Đang tải... (xem toàn văn)
XÂY DỰNG hệ THỐNG QUAN TRẮC môi TRƯỜNG có KIỂM SOÁT THÔNG QUA IOT (có code) XÂY DỰNG hệ THỐNG QUAN TRẮC môi TRƯỜNG có KIỂM SOÁT THÔNG QUA IOT (có code) XÂY DỰNG hệ THỐNG QUAN TRẮC môi TRƯỜNG có KIỂM SOÁT THÔNG QUA IOT (có code) XÂY DỰNG hệ THỐNG QUAN TRẮC môi TRƯỜNG có KIỂM SOÁT THÔNG QUA IOT (có code)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUAN TRẮC MƠI TRƯỜNG CĨ KIỂM SỐT THƠNG QUA IOT MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ IX DANH MỤC BẢNG BIỂU X DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT XI CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG 1.1 GIỚI THIỆU 1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI .4 CHƯƠNG NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI 2.1 MODULE WIFI VÀ SENSOR .6 2.2 NHỮNG NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH WEBSITE 2.3 XÂY DỰNG WEBSITE .14 CHƯƠNG KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 16 3.1 MÔ PHỎNG SENSOR 16 3.2 LẬP TRÌNH WEBSITE .18 3.2.1 Đưa liệu hiển thị liệu website 18 3.2.2 Cảnh báo điều kiện không thuộc ngưỡng cho phép 23 3.2.3 Các thông tin cần thiết cho người dùng 25 3.3 LẬP TRÌNH APP CHO ĐIỆN THOẠI 26 CHƯƠNG NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 28 4.1 MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM 28 4.2 WEBSITE VÀ APP 28 CHƯƠNG KẾT LUẬN 31 5.1 KẾT LUẬN .31 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN .32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 PHỤ LỤC 34 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ HÌNH - 1: HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THƠNG MINH[1] HÌNH - 2: HÌNH ẢNH BÌNH NĨNG LẠNH TỰ ĐỘNG[1] HÌNH - 1: CHỨC NĂNG CÁC CHÂN MODULE WIFI [1] HÌNH - 2: CẢM BIẾN DHT22 [4] HÌNH - 3: HÌNH ẢNH FIREBASE[2] 12Y HÌNH - 1: TEST BOARD CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM 16 HÌNH - 2: KẾT QUẢ SAU KHI MƠ PHỎNG NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM 17 HÌNH - 3: HÌNH ẢNH FIREBASE LƯU DỮ LIỆU TỪ ESP 8266 18 HÌNH - 4: HÌNH ẢNH MƠ TẢ DỮ LIỆU ĐƯỢC LẤY TỪ FIREBASE VÀ XUẤT RA FILE JSON .19 HÌNH - 5: HÌNH ẢNH MƠ PHỎNG SAU KHI ĐƯA LÊN TRANG WEB 20 HÌNH - 6: NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM HIỂN THỊ THEO NGÀY 21 HÌNH - 7: NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM HIỂN THỊ THEO THÁNG 21 HÌNH - 8: NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM HIỂN THỊ THEO NĂM 22 HÌNH - 9: NHIỆT ĐỘ SO SÁNH THEO NĂM .22 HÌNH - 10: ĐỘ ẨM SO SÁNH THEO NĂM 23 HÌNH - 11: CẢNH BÁO NHIỆT ĐỘ LỚN HƠN MỨC NGƯỠNG .23 HÌNH - 12: CẢNH BÁO NHIỆT ĐỘ NHỎ HƠN MỨC NGƯỠNG 24 HÌNH - 13: CẢNH BÁO ĐỘ ẨM LỚN HƠN MỨC NGƯỠNG 24 HÌNH - 14: CẢNH BÁO ĐỘ ẨM NHỎ HƠN MỨC NGƯỠNG 25 HÌNH - 15: HÌNH ẢNH DỰ BÁO THỜI TIẾT CỦA VTV VIỆT NAM 25 HÌNH - 16: GIÁ CỦA TƠM SÚ[3] 26 HÌNH - 17: GIÁ CỦA TÔM THẺ[3] .26 HÌNH - 18: HÌNH ẢNH MÔ PHỎNG NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM TRÊN APP .27 DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG - 1: SO SÁNH ƯU ĐIỂM .30 BẢNG - 2: SO SÁNH NHƯỢC ĐIỂM 30 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CSS Cascading Style Sheets HTML HyperText Markup Language IOT Internet Of Things Trang 1/65 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG 1.1 Giới thiệu Ngày công nghiệp thực phẩm phát triển mạnh mẽ nên việc kiểm soát nhiệt độ độ ẩm bảo quản lưu trữ sản phẩm công, nông nghiệp kho chứa quan Thông thường loại hàng hóa lưu trữ, nhiệt độ, độ ẩm kho ln trì mức định Mở rộng ứng dụng nông nghiệp xanh như… Cùng với phát triển