đồ án tốt nghiệp nghiên cứu thiết kế mô hình tự động trong trồng trọt dùng plc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÔ HÌNH TỰ ĐỘNG TRONG
TRỒNG TRỌT

Ngành: ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Hoàng Quốc Việt
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Kỳ Trâm
MSSV: 1611020261 Lớp:16DDCA2
Sinh viên thực hiện: Võ Xuân Phong
MSSV: 1611020117 Lớp:16DDCA2
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Trung
MSSV: 1611020292 Lớp:16DDCA2

TP. Hồ Chí Minh, 2020



LỜI CAM ĐOAN
Sau hơn 3 tháng làm việc cuối cùng chúng em cũng hoàn thành xong đề
tài được giao, 3 tháng là một khoảng thời gian cũng không dài vì trong lúc
thực hiện đề tài cũng gặp nhiều vấn đề khó khăn, khó khăn về tìm vật liệu
linh kiện để làm đồ án, khó khăn về thời gian vì mỗi người có những phát
sinh trong cuộc sống nên cũng không dành hết trọn thời gian để làm. Hơn
nữa chúng em cũng đang đi làm nên thời gian càng quan trọng và cấp thiết
hơn bao giờ hết. Tuy nhiên với sự nỗ lực của cả 3 cùng với sự hướng dẫn
tận tình của Thầy Th.S. Nguyễn Hoàng Quốc Việt đã giúp chúng em hoàn

thành đề tài này.
Mặc dù khó khăn là vậy nhưng em xin cam đoan rằng tất cả những gì em
làm trong đề tài là hoàn toàn chính bản thân chúng em làm chứ không thuê,
mướn bất cứ ai khác làm thay hộ. Vì tụi em biết sự quan trọng của đồ án này.
Đây không đơn thuần là đồ án tốt nghiệp mà qua đó giúp chúng em có thêm
cái nhìn về thực tế, về kinh nghiệm và kiến thức học được trong cả quá trình
làm đề tài.
Chúng em xin cam đoan sẽ chịu hoàn toàn trách nhiệm về đồ án tốt
nghiệp này.
Em xin cảm ơn !
TP. HCM, ngày 1 tháng 8 năm 2020.
Chữ ký sinh viên thực hiện :


LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu, tìm tòi, tính toán dưới sự chỉ dẫn tận tình
của Thầy ThS. Nguyễn Hoàng Quốc Việt chúng em đã hoàn thành đề tài
"Nghiên cứu thiết kế mô hình tự động trong trồng trọt"
Trong quá trình thực hiện, em đã học hỏi được rất nhiều điều lý thú và bổ
ích: Giúp em có khả năng tìm tòi, sáng tạo, tự lập phương pháp tìm kiếm tài
liệu từ các nguồn khác nhau.
Qua việc thực hiện đề tài này, chúng em đã có thêm nhiều kinh nghiệm
cho các lần sau. Đặc biệt là phương pháp trình bày ý tưởng của chính mình.
Thời gian thực hiện đề tài cũng không đủ nhiều cũng như kiến thức còn
hạn hẹp vì thế cho nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu xót. Mong các
thầy cô tiếp tục giúp đỡ để em hoàn thiện kỹ năng của bản thân. Từ đó áp
dụng vào các đề tài sau này.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn Thầy đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ
để chúng em hoàn thành đề tài này.

