Thiết kế và thi công mô hình nhà kính trồng cà chua sử dụng IOTS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH KỸ THUẬT ÐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH NHÀ KÍNH
TRỒNG CÀ CHUA SỬ DỤNG IOTS

GVHD: NGUYỄN THANH HẢI
SVTH : PHẠM HOÀNG VŨ
MSSV: 13141634
SVTH : ÐINH THÀNH LÂM
MSSV: 13141510

SKL 0 0 5 4 2 5

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬTTHÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH NHÀ KÍNH
TRỒNG CÀ CHUA SỬ DỤNG IOTS

SVTH: PHẠM HOÀNG VŨ
MSSV: 13141634

SVTH:ĐINH THÀNH LÂM
MSSV: 13141510
NGÀNH: CNKT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN THANH HẢI

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2019


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

Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2019

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Đinh Thành Lâm
Phạm Hồng Vũ
Ngành: Điện tử cơng nghiệp
Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Thanh Hải
Ngày nhận đề tài:

MSSV: 13141510
MSSV: 13141634
Lớp:
ĐT:
Ngày nộp đề tài:

1. Tên đề tài: Thiết kế thi cơng mơ hình nhà kính
trồng cà chua sử dụng IOTS
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:

3. Nội dung thực hiện đề tài:
4. Sản phẩm:
TRƯỞNG NGÀNH

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

ii


CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
*******

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên: Đinh Thành Lâm
Phạm Hoàng Vũ

MSSV: 13141510
MSSV: 13141634

Ngành: Điện tử công nghiệp
Tên đề tài: Thiết kế và thi cơng mơ hình nhà kính trồng cà chua sử dụng IOTS
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn:PGS.TS. Nguyễn Thanh Hải
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
2. Ưu điểm:

.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
3. Khuyết điểm:
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
.................................................................................................................................................
5. Đánh giá loại:
.................................................................................................................................................
6. Điểm:……………….(Bằng chữ: ....................................................................................... )
.................................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2019
Giáo viên hướng dẫn

iii


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: Đinh Thành LâmMSSV: 13141510
Phạm Hồng Vũ
MSSV: 13141634
Ngành: Điện tử truyền thơng
Tên đề tài: Thiết kế thi cơng mơ hình nhà kính trồng cà chua sử dụng IOTS

Họ và tên Giáo viên phản biện:
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
2. Ưu điểm:
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
3. Khuyết điểm:
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
4. Đề nghị cho bảo vệ hay khơng?
.................................................................................................................................................
5. Đánh giá loại:
.................................................................................................................................................
6. Điểm:……………….(Bằng chữ: ....................................................................................... )
.................................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2019
Giáo viên phản biện

iv


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên xin được gửi tới gia đình là nguồn động viên to lớn về vật chất

và tinh thần, đã luôn bên cạnh hỗ trợ, giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình đại
học.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Thanh Hảiđã luôn theo sát
dạy bảo, hướng dẫn, phân tích để chúng em có thể hoàn thiện được đồ án.
Cảm ơn tất cả các thầy cô trong khoa Điện-Điện tử đã cung cấp những kiến
thức nền tảng và cơ sở trong những năm học đại học. Bên cạnh đó xin gửi lời chúc
sức khoẻ, thành công đến tất cả các bạn cùng lớp đã hỗ trợ bằng nhiều cách khác
nhau trong quá trình thực hiện đồ án.
Xin chân thành cảm ơn!
Nhóm thực hiện đề tài

v


TĨM TẮT
Nơng nghiệp là ngành kinh tế rất lâu đời của người Việt Nam những vẫn
đóng vai trị rất quan trọng trong sự phát triền kinh tế đất nước. Bên cạnh đó sự phát
triển khơng ngừng của khoa học kỹ thuật đã làm tiền đề để nước ta thoát khỏi cảnh
nghèo nàn, lạc hậu bắt kịp xu hướng công nghệ tiên tiến trên thế giới.
Nhà kính theo wikipedia là cơng trình thường có cạnh và mái làm bằng kính
(hoặc vật liệu tương tự)nơi cũngcó khả năng loại bỏ các điều kiện môi trường bất
lợi, cung cấp một môi trường phát triển tối ưu, tạo ra mùa sinh trưởng dài hơn, có
thể trồng được các loại cây trái mùa và các giống khác nhau, bảo vệ được cây trồng
khỏi thời tiết lạnh, mưa đá, hạn hán...gây thiệt hại, loại bỏdịch bệnh, sâu bệnh hại,
tăng tốc độ sinh trưởng nhanh hơn, và năng suất cao hơn, chất lượng tốt hơn. Tất cả
được điều chỉnh và điều khiển hoàn toàn tự động và áp dụng cơng nghệ khoa học kỹ
thuật vào q trình giám sát và sản xuất. Việc áp dụng nhà kính tự động giúp chúng
ta có thể tiết kiệm nhân lực, tăng chính xác trong giám sát và điều khiển mơi
trường.
Qua tóm tắt trên, chúng em quyết định làm đề tài “Thiết kế và thi cơng mơ

