngữ lập trình C cho chương trình điều khiển nhúng trên bo mạch, kết hợp HTML và JavaScript để thiết kế giao diện Web điều khiển.

Về mặt giải thuật, hệ thống vận hành theo quy trình:

  1. Thu thập dữ liệu: Định kỳ đọc tín hiệu từ cảm biến DHT11 (bằng cách kéo chân DATA xuống LOW trên 18ms để gửi tín hiệu Start, chờ DHT11 phản hồi xung LOW/HIGH 80µs và đọc 40 bit nối tiếp với mức bit 0 rộng 26-28µs, bit 1 rộng 70µs), đọc giá trị Analog từ cảm biến độ ẩm đất và mức logic từ cảm biến ánh sáng. Giữa các chu kỳ đọc có khoảng trễ (delay) 10ms.
  2. Xử lý logic tự động:
    • Nếu nhiệt độ không khí vượt quá ngưỡng cài đặt: Bật máy bơm phun sương làm mát và tăng ẩm.
    • Nếu độ ẩm đất thấp hơn mức cho phép: Bật máy bơm nước tưới nhỏ giọt dẫn nước đến gốc cây.
    • Nếu cảm biến ánh sáng báo mức 1 (trời tối): Tự động bật đèn sưởi/chiếu sáng cho cây; khi cảm biến báo mức 0 thì tắt đèn.
  3. Đồng bộ giao diện Web: Dữ liệu cảm biến được truyền lên Web Server tích hợp trên bo mạch để hiển thị trên trình duyệt. Người dùng có thể giám sát trạng thái và điều chỉnh ngưỡng kích hoạt thiết bị từ xa qua giao diện mạng.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Đặt vấn đề, lý do chọn đề tài và giới hạn nghiên cứu

Chương 1 trình bày tính cấp thiết của việc áp dụng mô hình sản xuất nông nghiệp kiểu công nghiệp, sản xuất quanh năm thông qua việc kiểm soát tiểu khí hậu nhà kính. Tác giả phân tích sự phát triển của công nghệ Internet, mạng không dây và thiết bị thông minh, đồng thời chỉ ra thực trạng thời tiết diễn biến bất thường gây khó khăn cho sản xuất. Từ đó, nhóm xác định mục tiêu xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển nhà kính qua Internet sử dụng bo mạch Intel Galileo. Nội dung nghiên cứu tập trung vào 3 thông số chính: nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí và độ ẩm đất. Giới hạn đề tài được xác định rõ là thử nghiệm trên mô hình nhà kính thu nhỏ và sử dụng động cơ công suất nhỏ do giới hạn về thời gian và điều kiện thực hiện.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết và các linh kiện phần cứng

Chương này cung cấp hệ thống lý thuyết sinh học nông nghiệp liên quan đến điều kiện sinh trưởng của cây trồng (nhiệt độ quang hợp tối ưu, độ ẩm tương đối, giải pháp làm mát bằng màng lọc sáng, lưới cắt nắng aluminet hai mặt và thông gió cưỡng bức theo công thức lưu lượng quạt Netafim). Tiếp đó, chương đi sâu vào thông số kỹ thuật và nguyên lý làm việc của các linh kiện điện tử:

  • Giới thiệu chi tiết vi xử lý Intel Quark X1000, cấu trúc bộ nhớ, chân cắm tương thích chuẩn Arduino Pinout 1.0, các giao tiếp truyền thông UART, SPI, I2C của kit Intel Galileo.
  • Màn hình LCD alphanumeric 16x2, bảng mã lệnh điều khiển thanh ghi (xóa màn hình 0x01, về đầu dòng 0x02, cấu hình 2 dòng ma trận 5x7 0x38...) và module chuyển đổi giao tiếp I2C 4 chân.
  • Cảm biến DHT11 với giản đồ xung chi tiết của quá trình khởi tạo tín hiệu Start và định dạng 5 byte dữ liệu trả về.
  • Cảm biến độ ẩm đất với bảng phân loại giá trị điện trở/điện áp đầu ra (khô: 0 - 300, ẩm: 300 - 700, nước: 700 - 950).
  • Cảm biến ánh sáng dùng quang trở và module Relay 8 kênh đóng cắt tải 220VAC-10A.

