HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠ – ĐIỆN  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG PHẦN MỀM XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CĨ NHIỆT ĐỘ TĂNG BẤT THƯỜNG TRÊN CƠ THỂ LỢN NUÔI Người thực : NGUYỄN HỮU ĐẠT Mã sinh viên : 597703 Khóa : K59 – TDHB Chuyên ngành : TỰ ĐỘNG HÓA Giảng viên hướng dẫn : TS NGUYỄN THÁI HỌC Hà Nội, 2021 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn khoa học giảng viên Tiến sĩ: NGUYỄN THÁI HỌC Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài nghiên cứu trung thực chưa công bố hình thức trước Các thơng tin trích dẫn đồ án rõ nguồn gốc Nếu phát có gian lận nào, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả đồ án Nguyễn Hữu Đạt i     LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập sinh hoạt Học viện Nông Nghiệp Việt Nam, đặc biệt khoảng thời gian em thực đồ án tốt nghiệp, em nhận giúp đỡ tận tình mặt q thầy, q trường Nay em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Học viện Nông Nghiệp Việt Nam khoa Cơ - Điện cung cấp điều kiện học tập tốt cho em suốt thời gian qua để em hồn thành tốt khóa học Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tồn thể q thầy mơn Tự Động Hóa khoa Cơ - Điện, người trực tiếp truyền đạt kiến thức chuyên môn kiến thức xã hội với tâm tận tụy để em an tâm bước trường phục vụ xã hội Đặc biệt em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy Tiến sĩ Nguyễn Thái Học tận tình hướng dẫn đưa ý kiến, ý tưởng với kiến thức chun mơn để hồn thành đồ án cách tốt Em xin cảm ơn gia đình tích cực động viên, khuyến khích, tạo điều kiện trực tiếp hỗ trợ kinh phí, tinh thần để đồ án tốt nghiệp hoàn thành thời hạn Do kiến thức thời gian cịn hạn chế nên khóa luận khơng thể tránh khỏi thiếu xót mong q thầy bạn đóng góp ý kiến để khóa luận em hồn chỉnh tốt Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Sinh viên Nguyễn Hữu Đạt   ii     MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i  LỜI CẢM ƠN ii  MỤC LỤC iii  DANH MỤC BẢNG v  DANH MỤC HÌNH vi  MỞ ĐẦU 1  Đặt vấn đề 1  Mục đích nghiên cứu đề tài 2  Đối tượng nghiên cứu 2  CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4  1.1 Tổng quan camera ảnh nhiệt 4  1.2 Tổng quan xử lý ảnh 11  1.3 Ứng dụng camera ảnh nhiệt việc phát sớm từ xa bất thường vật nuôi phương pháp đo thân nhiệt 26  1.4 Phương pháp đo thân nhiệt 27  CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40  2.1 Sơ đồ khối hệ thống tự động nhận diện vị trí có nhiệt độ bất thường 40  2.2 Giới thiệu phần cứng 42  2.3 Một số thuật toán sử dụng việc phân tích ảnh thân nhiệt vật ni 46  2.4 Tìm hiểu ngơn ngữ lập trình Python phần mềm OpenCV 50  2.5 Phần mềm Blynk 54  2.6 Nguyên lý xác định nhiệt độ dựa theo màu sắc ảnh nhiệt 57  CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 62  3.1 Hình ảnh mơ hình thực tế 62  3.2 Lưu đồ thuật tốn chương trình 63  iii     3.3 Các hình ảnh hiển thị đo thân nhiệt thể lợn nuôi sử dụng Raspberry phần mềm Blynk 64  3.4 Chạy khảo nghiệm 67  3.5 Thảo luận 68  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69  TÀI LIỆU THAM KHẢO 70  PHỤ LỤC 72  iv     DANH MỤC BẢNG Bảng Một số nghiên cứu việc tự động đo thân nhiệt vật nuôi 30 Bảng Các kiểu mã thường dùng 52 Bảng 3: Bảng thơng số q trình thực nghiệm 60 Bảng 4: Khảo nghiệm độ xác thiết bị sử dụng thiết bị đo thể lợn nuôi 67 Bảng 5: Khảo nghiệm độ xác vị trí tăng nhiệt độ bất thường thể lợn nuôi 68 v     DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Bức xạ nhiệt camera ảnh nhiệt [1] Hình 1.2: Ngun lí tạo ảnh camera ảnh nhiệt [2] Hình 1.3: Ứng dụng theo dõi an ninh Hình 1.4: Ứng dụng thực thi pháp luật Hình 1.5: Ứng dụng an ninh hàng hải Hình 1.6: Đo thân nhiệt người sân bay camera hồng ngoại Hình 1.7: Ảnh nhiệt chụp lại vị trí chấn thương chân [1] Hình 1.8: Ứng dụng sửa chữa máy móc [… ] 10 Hình 1.9: Phát nước thấm camera nhiệt [… ] 11 Hình 1.10: Quá trình xử lý ảnh 12 Hình 1.11: Các bước hệ thống xử lý ảnh 12 Hình 1.12 Cấu trúc tệp ảnh dạng PCX 19 Hình 1.13: Cơng nghệ xử lý ảnh áp dụng vũ khí để xác định hướng tên lửa [….] 