THIẾT KÉ THIẾT BỊ CẢM BIẾN PHỤC VỤ CHO VIỆC TRÒNG NÁM

TỔNG LIÊN ĐỒN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ THIẾT BỊ CẢM BIẾN PHỤC
VỤ CHO VIỆC TRỒNG NẤM

Người hướng dẫn: PGS.TS TRẦN CƠNG HÙNG
Người thực hiện: TRƯƠNG VĂN THÂN
Lớp

:

10040002

Khố

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2014

:

14


TỔNG LIÊN ĐỒN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ THIẾT BỊ CẢM BIẾN PHỤC
VỤ CHO VIỆC TRỒNG NẤM

Người hướng dẫn: PGS.TS TRẦN CƠNG HÙNG
Người thực hiện: TRƯƠNG VĂN THÂN
Lớp

:

10040002

Khố

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2014

:

14


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn tới Thầy hướng dẫn tốt nghiệp của em,
Thầy Trần Công Hùng, đã tạo điều kiện, động viên và giúp đỡ em trong
quá trình hồn thành kỳ tốt nghiệp này. Trong suốt q trình làm tốt nghiệp,
mặc dù rất bận rộn trong cơng việc nhưng Thầy vẫn dành nhiều thời gian và
tâm huyết trong việc hướng dẫn em. Thầy đã cung cấp cho em nhiều hiểu
biết mới cũng như ý tưởng để hoàn thành kỳ tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn đến quý Thầy Cô Khoa Điện – Điện tử,
trường Đại học Tôn Đức Thắng đã tận tâm truyền đạt những kiến thức kinh

nghiệm quý báu cho em suốt thời gian học tập vừa qua.
Những lời cảm ơn sau cùng em xin dành cho gia đình và bạn bè đã
ln giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện tốt nhất cho em trong suốt q
trình học tập vừa qua.
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014
Sinh Viên
Trương Văn Thân


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH
TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi và được
sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Trần Công Hùng. Các nội dung
nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất
kỳ hình thức nào trước đây. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho
việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn
khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo.
Ngồi ra, trong luận văn cịn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng
như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và
chú thích nguồn gốc.
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tơi xin hồn tồn chịu
trách nhiệm về nội dung luận văn của mình. Trường đại học Tôn Đức
Thắng không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây
ra trong quá trình thực hiện (nếu có).
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014
Tác giả
Thân
Trương Văn Thân

(Trang này dùng để đính kèm Nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp có chữ ký của Giảng viên
hƣớng dẫn)


TRƢỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ
-------------------

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
----------------------

LỊCH TRÌNH LÀM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: ....................................................................................................................
Lớp: ............................................................................MSSV: ...............................................
Tên đề tài: ...............................................................................................................................
..................................................................................................................................................
Tuần / ngày

Nội dung

Xác nhận GVHD

GV HƢỚNG DẪN


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .......................................................................................VII
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ................................................................................ VIII
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT................................................................................ IX

CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ................................................................................1
1.1

ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................1

1.2

MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI: .................................................................................................2

1.3

Ý NGHĨA ĐỀ TÀI: ....................................................................................................2

1.4

PHẠM VI NGHIÊN CỨU: ........................................................................................2

1.5

NỘI DUNG CHÍNH: .................................................................................................4

CHƢƠNG 2. LÝ THUYẾT ..............................................................................................5
2.1

PHẦN CỨNG: ...........................................................................................................5

2.1.1

DHT11 (cảm biến nhiệt độ, độ ẩm): ...................................................................5

2.1.2

Vi điều khiển Tiva C Series Launchpad: .............................................................8

2.1.3

Module Sim900A: ..............................................................................................11

2.1.4

Relay: ................................................................................................................15

2.2

PHẦN MỀM (WEB): ...............................................................................................16

CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG ............................................18
3.1

THIẾT KẾ: ...............................................................................................................18

3.2

SƠ ĐỒ KHỐI: ..........................................................................................................18

3.3

KHỐI CLIENT: .......................................................................................................19

3.3.1

Sơ đồ đi dây cho Client: ....................................................................................21

