ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ ---------------o0o--------------- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ thống nhiều cân kết nối WLAN dùng cho cân lúa GVHD: Trần Hoàng Quân SVTH: Bùi Hoàng Phúc MSSV: 1914675 TP. HỒ CHÍ MINH, NGÀY 14 THÁNG 12 NĂM 2023 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc. -----✩----- -----✩----- Số: ______ /BKĐT Khoa: Điện – Điện tử Bộ Môn: Điện Tử NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 1.
HỌ VÀ TÊN: Bùi Hoàng Phúc MSSV: 1914675 2. NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG LỚP : DD19DV0506 3. Nhiệm vụ (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu): Từ khía cạnh nhận thấy khâu cân bán lúa sau tại cánh đồng sau khi thu hoạch, thiết kế một hệ thống cân hướng tới cải thiện, khắc phục vấn đề trên. Hệ thống phải đảm bảo được tính khả thi, tiện lợi trong bối cảnh ruộng đồng.
Ngày giao nhiệm vụ luận văn:. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:. Họ và tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn. Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ Môn.
năm 20 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN: Người duyệt (chấm sơ bộ):. Ngày bảo vệ :. Điểm tổng kết:. Lời cảm ơn GVHD: LỜI CẢM ƠN Em xin cảm ơn nhà trường, quý thầy cô và bạn bè, đặc biệt là thầy Trần Hoàng Quân đã tạo điều kiện, tận tình hỗ trợ, hướng dẫn em thực hiện đề tài Luận văn này.
Những sự hướng dẫn, chia sẽ, góp ý nhiệt thành của mọi người sẽ là hành trang quan trọng cho em trong chặng đường phát triển sắp tới. Xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng 12 năm 2023. Sinh viên Bùi Hoàng Phúc i Luận văn tốt nghiệp GVHD: Trần Hoàng Quân TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn này trình bày về một hệ thống nhiều cân kết nối WLAN ứng dụng cho việc cân lúa.
Đề tài hướng tới tập trung giải quyết khâu nông dân cân bán lúa tươi cho thương lái sau khi vừa thu hoạch xong, trước khi lúa được thương lái tập kết đem về nhà máy. ii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Trần Hoàng Quân MỤC LỤC 1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .3 Nhiệm vụ luận văn .1 Cảm biến và module phần cứng.1 Cảm biến cân nặng Loadcell .2 Bộ giải mã ADC Hx711 .2 Vi điều khiển – STM32F103C8T6 .3 Bộ nhớ Flash .4 Module Wifi ESP01 .5 Các chuẩn giao tiếp MCU .6 Giao tiếp trong mạng .2 Giao thức TCP/IP. THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN CỨNG .1 Yêu cầu và ý tưởng thiết kế.2 Khối cân – Client .1 Khối điều khiển và lưu trữ .2 Khối giao tiếp mạng .3 Khối cảm biến loadcell.4 Khối hiển thị. 26 iii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Trần Hoàng Quân 3.3 Khối trung tâm – Server .1 Khối điều khiển và lưu trữ .2 Khối giao tiếp mạng .3 Khối hiển thị.
THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN MỀM .1 Tổng quan mô hình .2 Xử lý khối lượng và lưu trữ .3 Giao tiếp giữa STM32 và ESP01.4 Kết nối WLAN. KẾT QUẢ THỰC HIỆN .1 Kết quả thực hiện phần cân và lưu trữ flash .2 Kết quả thực hiện phần truyền dữ liêụ .3 Kết quả thực hiện trên webserver .4 Kết quả chung. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .2 Hướng phát triển .1 Hệ thống cân dạng module tích hợp cân Nhơn Hòa .2 Hệ thống cân tích hợp vào máy gặt đập liên hợp. TÀI LIỆU THAM KHẢO.