hình nhà kính trồng cà chua sử dụng IOTS”. Hệ thống có 2 chế độ là MANUAL
và AUTO. Ở chế độ MANUAL là điều khiển vườn cà chua bằng màn hình cảm ứng
và qua internet. Người dùng có thể điều khiển thiết bị chủ động mà khơng cần phụ
thuộc vào điều kiện mơi trường. Cịn chế độ AUTO, cho phép hệ thống điều khiển
các thiết bị ngoại vi theo các thông số giới hạn được cài đặt trước đó, sao cho phù
hợp với điều kiện sinh trưởng của cây cà chua. Dữ liệu cảm biến, trạng thái hoạt
động của các thiết bị sẽ được gửi lên internet để người sử dụng tiện theo dõi quá
trình sinh trưởng và phát triển của cây cà chua. Thông qua internet người dùng có
thể điều khiển từ xa hệ thống, thực hiện bật tắt các thiết bị ở chế độ MANUAL,
cũng như cài đặt các giá trị môi trường giới hạn trong chế độ AUTO. Nguồn cung
cấp là các tấm Pin năng lượng mặt trời. Để làm được như vậy hệ thống sẽ sử dụng
kit Arduino Mega 2560 làm vi điều khiển trung tâm để điều khiển các module mở
vi


rộng như màn hình cảm ứng, ESP8266 Node MCU, L293D,DHT22, BH1750.
Ngồi ra cịn có một sốt cơ cấu chấp hành như bơm nước, phun sương, quạt, đèn.

vii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. v
TÓM TẮT ....................................................................................................................... vi
MỤC LỤC.....................................................................................................................viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ...................................................................................xiii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ................................................................................. xvi
ANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................ xvii
Chương 1.

TỔNG QUAN ........................................................................................... 18

1.1. TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU ................................ 18
1.2. MỤC ĐÍCH VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI ................................................ 18
1.3. NỘI DUNG THỰC HIỆN .................................................................. 18
Chương 2.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT................................................................................ 20

2.1. MỘT SỐ MƠ HÌNH TRỒNG RAU TRONG NHÀ KÍNH ............... 20
2.1.1. Mơ hình nhà lưới kín .................................................................... 20
2.1.2. Mơ hình nhà lưới hở ..................................................................... 21
2.1.3. Mơ hình trồng rau trong hộ gia đình ............................................ 21
2.2. INTERNET OF THINGS ................................................................... 22
2.3. NHỮNG CHUẨN TRUYỀN DỮ LIỆU ............................................ 23
2.3.1. Chuẩn giao tiếp I2C...................................................................... 23
2.3.2. Chuẩn giao tiếp One-Wire ........................................................... 24
2.3.3. Chuẩn giao tiếp UART................................................................. 24
2.4. TÌM HIỂU VỀ PHP............................................................................ 25
2.4.1. Giới thiệu về PHP......................................................................... 25
2.4.2. PHP cơ bản ................................................................................... 26
2.4.3. PHP MySQL ................................................................................ 27
Chương 3.

TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG .............................................. 28

3.1. GIỚI THIỆU ....................................................................................... 28
3.1.1. Sơ đồ khối và chức năng từng khối.............................................. 28
3.1.2. Mô tả hoạt động của hệ thống ...................................................... 29
viii

3.2. THIẾT KẾ CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG ....................... 29
3.2.1. Khối cảm biến .............................................................................. 29
3.2.2. Khối relay ..................................................................................... 35
3.2.3. Khối cơ cấu chấp hành ................................................................. 36
3.2.4. Khối nguồn ................................................................................... 42
3.2.5. Khối xử lý trung tâm .................................................................... 47
3.2.6. Khối giao tiếp Wifi....................................................................... 50
3.3. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT ..................................................................... 52
3.3.1. Lưu đồ chương trình chính ........................................................... 52
3.3.2. Lưu đồ điều khiển chế độMANU................................................. 54
3.3.3. Lưu đồ điều khiển chế độAUTO .................................................. 56
3.4. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TOÀN MẠCH ............................................... 58
Chương 4.

