Hệ Thống Giám Sát Tự Động IoT Trong Nông Nghiệp

Tài liệu nghiên cứu Ot based automatic monitoring and control system for agriculture, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về nông nghiệp.

Chuyên ngành

Electronics and Communication Engineering Technology

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

graduation project

2022

89
4
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

ACKNOWLEDGMENTS

1. CHAPTER 1: INTRODUCTION

1.1. PROBLEM STATEMENT

1.2. THESIS REPORT OUTLINE

2. CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW

2.1. GREENHOUSE MODEL

2.2. INTERNET OF THINGS (IoT)

4. CHAPTER 4: EXPERIMENT RESULTS

5. CHAPTER 5: CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS

LIST OF FIGURES

LIST OF TABLES

Tóm tắt

I. Tổng quan về Hệ Thống Giám Sát Tự Động IoT Trong Nông Nghiệp

Hệ thống giám sát tự động IoT trong nông nghiệp đang trở thành một xu hướng quan trọng trong việc nâng cao năng suất và hiệu quả sản xuất. Công nghệ IoT cho phép kết nối và giám sát các thiết bị trong nông nghiệp, từ đó giúp nông dân quản lý tốt hơn các yếu tố môi trường như độ ẩm, nhiệt độ và ánh sáng. Việc áp dụng IoT không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất.

1.1. IoT trong nông nghiệp Khái niệm và ứng dụng

IoT trong nông nghiệp là việc sử dụng các thiết bị kết nối Internet để thu thập và phân tích dữ liệu từ môi trường. Các cảm biến IoT có thể theo dõi độ ẩm đất, nhiệt độ không khí và nhiều yếu tố khác, giúp nông dân đưa ra quyết định chính xác hơn.

1.2. Lợi ích của hệ thống giám sát tự động

Hệ thống giám sát tự động giúp nông dân tiết kiệm thời gian và công sức. Nó cho phép theo dõi tình trạng cây trồng và đất đai từ xa, đồng thời tự động hóa các quy trình như tưới nước và bón phân.

II. Thách thức trong việc triển khai IoT trong nông nghiệp

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc triển khai hệ thống IoT trong nông nghiệp cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như chi phí đầu tư ban đầu cao, độ tin cậy của kết nối Internet và khả năng bảo mật dữ liệu là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Chi phí đầu tư và bảo trì

Chi phí đầu tư cho các thiết bị IoT và hệ thống mạng có thể cao, đặc biệt đối với các nông trại nhỏ. Ngoài ra, việc bảo trì và nâng cấp hệ thống cũng cần được tính toán để đảm bảo hiệu quả lâu dài.

2.2. Vấn đề về kết nối Internet

Kết nối Internet không ổn định có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống giám sát. Nông dân cần có giải pháp dự phòng để đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục ngay cả khi mất kết nối.

III. Phương pháp triển khai hệ thống giám sát tự động IoT

Để triển khai hệ thống giám sát tự động IoT trong nông nghiệp, cần thực hiện một số bước quan trọng. Từ việc lựa chọn cảm biến phù hợp đến việc thiết lập mạng lưới kết nối, mỗi bước đều cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo hiệu quả.

3.1. Lựa chọn cảm biến và thiết bị

Việc lựa chọn cảm biến phù hợp là rất quan trọng. Các cảm biến cần phải có độ chính xác cao và khả năng hoạt động trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.

3.2. Thiết lập mạng lưới kết nối

Mạng lưới kết nối cần được thiết lập một cách hiệu quả để đảm bảo tất cả các thiết bị có thể giao tiếp với nhau. Sử dụng các giao thức như Wi-Fi hoặc LoRa có thể giúp cải thiện khả năng kết nối.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống IoT trong nông nghiệp

Hệ thống giám sát tự động IoT đã được áp dụng thành công trong nhiều mô hình nông nghiệp. Các ứng dụng này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm nông nghiệp.

4.1. Mô hình nông nghiệp thông minh

Mô hình nông nghiệp thông minh sử dụng các cảm biến IoT để theo dõi và điều chỉnh các yếu tố môi trường, từ đó tối ưu hóa quy trình sản xuất.

4.2. Kết quả nghiên cứu và thực nghiệm

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng IoT trong nông nghiệp có thể tăng năng suất lên đến 30% và giảm thiểu lượng nước sử dụng đến 50%.