33 iv Luận văn tốt nghiệp GVHD: Trần Hoàng Quân (Em xin phép cập nhật sau, mong thầy cô tha thứ) DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA Hình 5-1 Kết quả thi công. Error! Bookmark not defined. Hình 5-2 Kết quả mô phỏng. Error! Bookmark not defined.
v Luận văn tốt nghiệp GVHD: Trần Hoàng Quân (Em xin phép cập nhật sau, mong thầy cô tha thứ) DANH SÁCH BẢNG SỐ LIỆU Bảng 1 Thông số hệ thống. Error! Bookmark not defined. vi Luận văn tốt nghiệp GVHD: Trần Hoàng Quân 1.1 Tổng quan Việt Nam là nước xuất khẩu gạo lớn thứ 2 trên thế giới, “Lợi thế nông nghiệp của đất nước đã đóng tốt vai trò trụ đỡ làm nền tảng nền kinh tế xã hội hiện nay nhưng trong tương lai có thể trở thành động lực cốt lõi, là sức mạnh quốc gia”. Có thể thấy rằng nền nông nghiệp đóng vai trò rất quan trọng trong sự phát triển của đất nước.
Tuy nhiên, nền nông nghiệp nước ta nhìn chung chưa được chú trọng động tư đặc biệt là về mặt áp dụng công nghệ, kĩ thuật vào nông nghiệp. Nhiều mặt khó khăn, điểm hạn chế trong các quy trình nông nghiệp vẫn tồn động lâu dài, ít được quan tâm, cải tiến. Lớn lên trong một gia đình có truyền thống về trồng trọt nông nghiệp, đặc biệt là về trồng lúa. Em phần nào có cơ hội trải qua, cảm nhận được những điểm khó khăn, bất cập mà người nông dân gặp phải.
Một cách cụ thể, điểm khó khăn lần này mà đề tài luận văn em hướng tới giải quyết đó là về khâu quy trình cân thu mua tại ruộng trước khi vận chuyển về nhà máy. Sau đây em xin mô tả về thực trạng thu hoạch lúa ở đồng bằng Sông Cửu Long. Do những điều kiện đặc biệt về môi trường phát triển của cây lúa nước - sinh trưởng trong môi trường đất ẩm, ngập nước cho nên việc thu hoạch là rất khó khăn. Với sự ra đời của máy gặt đập liên hợp và máy kéo lúa, vấn đề thu hoạch được cải thiện rất nhiều.
Nhưng có một điểm chung trước giờ đối với các thế hệ máy móc thu hoạch đó là lúa sau khi thu hoạch dưới dạng hạt sẽ được trữ tạm thời trong bao, được xe cồ lúa vận chuyển ra bờ đê và chờ ghe hay xe tải (tùy vào điều kiện địa lý) đến để thu mua. 1 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Trần Hoàng Quân 2 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Trần Hoàng Quân Quy trình thu mua này diễn ra như sau: Lúa của hộ nông dân nào sẽ được chất riêng thành từng địa điểm và lần lượt từng hộ một sẽ cân bán lúa với lái mua lúa. Từng bao lúa sẽ được người bốc vác bỏ lên cân trong khi lái mua và người nông dân ghi chép lại cân nặng, lần lượt như vậy cho đến bao cuối cùng của hộ nông dân đó. Sau đó sẽ là quá trình tính tổng khối lượng cân đã ghi chép, đối chiếu giữa lái mua và hộ nông dân rồi nhân ra thành tiền.
Và quy trình lặp lại cho hộ nông dân kế đó, cho tới hết cánh đồng. Nhiều trường hợp do thời gian cân chậm, nhiều hộ nông dân sẽ bị sót lại hôm sau, phải ngủ canh lúa ngoài đồng cho tới lượt cân. 3 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Trần Hoàng Quân Hướng tới việc rút ngắn thời gian cho khâu cân lúa này, em cố gắng hình thành dần một hệ thống nhiều cân kết nối WLAN như đề tài hiện tại. Đề tài em hướng tới việc sử dụng được nhiều cân đồng thời cũng như dữ liệu cân được lưu lại và tính tổng, quy ra thành tiền.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước Tình hình nghiên cứu ngoài nước: Các quốc gia có nền nông nghiệp tiên tiến sớm đã đưa các ứng dụng khoa học công nghệ vào trong quy trình trồng trọt, sản xuất.