21 Hình 1.14: Vũ khí cơng nghệ cao áp dụng kỹ thuật sử lý ảnh xác đinh điểm đến tên lửa xuyên lục địa [… ] 21 Hình 1.15: Hệ thống Camera nhận dạng khuôn mặt [… ] 22 Hình 1.16: Cơng nghệ xử lý ảnh giúp nhận diện biển số xe […] 23 Hình 1.17: Ứng dụng công nghệ xử lý ảnh vào máy X-Quang [ ] 23 Hình 1.18: Áp dụng công nghệ xử lý ảnh vào kỹ thuật siêu âm [ ] 24 Hình 1.19: Cơng nghệ xử lý ảnh đọc mã vạch sản phẩm [ ] 25 Hình 1.20: Cơng nghệ xử lý ảnh áp dụng kiểm tra chất lượng chín dâu tây [… ] 25 Hình 1.21 Sử dụng ảnh thân nhiệt vùng thể cừu để dự đoán số sinh lý 28 vi     Hình 1.22: = sở tai trái (BEAR_L); = sở bên phải tai (BEAR_R) ;3 = chóp tai trái (TEAR_L); = chóp tai phải (TEAR_R); = mắt trái mắt phải (EYE_O);6=nhiệt độ trung bình từ đầu đến mơng (AVCRL) 33 Hình 1.23 Hình ảnh nhiệt đầu lợn Lợn (được phác thảo) hiển thị vị trí ba điểm đo tai (màu trắng vòng tròn) 34 Hình 1.24: Ảnh nhiệt lơn trước sau giết thịt [….] 35 Hình 2.1: Sơ đồ khối công nghệ hệ thống tự động nhận diện vị trí có nhiệt độ bất thường 40 Hình 2.2: Camera ảnh nhiệt cầm tay TG267 42 Hình 2.3: Module ESP 8622 44 Hình 2.4 Sơ đồ ngun lí mạch cảnh báo 46 Hình 2.5 Các điểm ảnh 46 Hình 2.6 Độ phân giải ảnh 47 Hình 2.7 Chuyển đổi hệ thống màu RGB sang Grayscale 49 Hình 2.8: Phần mềm Blynk 54 Hình 2.9 Biểu đồ hệ sinh thái Blynk 55 Hình 2.10 Giao diện phần mềm Blynk điện thoại 56 Hình 2.11: Ảnh đo thân nhiệt lưng lợn ni 57 Hình 2.12: Hình ảnh đo thân nhiệt đầu lợn ni 58 Hình 2.13: Hình ảnh đo thân nhiệt cổ lợn nuôi 58 Hình 2.14: Hình ảnh đo thân nhiệt tai lợn nuôi 59 Hình 2.15:Hình ảnh đo thân nhiệt bụng lợn ni 59 Hình 2.16: Đồ thị đường đặc tính 60 Hình 3.1 Hình ảnh tổng quát mơ hình 62 Hình 3.2: Hình ảnh lưu đồ thuật tốn chương trình 63 Hình 3.3: Hình ảnh hiển thị đo thân nhiệt thấp Raspberry 64 Hình 3.4: Hình ảnh hiển thị đo thân nhiệt thấp Blynk 64 vii     Hình 3.5: Hình ảnh hiển thị đo thân nhiệt bình thường Raspberry 65 Hình 3.6: Hình ảnh hiển thị đo thân nhiệt bình thường Blynk 65 Hình 3.7: Hình ảnh hiển thị đo thân nhiệt bình thường Raspberry 66 Hình 3.8: Hình ảnh hiển thị đo thân nhiệt cao Blynk 66 viii     MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Hiện có nhiều cách để chuẩn đốn, xác định bệnh phổ biến gia súc gia cầm như: quan sát - nhìn, sờ nắn, gõ, nghe, Các phương pháp chuẩn đốn cần tiếp xúc trực tiếp với thể vật nuôi, điều phần ảnh hưởng tới kết chuẩn đốn tình trạng vật nuôi tiếp xúc trực tiếp gây hoảng loạn vào tạo stress cho vật nuôi làm cho bệnh nghiêm trọng Do đó, việc ứng dụng camera ảnh nhiệt cơng nghệ xử lý hình ảnh đem lại hiệu ưu việt phương pháp chuẩn đoán truyền thống cách tiếp xúc vật lý Khi sử dụng camera ảnh nhiệt để chuẩn đốn giúp ta thu thập liệu cách hiệu quả, xác nhanh chóng mà khơng cần tiếp xúc trực tiếp Hiện Việt Nam ứng dụng hiệu công nghệ camera ảnh nhiệt công nghệ xử lý ảnh việc chuẩn đoán số bệnh vật ni Việc ứng dụng cơng nghệ mang lại nhiều ưu điểm việc chuẩn đoán bệnh thể vật nuôi như:  Đưa kết nhanh chóng xác   Chi phí thực thấp Giúp thu thập thông tin quan trọng mà không cần tiếp xúc vật lý với vật nuôi  Cung cấp cho ta thông tin sơ loại bệnh, mức độ nghiêm trọng bệnh mà biện pháp kiểm tra vật lí khơng thể phát Mặc dù có nhiều ưu điểm việc chuẩn đoán bệnh việc sử dụng camera ảnh nhiệt để thu thập liệu tồn số nhược điểm sau: Chỉ áp dụng với bệnh liên quan đến việc thay đổi nhiệt độ thể vật nuôi Dễ bị gây nhiễu yếu tố: ánh sáng mặt trời, độ ẩm, gây sai lệch trình đo thu thập liệu     3.2 Lưu đồ thuật tốn chương trình BẮT ĐẦU  KHAI BÁO  time = 0, temp = 0 S time ++ S time >= 5min Đ Xử lý ảnh temp >= 41.5 Đ Blynk.text = “BỊ SỐT” S temp =41.5) tb = "BI SOT";    else if(temp