thiết bị cảm biến, cơng nghiệp máy tính cơng nghệ thơng tin, điều cho phép người theo dõi thơng số mơi trường từ xa ví dụ sử dụng cảm biến nhiệt độ độ ẩm tự động tưới nhiệt độ cao, báo qua điện thoại cho người dùng biết Đây khởi nguồn Internet of Things (IoT) IOT thức xuất vào năm 1999, người bắt đầu nhận thấy tiềm xu hướng bên cạnh việc mạng Internet nhiều rào cản khoa học công nghệ dần khai phá Theo định nghĩa từ Wikipedia, Intetnet of Things – IoT kịch giới, mà đồ vật, người cung cấp định danh riêng mình, tất có khả truyền tải, trao đổi thơng tin, liệu qua mạng mà không cần đến tương tác trực tiếp người với người, hay người với máy tính IoT phát triển từ hội tụ công nghệ không dây, công nghệ vi điện tử Internet Như vậy, hiểu IoT tất thứ kết nối với qua mạng Internet, người dùng kiểm sốt, điều khiển tất qua mạng thiết bị thông minh smartphone, tablet, PC hay chí với smartwatch tay Điều kì diệu cảm biến Các thiết bị cần kết nối phải tích hợp chip cảm biến để chuyển đổi, phát hiện tượng mơi Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 2/65 trường tự nhiên biến thành liệu mơi trường Internet để xử lý liệu tiến hành thực thi điều hướng mạng Internet theo cách mà người dùng mong muốn Internet of Things ứng dụng vượt trội giải pháp nhà thông minh Có lẽ, nghe khái niệm IoT, bạn thấy mơ hồ khó hiểu Tuy nhiên, với ứng dụng vượt trội Iot giải pháp nhà thông minh nay, chắn, khái niệm thân thuộc nhiều Hệ thống chiếu sáng thơng minh Hình - 1: Hệ thống chiếu sáng thông minh [1] Hệ thống đèn thông minh cho phép người dùng bật/ tắc đèn tất phòng phòng riêng lẻ mà khơng cần di chuyển bước chân IoT giúp người dùng xử trí dễ dàng ngồi mà qn tắt đèn phòng ngủ, dù chủ nhà có cách xa ngơi nhà Ngồi ra, hệ thống chiếu sáng thông minh Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 3/65 cho phép hẹn bật/ tắt đèn cho vị trí chiếu sáng cố định, ví dụ đèn trang trí sân vườn, đèn chiếu sáng cổng Điều hòa, bình nóng lạnh tự động Hình - 2: Hình ảnh bình nóng lạnh tự động[1] Trước đây, người dùng thường – 10 phút chờ đợi sau bật điều hòa, bình nóng lạnh để làm mát phòng có nước nóng sử dụng Tuy nhiên, với IoT, người dùng khởi động hệ thống smartphone hay tablet mình,để đảm bảo tới nhà, tất thứ sẵn sàng sử dụng Các thao tác hẹn giờ, thay đổi nhiệt độ thực nhanh chóng dễ dàng thiết bị di động thông minh, giúp gia chủ tiết kiệm tối đa thời gian lượng điện tiêu thụ gia đình – tránh trường hợp qn khơng tắt bình nóng lạnh, điều hòa ngồi Tương tự, thiết bị khác gia đình rèm cửa hồn tồn tự động hóa ứng dụng IoT Giải pháp âm đa vùng Việc nghe nhạc, giải trí với IoT trở nên đơn giản hết, nguồn nhạc từ smartphone, tablet phát nhạc cho tất nhà khu vực riêng biệt tùy thuộc vào lựa chọn người sử dụng Đặc biệt hơn, người dùng tạo lập cho “kịch bản” riêng “Chào buổi sáng”, Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thông qua IoT Trang 4/65 “Ăn tối”, “Ngủ ngon” Khi đó, cần chạm vào “Chào buổi sáng”, rèm cửa tự động mở, âm nhạc sẵn sàng phát âm vui tươi chào đón ngày mới, tạo thư thái, tiện nghi trọn vẹn cho người sử dụng Hay chạm vào “Ngủ ngon” đèn phòng tự động tắt máy lạnh tăng giảm nhiệt độ để có cảm giác mát mẻ cho người sử dụng dễ chịu ngủ Sở hữu nhà thông minh sử dụng ứng dụng IoT đồng nghĩa với việc hệ thống an ninh giám sát an toàn, chặt chẽ nhiều lần so với camera thơng thường IoT cho phép người dùng theo dõi, giám sát ngơi nhà dù cơng tác hay kì nghỉ xa nhà qua smartphone hay tablet Khi có dấu hiệu đột nhập, dựa vào thiết lập sẵn, còi hú vang lên, đèn