THI CÔNG HỆ THỐNG .......................................................................... 59

4.1. THI CÔNG PHẦN MỀM ................................................................... 59
4.1.1. Phần mềm WampServer tạo localhost ......................................... 59
4.1.2. Lập trình Web trên Dreamware hoặc Notepad++. ....................... 60
4.1.3. ThingSpeak................................................................................... 64
4.1.4. Phần mềm lập trình cho màn hình HMI UART ........................... 66
4.2. THI CƠNG PHẦN CỨNG................................................................. 71
4.2.1 Khung mơ hình ................................................................................ 71
4.2.2 Thi công mạch giảm áp cấp nguồn .................................................. 72
4.2.3 Thi công kết nối module Relay điều khiển ngõ ra........................... 73
4.2.4 Thi công hệ thống cấp nguồn và nối dây cho bộ điều khiển trung
tâm............................................................................................................. 74
4.2.5 Đóng gói tủ điều khiển..................................................................... 74

Chương 5.

KẾT QUẢ ................................................................................................. 76

5.1. THI CÔNG MẠCH THỰC TẾ .......................................................... 76
5.2. MƠ HÌNH HỒN THIỆN ................................................................. 80
5.3. NHẬN XÉT – ĐÁNHGIÁ ................................................................. 81
Chương 6.

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................................ 82

xi


6.1. KẾT LUẬN ........................................................................................ 82
6.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..................................................................... 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................. 83
PHỤ LỤC ....................................................................................................................... 84

xii


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Mơ hình nhà lưới kín ..................................................................................... 20
Hình 2.2: Mơ hình nhà lưới hở ...................................................................................... 21
Hình 2.3: Mơ hình trồng rau nước sâu ........................................................................... 22
Hình 2.4: Sơ đồ khối một hệ thống IoT cơ bản ............................................................. 23
Hình 2.5: Giao tiếp I2C .................................................................................................. 23
Hình 2.6: Giao tiếp One-Wire ........................................................................................ 24
Hình 2.7: Giao tiếp UART ............................................................................................. 24

Hình 2.8: Cách thức hoạt động của PHP. ...................................................................... 25
Hình 3.1: Sơ đồ khối ...................................................................................................... 28
Hình 3.2 Hình ảnh thực tế cảm biến DHT22 ................................................................. 29
Hình 3.3: Q trình tạo tín hiệu Start ............................................................................. 30
Hình 3.4: Quá trình gửi Bit 0 ......................................................................................... 31
Hình 3.5: Quá trình gửi Bit 1 ......................................................................................... 31
Hình 3.6: Cảm biến độ ẩm đất FC28 ............................................................................. 32
Hình 3.7: Cảm biến ánh sáng BH1750 .......................................................................... 33
Hình 3.8: Cảm biến mưa ................................................................................................ 34
Hình 3.9: Module Relay 8 kênh 5V ............................................................................... 35
Hình 3.10: Cơ cấu tác động của Relay........................................................................... 36
Hình 3.11: Mạch nguyên lý của Relay........................................................................... 36
Hình 3.12: Máy bơm nước HT001674SP ...................................................................... 37
Hình 3.13: Đèn led dây 5V ............................................................................................ 38
Hình 3.14: Quạt tản nhiệt ............................................................................................... 38
Hình 3.15: Servo MG996R ............................................................................................ 39
Hình 3.16: Đèn Halogen HS1HP ................................................................................... 40
Hình 3.17: Module L293D ............................................................................................. 41
Hình 3.18: Động cơ JGB37-520 .................................................................................... 42
Hình 3.19: Pin nặng lương ............................................................................................. 43
Hình 3.20: Acquy 12V-9A ............................................................................................. 44

xiii


Hình 3.21: Bộ điều khiển sạc pin năng lượng mặt trời .................................................. 45
Hình 3.22: Module LM2596 ADJ. ................................................................................. 46
Hình 3.23: Board Arduino MEGA ................................................................................. 47
Hình 3.24: Vi điều khiển ATMEGA 2560 của Arduino MEGA ................................... 48
Hình 3.25: Giao diện Arduino IDE ................................................................................ 50