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................2
1.1. Giới thiệu về đề tài nghiên cứu.............................................................. 2
1.1.1. Tính cấp thiết của đề tài...................................................................... 2
1.1.2 Tính hình nghiên cứu............................................................................3
1.1.3 Mục đích nghiên cứu............................................................................6
1.1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu......................................................................... 7
1.1.5 Phương pháp nghiên cứu......................................................................8
1.2. Các kết quả đạt được sau khi nghiên cứu...............................................9
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CƠ KHÍ CỦA MÔ HÌNH............................. 11
2.1. Tổng quan.............................................................................................11
2.1.1. Giới thiệu về mô hình nhà kính......................................................... 11
2.1.2. Cơ sở lựa chọn vật liệu và cấu tạo nhà kính......................................11
2.2. Thiết kế mô hình...................................................................................11
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH..................15
3.1 Các thiết bị điều khiển sử dụng trong đề tài..........................................15
3.1.1 Khối điều khiển trung tâm..................................................................15
3.1.2 Bộ nguồn............................................................................................19
3.1.3 CB bảo vệ...........................................................................................20
3.1.4 Thiết bị đóng ngắt điện tử ( contactor )..............................................22
3.1.5 Relay...................................................................................................24
3.1.6 Cảm biến.............................................................................................25
3.1.7 Hệ thống bơm tưới..............................................................................30
3.1.8 Hệ thống quạt thông gió.....................................................................31
3.1.9 Mô tơ kéo hệ thống rèm..................................................................... 32
3.1.10 Hệ thống sưởi...................................................................................33
3.2 Giải thuật điều khiển mô hình..............................................................34
CHƯƠNG 4: CHƯƠNG TRÌNH PLC VÀ GIAO DIỆN HMI ĐIỀU
KHIỂN MÔ HÌNH.................................................................................... 36

i


4.1 Tổng quan .............................................................................................36
4.1.1 Giới thiệu về PLC Mitsubishi FX3U-24MT......................................36
4.1.2 Cấu trúc hoạt động của PLC Mitsubishi............................................45
4.2 Giới thiệu về phần mềm GX Works2....................................................46
4.2.1 Giới thiệu............................................................................................46
4.2.2 Cách tạo một project...........................................................................48
4.2.3 Tạo một chương trình Ladder.............................................................57
4.2.4 Đọc, viết dữ liệu đến từ khối CPU điều khiển khả trình....................58
4.2.5 Chuẩn đoán lỗi CPU điều khiển khả trình..........................................62
4.2.6 Chỉnh sửa một chương trình Ladder...................................................65
4.3 Phần mềm viết giao diện HMI EB8000 project manager......................71
4.3.1 Khái niệm...........................................................................................72
4.3.2 Cách tạo một project EB8000 project manager..................................72
4.4 Giám sát hệ thống và điều khiển qua Internet bằng iNut......................78
4.4.1 Giới thiệu về iNut PLC.......................................................................78
CHƯƠNG 5:THI CÔNG VÀ THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH.................87
5.1 Thi công mô hình..................................................................................87
5.1.1Hệ thống bơm tưới...............................................................................87
5.1.2Hệ thống đường ống dẫn và vòi phun tưới..........................................88
5.1.3Hệ thống quạt thông gió......................................................................88
5.1.4Hệ thống rèm che.................................................................................90
5.1.5Hệ thống sưởi......................................................................................91
5.1.6Mạch điện điều khiển mô hình............................................................92
5.2 Thực nghiệm mô hình...........................................................................94
5.3 Kết luận.................................................................................................97
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỊNH
HƯỚNG

PHÁT
TRIỂN
ĐỀ
TÀI............................................................................. 98
6.1. Kết luận................................................................................................98
6.2. Những vấn đề đạt được........................................................................98
ii


6.3. Những vấn đề còn hạn chế...................................................................98
6.4. Hướng phát triển...................................................................................99

iii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
1. CB

Circuit Breaker : Thiết bị đóng ngắt dòng điện

2. PLC

Programmable Logic Controller: Bộ điều khiển có khả
năng lập trình đựơc

3. CPU

Central Processing Unit: Bộ xử lý trung tâm

4. HMI

Human Machine Interface: Giao diện người và máy

iv


DANH MỤC BẢNG TRA
Bảng 4.1 Bảng tóm tắt lỗi CPU thường gặp................................................63
Bảng 4.2 Vị trí thanh ghi iNut.....................................................................84

