Luận văn Điều khiển và giám sát nhà kính qua mạng Internet ứng dụng kit Intel Galileo (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Điều khiển và giám sát nhà kính qua mạng Internet ứng dụng kit Intel Galileo (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THƠNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT NHÀ KÍNH QUA MẠNG INTERNET ỨNG DỤNG KIT INTEL GALILEO GVHD: TS. NGUYỄN VĂN THÁI SVTH: LÊ VĂN VỊNH MSSV: 11141256 SVTH: ĐẶNG QUANG VIỆT MSSV: 11141436 S K L 0 0 4 2 8 6 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 2/2016
2. MỤC LỤC Mục lục Liệt kê hình Liệt kê bảng PHẦN A: GIỚI THIỆU Trang bìa Nhiệm vụ đồ án Lịch trình thực hiện Lời cam đoan Lời cảm ơn PHẦN B: NỘI DUNG CHƢƠNG 1. DẪN NHẬP 1 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1 1.4 GIỚI HẠN 2 1.5 DÀN Ý NGHIÊN CỨU 2 1.6 Ý NGHĨA THỰC TIỄN 2 CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3 2.1 GIỚI THIỆU MƠ HÌNH NHÀ KÍNH 3 2.2 CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG NHÀ KÍNH 6 2.2.1 Vịi phun sƣơng chống tắc 6 2.2.2 Nhỏ giọt 7 2.2.3 Quạt thơng giĩ 7 2.3 KIT INTEL GALILEO 8 2.3.1 Giới thiệu 8 2.3.2 THƠNG SỐ KĨ THUẬT 9 2.4 LCD 13 2.4.1 LCD là gì? 13 i
3. 2.4.2 LCD cĩ những đặc điểm sau: 13 2.5 Cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT11 17 2.5.1 Thơng số kỹ thuật 18 2.5.2. Nguyên lý hoạt động: 18 2.6 Cảm biến độ ẩm đất 21 2.7 Cảm biến ánh sáng 22 2.8 Module Relay 8 kênh 5VDC/220VAC-10A: 22 CHƢƠNG 3: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ INTERNET VÀ CÁC NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH 23 3.1 GIỚI THIỆU VỀ INTERNET VÀ WEB 23 3.1.1 Bơ ̣giao thƣ́ c TCP/IP 23 3.1.2 LAN và WAN 23 3.1.3 HOST và DOMAIN 25 3.1.4 DNS và DYNAMIC DNS 26 3.2 GIỚI THIỆU CÁC NGƠN NGỮ 27 3.2.1 Ngơn ngữ HTML 27 3.2.2 Ngơn ngữ JavaScript 28 3.2.3 Ngơn ngữ C 29 3.3 Chƣơng trình để lập trình trên kit Intel Galileo 30 3.3.1 Giới thiệu về trình biên dịch IDE 30 3.3.2 Cách cài đặt và sử dụng 30 CHƢƠNG 4 LƢU ĐỒ VÀ GIẢI THUẬT 37 4.1 GIẢI THUẬT 37 4.2 LƢU ĐỒ 37 CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 42 5.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 42 5.2 KẾ T LUÂṆ 44 5.3 HƢỚ NG PHÁT TRIỂ N ĐỀ TÀ I 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 PHỤ LỤC 52 ii
4. DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Chức năng chân LCD 14 Bảng 2.2. Mã ký tự chuẩn của LCD 15 Bảng 2.3 Mã lệnh của LCD: 16 Bảng 2.4: Giá trị cảm biến đất 21 MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1:Nhà kính sử dụng màng che phủ 5 Hình 2.2:Nhà kính sử dụng lƣới cắt nắng 5 Hình 2.3(a).Thơng thống tự nhiên.