V. Kết luận và tương lai của hệ thống giám sát IoT trong nông nghiệp

Hệ thống giám sát tự động IoT trong nông nghiệp hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển và mang lại nhiều lợi ích cho ngành nông nghiệp. Tương lai của nông nghiệp thông minh sẽ phụ thuộc vào việc cải tiến công nghệ và khả năng tiếp cận của nông dân.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ IoT

Công nghệ IoT sẽ tiếp tục phát triển với nhiều cải tiến về cảm biến và kết nối, giúp nông dân dễ dàng hơn trong việc quản lý nông trại.

5.2. Tầm quan trọng của giáo dục và đào tạo

Giáo dục và đào tạo về công nghệ IoT sẽ là yếu tố quyết định trong việc nâng cao nhận thức và khả năng áp dụng công nghệ này trong nông nghiệp.

08/07/2025
Ot based automatic monitoring and control system for agriculture

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION GRADUATION PROJECT ELECTRONICS AND COMMUNICATION ENGINEERING TECHNOLOGY IOT-BASED AUTOMATIC MONITORING AND CONTR OL SYSTEM FOR AGRICULTURE LECTURER: DO DUY TAN, M. STUDENT: DAO DUY TUNG VO BANG TRANH SKL009327 Ho Chi Minh City, August, 2022 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING -------------- GRADUATION THESIS IOT-BASED AUTOMATIC MONITORING AND CONTROL SYSTEM FOR AGRICULTURE DAO DUY TUNG Student ID: 17141034 VO BANG TRANH Student ID: 17141146 Major: ELECTRONIC AND COMMUNICATION ENGINEERING TECHNOLOGY Advisor: DO DUY TAN, M. Ho Chi Minh City, August 2022 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING -------------- GRADUATION THESIS IOT-BASED AUTOMATIC MONITORING AND CONTROL SYSTEM FOR AGRICULTURE DAO DUY TUNG Student ID: 17141034 VO BANG TRANH Student ID: 17141146 Major: ELECTRONIC AND COMMUNICATION ENGINEERING TECHNOLOGY Advisor: DO DUY TAN, M. Ho Chi Minh City, August 2022 ii THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- Ho Chi Minh City, July 27th, 2022 ADVISOR’S EVALUATION SHEET Student name: Dao Duy Tung Student ID: 17141034 Student name: Vo Bang Tranh Student ID: 17141146 Major: Electronics and Communication Engineering Technology Project title: IOT-BASED AUTOMATIC MONITORING AND CONTROL SYSTEM FOR AGRICULTURE Advisor: M.

Do Duy Tan EVALUATION 1. Content of the project: - The team implements the content that meets the requirements set out initially 2. Strengths: - The group made the graduation thesis on schedule and reported on the complete process. - The content of the report presents a clear layout.

Weaknesses: -The topic of designing a garden care system using IoT technology has been implemented by many groups before show before - It is recommended to supplement the garden monitoring table in a certain period of time to evaluate the effectiveness - Some images are not good quality. Approval for oral defense? (Approved or denied): APPROVAL 5.2 (in words: Eight point two ) Ho Chi Minh City, ADVISOR (Sign with full name) iii HCMC University of Technology and Socialist Republic of Vietnam Education Faculty for High Quality training Independence - Liberty – Happiness Ho Chi Minh City, July 27th, 2022 PROJECT ASSIGNMENT Name of Members: Dao Duy Tung Student ID: 17141034 Vo Bang Tranh Student ID: 17141146 Training system: Regular university Major: Electronics and communication engineering technology Class: 17141CLA2; 17141CLS I. NAME OF PROJECT: IOT-BASED AUTOMATIC MONITORING AND CONTROL SYSTEM FOR AGRICULTURE II. Content of implementation - Present the theoretical basis of greenhouse models, wifi standards, protocols UART, I2C communication.

- Design block diagrams and schematic diagrams of the entire system. - Present and analyze the operating modes of the system. - Analyze and evaluate the resource usage of the design. - Provide general conclusions and development direction of the topic.

Product - Evaluation results on the real paradigm. DATE OF RECEIVING TASK: IV. DATE OF TASK COMPLETION: V. Do Duy Tan CHAIR OF THE PROGRAM ADVISOR (Sign with full name) (Sign with full name) i HCMC University of Technology and Socialist Republic of Vietnam Education Faculty for High Quality training Independence - Liberty – Happiness Ho Chi Minh City, July 27th, 2022 PROJECT IMPLEMENT SCHEDULE Name of Members: Dao Duy Tung Student ID: 17141034 Vo Bang Tranh Student ID: 17141146 Class: 17141CLA2; 17141CLS Name of project: IOT-BASED AUTOMATIC MONITORING AND CONTROL SYSTEM FOR AGRICULTURE Week/Date Content Lecture Confirm 1st Meet Instructor to disseminate regulations: (7/3-13/3) choose topic, working time.