5


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Mô hình nhà kính trồng cà rốt sạch ở Đà Lạt.............................6
Hình 1.2: Mô hình nhà kính trồng hoa có hệ thống thông gió ở Đà Lạt.....7
Hình 1.3 Phương pháp mô hình hoá, nguồn internet..................................8
Hình 1.4 Mô hình nhà kính thông minh, nguồn internet..........................10
Hình 2.1 Hình chiếu nhìn từ trên xuống của mô hình..............................12
Hình 2.2 Hình chiếu cạnh của mô hình....................................................13
Hình 2.3 Mô hình không gian của đề tài...................................................14
Hình 3.1 PLC Mitsubishi FX3U-24MT thực tế........................................15
Hình 3.2 Sơ đồ kết nối của bộ lập trình PLC FX3U 24MT.....................17
Hình 3.3 Bộ truyền thông iNut - PLC Modbus RTU RS-485 ..................18
Hình 3.4 Bộ nguồn KEYENCE MS2 H75...............................................19
Hình 3.5 CB chống dòng rò NF30-CS 2P 10A. .......................................21
Hình 3.6 Contactor PAK-20J31................................................................22
Hình 3.7 Relay nhiệt.................................................................................23
Hình 3.8 Relay Samwon R4T-YC............................................................24
Hình 3.9 Cảm biến đo độ ẩm không khí VELT-W-TH-14........................26

Hình 3.10 Sơ đồ đấu chân của cảm biến đo độ ẩm không khí..................27
Hình 3.11 Cảm biến đo độ ẩm đất MT06011 thông dụng ở Việt Nam.....27
Hình 3.12 Cảm biến đo độ ẩm đất soil moisture sensor trong mô hình....28
Hình 3.13 Cảm biến tiệm cận N04N SN04P SN04Y NPN.......................29
6


Hình 3.14 Hệ thống bơm tưới Panda PDS180E trong mô hình................30
Hình 3.15 Quạt thông gió cho mô hình....................................................31
Hình 3.16 Động cơ ZHENGK kéo hệ thống rèm của mô hình................31
Hình 3.17 Đèn sưởi...................................................................................33
Hình 3.18 Lưu đồ giải thuật điều khiển mô hình......................................34
Hình 4.1: Lưu đồ điều khiển dùng Rơle...................................................37
Hình 4.2 Lưu đồ điều khiển bằng PLC....................................................37
Hình 4.3 Mô hình hệ thống điều khiển PLC.............................................38
Hình 4.4 Hình PLC của hãng OMRON...................................................44
Hình 4.5 Hình PLC của hãng Mitsubishi..................................................44
Hình 4.6 Hình PLC của hãng Siemens.....................................................45
Hình 4.7 Cấu trúc phần cứng của hệ thống PLC FX3U-24MT................45
Hình 4.8 Một project trong GX Works2...................................................50
Hình 4.9 Kết nối của Q06UDHCPU.........................................................51
Hình 4.10 Giao diện phần mềm EB8000 project manager.......................72
Hình 4.11Một giao diện điều khiển hmi bằng EB8000 Project Manager 77
Hình 4.12 Giao diện Inut..........................................................................79
Hình 4.13 Cài đặt thông số truyền thông..................................................83
Hình 4.14 Kết nối PLC Mitsubishi và iNut PLC......................................84
Hình 5.1 Bơm tưới cho mô hình...............................................................87
Hình 5.2 Vòi phun tưới.............................................................................88
7

Hình 5.3 Quạt thông gió cho mô hình......................................................89
Hình 5.4 Hệ thống rèm che.......................................................................90
Hình 5.5 Hệ thống truyền động cho màn che...........................................91
Hình 5.6 Hệ thống đèn sưởi......................................................................92
Hình 5.7 Mạch điện điều khiển mô hình..................................................93
Hình 5.8 Bảng điều khiển ở chế độ bằng tay............................................93
Hình 5.9 Tổng quan mô hình thực tế........................................................94
Hình 5.10 Giao diện màn hình giới thiệu đề tài trên HMI........................96
Hình 5.11 Giao diện màn hình điều khiển trên HMI................................96
Hình 5.12 Giao diện màn hình hiển thị và cài đặt thông số trên HMI......96
Hình 5.13 Giao diện màn hình điều khiển mô hình từ xa qua internet.....97
Hình 6.1 Mô hình nhà kính tương lai......................................................100

8


LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Nhà
nước ta đã và đang khuyến khích việc áp dụng các thành tựu khoa học kỹ
thuật vào trong sản xuất nhằm nâng cao chất lượng cũng như số lượng hàng
hóa, đem lại hiệu quả kinh tế góp phần thúc đẩy sự phát triển của xã hội,nâng
cao chất lượng cuộc sống người dân.
Với những định hướng rõ ràng đó, nhiều thành tựu khoa học đã được áp
dụng vào tất cả các lĩnh vực, các ngành sản xuất. Ngành nông nghiệp cũng
không nằm ngoài xu hướng đó nhất là trong bối cảnh nước ta đã tham gia vào
hiệp định tự do của kinh tế thế giới. Bởi vì lẽ đó nếu không nhanh chóng áp
dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật, không đổi mới phương thức sản xuất và
canh tác truyền thống thì ngành nông nghiệp sẽ tụt hậu so với thế giới và khu
vực.