- Hình 2.3(b). Thơng thống dùng quạt. 5 Hình 2.4:Sơ đồ bố trí quạt 6 Hình 2.5:Vịi phun sƣơng chống tắc 6 Hình 2.6:Vịi phun nhỏ giọt 7 Hình 2.7:Quạt thơng giĩ 7 Hình 2.8:Hình ảnh thực tế KIT INTEL GALILEO 8 Hình 2.9:Shield và chân 10 Hình 2.10:Cấu tạo chi tiết bên trong 11 Hình 2.11:LCD 20x4 13 Hình 2.12:Module I2C ngõ ra 4 chân 17 Hình 2.13: Cảm biến nhiệt độ DHT11 17 Hình 2.14:Sơ đồ kết nối chân bên trong DHT11 18 Hình 2.15:Dạng xung khi gửi tín hiệu muốn đo 19 Hình 2.16:Dạng xung Bit 0 20 Hình 2.17:Dạng xung Bit 1 20 Hình 2.18:Cảm biến độ ẩm đất 21 Hình 2.19:Cảm biến ánh sáng 22 Hình 2.20:Module Relay 8 kênh 22 Hình 2.21:Sơ đồ khối Relay 22 Hình 3.1:Mạng LAN 24 Hình 3.2:Mạng WAN 25 Hình 3.3: Host/Sever 25 Hình 3.4: DNS 26 Hình 3.5:Lựa chọn phiên bản IDE (Windows) 31 iii
5. Hình 3.6: Giải nén vào thƣ mục gốc 32 Hình 3.7: Cài driver cho kit INTEL GALILEO 33 Hình 3.8:Chọn đƣờng dẫn tƣơng tự 33 Hình 3.9:Bảng thơng báo yêu cầu sử dụng nguồn ngồi 34 Hình 3.10:Update firmware(Windows) 35 Hình 3.11:Phần mềm IDE 36 Hình 5.1: Giao diện trang chủ 42 Hình 5.2: Mơ hình sản phẩm thực tế 43 Hình 5.3:Hộp điều khiển 43 iv
6. PHẦN A GGIIỚỚII TTHHIIỆỆUU v
7. TRƢỜNG ĐH. SƢ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHƯC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1. Thơng tin sinh viên Họ và tên: Lê Văn Vịnh MSSV:11141256 Tel: 0973686605 Email: levanvinh12793@gmail.com Họ và tên: Đặng Quang Việt MSSV:11141436 Tel: 01638935658 Email: 2. Thơng tin đề tài Tên của đề tài: Điều khiển và giám sát nhà kính qua mạng Internet ứng dụng kit Intel Galileo Mục đích của đề tài: Điều khiển và giám sát các thơng số nhà kính Đồ án tốt nghiệp đƣợc thực hiện tại: Bộ mơn Điện Tử Viễn Thơng, Khoa Điện - Điện Tử, Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh. Thời gian thực hiện: Từ ngày 17/10/2015 đến 20/1 /2016 3. Các nhiệm vụ cụ thể của đề tài - Tìm hiểu mơ hình trồng cây trong nhà kính và các loại cảm biến - Nắm vững kiến thức và cách lập trình kit Intel Galileo - Đọc giá trị cảm biến và điều khiển các loại động cơ qua Internet với thơng số cài đặt trƣớc 4. Lời cam đoan của sinh viên Tơi (Chúng tơi) – Lê Văn Vịnh (và Đặng Quang Việt) cam đoan ĐATN là cơng trình nghiên cứu của bản thân tơi (chúng tơi) dƣớisự hƣớng dẫn của tiến sĩNguyễn Văn Thái. Các kết quả cơng bố trong ĐATN là trung thực và khơng sao chép từ bất kỳ cơngtrình nào khác. Tp.HCM, ngày tháng năm 2016 SV thực hiện đồ án Lê Văn Vịnh Tp.HCM, ngày tháng năm 2016 Xác nhận của Bộ Mơn Giáo viên hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên và học hàm học vị) vi
8. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Điện - Điện Tử Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Bộ Mơn Điện Tử Viễn Thơng Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Lê Văn Vịnh Lớp:11141DT2C MSSV: 11141DT2C Họ tên sinh viên 2: Đặng Quang Việt Lớp:11141DT2C MSSV: 11141DT2C Tên đề tài: Điều khiển và giám sát nhà kính qua mạng Internet ứng dụng kit Intel Galileo Xác nhận Tuần/ngày Nội dung GVHD 17/10/2015 Nhận đề tài từ giáo viên hƣớng dẫn 18 – 30/10/2015 Tìm hiểu kit Intel Galileo,mơ hình nhà kính 1-15/11/2015 Đọc các loại cảm biến, tìm hiểu về giao diện Web 16 – 30/11/2015 Điều khiển các chân ngõ ra của kit qua mạng LAN 1-15/12/2015 Mở port cho router để điều khiển qua Internet và thi cơng mơ hình nhà kính 16 – 1/1/2016 Chạy thử nghiệm trên mơ hình và chỉnh sửa những sai sĩt 1-20/1/2016 Tiến hành viết luận văn tốt nghiệp GV HƢỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) vii
9. LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cơ giáo trong trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh nĩi chung và các thầy cơ giáo trong Khoa Điện – Điện tử, bộ mơn Điện tử cơng nghiệp nĩi riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho chúng em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua. Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Văn Thái, thầy đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hƣớng dẫn chúng em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Trong thời gian làm việc với thầy, chúng em khơng ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà cịn học tập đƣợc tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho chúng em trong quá trình học tập và làm việc sau này. Sau cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành, tơn kính tới ba mẹ, bạn bè đã động viên, đĩng gĩp ý kiến và giúp đỡ trong quá trình học tâp, nghiên cứu và hồn thành đồ án. Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 Ngƣời thực hiện đề tài Đặng Quang Việt Lê Văn Vịnh viii
10. PHẦN B NỘI DUNG NỘI DUNG ix
11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2016 GVHD: TS. NGUYỄN VĂN THÁI CHƢƠNG 1. DẪN NHẬP 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Với xu hƣớng cơng nghiệp hố, hiện đại hố vào Nơng nghiệp,một trong những hƣớng cơng nghiệp hố nơng nghiệp là áp dụng hình thức sản xuất kiểu cơng nghiệp tức là thực hiện thâm canh hiệu quả cao và bền vững bằng phƣơng thức sản xuất nơng nghiệp hiện đại, sản xuất quanh năm khơng phụ thuộc vào điều kiện khí hậu mơi trƣờng. Để đáp ứng đƣợc mục tiêu này nhất thiết các cây trồng phải đƣợc trồng trong nhà kính, trong đĩ hệ thống thiết bị điều khiển tiểu khí hậu trong nhà kính nhằm tạo ra mơi trƣờng tốt cho cây trồng phát triển là yếu tố quyết định. Ứng dụng kỹ thuật trồng cây trong nhà lƣới, nhà kính sẽ mang lại hiệu quả thiết thực cho ngƣời sản xuất cũng nhƣ nâng cao năng suất và chất lƣợng sản phẩm nơng nghiệp.Do vậy gĩp phần nâng cao cơng nghệ và với mong muốn đƣợc áp dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn chúng em đã đề xuất thực hiện đề tài “Mơ Hiǹ h Điều Khiển và Giá m Sá t Nhà Kính Qua Mạng Internet Ứng Dụng Kit Intel Galileo ”. 