Hình 3.26: Giao diện vùng lệnh của Arduino IDE ........................................................ 50
Hình 3.27: Ảnh module WiFi ESP - 8266 V1 thực tế ................................................... 51
Hình 3.28: Sơ đồ chân của module WiFi ESP 8266 ...................................................... 51
Hình 3.28: Lưu đồ chọ chế độ hoạt động ....................................................................... 53
Hình 3.29: Lưu đồ giải thuật chế độ MANU ................................................................. 55
Hình 3.30: Lưu đồ giải thuật chế độ AUTO .................................................................. 57
Hình 4.1: Trang tải phần mềm ....................................................................................... 59
Hình 4.2: Cài đặt phần mềm wampsever. ...................................................................... 60
Hình 4.3: Sơ đồ tạo các trang và các thành phần của trang ........................................... 60
Hình 4.4: Đăng nhập tài khoản. ..................................................................................... 62
Hình 4.5: Giao diện quản lí hệ thống nhà kính. ............................................................. 63
Hình 4.6: File Excel ghi dữ liệu đo. ............................................................................... 64
Hình 4.7: Thiết lập cài đặt cho kênh. ............................................................................. 65
Hình 4.8: Biểu đồ hiển thị giá trị đo trên ThingSpeak. .................................................. 66
Hình 4.9: Màn hình khởi động phần mềm lập trình cho màn hình ................................ 66
Hình 4.10 Các thành phần chính của phần mềm............................................................ 67
Hình 4.11 Chọn loại màn hình ....................................................................................... 68
Hình 4.12 Những thành phần chính của màn hình thiết kế............................................ 68
Hình 4.13: Màn hình chính sau khi hồn thành. ............................................................ 69
Hình 4.14: Màn hình điều khiển sau khi đăng nhập bằng mật khẩu. ............................. 69
Hình 4.15 Biên dịch chương trình để nạp vào màn hình HMI ...................................... 70
Hình 4.16 File tft hiện trong thư mục chứa.................................................................... 70
Hình 4.17: Khung nhơm ban đầu ................................................................................... 71
Hình 4.19: Hệ thống giảm áp và cấp nguồn hệ thống. ................................................... 72
Hình 4.20: Hệ thống cấp nguồn và nối dây cho Relay .................................................. 73
Hình 4.21: Hệ thống cấp nguồn và kết nối của bộ điều khiển trung tâm....................... 74
Hình 4.22: Tủ điện hồn thiện ....................................................................................... 75

xiv

Hình 4.23: Tủ điện hồn thiện ....................................................................................... 75
Hình 5.1: Màn hình đăng nhập mật khẩu ....................................................................... 76
Hình 5.2: Đo thơng số với chậu cây và trạng thái các thiết bị ....................................... 77
Hình 5.3: Hiển thị màn hình chọn chế độ hoạt động ..................................................... 77
Hình 5.4: Hiển thị màn hình chế độ Auto ...................................................................... 78
Hình 5.5: Hiển thị màn hình chọn chế độ Manual ......................................................... 78
Hình 5.6: Tủ điện đặt trong mơ hình.............................................................................. 79
Hình 5.7: Mơ hình nhìn từ trên xuống ........................................................................... 80
Hình 5.8: Mơ hình nhìn từ phía trước ............................................................................ 80
Hình 5.9: Mơ hình nhìn từ phía mặt bên ........................................................................ 81

xv


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1: Bảng tính tốn thơng số tiêu thụ dòng điện của hệ thống ............................ 44
Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật Module LM2596 ADJ ...................................................... 46
Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật của Arduino MEGA ......................................................... 48
Bảng 3.4: Thông số kĩ thuật của module ESP-8266 v1 ................................................. 51
Bảng 3.5: Chức năng chân ESP 8266 ........................................................................... 52

xvi


ANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
IoT:
UART:
PHP:
HTML:

HMI:
HTTP:

Internet of Things
Universal Asynchronous Receiver – Transmitter
Hypertext Preprocessor
Hypertext Markup Language
Human Machine Interface
HyperText Transfer Protocol

xvii


Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU
Nước ta là một nước nông nghiệp nhưng quy mô, chất lượng và sản lượng của nước ta
nhiều năm nay vẫn thấp hơn các nước khác. Nguyên nhân chính là cơng nghệ sản xuất cịn
lạc hậu, chủ yếu dựa vào tay chân.
Mơ hình nhà kính đã được nước ta thực hiện từ năm 2001 và tính đến nay đã có hàng
trăm mơ hình được triển khai. Đặc biệt là sự bùng nổ về công nghệ Internet of Things (IoT)
là tiền đề để hồn thiện mơ hình này, làm tăng sự linh hoạt, thích ứng với mọi điều kiện thời
tiết, giảm thiểu tối đa nguồn nhân lực, tăng độ chính xác trong giám sát và điều khiển môi
trường phù hợp nhất với cây trồng.
Trên cơ sở và yêu cầu thực tế, cũng như xu hướng phát triển của công nghệ mà nhóm đã
quyết định thực hiện đề tài “Thiết kế và thi cơng mơ hình nhà kính trồng cà chua sử dụng
IOTS”. Mơ hình sử dụng các loại cảm biến như cảm biến mưa, FC28, DHT22, BH1750 để
thu thập dữ liệu về bộ xử lý trung tâm là board Arduino Mega 2560 sau khi xử lý sẽ hiển thị
trên màn hình cảm ứng HMI UART LCD. Cùng với công nghệ IoT để tạo ra một mơ hình
ni trồng giám sát và điều khiển chặt chẽ mọi lúc mọi nơi.

1.2. MỤC ĐÍCH VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
a. Mục đích
Thiết kế và thi cơng mơ hình trồng cà chua nhà kính. Điều khiển được các thiết bị như
quạt, đèn, máy bơm, động cơ bằng màn hình cảm ứng. Ngồi ra hệ thống cịn có khả năng
giám sát từ xa, hiển thị nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng, và thơng báo có mưa hay không.
Hệ thống sử dụng nguồn pin năng lượng mặt trời và hoạt động ở hai chế độ AUTO và
MANUAL.
b. Hạn chế đề tài
 Chọn cây Cà Chua làm đối tượng nghiên cứu.
 Đồ án dừng ở mức mô hình học tập.
 Thiết kế mơ hình nhà kính có kích thước dài x rộng x cao là 80x50x50cm.
1.3. NỘI DUNG THỰC HIỆN
 Thiết kế sơ đồ khối cho toàn hệ thống.
 Thiết kế và thi công mạch nguồn cho hệ thống.
18


 Viết chương trình đo thơng số của vườn cây: đo độ ẩm của đất dùng cảm biến FC28,
đo nhiệt độ, độ ẩm dùng cảm biến DHT22.
 Thực hiện chạy chương trình đo các cảm biến ngõ vào với board Arduino Mega 2560.
 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.
 Thiết kế giao diện giao tiếp với người dùng qua màn hình cảm ứng.
 Thiết kế mạch công suất ngõ ra.
 Tiến hành tổng hợp kết nối các khối lại vào trong mơ hình.
 Chỉnh sửa các lỗi điều khiển, lỗi lập trình của các thiết bị.
 Thi cơng mơ hình và cân chỉnh.
 Chạy thử và hiệu chỉnh.
 Viết báo cáo.

19


Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. MỘT SỐ MƠ HÌNH TRỒNG RAU TRONG NHÀ KÍNH
Hiện nay mơ hình trồng rau nhà kính phát triển mạnh trên nhiều quốc gia trên thế giới
và cả ở Việt Nam, trong đó có một số mơ hình được đánh giá cao mà ta khơng thể bỏ qua.
2.1.1. Mơ hình nhà lưới kín
Loại nhà lưới được phủ kín hồn tồn bằng lưới cả trên mái cũng như xung quanh, có
cửa ra vào cũng được phủ kín bằng lưới.Thường có kiểu mái bằng hoặc nghiêng sang hai
bên. Khung nhà lưới được làm bằng cột bê tông hoặc bộ khung bằng sắt.
 Ưu điểm:
- Tận dụng được các khung sắt và cột bê tông cho các mùa vụ tiếp theo.
- Tác dụng che chắn và đảm bảo môi trường bên trong nhà lưới là tách biệt và không
chịu ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh.
- Khắc phục được phần nào yếu tố địa lý đối với đặc thù trồng rau.
- Thích hợp với hầu hết loại rau đặc biệt làcác cây có khả năng chống chọi với điều
kiện tự nhiên tương đối yếu.

Hình 2.1: Mơ hình nhà lưới kín
 Nhược điểm:
- Chí phí đầu tư ban đầu lớn.
- Cần khoảng đất rộng gần nguồn nước, môi trường tự nhiên khộng quá khắc nghiệt
với cây trồng.
20


-

Mầm bệnh dễ tồn tại nếu khơng có q trình xen canh cây trồng khác hoặc khoảng

cách giữa các vụ ngắn.
Vật liệu dệt lưới thường khơng có chất lượng q tốt chỉ đáp ứng được việc sử
dụng trong vòng 6-8 tháng.