Trước yêu cầu cấp thiết đó ngành nông nghiệp đã cũng với ngành tự động
hóa đã đưa ra rất nhiều giải pháp trong nông nghiệp và đã được ứng dụng
rộng rãi trên cả nước.
Trong đề tài đồ án tốt nghiệp “ Mô hình nhà kính trồng cây nông nghiệp
công nghệ cao dùng PLC điều khiển” chúng em xin được giới thiệu giải pháp
dùng PLC để điều khiển và giám sát quá trình phát triển sinh trưởng của cây
trồng trong nhà kính nhằm mục đích nâng cao chất lượng sản lượng sản
phẩm, giảm sức người và đưa những thành tựu của ngành tự động hóa vào
phát triển nông nghiệp công nghệ cao.
Đề tài xin được tập trung vào hai hướng chính là: Điều khiển và giám sát.
Điều khiển hệ thống bơm nước phục vụ tưới tiêu, hệ thống quạt thông gió, hệ
thống mái che. Giám sát các thông số cần thiết cho cây trồng trong nhà kính
như: nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí, đất. Qua đó tối ưu hóa những điều
kiện lý tưởng nhất và phòng tránh được những dịch bệnh gây bất lợi cho cây
trồng.
1


CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu về đề tài nghiên cứu
1.1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Thời gian qua, sản xuất nông nghiệp trên cả nước ta chịu rất nhiều khó
khăn, bất lợi do thời tiết, dịch bệnh, suy thoái kinh tế, giá cả hàng nông sản
bấp bênh, chịu sự cạnh tranh của hàng hóa nước ngoài giá rẻ hơn chất lượng
tốt hơn, trong khi giá vật tư đầu vào không ổn định và đang có xu hướng tăng
cao. Ngoài ra với tình hình thực phẩm bẩn, kém chất lượng trên thị trường
như hiện nay người tiêu dùng rất cần những sản phẩm nông nghiệp sạch chất

lượng cao mà không phải chi quá nhiều tiền để sử dụng sản phẩm nhập khẩu
là một nhu cầu bứt thiết, cấp bách. Ở nước ta hiện nay ngành nông nghiệp vẫn
giữ vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế và khi kinh tế nước ta hội
nhập quốc tế cũng đem lại nhiều thuận lợi như thị trường mở rộng, sản phẩm
làm ra được xuất khẩu đi rất nhiều nơi trên thế giới. Nhưng cũng không ít khó
khăn thách thức cho ngành nông nghiệp nước ta.
Do đó việc cấp bách nhất để vực dậy nền nông nghiệp nước ta là tập
trung vào việc nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm. Phát triển nông
nghiệp bền vững nhằm tạo ra những sản phẩm nông nghiệp đạt chuẩn thế
giới.
Vì những lý do trên chúng em quyết định nghiên cứu để tài "phát triển
nông nghiệp công nghệ cao" cụ thể là "Mô hình trồng cây nông nghiệp trong
nhà kính".
Trong các hệ thống sản xuất, hệ thống điều khiển đóng vai trò điều
phối toàn bộ các hoạt động của máy móc thiết bị. Các hệ thống máy móc và
thiết bị sản xuất thường rất phức tạp, có rất nhiều đại lượng vật lý phải điều
2


khiển để có thể hoạt động đồng bộ hoặc theo một trình tự công nghệ nhất định
nhằm tạo

3


ra một sản phẩm mong muốn. Trước đây, các hệ thống điều khiển logic được
sử dụng là hệ thống logic rơ-le. Nhờ sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật
điện tử, các thiết bị điều khiển logic khả lập trình PLC (Programmable Logic
Controller) đã xuất hiện vào năm 1969 đã dần thay thế các hệ thống điều
khiển rơ-le.