3.3.2

Code cho Client: ...............................................................................................21

3.4

KHỐI SERVER (WEB): ..........................................................................................30

3.4.1

Quy trình hoạt động của web: ...........................................................................30

3.4.2

Trang chủ: .........................................................................................................32

3.4.3

Thông tin nhà nấm của bạn: .............................................................................33


3.4.4

Mơ hình trồng nấm: ..........................................................................................35

3.4.5

Thiết bị: .............................................................................................................36

3.4.6

Liên hệ:..............................................................................................................37

CHƢƠNG 4. NHẬN XÉT ...............................................................................................38
CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN ...............................................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................40


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1 Sơ đồ chân DHT11……………………………………………………….5
Hình 2.2 Gửi tín hiệu Start…………………………………………………………6
Hình 2.3 Bit 0………………………………………………………………………7
Hình 2.4 Bit 1………………………………………………………………………8
Hình 2.5 Tiva C series TM4C123G………………………………………………..8
Hình 2.6 Sơ đồ khối Tiva C Series LaunchPad…………………………………..11
Hình 2.7 Sơ đồ chân Module Sim900A…………………………………………..12
Hình 2.8 Module 4 Relay…………………………………………………………15
Hình 2.9 Mơ hình hệ thống……………………………………………………….17
Hình 3.1 Mơ hình client-server…………………………………………………...19
Hình 3.2 Mơ hình hoạt động của Client…………………………………………..20
Hình 3.3 Sơ đồ nối dây cho Client………………………………………………..21
Hình 3.4 Sơ đồ hoạt động Web…………………………………………………...31
Hình 3.5 Trang chủ……………………………………………………………….32
Hình 3.6 Thơng tin nhà nấm của bạn…………………………………………….33
Hình 3.7 Khi đăng nhập………………………………………………………….34
Hình 3.8 Mơ hình nhà nấm………………………………………………………35
Hình 3.9 Trang thiết bị…………………………………………………………...36

Hình 3.10 Trang liên hệ………………………………………………………….37


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Chức năng các chân Module Sim900A………………………………13
Bảng 2.2 Username và Password của các nhà mạng thông dụng ở Việt Nam…15


