Luận văn tốt nghiệp về phát triển hệ thống IoT cho công nghiệp thông minh

• Tác giả: Phan Ngọc Hiểu
• Người hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Lương Thanh Tùng
• Trường học: Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu
• Chuyên ngành: Điện Tử Công Nghiệp
• Đề tài: Phát Triển Hệ Thống IoT Cho Nông Nghiệp Thông Minh
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Vũng Tàu

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục tiêu, nhiệm vụ và giới hạn đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ INTERNET OF THINGS (IoT)
• 2.1. Internet of things là gì?
• 2.2. Ứng dụng của IoT
• 2.3. IoT trong tương lai
• 3. CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ CÁC LINH KIỆN ĐƯỢC SỬ DỤNG
• 3.1. ESP32 NodeMCU LuaNode32
• 3.2. Các loại Relay và cách xác định trạng thái của nó
• 3.3. Cách sử dụng Relay
• 3.4. Module Relay được sử dụng
• 3.5. Cảm biến DHT11
• 4. CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU VỀ WEBSERVER
• 4.1. Giới thiệu ứng dụng Web
• 4.2. Tổng quan về Web Server
• 4.3. Các giao thức sử dụng trên Web Server
• 4.4. Các Web Server thông dụng
• 5. CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MẠCH VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
• 5.1. Nguyên lý sử dụng các thiết bị và thiết kế
• 5.2. Giao diện web
• 5.3. Sơ đồ xây dựng hệ thống IoT giám sát và điều khiển thiết bị
• Code điều khiển ESP32 NodeMCU LuaNode32
• Code đọc giá trị cảm biến
• Code điều khiển nút nhấn
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
• 6.1. Hướng phát triển đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về Hệ thống IoT cho công nghiệp thông minh

Hệ thống IoT (Internet of Things) đang trở thành một phần không thể thiếu trong công nghiệp 4.0. Sự phát triển của công nghệ thông tin và hệ thống tự động hóa đã tạo ra những cơ hội mới cho việc tối ưu hóa quy trình sản xuất. Hệ thống IoT cho phép kết nối và giám sát các thiết bị từ xa, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu chi phí. Theo một nghiên cứu, việc áp dụng IoT trong sản xuất có thể tăng năng suất lên đến 30%. Các cảm biến IoT đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập dữ liệu lớn, từ đó giúp phân tích và đưa ra quyết định kịp thời. Hệ thống này không chỉ giúp quản lý sản xuất mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm và dịch vụ.

1.1. Tầm quan trọng của IoT trong công nghiệp

IoT mang lại nhiều lợi ích cho công nghiệp thông minh. Việc kết nối các thiết bị thông qua hệ thống mạng giúp thu thập và phân tích dữ liệu một cách hiệu quả. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu thời gian và chi phí mà còn nâng cao khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp. Hệ thống IoT cho phép giám sát tình trạng thiết bị, phát hiện sự cố sớm và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Theo báo cáo của McKinsey, việc áp dụng IoT có thể tạo ra giá trị kinh tế lên đến 11.1 triệu USD vào năm 2025.

II. Các thành phần chính của hệ thống IoT

Hệ thống IoT bao gồm nhiều thành phần quan trọng như cảm biến IoT, mạng truyền thông, và hệ thống điều khiển. Cảm biến IoT là thiết bị thu thập dữ liệu từ môi trường, như nhiệt độ, độ ẩm, và ánh sáng. Dữ liệu này được truyền qua mạng thông minh đến các hệ thống phân tích. Hệ thống điều khiển sẽ xử lý dữ liệu và đưa ra các quyết định tự động hoặc thông báo cho người dùng. Việc tích hợp các thành phần này giúp tạo ra một hệ thống thông minh có khả năng tự động hóa quy trình sản xuất và quản lý tài nguyên hiệu quả.

2.1. Cảm biến IoT

Cảm biến là thành phần quan trọng trong hệ thống IoT. Chúng có khả năng thu thập dữ liệu từ môi trường và chuyển đổi thành tín hiệu điện. Các loại cảm biến phổ biến bao gồm cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, và cảm biến nước. Việc sử dụng cảm biến giúp người dùng theo dõi và điều khiển các thiết bị từ xa, nâng cao hiệu quả sản xuất. Theo một nghiên cứu, việc sử dụng cảm biến trong nông nghiệp có thể tăng năng suất lên đến 20%.

III. Ứng dụng của IoT trong công nghiệp

Hệ thống IoT có nhiều ứng dụng trong công nghiệp thông minh. Một trong những ứng dụng nổi bật là trong lĩnh vực quản lý sản xuất. IoT giúp giám sát quy trình sản xuất, từ đó phát hiện và khắc phục sự cố kịp thời. Ngoài ra, IoT còn được sử dụng trong quản lý chuỗi cung ứng, giúp theo dõi hàng hóa và tối ưu hóa quy trình vận chuyển. Theo một báo cáo của Gartner, 75% doanh nghiệp sẽ áp dụng IoT trong các hoạt động sản xuất vào năm 2025.

3.1. Quản lý sản xuất

Việc áp dụng IoT trong quản lý sản xuất giúp doanh nghiệp theo dõi tình trạng thiết bị và quy trình sản xuất một cách hiệu quả. Hệ thống IoT có khả năng phát hiện sự cố và thông báo cho người quản lý ngay lập tức. Điều này giúp giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và tăng năng suất. Theo một nghiên cứu, việc áp dụng IoT trong quản lý sản xuất có thể giảm chi phí vận hành lên đến 30%.

IV. Kết luận và hướng phát triển

Hệ thống IoT cho công nghiệp thông minh đang mở ra nhiều cơ hội mới cho doanh nghiệp. Việc áp dụng IoT không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm và dịch vụ. Trong tương lai, IoT sẽ tiếp tục phát triển và trở thành một phần không thể thiếu trong công nghiệp 4.0. Doanh nghiệp cần đầu tư vào công nghệ IoT để không bị tụt lại phía sau trong cuộc cách mạng công nghiệp này.

4.1. Hướng phát triển của IoT

Trong tương lai, IoT sẽ tiếp tục phát triển với sự xuất hiện của các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và máy học. Những công nghệ này sẽ giúp hệ thống IoT trở nên thông minh hơn, tự động hóa nhiều quy trình hơn. Doanh nghiệp cần chuẩn bị cho sự chuyển mình này bằng cách đầu tư vào nghiên cứu và phát triển công nghệ IoT. Theo dự báo, thị trường IoT sẽ đạt giá trị 1.1 triệu USD vào năm 2026.