Chương 3: Giới thiệu tổng quan về Internet và các ngôn ngữ lập trình

Chương 3 giải thích nền tảng mạng và giao thức truyền thông:

  • Khái niệm bộ giao thức liên mạng TCP/IP, phân biệt mạng cục bộ LAN và mạng diện rộng WAN.
  • Nguyên lý phân giải tên miền DNS và hệ thống Dynamic DNS (với chu kỳ TTL ngắn dưới 127 giây) cho phép cập nhật địa chỉ IP động của modem gia đình, phục vụ việc truy cập Web Server từ ngoài Internet.
  • Ngôn ngữ định dạng siêu văn bản HTML, ngôn ngữ lập trình kịch bản phía máy khách JavaScript (thao tác trên DOM, giao tiếp nền) và ngôn ngữ lập trình hệ thống C (với 32 từ khóa và 40 toán tử chuẩn).
  • Quy trình cài đặt môi trường Arduino Galileo-ized IDE trên Windows, các bước cập nhật Firmware cho kit Intel Galileo (yêu cầu cấp nguồn ngoài 5V, không ngắt cáp USB trong thời gian xử lý khoảng 5 phút) và quy trình cài đặt driver Gadget Serial v2.4 qua Device Manager.

Chương 4: Lưu đồ và giải thuật

Chương 4 thiết lập cấu trúc thuật toán điều khiển của toàn bộ hệ thống:

  • Xây dựng sơ đồ khối phần cứng gồm: Khối nguồn, khối điều khiển trung tâm Intel Galileo, khối đo lường cảm biến và khối công suất đóng ngắt thiết bị.
  • Mô tả giải thuật vận hành tự động: Đọc tín hiệu cảm biến định kỳ (chu kỳ trễ 10ms), gửi giá trị lên bộ điều khiển trung tâm và Web Server.
  • Xây dựng lưu đồ giải thuật cho từng chức năng chấp hành cụ thể: Thuật toán so sánh ngưỡng nhiệt độ để đóng/ngắt máy bơm phun sương làm mát, thuật toán kiểm tra ngưỡng độ ẩm đất để kích hoạt hệ thống tưới nhỏ giọt bù ẩm, và lưu đồ giải thuật điều khiển đèn chiếu sáng dựa trên giá trị logic nhận được từ cảm biến ánh sáng.

Chương 5: Kết quả nghiên cứu, kết luận và hướng phát triển đề tài

Chương cuối cùng công bố các kết quả thực tế đạt được của đồ án:

  • Hoàn thiện giao diện trang chủ Web cho phép hiển thị các thông số đo đạc từ nhà kính và cung cấp nút bấm điều khiển thiết bị từ xa.
  • Chế tạo hoàn chỉnh mô hình nhà kính vật lý thực tế và gia công hộp điều khiển trung tâm chứa kit vi điều khiển cùng các mạch giao tiếp công suất.
  • Đánh giá khả năng vận hành của hệ thống trong môi trường thử nghiệm và đề xuất các giải pháp nâng cấp, mở rộng hệ thống trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã chế tạo thành công một mô hình nhà kính thực nghiệm hoàn chỉnh kèm theo hộp điều khiển trung tâm, tích hợp đầy đủ hệ thống thu thập dữ liệu và chấp hành công suất nhỏ.