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CSDL

Cơ sở dữ liệu

GSM

Global System for Mobile Communications

GPRS

General Packet Radio Service

HTTP

HyperText Transfer Protocol

MCU

Microprocessor Control Unit

PC

Personal Computer

PHP

Hypertext Preprocessor

PWM

Pulse Width Modulation

RX

Receiver

TCP/IP

Transmission Control Protocol/ Internet Protocol

TX

Transmitter

UART

Universal Asynchronous Receiver- Transmitter

UDP

User Datagram Protocol


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 1/41

CHƢƠNG 1. Giới Thiệu Đề Tài
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Nƣớc ta là nƣớc có tiềm năng lớn về sản xuất nấm ăn và nấm dƣợc liệu do có nguồn
ngun liệu phong phú, nguồn lao động nơng thơn dồi dào, điều kiện thời tiết thuận
lợi cho phát triển nhiều chủng loại nấm quanh năm. Chúng ta đã cơ bản làm chủ
đƣợc công nghệ nhân giống và sản xuất các loại nấm chủ lực, thị trƣờng tiêu thụ
nấm ngày càng rộng mở. Chính vì vậy, ngày 16/04/2006, Thủ tƣớng Chính phủ đã
ban hành Quyết định 439, đƣa nấm ăn, nấm dƣợc liệu vào Danh mục sản phẩm
quốc gia đƣợc ƣu tiên đầu tƣ phát triển.
Thời gian qua đã có nhiều mơ hình sản xuất, kinh doanh có hiệu quả ở quy mơ hộ
gia đình, trang trại, gia trại, hợp tác xã, tổ hợp tác, doanh nghiệp sản xuất, sơ chế,
chế biến,kinh doanh nấm. Sản xuất nấm đang từng bƣớc phát triển theo hƣớng
chun nghiệp, quy mơ hàng hóa, gắn kết đồng bộ các khâu sản xuất, sơ chế, bảo
quản tiêu thụ. Nhờ vậy đã có nhiều mơ hình bền vững, đạt hiệu quả kinh tế cao, tạo
việc làm, tăng thu nhập cho nông dân. Đồng thời, việc phát triển ngành nấm cịn
góp phần bảo vệ mơi trƣờng, nâng cao giá trị gia tăng của sản xuất trồng trọt nhờ sử
dụng các phụ phẩm của trồng trọt.
Tuy nhiên, so với nƣớc sản xuất nấm trong khu vực và trên thế giới thì sản xuất nấm
nƣớc ta cịn gặp nhiều hạn chế trong công nghệ, năng suất, chất lƣợng và sự đa dạng
sản phẩm. Việc sản xuất vẫn còn manh mún, nhỏ lẻ nên chƣa đảm bảo về số lƣợng
và chất lƣợng, chƣa có sự đầu tƣ đúng mực cho sơ chế, chế biến, bảo quản. Do đó,
chất lƣợng sản phẩm chƣa cao, khó có thể cạnh tranh với một số nƣớc.
Chính vì vậy, Bộ Nơng Nghiệp và Phát Triển nơng thơn đang hồn thiện Đề án phát
triển nấm ăn và nấm dƣợc liệu đến năm 2020. Nhằm đáp ứng mục tiêu chung trong

thời gian tới là xậy dựng ngành sản xuất nấm theo hƣớng hàng hóa, tập trung quy
mơ cơng nghiệp; từng bƣớc ứng dụng cộng nghệ cao, có sự gắn kết chặt chẽ từ khâu
nghiên cứu, sản xuất, bảo quản, chế biến đến tiêu thụ, tạo thƣơng hiệu nấm Việt

Thiết Kế Thiết Bị Cảm Biến Phục Vụ Cho Việc Trồng Nấm

SVTH: Trƣơng Văn Thân


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 2/41

Nam trên trƣờng quốc tế, góp phần giải quyết việc làm, chuyển đổi cơ cấu kinh tế
nơng nghiệp, nơng thơn, tạo ra nguồn hàng hóa có giá trị cao, phục vụ nhu cầu trong
nƣớc và xuất khẩu. Phấn đấu đến năm 2015, cả nƣớc sản xuất và tiêu thụ khoảng
400 tấn các loại nấm, xuất khẩu đạt 150-200 triệu USD/năm.
1.2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI:
Để giải quyết thực trạng về chất lƣợng sản phẩm, và cũng nhƣ giám sát để giải
quyết những khó khăn trong việc chăm sóc cây trồng, giảm thiệt hại tối thiểu cho
nơng dân trồng trọt. Vì thế nhiều mơ hình quản lý tự động việc chăm sóc trong nơng
nghiệp ra đời để đáp ứng đƣợc thực trạng khó khăn trong vấn đề ni trồng và tạo
điều kiện thuận lợi cho chất lƣợng sản phẩm tốt hơn, kéo theo lợi nhuận tăng và
giúp cho nông dân đi lên. Trong Đồ Án Tốt Nghiệp lần này, em xin giới thiệu
“Thiết kế thiết bị cảm biến phục vụ cho việc trồng nấm”, đề tài này em xin giới
thiệu cách quản lý việc trồng nấm, giám sát nấm từ lúc trồng đến lúc thu hoạch
nấm, nhằm giúp tăng sản lƣợng và chất lƣợng nấm giúp kinh tế nông dân nông
nghiệp phát triển lên.
1.3 Ý NGHĨA ĐỀ TÀI:
Việc thiết kế thiết bị cảm biến trong trồng nấm, giúp ngƣời nuôi trồng giám sát dễ
dàng và hiệu quả hơn, và phát hiện sớm các nguy cơ ảnh hƣởng đến phát triển của

