BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH QUẢN LÝ GIÁM SÁT NUÔI TRỒNG THỦY HẢI SẢN QUA INTERNET GVHD : ThS.NGUYỄN ĐÌNH PHÚ SVTH : NGUYỄN ANH GIA BẢO MSSV : 13141455 SVTH : HUỲNH HOÀI TÂM MSSV : 13141615 Lớp : 13141CLDT1-13141CLDT2 Khoá : 2013-2017 SKL 0 0 5 0 2 3 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2017 do an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ----***---- Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 7 năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: NGUYỄN ẢNH GIA BẢO MSSV: 13141455 HUỲNH HOÀI TÂM MSSV: 13141615 Ngành: ĐIỆN TỬ TRUYỂN THÔNG Chuyên ngành: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Lớp:13141CLDT1-13141CLDT2 Giảng viên hƣớng dẫn: ThS.NGUYỄN ĐÌNH PHÚ 1. Tên đề tài: THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH QUẢN LÝ GIÁM SÁT NUÔI TRỒNG THỦY HẢI SẢN QUA INTERNET.
Các số liệu ban đầu: 3. Nội dung thực hiện đề tài: - Nghiên cứu về ngôn ngữ lập trình của STM32F103VET6. - Giao tiếp với màn hình 7” cảm ứng điện dung. - Thiết kế và lập trình thu thập dữ liệu từ các cảm biến.
- Thiết kế và lập trình giao tiếp module ESP8266 để nhập và gửi dữ liệu. - Thiết kế và lập trình web để có thể quản lý theo dõi thông tin dữ liệu. - Thi công mô hình thiết bị và cân chỉnh. Sản phẩm: Mô hình.
TRƢỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN i do an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên:. Họ và tên Sinh viên:. Họ và tên Giáo viên hƣớng dẫn:. Về nội dung đề tài & khối lƣợng thực hiện:.
Đề nghị cho bảo vệ hay không?. Đánh giá loại:. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Giáo viên hƣớng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii do an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên:. Họ và tên Sinh viên:.
Họ và tên Giáo viên phản biện:. Về nội dung đề tài & khối lƣợng thực hiện:. Đề nghị cho bảo vệ hay không?. Đánh giá loại:.
Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên iii do an LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn chân thành đến quý thầy cô khoa Điện tử– truyền thông đã giảng dạy em trong suốt bốn năm học và tạo điều kiện thuận lợi để nhóm em thực hiện đề tài. Cảm ơn gia đình, cha mẹ đã là nguồn động viên to lớn về vật chất và tinh thần trong suốt thời gian học hành, để em có đƣợc tƣơng lai, theo đuổi ƣớc mơ và sự nghiệp. Đặc biệt cảm ơn thầy Nguyễn Đình Phú đã tạo điều kiện và hƣớng dẫn em cách học tập cũng nhƣ nghiên cứu để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp. Cuối cùng xin chúc gia đình, bạn bè và quý thầy, cô nhiều sức khỏe và thành công trong công việc.
Xin chân thành cảm ơn! Nhóm thực hiện đề tài iv do an TÓM TẮT Ngày nay, dƣới sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đã làm cho cuộc sống con ngƣời ngày càng tốt hơn, tiện nghi hơn, trong đó phải kể đến vai trò của bộ điều khiển và giám sát, chúng đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực trong đời sống cũng nhƣ trong công nghiệp. Đã có nhiều dự án về bộ điều khiển và giám sát. Tuy nhiên, chúng khó đƣợc triển khai do mắc phải một số nhƣợc điểm chính nhƣ chi phí lắp đặt, giao diện điều khiển chƣa thân thiện với ngƣời dùng. Do đó, để khắc phục những nhƣợc điểm trên mà vẫn đảm bảo hạ giá thành sản phẩm nhóm đã quyết định thiết kế, thi công mô hình quản lý và giám sát nuôi trồng thủy sản qua internet, trong đó sử dụng vi xử lý trung tâm là ARM STM32F103VET6, ngoài ra còn có thể quản lý và giám sát các dữ liệu qua intenet và màn hình LCD 7” cảm ứng điện dung.