Các kết quả kỹ thuật cụ thể bao gồm:

  • Vận hành thành công Web Server trực tiếp trên bo mạch Intel Galileo, thiết lập kết nối mạng LAN và mở rộng kết nối ra ngoài Internet thông qua cấu hình mở cổng router kết hợp tên miền động Dynamic DNS.
  • Xây dựng giao diện Web hiển thị trực quan các giá trị nhiệt độ, độ ẩm không khí và độ ẩm đất theo thời gian thực; cho phép người dùng giám sát và gửi lệnh điều khiển xuống bo mạch.
  • Mạch phần cứng thu thập chính xác các tín hiệu môi trường: đọc dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm qua giao thức 1-wire của cảm biến DHT11; đọc giá trị tương tự 12-bit của cảm biến độ ẩm đất qua bộ chuyển đổi AD7298; nhận tín hiệu logic từ cảm biến quang trở.
  • Khối công suất Relay 8 kênh phản hồi tự động đóng ngắt các thiết bị theo giải thuật lập trình: kích hoạt máy bơm phun sương khi trời nóng, bật bơm tưới nhỏ giọt khi đất thiếu nước, và bật đèn sưởi khi trời tối.

Về đóng góp, tác giả đã ứng dụng thành công dòng vi điều khiển kiến trúc x86 thế hệ mới tại thời điểm đó (Intel Galileo SoC Quark X1000) vào bài toán điều khiển tự động hóa nông nghiệp, kết hợp giữa kỹ thuật vi điều khiển truyền thống và các công nghệ phát triển Web/IoT.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Văn bản đồ án thẳng thắn chỉ ra các hạn chế xuất phát từ điều kiện thời gian và năng lực thực hiện:

  • Hệ thống mới dừng lại ở quy mô mô hình thực nghiệm mô phỏng, chưa được thử nghiệm trên nhà kính nông nghiệp thực tế có quy mô công nghiệp lớn.
  • Các thiết bị chấp hành (quạt gió, máy bơm) mới sử dụng các động cơ điện công suất nhỏ, chưa tương thích hoàn toàn với tải công nghiệp công suất lớn.
  • Bộ thông số đo lường còn giới hạn ở 3 thông số cơ bản (nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng), chưa theo dõi được các yếu tố sinh học khác như nồng độ khí CO2, dinh dưỡng trong đất hoặc độ pH của nguồn nước.

Về hướng phát triển, tác giả đề xuất:

  • Mở rộng kiến trúc hệ thống để có thể quản lý và điều khiển đồng thời nhiều nhà kính khác nhau trên cùng một hệ thống máy chủ trung tâm.
  • Bổ sung các cảm biến chuyên dụng đo nồng độ khí CO2, cảm biến dinh dưỡng đất và nồng độ ion trong dung dịch tưới.
  • Nâng cấp giao diện Web, tối ưu hóa cơ sở dữ liệu trên máy chủ đám mây để lưu trữ dữ liệu lịch sử phục vụ phân tích dài hạn.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên các ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện tử - Truyền thông, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Cơ điện tử và Kỹ thuật Máy tính đang thực hiện các đề tài tốt nghiệp liên quan đến Internet of Things (IoT) và nông nghiệp thông minh.

Nội dung đặc biệt có giá trị tham khảo bao gồm:

  • Hướng dẫn chi tiết phương pháp cài đặt môi trường phát triển Arduino Galileo-ized IDE, nạp firmware và cấu hình cổng COM ảo qua driver Gadget Serial v2.4 cho kit Intel Galileo.
  • Giải pháp giao tiếp phần cứng giữa vi điều khiển x86 với các cảm biến dân dụng (DHT11, cảm biến đất, quang trở) và module hiển thị LCD thông qua giao tiếp I2C.
  • Phương pháp cấu hình mạng kết hợp Dynamic DNS và mở cổng trên thiết bị định tuyến để triển khai máy chủ nhúng điều khiển qua Internet mà không cần thuê địa chỉ IP tĩnh.

Câu hỏi thường gặp

1. Kit vi điều khiển Intel Galileo sử dụng bộ vi xử lý nào và có thông số phần cứng ra sao?
Bo mạch Intel Galileo sử dụng vi xử lý Intel Quark X1000 (SoC đầu tiên thuộc dòng "Santa Clara" của Intel), sản xuất trên công nghệ 32nm, lõi vi xử lý 32-bit x86 kiến trúc Pentium tốc độ 400MHz với 16KB bộ nhớ đệm L1. Bo mạch trang bị 256MB RAM DDR3, 512KB SRAM on-die, 8MB SPI Flash (chứa firmware và chương trình), hỗ trợ thẻ nhớ microSD lên đến 32GB, 1 cổng Ethernet 100Mbps và sử dụng chip ADC AD7298 12-bit cho 6 ngõ vào tương tự.