2.1.2. Mơ hình nhà lưới hở
Mơ hình trồng rau này chỉ được che chắn trên mái hoặc một phần bao xung quanh chủ
yếu để giảm bớt tác hại của mưa gió giúp cho cây trồng được cả vào mùa mưa. Thiết kế rất
đơn giản với kiểu mái bằng hoặc mái nghiên hai bên, khung cũng làm bằng cột bê tông hoặc
khung sắt hàn, bắt ốc vít.

Hình 2.2: Mơ hình nhà lưới hở
 Ưu điểm:
- Mơ hình sử dụng ít chi phí.
- Chống chọi được các điều kiện thời tiết như mưa gió, ngăn cản được các lồi động
vật chăn thả tự do.
 Nhược điểm:
- Khơng thể ngăn chặn các lồi cơn trùng,
- Cũng giống nhà lưới kín khơng có khả năng tự cung cấp nguồn năng lượng, vận
hành, chăm sóc, giám sát vẫn phải sử dụng yếu tố con người là chính, gây khó
khăn cho người khơng có kinh nghiệm về trồng trọt.
2.1.3. Mơ hình trồng rau trong hộ gia đình
Mơ hình trồng rau hộ gia đình, đặc điểm riêng của mỗi nhà, khoảng khơng nên mơ
hình rất đa dạng thiết kế, lắp đặt từ đơn giản đến phức tạp để đáp ứng với nhu cầu của hộ gia
đình. Một số hình thức phổ biến như: trồng trong thùng phuy, trong ống nhựa, thùng xốp.
Quy mô nhỏ, nên chỉ đáp ứng được nhu cầu sử dụng của gia đình, năng suất thường không
21


cao, không sử dụng các thiết bị điện tử và tự động nên trong đề tài này sẽ không xét tới mơ
hình trồng rau này.

Hình 2.3:Mơ hình trồng rau nước sâu

2.2. INTERNET OF THINGS
Internet of Things (IoT) được đưa ra vào năm 1999 bởi Kevin Ashton, ông là một nhà
khoa học đã sáng lập ra Trung tâm Auto-ID ở đại học MIT. IoT là mạng lưới thiết bị kết nối
Internet và cũng 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, cơng 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 ngồi để thực hiện một cơng việc nào đó.
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 thơng minh, máy pha cafe,
máy giặt, tai nghe, bóng đèn, và nhiều thiết bị khác.

22


Hình 2.4:
2. Sơ đồ khối một hệ thống IoT cơ b
bản
 Ứng dụng củaa IoT:
Những ứng dụng đầầu tiên của IoT thường được phát triển vềề việc điểu khiển các thiết
bị qua mạng Internet bao gồồm cả thiết bị công cộng và thiết bị gia đình.
ình.
Trong các tư liệu vềề IoT, người ta thường nhắc đến một chiếcc máy bán nư
nước giải khát
tự động tại trường Đại họcc Carnegie Mellon (Mỹ)

(M vào đầu những
ng năm 1980 như là m
một thiết
bị đầu tiên mở màn cho xu hướng
hư
này, chiếc máy được lập trình đểể có thể kết nối với người
điều khiểnn qua Internet, nhằm
nh
kiểm tra tình trạng của máy và bổ sung nư
nước khi cần thiết mà
không cần sự tiếp xúc kiểm
m tra trực
tr tiếp.
N TRUYỀN
TRUY
DỮ LIỆU
2.3. NHỮNG CHUẨN
Truyền dữ liệuu là cách mà các thiết
thi bị có giao tiếp, trao đổii thơng tin vvới nhau. Có hai
cách để truyền dữ liệuu đó là truyền
truy dữ liệu nối tiếp và truyền dữ liệệu song song, mặc dù chỉ
có hai cách truyền dữ liệuu nhưng lại
l có rất nhiều chuẩn truyền dữ li
liệu, một số chuẩn truyền
dữ liệu phổ biến hiệnn nay đó là One-Wire, UART, I2C.
2.3.1. Chuẩn giao tiếp I2C
I2C là một chuẩnn truyền
truy nối tiếp theo mơ hình chủ-tớ. Mộtt thi
thiết bị chủ có thể điều
khiển được nhiều thiết bị tớ.

t Muốn giao tiếp với thiết bị nào, thiếtt bbị chủ phải gửi đúng địa
chỉ của thiết bị đó rồi mớii được
đư phép ghi và đọc dữ liệu.