v do an MỤC LỤC PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN. ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN .iii LỜI CẢM ƠN. v DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ .viii DANH MỤC BẢNG .1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU.2 MỤC ĐÍCH VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI .3 NỘI DUNG THỰC HIỆN .1 VI ĐIỀU KHIỂN .1 Bộ xử lý ARM CORTEX – M3 .2 Vi điều khiển STM32F103 .1 Cấu trúc hệ thống và bộ nhớ .2 Reset And Clock Control .3 GPIO và AFIO .4 Ngắt và các sự kiện.2 MODULE LCD TFT .3 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM DHT11 .2 Nguyên lý hoạt động .4 CẢM BIẾN KHÍ CO MQ2 .5 GIỚI THIỆU VỀ MODULE ESP8266 .2 Thông số kỹ thuật. 27 vi do an 2.3 Chân kết nối của ESP8266 .4 Chức năng của Module ESP8266 .5 Sử dụng Arduino IDE để lập trình cho ESP8266 .6 TÌM HIỂU VỀ PHP .1 Giới thiệu về PHP.
44 THIẾT KẾ HỆ THỐNG .1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG .1 Sơ đồ khối hệ thống .2 Khối hiển thị .3 Khối cảm biến .2 LƢU ĐỒ GIẢI THUẬT CHƢƠNG TRÌ NH .1 KẾT QUẢ ĐA ̣T ĐƢỢC PHẦN LÝ THUYẾT.2 KẾT QUẢ ĐA ̣T ĐƢỢC PHẦN THƢ̣C HÀ NH.1 Thiết kế mạch in .2 Thi công mạch thực tế .3 Giao diện giao tiếp ngƣời dùng. 58 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN .2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN. 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 68 vii do an DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Hình 2.1: Cấu trúc vi điều khiển Cortex - M3.
2: Cấu trúc hệ thống.4: Bộ nguồn xung bên ngoài.5: Sơ đồ khối của TIMER. 6: Chế độ Capture/Compare kênh 1.7: Dạng sóng Edge-alibned PWM.9: Phƣơng thức truyền I2C.11: Bộ ADC STM32 .12: Màn hình LCD TFT.13: Cảm biến độ ẩm DHT11 .14: Sơ đồ kết nối vi xử lý.15: Quá trình truyền tín hiệu.18: Hình dáng của cảm biến MQ-2.19: Sơ đồ chân cảm biến MQ-2.20: Sơ mạch điện của MQ-2.23:Chọn board ESP8266 .24: Nạp chƣơng trình xuống ESP 8266. 25: Thông báo upload thành công.26: Thông báo đã kết nối thành công.27: Cách thức hoạt động của PHP.1: Sơ đồ khối của hệ thống.2: Sơ đồ kết nối chân GLCD với vi điều khiển.3: Sơ đồ kết nối của cảm biến DHT11 và MQ2 với vi điều khiển.4: Khối nguồn cung cấp cho vi điều khiển và ESP8266.5: Sơ đồ kết nối chân Buzzer với vi điều khiển.6: Sơ đồ kết nối ESP8266 với vi điều khiển.7: Sơ đồ kết nối với vi điều khiển.8: Lƣu đồ chƣơng trình chính.9: Lƣu đồ hiện thị tab Food.10: Lƣu đồ hiện thị tab Medicine. 53 viii do an Hình 3.11: Lƣu đồ hiển thị tab Info.1: Lớp Top PCB mạch điều khiển.2: Lớp Bottom PCB mạch điều khiển.3: Mạch điều khiển thực tế (mặt trên).4: Mạch điều khiển thực tế (mặt dƣới).5: Giao diện điều khiển chính.6: Giao diện hiển thị tab Food.7: Giao diện tab Medicine.8: Giao diện tab Info.9: Giao diện hiển thi và giám sát qua web.