1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ngày nay sự bùng nổ thơng tin ngày càng nhiều và lan rộng khắp thế giới. Cùng với đĩ là ngành khoa học kỹ thuật cũng khơng ngừng phát triển làm cho mỗi ngƣời chúng ta cần phải nâng cao kiến thức chuyên mơn cũng nhƣ khả năng nắm bắt các thơng tin mới trong nƣớc và trên thế giới áp dụng vào thực tiễn. Mạng Internet ngày càng phát triển rộng rãi gắn liề n với cơng viêc̣ và cuơc̣ sớng hằng ngày của con ngƣời . Sƣ̉ duṇ g Internet đa ̃ và đang trở thành mơṭ thói quen khơng thể thiếu trong cuơc̣ sớng , tƣ̀ hoc̣ tâp̣ , cơng viêc̣ đến giải trí . Với sƣ ̣ xuất hiêṇ của các thiết bi ̣thơng minh nhƣ smartphone, máy tính bảng, viêc̣ truy câp̣ Internet trở nên dê ̃ dàng và tiện lợi hơn rất nhiều. Trong những năm gần đây điều kiện khí hậu thời tiết thay đổi bất thƣờng gây ra nhiều khĩ khăn trong sản xuất nơng nghiệp. Việc giám sát và điều khiển đƣợc nhiệt độ, ẩm độ và ánh sáng mơi trƣờng sẽ gĩp phần nâng cao mức độ tự động hĩa, thuận tiện cho ngƣời sử dụng và nâng cao chất lƣợng hệ thống, nâng cao hiệu quả sản xuất trong nơng nghiệp. Xuất phát từ thực tế này nhĩm đã tìm hiểu và nghiên cứu xây dựng mơ hình “Mơ Hiǹ h Điều Khiển và Giá m Sá t Nhà Kính Qua Mạng Internet Ứng Dụng Kit Intel Galileo ”. 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Trong giới hạn của đề tài, ngƣời thực hiện đề tài chỉ tập trung vào nghiên cứu việc giám sát và điều khiển nhà kính thơng qua internet với 3 thơng số là nhiệt độ khơng khí, độ ẩm khơng khí và độ ẩm đất. Với sự hạn chế về thời gian cũng nhƣ kiến thức chuyên mơn, nên nhĩm chỉ thực hiện mơ hình tƣơng đối so với thực tế. SVTH: ĐẶNG QUANG VIỆT – LÊ VĂN VỊNH 1
12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2016 GVHD: TS. NGUYỄN VĂN THÁI 1.4 GIỚI HẠN Nghiên cứu KIT Intel Galileo và Cơng nghệ IoT. Thiết kế giao diện Web giám sát và điều khiển. Mơ hình nhà kính, động cơ cơng suất nhỏ. 1.5 DÀN Ý NGHIÊN CỨU Tìm hiểu khái quát về đề tài. Cơ sở lý thuyết để thực hiện đề tài. Giới thiệu linh kiện sử dụng. Giới thiệu tổng quan về các linh kiện, module, KIT sử dụng trong đề tài. Xây dựng mơ hình. -Xây dựng giao diện điều khiển trên WEB. -Thiết lập WEB SERVER trên KIT INTEL GALILEO. -Lập trình giao tiếp, điều khiển giữa KIT INTEL GALILEO và các thiết bị vào/ra. -Xây dựng mơ hình nhà kính. - Lắp ráp các thiết bị. 1.6 Ý NGHĨA THỰC TIỄN GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN NHÀ KÍNH QUA MẠNG INTERNETlàđề tài mang tính ứng dụng thực tế cao, cĩ thể sử dụng vào việc trồng cây ở hộ gia đình, cho đến việc áp dụng tại các mơ hình cây giống hay việc trồng cây cơng nghiệp tự động. Giúp chúng ta tiết kiệm đƣợc thời gian chăm sĩc cây trồng nhƣng vẫn đảm bảo tối ƣu điều kiện sống của các lồi cây, và cĩ thể quan sát, điều chỉnhđiều kiện sống cho cây mọi lúc, mọi nơi thơng qua internet. Ngồi ra với đề tài này nhĩm hy vọng sẽ là tài liệu hữu ích cho các khĩa sinh viên tiếp theo cĩ thể tham khảo và phát triển đề tài cũng nhƣ việc ứng dụng KIT INTEL GALILEOcơng nghệ IoT và internet vào những đề tài khác. SVTH: ĐẶNG QUANG VIỆT – LÊ VĂN VỊNH 2