Đồng thời, với sự phát triển chưa từng thấy của khoa học công nghệ,
đã cho ra đời các phần mềm kết hợp với các phần cứng vật lý như PLC tạo ra
các hệ thống hoàn hảo cho sinh hoạt cũng như trong sản xuất.
Chính vì thế mà hiện nay, sự kết hợp giữa PLC và WinCC được nhiều
chuyên gia, kỹ sư thiết kế, kỹ thuật viên, chuyên viên, công nhân bậc cao
tham gia nghiên cứu để ứng dụng vào thực tế.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế cũng như muốn làm quen với việc điều
khiển hệ thống nuôi trồng cây nông nghiệp bằng PLC kết hợp với tạo giao
diện giao tiếp dùng HMI và truyền thông smartphone đồng thời dưới sự
hướng dẫn tận tình của thầy Th.S. Nguyễn Hoàng Quốc Việt, chúng em đã
chọn thực hiện đề tài "Nghiên cứu thiết kế mô hình tự động trong trồng
trọt" cho đề tài tốt nghiệp, nhằm lĩnh hội những tri thức cần thiết và cơ bản
về PLC và thiết kết giao tiếp trên máy tính trong việc tự động hóa hệ thống
nuôi trồng cây nông nghiệp công nghệ cao.
1.1.2 Tính hình nghiên cứu
1.1.2.1 Tình hình phát triển nông nghiệp công nghệ cao của thế giới
Từ những năm giữa thế kỷ XX, các nước phát triển đã quan tâm đến
việc xây dựng các khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao nhằm thúc đẩy
sáng tạo khoa học công nghệ giúp cho kinh tế phát triển. Đầu những năm 80,
tại Hoa Kỳ đã có hơn 100 khu khoa học công nghệ. Ở Anh quốc, đến năm
1988 đã có 38 khu vườn khoa học công nghệ với sự tham gia của hơn 800


doanh nghiệp. Phần Lan đến năm 1996 đã có 9 khu khoa học nông nghiệp
công nghệ cao.


Phần lớn các khu này đều phân bố tại nơi tập trung các trường đại học, viện
nghiên cứu để nhanh chóng ứng dụng những thành tựu khoa học công nghệ
mới và kết hợp với kinh nghiệm kinh doanh của các doanh nghiệp để hình

thành nên một khu khoa học với các chức năng cả nghiên cứu ứng dụng, sản
xuất, tiêu thụ và dịch vụ.
Bên cạnh các nước tiên tiến, nhiều nước và khu vực lãnh thổ ở Châu á
cũng đã chuyển nền nông nghiệp theo hướng số lượng là chủ yếu sang nền
nông nghiệp chất lượng, ứng dụng công nghệ sinh học, công nghệ tự động
hoá, cơ giới hoá, tin học hoá… để tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, an toàn,
hiệu quả.
Công nghệ trồng cây trong nhà kính: nay được gọi là nhà màng do
việc sử dụng mái lớp bằng màng polyethylen thay thế cho kính (green house)
hay nhà lưới (net house). Trên thế giới, công nghệ trồng cây trong nhà kính đã
được hoàn thiện với trình độ cao để canh tác rau và hoa. Ứng với mỗi vùng
miền khác nhau những mẫu nhà kính và hệ thống điều khiển các yếu tố trong
nhà kính cũng có sự thay đổi nhất định cho phù hợp với điều kiện khí hậu của
từng vùng, trong đó hệ thống điều khiển có thể tự động hoặc bán tự động. Tuy
nhiên đối với các vùng thường chịu nhiều tác động của thiên tai như bão lũ,
động đất thì lại cần cân nhắc kỹ giữa lợi ích và chi phí do rủi ro.
1.1.2.2 Tình hình của nước ta
Trong những năm gần đây thực hiện Quyết định 176/QĐ-TTg của Thủ
tướng Chính phủ Về việc phê duyệt Đề án phát triển nông nghiệp ứng dụng
công nghệ cao đến năm 2020, các tỉnh, thành phố trong cả nước đang triển
khai xây dựng các khu nông nghiệp công nghệ cao; các vùng sản xuất nông
nghiệp ứng dụng công nghệ cao và mô hình sản xuất nông nghiệp công nghệ
cao.