Hình 2.5:Giao tiếp I2C
23


Giao tiếp I2C gồm
m 2 dây: Serial Data (SDA) và Serial Clock (SCL). SDA là đư
đường
truyền dữ liệu 2 hướng,
ng, còn SCL là đường truyền xung đồng hồ và ch
chỉ theo một hướng. Khi
một thiết bị ngoại vi kết nốối vào vào đường I2C thì chân SDA sẽ nốii vvới dây SDA, chân SCL
sẽ nối vào dây SCL củaa bus.
2.3.2. Chuẩn giao tiếp
p One-Wire
One
One-Wire là một hệệ thống bus giao tiếp với thiết bị đượcc thi
thiết kế bởi Dallas, chuẩn
này cung cấp cả dữ liệu tốốc độ thấp, truyền tín hiệu, và nguồnn ni qua cùng m
một chân tín
hiệu đơn. One-Wire cũng
ũng tương
t
tự như I2C, nhưng với tốc độ truyềền dữ liệu thấp và khoảng
cách xa hơn, nó thường
ng được
đư sử dụng để giao tiếp với các thiết bị nh

nhỏ giá rẻ như nhiệt kế kĩ
thuật số và công cụ đo thờ
ời tiết. Một mạng lưới của các thiết bị One
One-Wire với một thiết bị
điều khiển chính được gọii là một
m MicroLAN.
Một tính năng đặcc biệt
bi của bus là khả năng chỉ sử dụng
ng hai dây tín hi
hiệu: Data và Gnd.
Để thực hiện điềuu này, các thiết
thi bị One-Wire bao gồm một tụ điệnn 800pF đđể trữ điện, và cung
cấp nguồn trong quá trình đường
đư
Data đang hoạt động.

Hình 2.6:Giao tiếp One-Wire
2.3.3. Chuẩn giao tiếp
p UART
UART là kiểu truyềền thông tin nối tiếp khơng đồng bộ, thườ
ờng là một mạch tích hợp
được sử dụng trong việcc truyền
truy dẫn dữ liệu nối tiếp giữaa máy tính và các thi
thiết bị ngoại vi. Rất
nhiều vi điều khiển hiện nay đã
đ được tích hợp UART, UART thườ
ờng được dùng trong máy
tính cơng nghiệp, truyềnn thông, vi điều
đi khiển, hay một số các thiết bịị truyền tin khác.
Mục đích củaa UART là để

đ truyền tín hiệu qua lại lẫnn nhau (ví ddụ truyền tín hiệu từ
Laptop vào Modem và ngược
ngư lại), truyền từ vi điều khiển tớii vi đi
điều khiển, từ laptop tới vi
điều khiển. Ở kiểu truyềnn này thì có 1 đường phát dữ liệuu và 1 đư
đường nhận dữ liệu cịn tín
hiệu xung clock có cùng tầnn số
s và thường được gọi là tốc độ truyềnn ddữ liệu (baud).

Hình 2.7:Giao tiếp UART

24


2.4. TÌM HIỂU VỀ PHP
2.4.1.

Giới thiệu về PHP
PHP (Hypertext Preprocessor), là một ngơn ngữ lập trình kịch bản được chạy ở phía
server nhằm sinh ra mã html trên client. PHP đã trải qua rất nhiều phiên bản và được tối ưu
hóa cho các ứng dụng web, với cách viết mã rõ ràng, tốc độ nhanh, dễ học nên PHP đã trở
thành một ngơn ngữlập trình webrất phổ biến và được ưa chuộng.
PHP chạy trên môi trường Webserver và lưu trữ dữ liệu thông qua hệ quản trị cơ sở dữ
liệu nên PHP thường đi kèm với Apache, MySQL và hệ điều hành Linux (LAMP).
Apache là một phần mềm web server có nhiệm vụ tiếp nhận request từ trình duyệt
người dùng sau đó chuyển giao cho PHP xử lý và gửi trả lại cho trình duyệt.
MySQL cũng tương tự như các hệ quản trị cơ sở dữ liệu khác (Postgress, Oracle, SQL
server...) đóng vai trị là nơi lưu trữ và truy vấn dữ liệu.
Ngơn ngữ lập trình web bằng PHP có các ưu điểm như sau:
 PHP chạy trên nhiều nền tảng khác nhau: Windows, Linux, MacOS X, Android, ...