13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2016 GVHD: TS. NGUYỄN VĂN THÁI CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU MƠ HÌNH NHÀ KÍNH Nhà kính là một mơ hình hữu ích và quan trọng trong việc sản xuất nơng nghiệp theo hƣớng nơng nghiệp cơng nghệ cao, đặc biệt Nhà kính cho phép kiểm sốt đầy đủ và chặt chẽ hầu hết các thơng số của quá trình sản xuất, kể cả việc sử dụng tối ƣu đất canh tác và sản lƣợng cây trồng trong thời vụ, do nhà kính đáp ứng đƣợc yêu cầu cho sự sinh trƣởng phát triển tốt nhất của cây trồng (nhƣ nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, khí carbonic, khí oxy ) và kiểm sốt đƣợc sâu bệnh hại cho cây. Do vậy, Nhà kính cĩ vai trị rất quan trọng trong việc sản xuất rau, hoa cho năng suất hiệu quả kinh tế cao, sản phẩm đạt đƣợc tiêu chuẩn xuất khẩu và cĩ thể sản xuất theo kiểu cơng nghiệp. Nhà kính cĩ rất nhiều loại để phù hợp từng địa phƣơng, loại cây trồng nên đề tài này chỉ trình bày các yêu cầu cơ bản. Khi thiết kế nhà lƣới nhà kính, cần quan tâm đến các khía cạnh quan trọng sau:  Thơng giĩ tự nhiên.  Độ xuyên thấu ánh sáng.  Độ đồng đều của các điều kiện khí hậu trong nhà kính.  Độ bền, tuổi thọ nhà kính.  Dễ lắp đặt và bảo dƣỡng.  Thích nghi với dải rộng các loại cây trồng.  Kích thƣớc: Chiều cao, Chiều rộng, Chiều dài & Số nhịp nhà kính, hành lang.  Kiểu thơng giĩ.  Kiểu che phủ.  Hệ thống điều khiển khí hậu và tƣới cĩ phân bĩn. Yêu cầu cá c yếu tố khí hâụ trong nhà kính Điều kiện mơi trƣờng trong nhà lƣới, nhà kính bao gồm các yếu tố chính nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng và độ thơng thống. Nhà lƣới, nhà kính cĩ thể tạo mơi trƣờng tiểu khí hậu tối ƣu cho cây trồng qua việc khống chế các yếu tố chính nhƣ nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng và CO2. Nhiệt độ SVTH: ĐẶNG QUANG VIỆT – LÊ VĂN VỊNH 3
14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2016 GVHD: TS. NGUYỄN VĂN THÁI Mỗi loại rau, hoa đều yêu cầu một giới hạn nhiệt độ để sinh trƣởng và phát triển. Hiệu suất quang hợp của hầu hết các loại rau đều dừng lại ở nhiệt độ là 300C. Một số lồi rau thực hiện quang hợp cĩ hiệu quả ở 12 - 240C, trong khi một số loại khác lại quang hợp tốt ở nhiệt độ từ 18 - 240C. Ở nhiệt độ thích hợp đồng thời đƣợc cung cấp đầy đủ nƣớc và dinh dƣỡng thì cây cĩ thể phát triển nhanh nhất. Nhiệt độ quá cao và quá thấp đều làm cho cây dừng sinh trƣởng và cĩ thể bị chết ở nhiệt độ thấp (00C) và nhiệt độ cao (400C). Độ ẩm Độ ẩm tuyệt đối của khơng khí là khối lƣợng của hơi nƣớc cĩ trong 1m3 khơng khí ẩm, (kg/m3). Độ ẩm tƣơng đối là tỷ số giữa độ ẩm tuyệt đối trên độ ẩm tuyệt đối lớn nhất ứng với nhiệt độ nào đĩ của khơng khí ẩm. Độ ẩm khơng khí thấp sẽ làm cho cây bị khơ do hiện tƣợng chênh lệch áp suất riêng phần của hơi nƣớc,của cây và trong khơng khí. Ngƣợc lại ẩm độ khơng khí quá cao sẽ làm cho cây trồng trong nhà kính dễ bị bệnh. Thơng Thống Làm lỗng khơng khí cĩ chứa hơi nƣớc và các chất độc hại do phân,cây trồng thải vào khơng khí. Tạo ra sự trao đổi khơng khí bên trong