Có thể nói Lâm Đồng là một trong những địa phương tiên phong trong
phát triển nông nghiệp công nghệ cao và hiện tại là tỉnh dẫn đầu về mức độ
ứng

dụng công nghệ cao trong sản xuất nông sản hàng hóa. Từ những năm 1990,

Lâm Đồng đã xác định nông nghiệp công nghệ cao là một trong những đột
phá phát triển; nhiều mô hình nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao đã được
hình thành và hoạt động có hiệu quả.
Nhà kính phù hợp với yêu cầu phát triển nông nghiệp bền vững, cho
phép kiểm soát đầy đủ và chặt chẽ thông số của quá trình sản xuất như nhiệt
độ, độ ẩm, ánh sáng, khí oxy, carbonic.., kể cả việc sử dụng tối ưu đất canh
tác để đáp ứng sự sinh trưởng phát triển của cây trồng và kiểm soát được tình
hình sâu bệnh để đạt sản lượng cao nhất.
Hiện nay ở Việt Nam, bà con nông dân và các doanh nghiệp nông
nghiệp cũng đã áp dụng mô hình nhà kính để sản xuất rau sạch và các loại hoa
cao cấp bằng công nghệ cao nhiều nhất là ở Đà Lạt, nơi được xem là vùng
trồng rau hoa trọng điểm của cả nước.
Hiện nay hầu hết các loại nhà kính công nghệ cao ở Việt Nam đều
được nhập công nghệ trực tiếp hoặc mô hình chuyển giao công nghệ từ các
nước có nền nông nghiệp công nghệ cao phát triển như Nhật Bản, Israel…
Hiện nay, trong nước đã có nghiên cứu của các trường, viện về thiết kế mẫu
nhà kính như công trình "Nhà lưới trồng cây công nghệ cao" do Viện Nghiên
cứu Phát triển Công nghệ cao về Kỹ thuật công nghiệp phối hợp với Viện
Khoa học Sự sống thực hiện; công trình "Nghiên cứu xây dựng mô hình và kỹ
thuật trồng rau năng suất cao cho quần đảo Trường Sa" do Trung tâm nhiệt
đới Việt - Nga và Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam thực


hiện… Bên cạnh đó, một số công ty trong nước cũng chủ động sản xuất được
loại nhà kính áp dụng kỹ thuật, công nghệ nhà kính của nhiều nước phát triển
trên thế giới, kết hợp những ưu điểm của các mô hình nhà kính đang ứng dụng
tại Việt Nam, đồng thời khắc phục những nhược điểm của các nhà kính đã
được bà con

nông dân và các doanh nghiệp triển khai ở trong những năm qua.
Ngoài ra, với sự phát triển một cách nhanh chóng của ngành điện tử
cũng như nhiều ngành khác thì ý tưởng về nhà vườn thông minh không còn
vướng bởi rào cản công nghệ. Việc điều khiển nhà vườn thông minh thông
qua smartphone hoặc máy tính tạo nên bước ngoặc lớn trong việc điều khiển
tự động, không dây một cách linh hoạt, có thể nói sự phát triển không ngừng
của những chiếc smartphone đã làm cho công nghệ có thêm bước tiến, việc
điều khiển dễ dàng hơn.

Hình 1.1: Mô hình nhà kính trồng cà rốt sạch ở Đà Lạt.

1.1.2.3 Mục đích nghiên cứu
Để chế tạo được một sản phẩm nhà kính công nghệ cao phục vụ cho
nền nông nghiệp Việt Nam mà không phải đi nhập khẩu công nghệ của nước


ngoài là nổi trăn trở của biết bao nhiêu nhà khoa học, kỹ sư cả trong và ngoài
nước…
Vấn đề chính để có thể phát triển các mô hình nhà kính ở nước ta là hạ
giá thành đầu tư và cải tiến các đặt tính kỹ thuật phù hợp với yêu cầu canh tác
và điều kiện khí hậu ở Việt Nam.
Vì vậy qua đề tài tốt nghiệp này chúng em muốn góp một phần nhỏ
công sức để làm phong phú thêm các phương pháp, một cách làm khác nhằm
góp phần vào sự phát triển chung của nghành nông nghiệp công nghệ cao.