2. Giao thức truyền dữ liệu giữa cảm biến DHT11 và kit điều khiển được thực hiện như thế nào?
Cảm biến DHT11 giao tiếp theo chuẩn 1 dây. Vi điều khiển khởi động quá trình bằng cách kéo chân DATA xuống mức thấp trong thời gian lớn hơn 18ms rồi kéo lên cao. Sau đó DHT11 phản hồi bằng cách kéo chân DATA xuống thấp 80µs rồi đưa lên cao 80µs. Dữ liệu đo đạc gồm 40 bit (5 byte) được truyền nối tiếp: byte 1 và 2 là phần nguyên và phần thập phân của độ ẩm, byte 3 và 4 là phần nguyên và phần thập phân của nhiệt độ, byte 5 là byte kiểm tra (tổng của 4 byte trước đó). Tín hiệu bit 0 có độ rộng mức cao 26-28µs, trong khi bit 1 có độ rộng mức cao 70µs.

3. Các dải giá trị đo của cảm biến độ ẩm đất được phân loại như thế nào trong đồ án?
Cảm biến độ ẩm đất xuất tín hiệu tương tự (Analog) tương ứng với độ dẫn điện của đất, được chia thành 3 ngưỡng giá trị: từ 0 đến 300 tương ứng với đất khô (dry soil); từ 300 đến 700 tương ứng với đất ẩm (humid soil); và từ 700 đến 950 tương ứng với trạng thái cảm biến được ngâm trong nước (water).

4. Vì sao hệ thống cần sử dụng dịch vụ Dynamic DNS khi triển khai điều khiển qua Internet?
Đa số người dùng Internet thông thường chỉ được nhà cung cấp mạng cấp địa chỉ IP động (thay đổi sau mỗi lần kết nối lại modem), khiến người dùng từ bên ngoài không thể định vị chính xác địa chỉ máy chủ nhúng để truy cập. Dynamic DNS giải quyết vấn đề này bằng cách tự động cập nhật địa chỉ IP mới tương ứng với một tên miền cố định với thời gian sống của bản ghi (TTL) rất ngắn (khoảng 127 giây hoặc nhỏ hơn).

5. Khi phát hiện nhiệt độ không khí hoặc độ ẩm đất vượt ngưỡng cho phép, hệ thống xử lý ra sao?
Khi cảm biến DHT11 phát hiện nhiệt độ không khí cao hơn mức cài đặt, bộ điều khiển sẽ kích hoạt rơ-le bật máy bơm phun sương để làm mát và tăng ẩm không khí. Khi cảm biến độ ẩm đất ghi nhận giá trị thấp hơn mức ẩm tiêu chuẩn, hệ thống tự động đóng tiếp điểm rơ-le kích hoạt máy bơm nước tưới nhỏ giọt để cung cấp nước vào tận gốc cây.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Lê Văn Vịnh và Đặng Quang Việt đã hoàn thành việc thiết kế, chế tạo và thử nghiệm mô hình giám sát, điều khiển tiểu khí hậu nhà kính thông qua mạng Internet ứng dụng bo mạch nhúng Intel Galileo. Hệ thống tích hợp thành công các cảm biến nhiệt độ, độ ẩm không khí, độ ẩm đất, ánh sáng và điều khiển tự động các cơ cấu chấp hành (bơm tưới, quạt gió, đèn) thông qua giao diện Web Server nhúng. Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo có giá trị kỹ thuật thực tiễn cao cho sinh viên ngành Điện tử - Viễn thông và Tự động hóa trong việc ứng dụng công nghệ IoT vào hiện đại hóa nông nghiệp.