và bên ngồi nhà kính, giúp cây trồng hơ hấp, quang hợp và sinh trƣởng trong điều kiện tối ƣu nhất. Giải pháp tới ƣu hóa cho cá c yếu tố khí hậu trong nhà kính Giải pháp làm mát nhà kính Đầu tiên là sử sụng màng che phủ để lọc ánh sáng bởi mỗi loại cây trồng cần mức độ ánh sáng khác nhau, cĩ ý nghĩa quan trọng đến quá trình quang hợp của cây.Sự thiếu hoặc giảm ánh sáng xuyên qua vật liệu làm mái sẽ tác động xấu đến sản lƣợng và chất lƣợng hoa màu. Cần nên lƣu ý rằng lớp màng phim trên mái sẽ bị bám bụi và đất và sẽ mất độ trong suốt theo thời gian. Do đĩ cần phải rửa mái thƣờng xuyên trong mùa vụ để sạch bụi bẩn và tăng cƣờng ánh sáng xuyên qua. SVTH: ĐẶNG QUANG VIỆT – LÊ VĂN VỊNH 4
15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2016 GVHD: TS. NGUYỄN VĂN THÁI Hình 2.1:Nhà kính sử dụng màng che phủ Mặt khác ta cĩ thể dùng kèm với lƣới cắt nắng aluminet. Màng cắt nắng aluminet ta dùng cĩ hai mặt, một mặt màu bạc, mặt này đƣợchƣớng ra nhà kính để phản xạ ánh nắng mặt trời, mặt cịn lại màu xanh đƣợc hƣớng vào nhà kính . Hình 2.2:Nhà kính sử dụng lưới cắt nắng Giải pháp thơng thống cho nhà lƣới nhà kính Cĩ hai phƣơng pháp chính thơng thống cho nhà kính là thơng thống tự nhiên (natural ventilation) (hình 3.5a) và thơng thống cƣỡng bức (force ventilation) (hình 3.5b). Hình 2.3(a).Thơng thống tự nhiên. Hình 2.3(b). Thơng thống dùng quạt. Thơng thống hợp lý khơng những giảm nhiệt độ trong nhà mà cịn làm phân bố nhiệt trong nhà. Theo mơ hình của Netafim, quạt thơng giĩ là loại quạt hƣớng trục SVTH: ĐẶNG QUANG VIỆT – LÊ VĂN VỊNH 5
16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2016 GVHD: TS. NGUYỄN VĂN THÁI cĩ lƣu lƣợng 40m3/phút, cơng suất 1 - 1,5 kWh. Số lƣợng quạt đƣợc tính theo cơng thức sau: N=(I*V)/Q Trong đĩ: N: số quạt cần thiết. I : Lƣợng giĩ cần thiết trong khuơn viên nhà (m3). V: Yếu tố thơng thống (lần/giờ hoạt động quạt). Q: Lƣu lƣợng quạt (m3/giờ). Quạt đƣợc bố trí nhƣ (Hình 2.4) tạo đối lƣu cƣỡng bức làm giảm nhiệt độ, ẩm độ trong nhà. Hình 2.4:Sơ đồ bố trí quạt 2.2 CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG NHÀ KÍNH 2.2.1 Vịi phun sƣơng chống tắc Các vịi phun sƣơng cĩ thể đƣợc gắn kết theo dạng treo hoặc gắn cố định dƣới mặt đất để làm mát,tạo độ ẩm. Các vịi phun sƣơng làm bằng nhựa đƣợc pha chất chống UV để đảm bảo tuổi thọ cao trong mơi trƣờng khơ nĩng ngồi trời và tránh đƣợc sự ơ xi hĩa đi kèm bộ lọc chuyên dụng để tránh tắc vịi. Để làm mát tối đa ta nên treo vịi phun sƣơng cao hơn cây trồng để những hạt sƣơng cĩ thể rơi xuống và làm mát nột diện tích lớn. Hình 2.5:Vịi phun sương chống tắc SVTH: ĐẶNG QUANG VIỆT – LÊ VĂN VỊNH 6