Và các hệ thống cấn tự động là không ngoại lệ. Các sản phẩm nông nghiệp ở các nước này được trồng trọt một cách đồng bộ, quy mô tập trung từ khâu bắt đầu gieo trồng đến thu hoạch, kèm theo các đặc thù về thỗ nhưỡng địa lý tạo điều kiện nối chuổi cho sản phẩm thu hoạch được cân khối lượng hàng loạt, tiện lợi, trực tiếp tại quy trình sơ chế, xử lí đóng gói tại nhà máy. Các hệ thống cân ở đây được đầu tư rất tĩ mỹ và chính xác, gắn với các khâu xử lí băng chuyền tiện lợi. 4 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Trần Hoàng Quân Tình hình nghiên cứu trong nước: Điều đó cũng đúng đối với một số mặt nông sản của Việt Nam ta, tuy tính hiện đại và quy trình chưa bằng.
Tuy vậy, đối với nền nông nghiệp lúa nước mang những đặc điểm riêng biệt khác. Thứ nhất, cây lúa nước sinh trưởng ở vùng đất ẩm, phì nhiêu. Điều này gây khó cho việc ứng dụng máy móc trong trồng trọt thu hoạch, cũng như quy trình chuổi xử lí sản phẩm. Máy móc dùng để thu hoạch lúa đó chính là máy gặt đập liên hợp – một loại máy móc đặc trưng cho cây lúa nước, lúa sau khi được máy cắt và tuốt hạt sẽ được suất ra bao và được nhân công trên máy cột lại, thả xuống ruộng để giảm tải.
Thứ 2, các cánh đồng lúa phần lớn tương đối tập trung nhỏ lẻ, địa lí sông nước đặc thù, giao thông khó khăn chủ yếu phương tiện vận tải là qua ghe xuồng. Và các nhà máy xử lí xay xát, suất khẩu lúa thường rất xa nơi thu hoạch. Nên cách thức thu hoạch sản phẩm về nhà máy tối ưu của hiện tại vẫn là các thương lái nhỏ thu mua từ ruộng lúa của nông dân và rồi vận tải đến nhà máy. Tại đây, lúa sẽ được xử lí theo quy trình và các hệ thống cân tiên tiến, quy mô lớn được ứng dụng ở đây.
5 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Trần Hoàng Quân Có thể thấy rằng, các hệ thống cân tiên tiến không phải chúng ta không có, nhưng không dùng được cho phân khúc thu mua lúa tươi từ ruộng sau khi thu hoạch. Đây cũng là khâu mà đề tài hệ thống cân hướng tới để ứng dụng vào.3 Nhiệm vụ luận văn Nội dung 1: Tìm hiểu lý thuyết về thực trạng khâu cân lúa cùng các điểm bất cập có thể được cải thiện. Nội dung 2: Tìm hiểu về tâm lí người nông dân, thực trạng cảm nhận của họ. Nội dung 3: Liệt kê, xây dựng các chức năng mong muốn của hệ thống cân để đáp ứng cải thiện khó khăn đó.
Nội dung 4: Tìm hiểu về loadcell. Nội dung 5: Tìm hiểu về module ESP01, các mô hình mạng, cách kết nối. Nội dung 6: Tìm hiểu STM32, kết nối với ESP01. Nội dung 7: Thực hiện các chức năng cơ bản của một cái cân lúa.
Nội dung 8: Lựa chọn xây dựng một mô hình cân phù hợp, đường đi dữ liệu, lưu trữ, hiển thị dữ liệu dựa theo các thông tin thực tế đã thu thập. Nội dung 9: Giải quyết các vấn đề phát sinh không mong muốn trong vận hành của cân.1 Cảm biến và module phần cứng 2.1 Cảm biến cân nặng Loadcell Load cell là thiết bị đo lường trọng lượng cần thiết để cân điện tử hiển thị trọng lượng thành số.