xoáy quay sáng, hệ thống chiếu sáng bật lên, rèm cửa mở Tất thiết bị tham gia vào “công cuộc” chống trộm, bảo đảm an ninh tuyệt đối cho nhà bạn Rõ ràng, Internet of Thing thay đổi hoàn toàn cách sống người tương lai khơng xa 1.2 Mục đích đề tài Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT ứng dụng đề tài vào kiểm soát nhiệt độ độ ẩm hồ ni tơm, trồng rau cơng nghiệp, kiểm sốt hàng hóa kho, vườn ươm thơng minh Chúng ta đưa cảnh báo với mức nhiệt độ định Để cho người ni trồng biết mức nhiệt độ lý tưởng Mục đích đề tài thiết kế hệ thống kiểm sốt mơi trường có kiểm sốt thơng qua Iot Trong đó, phần lớn đề tài tập trung vào việc xây dựng website app điện thoại để theo dõi, cập nhập điều kiện môi trường thời gian thực, kết hợp với việc dự báo, cảnh báo điều kiện môi trường vượt ngưỡng cho phép Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 5/65 CHƯƠNG NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI 1.3 Module Wifi Sensor Module Wifi ESP8266 Đây module truyền nhận WiFi đơn giản dựa chip ESP8266 SoC (System on Chip) hãng Espressif Module ESP8266 V1 thường sử cho ứng dụng IOT Module nạp sẵn firmware giúp người dùng giao tiếp với wifi dễ dàng qua tập lệnh AT thông qua giao tiếp UART ( baudrate mặc định 9600, số mạch 11520) quen thuộc Tính chính: Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 50/65 padding: 5px 25px; } chart-content { padding: 20px; text-align: center; } header { height: auto; overflow: hidden; } elic-find { display: none; } icon-search { display: none; } right, left { width: 100%; text-align: center; } } Code jQuey and javascript Getjson function repeatMe(){ $.ajax({ url: 'https://fir-1-d6120.firebaseio.com/logs.json', dataType: 'json', cache: true, Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thông qua IoT Trang 51/65 timeout: 30000, success: function(data) { var arrTem = [], arrHum = [], arrTime = []; $.each(data, function(index, element) { var valueTH = $(element)[0]; arrTem.push(valueTH.temperature); arrHum.push(valueTH.humidity); arrTime.push(valueTH.time); }); console.log('arrTem',arrTem); console.log('arrHum',arrHum); var arrTemlast = arrTem.slice(-1); var arrHumlast = arrHum.slice(-1); $('.temperature').html(arrTemlast); $('.humidity').html(arrHumlast); $('.warning').css('display', 'none'); if(arrTemlast > 30) { alert('Nhiệt độ lớn 30 độ C'); } if(arrTemlast < 25) { alert('Nhiệt độ nhỏ 25 độ C'); } if(arrHumlast > 90) { alert('Độ ẩm nhỏ 90 %'); } if(arrHumlast < 70) { alert('Độ ẩm nhỏ 25 độ C');; Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 52/65 } var newHum = arrHum.slice(arrHum.length - 10, arrHum.length); var newTem = arrTem.slice(arrTem.length - 10, arrTem.length); var newTime = arrTime.slice(arrTime.length - 10, arrTime.length); var nhietdo = document.getElementById('bar-chart-tem-time').getContext('2d'); var myChartTem = new Chart(nhietdo, { type: 'line', data: { labels: newTime, datasets: [{ label: 'Nhiet Do', data: newTem, backgroundColor: "rgba(255, 99, 132, 0.5)" }] }, options: { scales: { yAxes: [{ ticks: { beginAtZero: true } }] }, title: { display: true, text: 'Biểu đồ nhiệt độ', fontSize: 25 Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 53/65 }, legend: { display: false, position: 'right', labels: { fontColor: '#000' } } } }); var doam = document.getElementById('bar-chart-hum- time').getContext('2d'); var myChartTem = new Chart(doam, { type: 'line', data: { labels: newTime, datasets: [{ label: 'Do am', data: newHum, backgroundColor: "rgba(54, 162, 235, 