- Instructor conducts review of the topic. 2st - Write a summary of the requirements of the (14/3-20/3) selected topic: Reasons and objectives of the topic, design content, limited parameters of the topic. 3nd Write the plan and detail outlines for the topic. (21/3-27/3) - Design block diagram.

4rd - Design the principal diagram and explain the (28/3-4/4) function of each block. - Search for knowledge, information about the 5th characteristics, temperature, and humidity of (5/4-11/4) plants. - Find out the sensors used in the subject. ii - Learn about how to program apps on smartphone phone.

6th Calculate the parameter of component and (12/4-18/4) choose the suitable material. 7th Complete schematic and layout of components (19/4-25/4) on the circuit board. 8th Design and construction of central control block. (26/4-2/5) - 9th (3/5-9/5) - Programming to connect operating modules in 10th the system.

(10/5-16/5) - - - Design the interface on Blynk App though 11th smartphone (17/5-23/5) 12th (14/5-30/5) 13th - Implement the circuit board. (31/5-6/6) 14th - Model building. (7/6-13/6) 15th - Implement, test and fix the Project. (14/6-20/6) - Write the report.

Complete the report and send it to Instructor to 16th review and comment for the last time before (21/6-27/6) printing the report. 17th Summit the report and slide PowerPoint. (28/6-4/7) iii DISCLAIMER We guarantee that this project is our research, under M. Do Duy Tan's guidance.

The results published in this project are honest and are not replicated from any other work. STUDENTS Vo Bang Tranh Dao Duy Tung iv ACKNOWLEDGMENTS Foremost, our group would like to express our sincere thanks to the teachers in the Faculty of High Quality Training. During the time studying at the school, the teachers were dedicated to teaching and imparting to their group knowledge, experience and motivation in the learning process. We sincerely thank to my advisor for his continued support and encouragement: M.

Do Duy Tan. We offer our sincere appreciation for the learning opportunities provided by my lecturer. Besides my advisor, we would like to thank our friends who shared knowledge and valuable experiences during the implementation of the project. Finally, we would like to thank our family for giving time to care and supporting us spiritually throughout our life.

Sincerely! STUDENTS Vo Bang Tranh Dao Duy Tung v TABLE OF CONTENTS PROJECT ASSIGNMENT. i PROJECT IMPLEMENT SCHEDULE. v TABLE OF CONTENTS. vi LIST OF FIGURES.

viii LIST OF TABLES. xii Chapter 1: INTRODUCTION. Error! Bookmark not defined. Error! Bookmark not defined.

THESIS REPORT OUTLINE. Error! Bookmark not defined. Chapter 2: LITERATURE REVIEW. INTERNET OF THINGS (IoT).

System block diagram design. Circuit design and calculation. Introduce about BLYNK APP. Design the user interface.

446 Chapter 4: EXPERIMENT RESULTS. PLANTING EXPERIMENTS ON THE SYSTEM. 555 Chapter 5: CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS. 656 vii LIST OF FIGURES Fig.

Realistic closed garden model. Realistic opened garden model. Applications of the Internet of Things. UART protocol format.

I2C data transfer bit. The master sends data to slave bit sequence. The master reads data from slave bit sequence. Summary of Wi-Fi standards.

Block diagram of the system. Honeycomb power supply. LM2596 Buck Converter. The schematic of LM2596 Buck Converter.

Pin diagram of ESP32 Module. ESP32-CAM pinout. DHT22 sensor pinout. Soil moisture sensor.

Arduino CNC Shield V3. Attach A4988 module to CNC shield and wire 2 step motors. Module Stepper Motor A4988 schematic. L298 Motor Driver Module.

Schematic of L298 circuit. Servo motor pinout. How to control the motor's direction. TP-43D2033 Step motor.

DC pump motor. I2C converter module for LCD. The schematic diagram of the whole system. Blynk App working diagram.

The application store of the two platforms on smartphones. How to create an account on Blynk App. Create a project and device. Enter auth token, user name and password of Wi-Fi to program.

Where to add widgets. Add the widget to the project. Configure the widget. The information displayed on the App.