Hình 1.2: Mô hình nhà kính trồng hoa có hệ thống thông gió ở Đà Lạt.

1.1.3

Nhiệm vụ nghiên cứu

Dùng PLC Mitsubishi thông qua các cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, ánh

áng để thiết lập một mô hình nhà kính có thể điều khiển tự động, giám sát từ
xa.


Nhằm mục đích đem lại một môi trường sinh trưởng tốt nhất cho cây
trồng. Nghiên cứu các ứng dụng của PLC Mitsubishi vào điều khiển chu trình
chăm sóc nuôi trồng cây nông nghiệp.


Thiết kế giao diện người dùng trên HMI và trên smartphone cho hệ
thống giám sát nuôi trồng chăm sóc cây nông nghiệp đồng thời tìm hiểu giao
thức kết nối giữa HMI và PLC và truyền thông qua smart phone.
Dùng PLC Mitsubishi điều khiển hệ thống và HMI làm giao diện giao
tiếp và dùng smartphone để điều khiển từ xa.
1.1.4

Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp mô hình hóa là một phương pháp khoa học để nghiên

cứu các đối tượng, các quá trình … bằng cách xây dựng các mô hình của
chúng (các mô hình này bảo toàn các tính chất cơ bản được trích ra của đối
tượng đang nghiên cứu) và dựa trên mô hình đó để nghiên cứu trở lại đối
tượng thực.
Mô hình: là một hệ thống các yếu tố vật chất hoặc ý niệm (tư duy) để
biểu diễn, phản ánh hoặc tái tạo đối tượng cần nghiên cứu, nó đóng vai trò đại
diện, thay thế đối tượng thực sao cho việc nghiên cứu mô hình cho ta những
thông tin mới tương tự đối tượng thực.

Hình 1.3 Phương pháp mô hình hoá, nguồn internet


Cơ sở logic của phương pháp mô hình hóa là phép loại suy. Phương
pháp mô hình hóa cho phép tiến hành nghiên cứu trên những mô hình (vật
chất) hay khái niệm (tư duy) do người nghiên cứu tạo ra (lớn hơn, bằng hoặc

nhỏ hơn đối tượng thực) để thay thế việc nghiên cứu đối tượng thực. Điều này
thường xảy ra khi người nghiên cứu không thể hoặc rất khó nghiên cứu đối
tượng thực trong điều kiện thực tế.
Phương pháp mô hình hóa xem xét đối tượng nghiên cứu như một hệ
thống (tổng thể), song tách ra từ hệ thống (đối tượng) các mối quan hệ, liên hệ
có tính quy luật có trong thực tế nghiên cứu, phản ánh được các mối quan hệ,
liên hệ đó của các yếu tố cấu thành hệ thống – đó là sự trừu tượng hóa hệ
thống thực.
Dùng phương pháp mô hình hóa giúp người nghiên cứu dự báo, dự
đoán, đánh giá các tác động của các biện pháp điều khiển, quản lý hệ thống.Ví
dụ: sử dụng phương pháp phân tích cấu trúc (đặc biệt là cấu trúc không gian,
các bộ phận hợp thành có bản chất vật lý giống hệt đối tượng gốc) để phản
ánh, suy ra cấu trúc của đối tượng gốc.
Cụ thể ở đây chúng em dùng phương pháp nghiên cứu trên mô hình
nhà kính mini sẽ đề cập cụ thể ở chương 2.
Ngoài ra chúng em còn sử dụng phương pháp thu thập thông tin từ
nhiều nguồn như: tham khảo tài liệu trên mạng, những báo cáo khoa học trong
và ngoài nước để làm cho thông tin nghiên cứu thêm phong phú, khách quan.
1.2.

Các kết quả đạt được sau khi nghiên cứu
Hiểu rõ hơn về việc thiết lập cài đặt thông số trong PLC.
Nắm vững nguyên lý hoạt động của hệ thống kết nối và truyền dữ liệu

giữa PLC và các cổng truyền thông nhằm giám sát hệ thống qua Internet, sóng
điện thoại,…