 PHP tương thích với hầu như tất cả các máy chủ sử dụng hiện nay: Apache, IIS, ...
 PHP Hỗ trợ rất nhiều cơ sở dữ liệu: MySQL, MS SQL server, Redis, MongoDB,
Oracle, ...
 PHP là mã nguồn mở, download miễn phí.
 PHP có cộng đồng mạnh mẽ, có rất nhiều tài liệu để học.
 PHP dễ tìm hiểu.
 PHP chạy hiệu quả ở phía máy chủ.
Cách hoạt động của PHP: Khi người sử dụng gọi trang PHP, Web Server sẽ gọi PHP
Engine để thông dịch dịch trang PHP và trả kết quả cho người dùng như hình bên dưới.

Hình 2.8: Cách thức hoạt động của PHP.

25


2.4.2.

PHP cơ bản
Cách viết code theo PHP: PHP có rất nhiều cú pháp dùng để mở và đóng dịng code,
tuy nhiên ở đây chỉ giới thiệu cách viết tốt nhất, được dùng rộng rãi nhất đó là bắt đầu bằng
“<?php” và kết thúc bằng “?>”. Cách viết được minh họa như trong ví dụ sau:
//Code được viết tại đây
?>
Comment trong PHP: Comment được sử dụng để chèn dịng chú thích vào source
code, dịng chú thích này sẽ khơng hiển thị trên trình duyệt. Có thể sử dụng comment để giải
thích cho source code hay comment để đánh dấu phần đóng của một đoạn code nào đó, điều
này sẽ dễ dàng trong việc tìm kiếm và chỉnh sửa nội dung sau này. Trong ví dụ trên, ta sử
dụng dấu “//” để thực hiện chú thích một dịng, ngồi ra ta cũng có thể chú thích nhiều dịng
hơn nhờ sử dụng “/*” bắt đầu đoạn chú thích và kết thúc bằng “*/”.

PHP có 2 cách để xuất nội dung ra ngồi trình duyệt đó là: echo và print echo và print
hầu như tương tự nhau, đều là phương pháp dùng để xuất nội dung ra ngồi trình duyệt. Khác
nhau chính là: echo khơng trả về giá trị, và có thể chứa nhiều tham số, print trả về 1 giá trị,
chỉ chứa 1 tham số,về xử lý thì echo nhanh hơn print.
Định nghĩa biến và cách sử dụng: Trong PHP biến được viết bằng ký tự $ theo ngay sau
đó là tên biến, một tên biến phải bắt đầu bằng chữ cái hoặc ký tự gạch dưới, tên biến không
được bắt đầu bằng chữ số, tên biến chỉ chứa các chữ cái có thể viết thường hay viết hoa, số và
dấu gạch dưới. Trong PHP tên biến có phân biệt viết hoa và viết thường, do đó $name và
$Name là 2 biến khác nhau.
Định nghĩa hằng và cách sử dụng: Hằng được xác định cho một giá trị đơn giản, hằng
thường giữ nguyên giá trị trong suốt quá trình code. Tên hằng bắt đầu bằng kỳ tự hoặc dấu
gạch ngang,hằng có giá trị toàn cục mặc định.Cấu trúc:define (tên, giá trị, đúng/sai).
Kiểu dữ liệu trong PHP: PHP có tất cả 7 kiểu dữ liệu Integer, Float, String, Array,
Boolean, Object, NULL.
 Integer: Kiểu dữ liệu integer (viết tắt là int) là kiểu dạng số ngun, khơng là số
thập phân, có ít nhất 1 ký tự, giá trị nằm trong khoảng:-2,147,483,648 và
2,147,483,647.
 Float: Kiểu dữ liệu float là kiểu số thực, là dạng số thập phân hay dạng lũy thừa.
 String: Kiểu dữ liệu string là kiểu dạng chuỗi các ký tự, được chứa bên trong dấu
ngoặc đơn hoặc ngoặc kép.
 Array: Kiểu dữ liệu array là kiểu dữ liệu lưu trữ nhiều giá trị trong một biến duy
nhất.
 Boolean: Kiểu dữ liệu boolean là kiểu dữ liệu đại diện cho 2 trạng thái đúng (true)
và sai (false), Boolean thường được dùng để trong điều kiện kiểm tra.
 Object: Opject là một kiểu dữ liệu lưu trữ dữ liệu và thông tin của đối tượng.
26