nấm và chất lƣợng sản phẩm. Mặc khác, với mơ hình này nơng dân ni nấm có thể
mở rộng việc nuôi trồng một cách dễ dàng mà không gặp khó khăn trong việc quản
lý nấm. Nhất là tiết kiệm thời gian và nhân lực chăm sóc nấm, đồng thời tiết kiệm
một hay nhiều khoảng chi phí khác.
1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
Nghiên cứu quá trình trồng nấm của các loại nấm đang đƣợc trồng phổ biến tại Việt
Nam nhƣ nấm Linh Chi, nấm Mèo, nấm Hƣơng. Nhƣng nấm Linh Chi vẫn phù hợp
nhất cho hệ thống.
Quy trình trồng nấm Linh Chi.
Bắt đầu từ meo nấm.
Thiết Kế Thiết Bị Cảm Biến Phục Vụ Cho Việc Trồng Nấm

SVTH: Trƣơng Văn Thân


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 3/41

Sau 20 ngày tơ nấm Linh Chi lan xuống 2/3 bịch và đƣa đến trại trồng. Sau khi vận
chuyển từ xe xuống nhà trồng, khoảng 1 đến 3 ngày sau dùng vòi nƣớc xịt, rửa bụi
bám bên ngồi của phơi nấm, đồng thời để nƣớc lạnh kích thích tơ nấm bên trong.
Có thể rửa bịch bằng cách dùng vòi phun qua cho ƣớt đều 1 lƣợt ( không cần rửa
từng bịch ), bịch rửa xong tốt nhất nên để thêm 1 ngày nữa cho tơ nấm gặp lạnh
bung ra thêm rồi mới mở miệng ( tháo nút bông hoặc giấy bọc ). Khi gỡ nút bông,
nếu tơ đã ăn dính nút bơng sẽ có hiện tƣợng chặt khó gỡ, việc này là bình thƣờng và
khơng ảnh hƣởng đến quá trình phát triển của nấm, nhớ rút hết bơng có trong miệng
bịch, nếu khó gỡ dùng kìm để kéo.
Chăm sóc cho nấm phát triển.
Sau khi mở nút bông không nên để nƣớc tƣới trực tiếp vào miệng bịch, chỉ tƣới
vách và nền cho độ ẩm đạt khoảng 80% là tốt trong giai đoạn này, nhiệt độ tốt nhất

là từ 26 đến 30 độ C, tuy nhiên nấm có thể sống từ 26 đến 36 độ, quá 36 độ nấm
chết. Lƣu ý những ngày nắng nóng nhiều phải tƣới lên mái nhà để hạ nhiệt độ.
Trong 4-5 ngày sau khi tháo nút bơng thì nấm non bắt đầu ra hình thành 1 lớp thịt
nấm màu trắng. Lúc này lƣợng nƣớc tƣới cũng nhƣ số lần tƣới nhiều lên dần sao
cho tai nấm không bị khô hoặc mất màu trắng ( ngả sang vàng hoặc nâu ). Giai đoạn
này các chỉ tiêu tốt nhất cho nấm là độ ẩm tốt nhất 90% trở lên ( nếu phun sƣơng
24/24 mới đạt đƣợc độ ẩm này ), nhiệt độ tốt nhất là 27-28 độ, ánh sáng 600-1200
lux. Có thể phủ lớp bạt, nilon bên ngoài sau khi phun để giữ ẩm, làm sao để đạt
đƣợc độ ẩm càng cao càng tốt, nếu khơng có máy phun sƣơng thì tƣới ƣớt nền và
vach để tạo độ ẩm.
Nhà trồng cần thoáng mát, đừng sáng quá cũng đừng tối quá, ánh sáng đủ đọc sách
là đƣợc, nên che chắn khơng để gió lùa vào vì sẽ làm mất độ ẩm nhà trồng.
Tai nấm dạng nụ sau 7-8 ngày sẽ chuyển sang dạng tán, 30 ngày kể từ lúc xuất hiện
nụ nấm thì nấm sẽ ở dạng tai và bắt đầu phóng thích bào tử ( lớp phấn trên tai nấm,
lớp này rất tốt không để trơi lớp phấn này, khi có phấn khơng đƣợc phun nƣớc trôi
lớp phấn ).