Flow chart of selection mode. Manual mode flow chart. Automatic mode flow chart. Flowchart of Image processing.

Automatic Monitoring and Control System in Agriculture based on IoT. The system is covered by plastic film. The system is not connected to the network. The system is connected to the network.

Camera captures live images. The sow seeds system is working. MANUAL Configuration Mode. The garden is in ideal condition.

Set the temperature and humidity. The map of garden. Select plant varieties. Select Auto mode and press the sow seed button.

Seeding system is working. Water pump is working. Image of the garden after 36 hours of sowing. Image of the garden after 7 days of sowing.

61 x LIST OF TABLES TABLE 3. Parameters about power consumption of components. LM2596 buck converter specifications. The pinout configurations of the ESP32 module.

ESP 32 module specifications. ESP 32 CAM specifications. Soil moisture specifications. Module steeper control A4988 specifications.

Number of step control. Pin functions of L298. L298 module technical specifications. SG90 servo specifications.

The step requirement to reach desire length. Water pump specifications. Functions of the LCD’s Pins. 40 xi ABSTRACT Currently, with the development of 4.0, products or systems that remotely monitor and control smart gardens are becoming increasingly popular and appear to be necessary tools for keeping the garden in the best condition.

However, the market price of these gadgets is rather costly, making them difficult to obtain for farmers. As a result, our team created the " Automatic Monitoring and Control System in Agriculture based on IoT" to meet the need to monitor the environmental parameters of the garden, ensuring that the garden is always in the best condition, as well as cost more affordable to farmers and tree enthusiasts. The system has the following capabilities that can be controlled via a smartphone app. Sensor data, device status, and camera images will be captured and continuously updated to the App.

The system has two operating modes: manual and automatic. In MANUAL mode, users can actively control devices, turn them on and off as needed, regardless of environmental conditions, such as watering plants, turning on lights, turning fans on and off, and most importantly, selecting the sowing place and having the app irrigate automatically. In AUTO mode, if the user activates the water pump or seeding button, the system will automatically water or sow seeds at all pre-programmed positions. In addition, the system also allows users to set temperature and humidity limits and from there the devices will operate based on environmental parameters.

In this project, we tackle this problem by collecting data inside the greenhouse using ESP 32 and ESP 32 CAM, sensors, and actuators, signal processing from the sensors using programming, and controlling the actuator to keep the garden in the proper condition. After that, the farmer can get real-time data on the smartphone. The operating model is relatively stable, the operations on the application are easy, and the online image can be observed through the Camera. xii Chapter 1: INTRODUCTION 1.

PROBLEM STATEMENT According to estimation, world population could reach to 9,8 billion in 2050, it would be 25% more than it is at the moment. Urbanization would be increasing in tendency significantly in 2050, nearly 70% of world population are expected to be urbanize (compared to 49%). Agricultural productivity must double by 2050 to support this big metropolitan population [2]. Crop production will become equally vital to industry, not only for food but crops such as cotton and rubber are also essential to the economies of many countries.

These demands place a further strain on already restricted agricultural resources. Internet of Things (IoT) is an important topic at the moment and the future of all thing and it is now changing life of everyone by doing everything smarter. Internet of Things is also known as a vast network in which any computer or practically anything with an IP address is linked to the internet or to another in order to automate operations or minimize human interaction smartphones, lights, watches, machine producing, cars, etc are some examples.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Hệ Thống Giám Sát Tự Động IoT Trong Nông Nghiệp" trình bày một cái nhìn tổng quan về việc ứng dụng công nghệ IoT trong nông nghiệp, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và quản lý tài nguyên. Hệ thống này cho phép nông dân theo dõi và điều khiển các yếu tố như độ ẩm, nhiệt độ và ánh sáng một cách tự động, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Những lợi ích mà tài liệu mang lại cho độc giả bao gồm việc hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của hệ thống giám sát tự động, cũng như những ứng dụng thực tiễn trong nông nghiệp hiện đại.

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về các hệ thống giám sát khác, hãy tham khảo tài liệu Xây dựng hệ thống giám sát phòng server của bệnh viện quy mô vừa và nhỏ, nơi bạn có thể khám phá cách công nghệ giám sát được áp dụng trong lĩnh vực y tế. Ngoài ra, tài liệu Iot based automatic monitoring and control system for agriculture sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn sâu sắc hơn về các hệ thống tương tự trong nông nghiệp, mở rộng kiến thức của bạn về công nghệ IoT trong lĩnh vực này.