Đồ án HCMUTE: Điều khiển vườn thông minh qua mạng

• Tác giả: Nguyễn Thanh Tùng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Thái
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Điều Khiển Và Tự Động Hóa
• Đề tài: Điều Khiển Vườn Thông Minh Qua Mạng
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ VỀ ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG & TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY VÀO NÔNG TRẠI
• 1.1. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA NẾN NÔNG NGHIỆP NƯỚC TA HIỆN NAY
• 1.2. ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG VÀ TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY ĐỐI VỚI VƯỜN RAU TRONG NHÀ KÍNH
• 1.2.1. Đặc điểm trồng rau trong nhà kính
• 1.2.2. Đặc điểm sinh học của rau trồng ngắn ngày
• 1.2.3. Lợi ích của việc ứng dụng điều khiển tự động với truyền thông không dây vào vườn rau nhà kính
• 1.3. GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (ĐATN)
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG VÀ CÁCH THỨC TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY CHO VƯỜN RAU NHÀ KÍNH
• 2.1. GIỚI THIỆU
• 2.2. ĐẶC TÍNH KĨ THUẬT CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG VỚI TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY
• 2.3. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY CHO VƯỜN RAU NHÀ KÍNH
• 2.3.1. Bluetooth
• 2.3.2. Wifi
• 2.3.3. SO SÁNH BLUETOOTH VÀ WIFI
• 2.4. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG
• 3. CHƯƠNG 3: BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ CÁCH KẾT NỐI, ĐI DÂY
• 3.1. Node MCU ESP8266
• 3.1.1. Giới thiệu tổng quan
• 3.1.2. Thông số kỹ thuật
• 3.2. SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠCH IN VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
• 3.3. KẾT NỐI PHẦN MỀM
• 4. CHƯƠNG 4: TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY THÔNG QUA PC
• 4.1. THIẾT LẬP KẾT NỐI TỚI FIREBASE
• 4.1.1. Giới thiệu về Firebase
• 4.1.2. Cách vận hành và sử dụng Database
• 4.2. Node-red là gì?
• 4.3. Cách áp dụng Node-red vào ĐATN
• 4.5. PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY
• 5. CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM
• 5.2. SƠ ĐỒ KHỐI NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
• 5.3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN
• 5.3.1. Xây dựng phần cứng
• 5.3.2. Giao diện Node-red khi hoạt động
• KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Hệ thống điều khiển vườn thông minh qua mạng tại HCMUTE

Bài viết tập trung vào đề tài "Điều khiển vườn thông minh qua mạng", một đồ án tốt nghiệp tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (HCMUTE). Đề tài này phản ánh xu hướng ứng dụng công nghệ 4.0 trong nông nghiệp, đặc biệt là Internet of Things trong nông nghiệp (IoT trong nông nghiệp), nhằm tự động hóa và giám sát từ xa quy trình trồng trọt.

1.1. Xu hướng ứng dụng công nghệ trong nông nghiệp

Nông nghiệp Việt Nam đang đối mặt với nhiều thách thức về năng suất, chất lượng và ảnh hưởng đến môi trường. Việc ứng dụng công nghệ, đặc biệt là hệ thống điều khiển vườn thông minh và truyền thông không dây, được xem là giải pháp then chốt để nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm thiểu chi phí và đảm bảo an toàn thực phẩm.

1.2. Giới thiệu về đề tài Điều khiển vườn thông minh qua mạng

Đề tài tập trung vào việc xây dựng một hệ thống điều khiển vườn thông minh cho phép giám sát vườn thông minh và điều khiển từ xa các thông số môi trường như nhiệt độ, độ ẩm đất, ánh sáng,... thông qua mạng internet. Hệ thống (smart garden system) sử dụng các cảm biến để thu thập dữ liệu và truyền về máy tính cá nhân (PC) để người dùng có thể theo dõi và điều khiển hệ thống.

1.3. Lợi ích của hệ thống

Hệ thống điều khiển vườn thông minh qua mạng (remote garden control) mang lại nhiều lợi ích cho người dùng, bao gồm:

• Giám sát vườn thông minh (smart garden monitoring) từ xa mọi lúc, mọi nơi.
• Tự động hóa các công việc như tưới nước, phun sương, chiếu sáng.
• Tiết kiệm thời gian, công sức và chi phí sản xuất.
• Nâng cao năng suất và chất lượng nông sản.

II. Cấu trúc hệ thống

Hệ thống bao gồm một máy chủ (Host) là máy tính cá nhân (PC) và nhiều máy khách (Client), mỗi Client điều khiển một khu vực trong vườn rau. Các Client được kết nối với Host thông qua mạng Wifi.

2.1. Thành phần của hệ thống

Mỗi Client bao gồm:

• Bộ điều khiển: Xử lý dữ liệu từ cảm biến và điều khiển các thiết bị chấp hành.
• Cảm biến: Thu thập dữ liệu môi trường như nhiệt độ, độ ẩm đất, ánh sáng...
• Thiết bị chấp hành: Bao gồm hệ thống tưới, phun sương, đèn chiếu sáng,...
• Module Wifi: Cho phép Client giao tiếp với Host.

2.2. Nguyên lý hoạt động

Các cảm biến thu thập dữ liệu môi trường và truyền về bộ điều khiển. Bộ điều khiển xử lý dữ liệu và gửi thông tin về Host thông qua Wifi. Người dùng có thể theo dõi dữ liệu môi trường và gửi lệnh điều khiển đến các Client từ Host.

III. Kết luận

Hệ thống điều khiển vườn thông minh qua mạng tại HCMUTE là một ứng dụng thiết thực của IoT trong nông nghiệp, góp phần hiện đại hóa ngành nông nghiệp. Đề tài có giá trị thực tiễn cao, có thể ứng dụng rộng rãi trong các mô hình trồng trọt hiện đại, đặc biệt là mô hình nông nghiệp thông minh (smart agriculture).