Thiết Kế Thiết Bị Cảm Biến Phục Vụ Cho Việc Trồng Nấm

SVTH: Trƣơng Văn Thân


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 4/41

Tai nấm Linh Chi từ lúc kết nụ đến lúc trƣởng thành kéo dài 70 đến 80 ngày cho
nên sau khi nấm phóng thích bào tử thì đợi 35-40 ngày sau mới thu hoạch. Thời
gian nấm ở dạng nụ ( cọng ) độ ẩm nhà trồng khoảng 80% đến khi tai nấm ở dạng
tai ( tức 7 ngày kể từ ngày ra nụ sẽ ra dạng tai ) cần phải tăng độ ẩm tốt nhất 90%
trở lên. Khi nấm mất viền trắng thì hạn chế tƣới nƣớc để tai nấm dầy lên tích lũy

khối lƣợng, lúc này độ ẩm khoảng 70%.
Khi mất viền trắng và có bào tử thì trong 5 ngày tiếp theo có thể phun sƣơng trên
bịch nấm, sau đó ngừng phun trên bịch mà chỉ tƣới nền để tạo độ ẩm, nếu phun lên
bịch sẽ bị trôi bào tử, bào tử ở trên tai nấm càng nhiều càng tốt.
1.5 NỘI DUNG CHÍNH:
 Lý thuyết:
 Tìm hiểu cách thức trồng nấm trong nhà nấm.
 Tìm hiểu cảm biến ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm.
 Thực hành:
 Thiết kế thiết bị cảm biến (ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm).
 Hiện thực sản phẩm.

Thiết Kế Thiết Bị Cảm Biến Phục Vụ Cho Việc Trồng Nấm

SVTH: Trƣơng Văn Thân


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 5/41

CHƢƠNG 2. Lý Thuyết
2.1 PHẦN CỨNG:
2.1.1 DHT11 (cảm biến nhiệt độ, độ ẩm):
DHT11 là cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nó ra đời sau và đƣợc sử dụng thay thế cho
dòng SHT1x ở những nơi khơng cần độ chính xác cao về nhiệt độ và độ ẩm.
DHT11 có cấu tạo 4 chân. Nó sử dụng giao tiếp số theo chuẩn 1 dây.
Thông số kỹ thuật:
 Đo độ ẩm: 20%-95%.
 Nhiệt độ: 0-50ºC.
 Sai số độ ẩm: ±5%.

 Sai số nhiệt độ: ±2ºC.
Nguyên lý hoạt động:

Hình 2.1 Sơ đồ chân DHT11.
Để giao tiếp với DHT11 theo chuẩn 1 chân vi xử lý thực hiện theo 2 bƣớc sau:
 Gửi tín hiệu muốn đo (start) tới DHT11, sau đó DHT11 xác nhận lại.
 Khi đã giao tiếp đƣợc với DHT11, cảm biến sẽ gửi lại 5byte dữ liệu độ ẩm và
nhiệt độ đo đƣợc.

Thiết Kế Thiết Bị Cảm Biến Phục Vụ Cho Việc Trồng Nấm

SVTH: Trƣơng Văn Thân


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 6/41

Bƣớc 1: gửi tín hiệu start

Hình 2.2 Gửi tín hiệu Start
MCU thiết lập chân Data là output, kéo chân data xuống 0 trong khoảng thời gian
>18ms. Khi đó DHT11 sẽ hiểu MCU muốn đo giá trị nhiệt độ và độ ẩm.
MCU đƣa chân data lên 1, sau đó thiết lập lại chân đầu vào.
Sau khoảng 20-40us, DHT11 sẽ kéo chân data xuống thấp. Nếu >40us mà chân
data không đƣợc kéo thấp nghĩa là không giao tiếp đƣợc với DHT11.
Chân data sẽ ở mức thấp 80us sau đó nó đƣợc DHT11 kéo lên cao trong 80us. Bằng
việc giám sát chân data, MCU có thể biết đƣợc có giao tiếp đƣợc với DHT11
khơng. Nếu tín hiệu đƣợc DHT11 lên cao, khi đó hồn thiện q trình giao tiếp
của MCU với DHT.
Bƣớc 2: đọc giá trị trên DHT11