17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2016 GVHD: TS. NGUYỄN VĂN THÁI 2.2.2 Nhỏ giọt Dây tƣới nhỏ giọt tự bù áp chuyên cho tƣới dạng cuốn quanh gốc cây hoặc dải theo luống. Phù hợp với nhiều loại cây trồng đặc biệt tƣới nhỏ giọt cho hồ tiêu, cà phê, tƣới cây ăn trái, tƣới nhỏ giọt cho các loại cây cĩ múi Dây cĩ áp suất hoạt động tốt nhất từ 0.7 – 1.7 bar,lƣu lƣợng: 2.0 lít/giờ tại áp suất 1.0bar.Khoảng cách lỗ nhỏ giọt: tùy mục đích cĩ thể cách nhau 15cm,22cm,30cm khả năng thấm nƣớc (bán kính): 30cm. Hình 2.6:Vịi phun nhỏ giọt 2.2.3 Quạt thơng giĩ Nếu khơng sử dụng cách thơng giĩ tự nhiên thì chúng ta phải sử dụng quạt để làm thơng thống khơng khí trong nhà kính. Quạt cần đảm bảo các yêu cầu tiêu thụ ít năng lƣợng,hoạt động ở mơi trƣờng nhiệt độ cao hoặc độ ẩm cao,cĩ vỏ bảo vệ an tồn trƣớc sau,chống rỉ. Hình 2.7:Quạt thơng giĩ SVTH: ĐẶNG QUANG VIỆT – LÊ VĂN VỊNH 7
18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2016 GVHD: TS. NGUYỄN VĂN THÁI 2.3 KIT INTEL GALILEO 2.3.1 Giới thiệu Intel Galileo là một bo mạch vi điều khiển chuyên dùng cho việc phát triển phần mềm và phần cứng tƣơng tự nhƣ Andruino hay Raspberry Pi. Tại CES 2014, Intel đã trình diễn Intel Galileo với hệ thống điều khiển thiết bị điện tử qua kết nối khơng dây. Và nĩ giống nhƣ các giải pháp nhà thơng minh hay Internet of Things(IoT) hiện tại. Intel Galileo sẽ đĩng vai trị là một bộ điều khiển trung tâm, kết nối với các thiết bị điện tử, và kết nối với điện thoại hoặc máy tính bảng cĩ chạy ứng dụng đặc biệt. Từ ứng dụng này, ngƣời dùng cĩ thể ra lệnh đến các thiết bị nhờ Intel Galileo. Hình 2.8:Hình ảnh thực tế KIT INTEL GALILEO Intel Galileo là sản phẩm đầu tiên sử dụng chip Intel Quark X1000 - SoC đầu tiên thuộc dịng "Santa Clara" của Intel đƣợc sản xuất dựa trên dây chuyền cơng nghệ 32nm với mức độ tiêu thụ điện rất thấp. Phần lõi của của X1000 là vi xử lí 400MHz dựa trên nền tảng Intel Pentium x86 32-bit với 16KB bộ nhớ đệm L1. Ngồi ra, Intel Galileo cịn cĩ:  RAM DDR3 256MB.  Chân cắm chuẩn Arduino Pinout 1.0.  Cổng Ethernet 100Mbps.  Cổng UART RS-232  Khe cắm mini-PCI Express 2.0 full-size.  Cổng USB 2.0. SVTH: ĐẶNG QUANG VIỆT – LÊ VĂN VỊNH 8
19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2016 GVHD: TS. NGUYỄN VĂN THÁI  Khe cắm thẻ nhớ micro-SD hỗ trợ lên tới 32GB.  Bộ nhớ flash 8MB dùng để chứa firmware hay bootloader.  256KB - 512KB bộ nhớ lƣu trữ chƣơng trình Arduino.  Khả năng chạy các hệ điều hành Linux Yocto, Linux Debian, Windows 8, Windows 10, đƣợc tuỳ biến đặc biệt. Bạn chỉ cần một nguồn điện 5V với dịng cấp tối đa 2A là cĩ thể chạy đƣợc Intel Galileo Gen 1. 2.3.2 THƠNG SỐ KĨ THUẬT Galileo tƣơng thích với các Arduino UNO shield và đƣợc thiết kể để làm việc với các shield chạy ở cả 2 mức điện áp 3.3V và 5V. Giống nhƣ Arduino UNO phiên bản 3, Galileo cĩ: - 14 chân Digital I/O, trong đĩ 6 chân cĩ thể phát xung PWM. Chúng cĩ thể đƣợc sử dụng ở cả 2 chế độ INPUT và OUTPUT, sử dụng đƣợc với các hàm pinMode(), digitalWrite() và digitalRead() nhƣ trên các mạch Arduino. - Các chân giao tiếp cĩ thể hoạt động ở 2 mức điện áp 3.3V và 5V. Dịng cấp tối đa là 10mA, dịng đỉnh là 25 mA. - Mỗi