Đặt vấn đề Sự bùng nổ của các thiết bị, hệ thống và công nghệ thông minh gắn kết và kết nối trong cuộc sống của chúng ta đã tạo ra cơ hội để kết nối mọi điều với internet. Việc thu thập dữ liệu kết quả và kết nối đã tạo ra hiệu quả và giải pháp mà truớc đây chỉ mơ uớc trong các câu chuyện khoa học viễn tuởng. Hiện nay, hệ thống điều khiển không phải là một khái niệm mới mẻ nữa, nó đã hiện hữu trên tất cả quốc qia trên thế giới và hiện đang đóng một vai trò qua trọng trong các ngành công nông nghiệp và ngành điện. IoT đuợc ứng dụng vào nông nghiệp ở hầu hết các giai đoạn từ quá trình sản xuất đến đóng gói và phân phối nông sản đến nguời tiêu dùng.
Việc ứng dụng IoT vào nông nghiệp sẽ mang lại rất nhiều thuận lợi cho nguời nông dân, quan trọng hơn là nâng cao hiệu quả trồng trọt, cũng nhu nâng cao hiệu quả kinh tế. N hu chúng ta đều biết khí hậu ngày càng trở nên khắc nghiệt, thế nên việc con nguời tự theo dõi thời tiết và can thiệp, chăm sóc cây trồng sao cho kịp với sự thay đổi của khí hậu, quả thật tốn rất nhiều thời gian công sức, hiệu quả lại không cao. Thế nhung với sự can thiệp của máy móc, hệ thông cảm biến, sẽ giúp nguời nông dân giám sát một cách chính xác và hiệu quả nhất. Cảm biến - sensor: xuất phát từ chữ “ sense” nghĩa là giác quan - do đó nó nhu các giác quan trong cơ thể con nguời.
Nhờ cảm biến mà mạch điện, hệ thống điện có thể thu nhân thông tin từ bên ngoài. Từ đó, hệ thống máy móc, điện tử tự động mới có thể tự động hiển thị thông tin về đại luợng đang cảm nhận hay điều khiển quá trình định truớc có khả năng thay đổi một cách uyển chuyển theo môi truờng hoạt động. Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại luợng vật lý và các đại luợng không có tính chất điện cần đo thành các đại luợng điện có thể đo và xử lý đuợc. Các đại luợng cần đo (m) thuờng không có tính chất điện (nhu nhiệt độ, áp suất .) tác động lên cảm biến cho ta một đặc trung (s) mang tính chất điện (nhu điện tích, điện áp, dòng điện hoặc trở kháng) chứa đựng thông tin cho phép xác định giá trị của đại luợng đo.
Đặc trung (s) là hàm của đại luợng cần đo (m): s = F(m) Nhận thấy sự thuận lợi cũng nhu tính ứng dụng cao của IoT trong ngành nông nghiệp, cụ thể là là trong cây trồng, nhóm chúng tôi quyết định chọn đề tài “ Phát Triển Hệ Thống IoT Cho Nông Nghiệp Thông Minh” Luan van Phạm vi ứng dụng: > Công nghiệp > Nghiên cứu khoa học. > Môi trường, khí tượng. > Thông tin viễn thông. > Dân dụng > Giao thông.
> Vũ trụ > Quân sự II.Mục tiêu, nhiệm vụ và giới hạn đề tài Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu và biết cách sử dụng cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT, cảm biến ánh sáng, cảm biến nước mưa, cảm biến siêu âm SRF-04 và điều khiển máy bơm, máy quạt, đèn qua internet. Xây dựng hệ thống IOT để giám sát nhiệt độ, độ ẩm, nước mưa, cường độ ánh sáng qua mạng internet bằng Webservice. Ý tưởng cốt lõi của hệ thống này là các thông tin từ các cảm biến sẽ được thu thập và truyền đến xử lý trung tâm(ESP32), sau đó trung tâm sẽ đưa ra các xử lý cho hệ thống bơm tưới, bơm bồn , máy quạt, hệ thống đèn. hoạt động một cách phù hợp để tạo ra một môi trường thuận lợi nhất cho cây trồng phát triển tối ưu.
Đồng thời thu thập và giám sát thông tin lên internet để có thể giám sát và điều khiển các hoạt động của hệ thống. Luan van Chưotig 2: Giói thiệu về Internet of things (IoT) Hiện nay, có rất nhiều cộng đồng và nền tảng phát triển hỗ trợ làm sản phẩm IoT, trong bài này người viết sẽ đi sâu vào phân tích và sử dụng những nền tảng đại diện cho từng nhóm công nghệ. • Social: Cộng đồng mã nguồn mở dùng ngôn ngữ Arduino - Top 3 ngôn ngữ lập trinh thông dụng. • Mobile: Blynk một ứng dụng trên hai nền tảng ĨOS và Android giúp bạn làm nhanh một ứng dụng trong vòng 5 phút để giám sát và điều khiển các thiết bị IoT.
• Analyze: SpeakThing nền tảng mã nguồn mở loT cho phép bạn hiến thị và phân tích dữ liệu. • Cloud: Particle Dashboard hỗ trợ lập trinh IDE online, lập trình một thiết bị phần cứng như lập trình web với Restful • Thing: Photon và SparkCore là một mạch được thiết kế tích hợp có thể lập trình bàng ngôn ngữ Arduino và kết nối qua mạng. Toàn bộ nền tảng này là OpenSource của hãng Particle. Photon Photon là một mạch tích hợp bao gồm một chip lõi ARM và một chip Wifí đế kết nối Internet.