0.5)", }] }, options: { scales: { yAxes: [{ ticks: { beginAtZero: true, } Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 54/65 }] }, title: { display: true, text: 'Biểu đồ độ ẩm', fontSize: 25 }, legend: { display: false, position: 'right', labels: { fontColor: '#000' } } } }); }, error: function(){ console.log('error') } }); } $(document).ready(function() { repeatMe(); }); setInterval(repeatMe, 50000); Chartjava Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 55/65 var nhietdo = document.getElementById('myChartTem').getContext('2d'), doam = document.getElementById('myChartDoam').getContext('2d'); var myChartTem = new Chart(nhietdo, { type: 'line', data: { labels: ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday', 'Saturday', 'Sunday'], datasets: [{ label: 'Nhiet Do', data: [27, 28, 27.5, 26.4, 27.8, 28, 30], backgroundColor: "rgba(255, 99, 132, 0.5)" }] }, options: { scales: { yAxes: [{ ticks: { beginAtZero: true, } }] }, title: { display: true, text: 'Nhiệt độ theo ngày', fontSize: 25 }, legend: { display: false, position: 'right', Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 56/65 labels: { fontColor: '#000' } } } }); var myChartDoam = new Chart(doam, { type: 'line', data: { labels: ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday', 'Saturday', 'Sunday'], datasets: [{ label: 'Do Am', data: [80, 90, 50, 70, 95, 90, 70], backgroundColor: "rgba(54, 162, 235, 0.5)" }] }, options: { scales: { yAxes: [{ ticks: { beginAtZero: true, } }] }, title: { display: true, text: 'Độ ẩm theo ngày', fontSize: 25 Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 57/65 }, legend: { display: false, position: 'right', labels: { fontColor: '#000' } } } }); var ctx = document.getElementById("myChartsosanh").getContext('2d'); var original = Chart.defaults.global.legend.onClick; Chart.defaults.global.legend.onClick = function(e, legendItem) { update_caption(legendItem); original.call(this, e, legendItem); }; var myChartsosanh = new Chart(ctx, { type: 'bar', data: { labels: ["Tháng 1", "Tháng 2", "Tháng 3", "Tháng 4", "Tháng 5", "Tháng 6", "Tháng 7", "Tháng 8", "Tháng 9", "Tháng 10", "Tháng 11", "Tháng 12"], datasets: [{ label: 'nhiet nam 2015', backgroundColor: "#ff0000", data: [27, 29, 30.2, 28.5, 28.75, 26, 26,29.5, 27, 29.2,29,28.5], }, { label: 'nhiet nam 2016', Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 58/65 backgroundColor: "#0000ff", data: [26, 29.5, 31, 27.5, 25.75, 28, 26,30.05, 27.27, 29.28,28.9,29], }, { label: 'nhiet nam 2017', backgroundColor: "#006666", data: [26.5, 29, 31.05, 27.5, 26.75, 27.25, 26.56,30.5, 27.67, 29,27.9,28.5], }] }, options: { scales: { yAxes: [{ ticks: { beginAtZero: true, } }] } } }); var ctxDoam document.getElementById("myChartsosanhdoam").getContext('2d'); var original = Chart.defaults.global.legend.onClick; Chart.defaults.global.legend.onClick = function(e, legendItem) { update_caption(legendItem); original.call(this, e, legendItem); }; var myChartsosanhdoam = new Chart(ctxDoam, { Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT = Trang 59/65 type: 'bar', data: { labels: ["Tháng 1", "Tháng 2", "Tháng 3", "Tháng 4", "Tháng 5", "Tháng 6", "Tháng 7", "Tháng 8", "Tháng 9", "Tháng 10", "Tháng 11", "Tháng 12"], datasets: [{ label: 'do am nam 2015', backgroundColor: "#cc6600", data: [75, 65, 70, 72.5, 78.75, 76, 76.2,69.5, 67, 69.2,70.05,68.5], }, { label: 'do am nam 2016', backgroundColor: "#997300", data: [76, 69.5, 80, 77.5, 75.75, 78, 80,80.05, 77.27, 79.28,78.9,79], },{ label: 'do am nam 2017', backgroundColor: "#009999", data: [78, 79.5, 80, 79.5, 85.75, 79.95, 80.65,80.05, 87.27, 76.28,75.9,79.05], }] }, options: { scales: { yAxes: [{ ticks: { beginAtZero: true, } }] } } }); Chart Year Month and Date Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 60/65 var nhietdo = document.getElementById('TemYear').getContext('2d'), doam = document.getElementById('DoamYear').getContext('2d'); var myChartTem = new Chart(nhietdo, { type: 'line', data: { labels: ['2010', '2011', '2012', '2013', '2014', '2015', '2016'], datasets: [{ label: 'Nhiet Do', data: [27, 29, 30, 28, 28.5, 28.55, 27], backgroundColor: "rgba(255, 99, 132, 0.5)" }] }, options: { scales: { yAxes: [{ ticks: { beginAtZero: true, } }] }, title: { display: true, text: 'Nhiệt độ theo năm', fontSize: 25 }, legend: { display: false, position: 'right', labels: { Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 61/65 fontColor: '#000' } } } }); var myChartDoam = new Chart(doam, { type: 'line', data: { labels: ['2010', '2011', '2012', '2013', '2014', '2015', '2016'], datasets: [{ label: 'Do Am', data: [75, 77.92, 80, 75.61, 77.08, 76.5, 74], backgroundColor: "rgba(54, 162, 235, 0.5)" }] }, options: { scales: { yAxes: [{ ticks: { beginAtZero: true, } }] }, title: { display: true, text: 'Độ ẩm theo năm', fontSize: 25 }, legend: { Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 62/65 display: false, position: 'right', labels: { fontColor: '#000' } } } }); var nhietdo = document.getElementById('TemMonth').getContext('2d'), doam = document.getElementById('DoamMonth').getContext('2d'); var myChartTem = new Chart(nhietdo, { type: 'line', data: { labels: ['January', 'February', 'March', 'April', 'May', 'June', 'July', 'August','September','October', 'November', 'December'], datasets: [{ label: 'Nhiet Do', data: [28, 29, 28.3, 30, 30.2, 29.7, 28, 29.1, 29.9, 30, 27, 27.5], backgroundColor: "rgba(255, 99, 132, 0.5)" }] }, options: { scales: { yAxes: [{ ticks: { beginAtZero: true, } }] }, Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 63/65 title: { display: true, text: 'Nhiệt Độ theo tháng', fontSize: 25 }, legend: { display: false, position: 'right', labels: { fontColor: '#000' } } } }); var myChartDoam = new Chart(doam, { type: 'line', data: { labels: ['January', 'February', 'March', 'April', 'May', 'June', 'July', 'August','September','October', 'November', 'December'], datasets: [{ label: 'Do Am', data: [80, 70, 75, 78, 75.5, 80, 80.5, 88, 86.2, 86.5, 87, 85], backgroundColor: "rgba(54, 162, 235, 0.5)" }] }, options: { scales: { yAxes: [{ ticks: { Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 64/65 beginAtZero: true, } }] }, title: { display: true, text: 'Độ ẩm theo tháng', fontSize: 25 }, legend: { display: false, position: 'right', labels: { fontColor: '#000' } } } }); Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT ... tháng Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 21/65 Hình - 8: Nhiệt độ độ ẩm hiển thị theo năm Hình - 9: Nhiệt độ so sánh theo năm Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường. .. ngưỡng Xây dựng hệ thống quan trắc mơi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 23/65 Hình - 12: Cảnh báo nhiệt độ nhỏ mức ngưỡng Hình - 13: Cảnh báo độ ẩm lớn mức ngưỡng Xây dựng hệ thống quan trắc. .. cảm biến để chuyển đổi, phát hiện tượng môi Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm sốt thơng qua IoT Trang 2/65 trường tự nhiên biến thành liệu mơi trường Internet để xử lý liệu tiến hành