DHT11 sẽ trả giá trị nhiệt độ và độ ẩm về dạng 5 byte. Trong đó:
 Byte 1: giá trị phần nguyên của độ ẩm.
 Byte 2: giá trị phần thập phân của độ ẩm.
 Byte 3: giá trị phần nguyên của nhiệt độ.
 Byte 4: giá trị phần thập phân của nhiệt độ.
 Byte 5: kiểm tra tổng.
Thiết Kế Thiết Bị Cảm Biến Phục Vụ Cho Việc Trồng Nấm

SVTH: Trƣơng Văn Thân


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 7/41

Nếu Byte 5 = (8bit) (byte1+byte2+byte3+byte4) thì giá trị độ ẩm và nhiệt độ là
chính xác, nếu sai thì kết quả đo khơng có ý nghĩa.
Đọc dữ liệu:
Sau khi giao tiếp đƣợc với DHT11, DHT11 sẽ gửi liên tiếp 40 bit 0 hoặc 1 về MCU,
tƣơng ứng chia thành 5 byte kết quả của nhiệt độ và độ ẩm.
Bit 0:

Hình 2.3 Bit 0

Bit 1:
Sau khi tín hiệu đƣa về 0, ta đợi chân DATA của MCU đƣợc DHT11 kéo lên 1. Nếu
chân là 1 trong khoảng 26-28us thì là 0, cịn nếu tồn tại 70us là 1. Dó đó trong lập
trình ta bắt sƣờn của chân Data, sau đó delay 50us. Nếu giá trị đo đƣợc là 0 thì đọc
bit 0, nếu giá trị đo đƣợc là 1 thì giá trị đo đƣợc là 1. Cứ nhƣ thế ta đọc tiếp.

Thiết Kế Thiết Bị Cảm Biến Phục Vụ Cho Việc Trồng Nấm

SVTH: Trƣơng Văn Thân


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 8/41

Hình 2.4 Bit 1
2.1.2 Vi điều khiển Tiva C Series Launchpad:

Hình 2.5 Tiva C series TM4C123G

Thiết Kế Thiết Bị Cảm Biến Phục Vụ Cho Việc Trồng Nấm

SVTH: Trƣơng Văn Thân


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 9/41

Tiva™ C Series TM4C123G LaunchPad Evaluation Board là nền tảng dành cho
ARM® Cortex™-M4F. Sử dụng chip TM4C123GH6PMI với tính năng hỗ trợ USB
2.0, chế độ ngủ đông, module điều xung (MC PWM).
Tần số hoạt động của chip 80Mhz, 32-bit ARM-Cortex-M4, bộ nhớ 256-KB, 32-KB
SRAM, 2-KB EEPROM. Ngồi ra chip cịn tích hợp 2 bộ ADC 12-bit, 6 bộ timer
64-bit, 6 bộ timer 32-bit.
Một kit LaunchPad gồm hai thành phần, với GND đƣợc phủ chung:
Nửa trên: là phần mạch nạp theo chuẩn spy-bi-wire Jtag, kết hợp với chuyển đổi
giao tiếp UART với máy tính. Trên cùng là đầu USB mini để nối với máy tính, phía
dƣới là hàng Header để nối ra đối tƣợng cần giao tiếp, bao gồm các chân:

TXD, RXD: phục vụ giao tiếp UART với máy tính.
RST, TEST: phục vụ nạp và debug ( sửa lỗi ) theo chuẩn spy-bi-wire Jtag.
VCC: cấp nguồn 3.3V cho đối tƣợng ( thƣờng là nửa dƣới LaunchPad ).
Nửa dƣới: là một mạch phát triển stellaris đơn giản, bao gồm:
Chip xử lý Stellaris số hiệu TM4C1234GH6PM
Nút nhấn 1 nối vào PF4, nút nhấn 2 nối với PF0.
Led RGB đƣợc điều khiển bởi 3 chân PF1(RED), PF2(BLUE), PF3(GREEN).
Hai hàng Header để kết nối hai hàng chân của chip ra ngoài, một hàng Header
nguồn GND-GND-VCC để lấy nguồn 3.3V trên LaunchPad.
Những hàm dùng trong lập trình trên kit tiva ứng dụng cho đề tài này:
 Thiết lập hệ thống.
 Ngõ ra vào ( GPIO )
SysCtlPeripheralEnable ( unsigned long ulPeripheral )
 Mở port ulPeripheral.
GPIOPinTypeGPIOOutput(unsigned long ulPort, unsigned char ucPins )
 Cấu hình cho port ulPort với chân là ucPins là chân output.
GPIOPinTypeGPIOInput(unsigned long ulPort, unsigned char ucPins )
 Cấu hình cho port ulPort với chân là ucPins là chân input.
IntMasterDisable()
Thiết Kế Thiết Bị Cảm Biến Phục Vụ Cho Việc Trồng Nấm

SVTH: Trƣơng Văn Thân


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 10/41

 Đóng chức năng ngắt của các ngắt che đƣợc ( maskable-interrput )
IntMasterEnable()
 Mở chức năng ngắt của các ngắt che đƣợc ( maskable-interrput )

SysCtlDelay( unsigned long ulCount )
 Delay trong khoảng ulCount chu kỳ
GPIOPinRead(unsigned long ulPort, unsigned char ucPins)
 Đọc ngõ vào của port ulPort và chân ucPins.
GPIOPinWrite(unsigned long ulPort, unsigned char

ucPins, unsigned char

ucVal)
 Ghi ngõ vào ra ở port ulPort, chân ucPins, với giá trị là ucVal
UART:
UARTConfigSetExpClk(unsigned long ulBase, unsigned long UARTClk,
unsigned long ulBaud, unsigned long ulConfig)
 Cấu hình Uart : loại uart ulbase, tốc độ UARTClk, tốc độ baud ulbaud, cấu hình
bit stop + số ký tự ulConfig
GPIOPinTypeUART( unsigned long ulPort, unsigned char ucPins)
 Cấu hình port ulPort để dùng cho UART, chân ucPins dùng cho UART.
UARTEnable( unsigned long ulBase )
 Mở chức năng UART cho ulBase
IntEnable( unsigned long ulInterrupt )
 Mở chức năng interrupt cho ulInterrupt
UARTIntEnable ( unsigned long ulBase, unsigned long ulIntFlags)
 Mở chức năng interrupt cho port ulBase và chân ulIntFlags.
UARTCharPut( unsigned long ulBase, unsigned char ucData)
Gửi 1 ký tự qua port ulBase và ký tự đó là ucData.

Thiết Kế Thiết Bị Cảm Biến Phục Vụ Cho Việc Trồng Nấm

SVTH: Trƣơng Văn Thân

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 11/41

Hình 2.6 Sơ đồ khối Tiva C Series LaunchPad
2.1.3 Module Sim900A:
2.1.3.1 Giới thiệu về Module Sim900A:
Sim900A là một module GSM/GPRS cực kỳ nhỏ gọn, đƣợc thiết kế cho thị trƣờng
toàn cầu. Sim900 hoạt động đƣợc ở 4 băng tần EGSM 900MHz, DCS 1800MHz
nhƣ là một loại thiết bị đầu cuối với một Chip xử lý đơn nhân đầy sức mạnh, tăng
cƣờng các tính năng quan trọng dựa trên nền vi xử lý ARM926EJ-S.

Thiết Kế Thiết Bị Cảm Biến Phục Vụ Cho Việc Trồng Nấm

SVTH: Trƣơng Văn Thân


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 12/41

2.1.3.2 Thông số kỹ thuật:
 Điện áp hoạt động: 3.7-4.2V (2000mA).
 Dòng tiêu thụ: 10mA(chờ), 100mA-2000mA(hoạt động).
 Băng tần: 850/ 900/ 1800/ 1900 MHz.
 Dữ liệu: GPRS multi-slot class 10/8GPRS mobile station class B.
 Điều khiển: bằng AT commands.
 Tiết kiệm năng lƣợng: 1.5mA (chế độ ngủ).
 Kích thƣớc: 2.5 x 3.1cm.
 Nhiệt độ hoạt động: -40°C to +85 °C.
2.1.3.3 Sơ đồ chân:

Hình 2.7 Sơ đồ chân Module Sim900A.