63 ix do an DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Cấu hình GPIO .2: Một số hàm cơ bản MySQLi. 40 x do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣơng 1 TỔNG QUAN Chƣơng 1: Tổng quan 1 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU Cùng với sự phát triển của công nghiệp hóa hiện đại hóa, nông nghiệp cũng đang phát triển không ngừng bằng việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất, tự động hóa quá trình sản xuất nhằm nâng cao chất lƣợng sản phẩm nông nghiệp, hạ giá thành sản phẩm, giảm công lao động, tiết kiệm năng lƣợng. Việc áp dụng tiến bộ khoa học vào sản xuất nông nghiêp là hƣớng đi tất yếu, đúng đắn để xây dựng một nên nông nghiệp hiện đại.2 MỤC ĐÍCH VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Ngày nay, do nhu cầu quản lý và giám sát của con ngƣời ngày càng cao trong việc nuôi trồng thủy hải sản. Để đảm bảo việc điều khiển quản lý từ xa nên nhóm em quyết định thực hiện đề tài “THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH QUẢN LÝ GIÁM SÁT NUÔI TRỒNG THỦY HẢI SẢN QUA INTERNET”.
Ngƣời dùng có thể điều khiển nhập dữ liệu và gửi lên web để cho tiện việc quản lý. Trong đó sử dụng vi xử lý trung tâm là STM32F103VET6, ngoài ra còn có các cảm biến thu thập dữ liệu và giao tiếp với ngƣời dùng qua màn hình LCD 7” cảm ứng điện dung để nhập dữ liêu.3 NỘI DUNG THỰC HIỆN - Tìm hiểu hoạt động của các bộ điều khiển thông minh trên thị trƣờng. - Nghiên cứu đƣa ra các giải pháp hoạt động của mạch, thiết kế các khối. - Thiết kế và thi công mạch điều khiển giao tiếp giữa vi xử lý ARM STM32 với màn hình GLCD.
- Lắp các cảm biến (cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, khí gas). - Giao tiếp với màn hình 7” cảm ứng điện dung. - Thiết kế giao diện điều khiển qua Internet. - Thiết kế và lập trình thu thập dữ liệu từ các cảm biến.
- Thiết kế và lập trình giao tiếp module ESP8266 để nhập và gửi dữ liệu. - Thiết kế và lập trình web để có thể quản lý theo dõi thông tin dữ liệu. - Chỉnh sửa các lỗi điều khiển, lỗi lập trình của các thiết bị. - Thi công mô hình và cân chỉnh.
- Báo cáo đề tài tốt nghiệp. Chƣơng 1: Tổng quan 2 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết 3 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.1 VI ĐIỀU KHIỂN 2.1 Bộ xử lý ARM CORTEX – M3 Cấu trúc ARM (viết tắt từ tên gốc là Acorn RISC Machine) là một loại cấu trúc vi xử lý 32 bit kiểu RISC (viết tắt của Reduced Intruction Set Computer - Máy tính với tập lệnh đơn giản hóa) đƣợc sử dụng rộng rãi trong các thiết kế nhúng. Do có đặc điểm tiết kiệm năng lƣợng, các bộ CPU ARM chiếm ƣu thế trong các sản phẩm điện tử di động, mà với các sản phẩm này việc tiêu tán công suất thấp là một mục tiêu thiết kế quan trọng hàng đầu. Dòng ARM Cortex bao gồm ba cấu hình khác nhau: cấu hình A cho các ứng dụng tinh vi, yêu cầu cao chạy trên các hệ điều hành mở và phức tạp nhƣ Linux, Android đƣợc phát triển từ ARM 11.
Cấu hình R dành cho các hệ thống thời gian thực,. phát triển từ ARM 9. Cấu hình M đƣợc tối ƣu cho các ứng dụng vi điều khiển, cần tiết kiệm chi phí.