Phiên bản đầu tiên của nó có tên là Spark Core, được phát triển bởi hãng Particle vào năm 2013 từ dự án trên Kickstart. Luan van Photon được tích hợp sẵn các thư viện dùng cho việc kết nối mạng, nó dễ dàng được lập trình bằng Arduino chi' trong mấy phút. Ví dụ, chỉ cần hai dòng lệnh chúng ta có thể biến Photon thành một server REST API thông qua Particle Cloud để thu thập dữ liệu hoặc điều khiển các thiết bị khác. Ngoài ra, Particle Cloud đã hỗ trợ Webhook và có thể kết nối tới dịch vụ cloud của các hãng công nghệ lớn như Microsoft, Amazon và IFTTT - " i f this, th en t h a f \ Ở giai đoạn đầu tiên trong tiến trình khởi nghiệp của mình, nhiều doanh nghiệp trên thế giới đã dùng Photon đễ phát triển Prototype.
Thậm chí sau khi đã có những nền tảng vững chắc họ vẫn tiếp tục làm việc với Particle để biến nó thành sản phẩm thương mại, hỗ trợ mở rộng quy mô quản lý sản phẩm. Trong đó, sản phẩm tiêu biểu mà người viết muốn nhắc đến ở đây là máy pha cà phê Keurig. Sản phẩm này chỉ làm thử trong một ngày, sau một tháng đội ngũ sản xuất đã hoàn thành sản phẩm và chỉ 6 tháng sau, sản phẩm đã được trình làng trực tiếp trên thị trường. Luan van Michael Cunningham, CIO, Keurig Hệ sinh thái vườn thông minh trong nhà của Grove Lab (https://grovelabs.iol cũng là một trong nhũng sản phẩm tiêu biểu khi chỉ với duy nhất một kỹ sư nhúng, họ đã hoàn thành dự án này.
Các sản phẩm của Particle đều dược OpenSource trên GITHUB tại địa chỉ https://githưb.com/spark Luan van Hiện nay hãng có 3 dòng sản phẩm chính là module wifi Photon, KĨT Photon, Electron 2G/3G, dòng sản phẩm đầu tiên Spark Core đã ngừng bán. Blynk Blynk là một ứng dụng trên ĨOS và Android hỗ trợ lập trình viên viết các ímg dụng di động cho thiết bị thông minh - IoT chỉ trong vài phút, ứ n g dụng này dễ dàng kết nối với các mạch tích họp và nền tảng thông dụng như Arduino, Raspberry Pi, Esp8266, Particle (Photon/ SparkCore) thông qua Internet. Với Blynk Cloud, người dùng có thể đồng bộ dữ liệu với ứng dụng di động từ thư viện ở các nền tảng khác nhau. Sản phẩm này có giao diện tương đối dễ dùng, thao tác bằng cách kéo thả và hiện đang miễn phí với dự án thử nghiệm, dùng thử.
Riêng đối vói một số thiết bị, ứng dụng Blynk đã bắt đầu có hình thức thu phí. Luan van Các ứng dụng tiêu biểu của Blynk: tay điều khiển Drone, giám sát và ứng dụng trồng cây thông minh qua Arduino. Chi tiết tham khảo tại: http://www.blvnk■cc/ Luan van ThingSpeak ThingSpeak là một mã nguồn mở cho các ứng dụng của “Internet o f Things”. Mã nguồn này hỗ trợ các API 1ưu trữ, lấy dữ liệu từ các thiết bị, sản phẩm sử dụng HTTP qua Internet hoặc thông qua một Local Area Network.
Như một HUB đợi các thông tin cảm biến từ thiết bị và có nhiệm vụ lưu trữ và xử lý dữ liệu, với ThingSpeak, bạn có thể tạo ra các ứng dụng phân tích dữ liệu, lưu trữ dữ liệu, quản lý dữ liệu một cách đơn giản. ThinkSpeak được phát triển bởi ioBridge và được opensource trên GĨTHUB https://github.com/iobridge/thingspeak Luan van Kết hợp 3 nền tảng trên để xây dụng nhanh một sản phẩm IoT Xây dựng ứng dụng theo dõi nhiệt độ, độ ẩm, nước mưa, ánh sáng sừ dụng cảm biến DHT11 , HC SR-04, Light Sensor & Rain Sensor Mô hình sản phẩm I.In tern et of things là gì? Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là Mạng lưới thiết bị kết nối Internet viết tắt là IoT (tiếng Anh: Internet o f Things) là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính. IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và Internet. Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó.
Luan van Hay hiểu một cách đơn giản IOT là tất cả các thiết bị có thể kết nối với nhau. Việc kết nối thì có thể thực hiện qua Wi-Fi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại. Các thiết bị có thể là điện thoại thông minh, máy pha cafe, máy giặt, tai nghe, bóng đèn, và nhiều thiết bị khác. Cisco, nhà cung cấp giải pháp và thiết bị mạng hàng đầu hiện nay dự báo: Đến năm 2020, sẽ có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối vào Internet, thậm chí con số này còn gia tăng nhiều hơn nữa.
IoT sẽ là mạng khổng lồ kết nối tất cả mọi thứ, bao gồm cả con người và sẽ tồn tại các mối quan hệ giữa người và người, người và thiết bị, thiết bị và thiết bị. Một mạng lưới IoT có thể chứa đến 50 đến 100 nghìn tỉ đối tượng được kết nối và mạng lưới này có thể theo dõi sự di chuyển của từng đối tượng. Một con người sống trong thành thị có thể bị bao bọc xung quanh bởi 1000 đến 5000 đối tượng có khả năng theo dối.