Thiết Kế Thiết Bị Cảm Biến Phục Vụ Cho Việc Trồng Nấm

SVTH: Trƣơng Văn Thân


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 13/41

Chân

Mô tả

VCC

3.7 – 4.2V

Microphone

Microphone

Headphone

Headphone

TX

Chân gửi dữ liệu (UART )

RX

Chân nhận dữ liệu (UART )

GND

GND

Bảng 2.1 Chức năng các chân Module Sim900A
2.1.3.4 Các bƣớc cấu hình Module Sim900A khi dùng GPRS:
Bƣớc 1: khởi động Module:
Khởi động Module Sim900 hồn tất ta sẽ nhận đƣợc thơng báo trên terminal nhƣ
sau…
<<+CFUN: 1
<<+CPIN: READY
Bƣớc 2: kiểm tra kết nối:
Sau khi khởi động hoàn tất chúng ta kiểm tra kết nối giữa Sim900 với PC. Từ
terminal trên PC đánh lệnh AT, nếu kết nối thành công Sim900 sẽ trả về OK
>>AT
>>AT
Từ bƣớc này trở đi chúng ta bắt đầu cấu hình GPRS cho Sim900, để hiểu đƣợc tuần
tự các bƣớc các bạn có thể tham khảo thêm tập lệnh AT command về GPRS.
Bƣớc 3: Đăng ký GPRS cho sim:

Thiết Kế Thiết Bị Cảm Biến Phục Vụ Cho Việc Trồng Nấm

SVTH: Trƣơng Văn Thân

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 14/41

Điều quan trọng là các bạn phải xác định sim mình sử dụng đã đăng kí GPRS với
nhà mạng hay chƣa? nếu đã đăng kí thì có thể bỏ qua bƣớc này và thực hiện các
bƣớc tiếp theo.
Lệnh đăng ký GPRS có dạng:
AT+CIPCSGP=1,”APN”,”usename”,”password”
APN, username và password phụ thuộc vào nhà mạng mà các bạn sử dụng, ví dụ
một số mạng di động thơng dụng ở Việt Nam
Tên Mạng

APN

USER

PASSWORD

Mobifone

m-wap

mms

mms

Vinafone

3m-world

mms

mms

Viettel

v-internet

-

-

Vietnam Moble

wap

-

-

Bảng 2.2 Username và Password của các nhà mạng thơng dụng ở Việt Nam
Ví dụ đoạn lệnh đăng kí GPRS trên mạng mobifone nhƣ sau:
>>AT+CIPCSGP=1,”m-wap”,”mms”,”mms”
Bƣớc 4: Ngắt kết nối GPRS:
Để đảm bảo hoạt động ổn định cho Sim900 khi kết nối GPRS chúng ta cần một lệnh
ngắt kết nối ngay từ đầu để đề phòng Sim đã kết nối từ trƣớc. Lệnh ngắt kết nối có
cú pháp nhƣ sau:
AT+CIPSHUT
Nếu thực thi lệnh thành công ta đƣợc trên màng hình terminal nhƣ sau:
>>AT+CIPSHUT

Bƣớc 5: Bắt đầu kết nối với server:
Bắt đầu kết nối với server, từ đây ta có thể xác nhận là việc cấu hình GPRS có thành
cơng hay khơng. Lệnh thực thi có cú pháp nhƣ sau:
AT+CIPSTART=”MODE”,”Domain name/IP address”,”port”
Mode ở đây là giao thức kết nối có thể là TCP hoặc UDP
Domain name/IP address là tên miền của server hoặc IP của server tùy theo cách
kết nối của mỗi ngƣời
Thiết Kế Thiết Bị Cảm Biến Phục Vụ Cho Việc Trồng Nấm

SVTH: Trƣơng Văn Thân