chân đều cĩ một điện trở pull-up trong cĩ trị số khoảng 5.6k đến 10k ohms. Mặc định, các điện trở này bị ngắt. - 6 chân Analog từ A0 đến A5 giao tiếp qua chip AD7298 (chuyển đổi Analog- to-Digital) (datasheet). - Mỗi chân Analog cĩ thể cung cấp độ phân giải 12bit với 4096 giá trị khác nhau. - I2C bus, TWI với 2 chân SDA và SLC nằm cạnh chân AREF. - TWI: gồm 2 chân SDA (A4) và SCL (A5). Hỗ trợ giao tiếp TWI thơng qua thƣ viện Wire tƣơng tự nhƣ trên Arduino. - SPI: chạy ở xung mặc định là 4Mhz để làm việc với các Arduino shield, cĩ thể lập trình lên đến mức 25Mhz. - UART (cổng Serial): là một cổng UART với tốc độ cĩ thể lập trình đƣợc, 2 chân giao tiếp là 0 (RX) và chân 1 (TX) - ICSP (SPI): gồm 6 chân tích hợp Serial Programming dùng để kết nối với các shield. Các chân này hỗ trợ giao tiếp SPI thơng qua thƣ viện SPI. SVTH: ĐẶNG QUANG VIỆT – LÊ VĂN VỊNH 9
20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2016 GVHD: TS. NGUYỄN VĂN THÁI - VIN: chân cấp nguồn cho Galileo khi nĩ sử dụng nguồn ngồi (trái ngƣợc với điện áp chuẩn 5V từ chân cắm nguồn). Bạn cĩ thể cấp nguồn cho Galileo từ chân này, hoặc, nếu cấp nguồn từ chân cắm nguồn phía trƣớc, bạn cĩ thể lấy ra điện áp chuẩn 5V từ chân này. - Hình 2.9:Shield và chân - - Chân 5V output: chân này cấp nguồn ra 5V từ nguồn ngồi cấp cho Galileo hay từ nguồn USB. Dịng ra tối đa ở chân này cho các shield là 800mA. - Chân 3.3V output: cấp điện áp ra 3.3V đƣợc điều chế từ các mạch điều áp trên Galileo. Dịng ra tối đa ở chân này cho các shield là 800mA. - GND: chân nối cực âm của nguồn điện. - IOREF: cho phép các shield điều chỉnh hoạt động phù hợp với điện áp hoạt động trên Galileo. Chân IOREF đƣợc kiểm sốt bởi các jumper trên mạch để lựa chọn 2 mức điện áp làm việc của shield là 3.3V và 5V. - RESET: chân/nút nhấn RESET.Kéo chân này xuống GND để reset chƣơng trình Arduino đang chạy trên Galileo. Thƣờng chân này đƣợc dùng để reset các shield SVTH: ĐẶNG QUANG VIỆT – LÊ VĂN VỊNH 10
21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2016 GVHD: TS. NGUYỄN VĂN THÁI - AREF: khơng đƣợc sử dụng trên Galileo. Trên Arduino, chân này cung cấp một điện áp tham chiếu ngồi cho các chân đọc tín hiệu analog.Galileo khơng thể điều chỉnh điện áp đỉnh (upper end) của độ rộng tín hiệu analog đi vào bằng chân AREF hay hàm analogReference(). Chi tiết về các tính năng hỗ trợ Intel Architecture Các bộ xử lí của Intel và các tƣơng thích I/O của SoC đi kèm cung cấp hầu nhƣ tất cả các tính năng cần thiết cho cộng đồng ngƣời dùng cũng nhƣ tầng lớp học sinh sinh viên. Điều này cũng cực kì hữu ích cho các nhà nghiên cứu chuyên nghiệp - những ngƣời luơn cĩ những khát khao từ các mơi trƣờng lập trình giá rẻ và hiệu quả đến những thiết kế vi xử lí Intel Atom hay những thết kế dựa trên Intel Core-processor nhƣ Galileo: Hình 2.10:Cấu tạo chi tiết bên trong SVTH: ĐẶNG QUANG VIỆT – LÊ VĂN VỊNH 11
22. S K L 0 0 2 1 5 4