Đang tải... (xem toàn văn)
Internet Of Things (IoT) – Internet vạn vật dường như đang đứng trước một bước ngoặt để đi đếngiai đoạn tiếp theo cho một thế giới hiện đại, văn minh. Đó là viễn cảnh mà mọi vật đều có thể kếtnối với nhau thông qua Internet không dây. Các doanh nghiệp đang có xu hướng ứng dụng sản phẩmcông nghệ IoT vào sản xuất ngày càng nhiều bởi thị trường sáng tạo tiềm năng và chi phí sản xuấtngày càng thấp.Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11 có cảm biến nhiệt độ và độ ẩm phức tạp với đầu ra tín hiệusố được hiệu chỉnh. Bằng cách sử dụng chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số độc quyền kỹ thuật vànhiệt độ và độ ẩm công nghệ cảm biến, nó đảm bảo độ tin cậy cao và tuyệt vời ổn định lâu dài. Cảm biến này bao gồm đo độ ẩm kiểu điện trở thành phần và một thành phần đo nhiệt độ NTC,và kết nối với một hiệu suất cao Bộ vi điều khiển 8 bit, cung cấp chất lượng tuyệt vời, phản ứngnhanh, chống nhiễu khả năng và hiệu quả chi phí.Theo các nhà phát triển của nó, ThingSpeak là một ứng dụng Internet (IET) và API nguồnmở (IoT) để lưu trữ và lấy dữ liệu từ những thứ bằng cách sử dụng giao thức HTTP qua Internethoặc thông qua Mạng cục bộ. ứng dụng theo dõi vị trí và mạng xã hội của những thứ có cập nhậttrạng thái. ThingSpeak đã tích hợp hỗ trợ từ phần mềm tính số MatLab từ MathWorks, cho phép ngườidùng ThingSpeak phân tích và trực quan hóa dữ liệu đã tải. Internet of Things (IoT) là một hệ thống những thứ kết nối. Những điều thường bao gồm mộthệ điều hành nhúng và khả năng giao tiếp với internet hoặc với những thứ lân cận. Một trongnhững yếu tố quan trọng của một hệ thống IoT chung mà kết nối các thứ khác nhau là một dịchvụ IoT. Một ý nghĩa thú vị từ những thứ bao gồm các hệ thống IoT là những thứ của mình khôngthể làm bất cứ điều gì. Ở mức tối thiểu, họ phải có khả năng kết nối với thứ khác. Nhưng sứcmạnh thực sự của IoT được khai thác khi mọi thứ kết nối với một dịch vụ trực tiếp hoặc thôngqua những thứ khác. Trong các hệ thống như vậy, dịch vụ đóng vai trò của một người quản lý vôhình bằng cách cung cấp các khả năng từ thu thập dữ liệu đơn giản và giám sát đến các phân tíchdữ liệu phức tạp.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ – VẬT LÝ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH VẬT LÝ TIN HỌC BÁO CÁO THỰC TẬP Đề tài: THEO DÕI THAY ĐỔI ĐỘ ẨM QUA WEBSITE Giáo viên hướng dẫn: Thầy Huỳnh Văn Tuấn Sinh viên thực tập: Ngô Thị Thùy Trinh Lê Thị Ngọc Giàu Lê Ngọc Bảo Phạm Minh Luân Trương Thị Sử -TP HỒ CHÍ MINH – 2018 1513204 1513042 1513010 1513098 1513158 Cảm biến đo lường Bộ Mơn Vật Lí Tin Học MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Bảng từ viết tắt Danh mục hình ảnh Danh mục bảng Chương I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Internet Of Things 1.2 Hệ thống đo độ ẩm giao tiếp máy tính/ điện thoại Chương II GIỚI THIỆU LINH KIỆN .6 2.1 ESP8266 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Sơ đồ chân .7 2.1.3 Thông số phần cứng 2.1.4 SDK hỗ trợ 2.2 ESP8266 WiFi Uno 2.2.1 Giới thiệu 2.2.2 Sơ đồ chân 2.3 Cảm biến DTH11 10 2.3.1 Giới thiệu 10 2.3.2 Sơ đồ chân 11 2.3.3 Thông số kỹ thuật 12 2.3.4 Qui trình giao tiếp tổng thể 13 2.3.5 MCU Gửi tín hiệu khởi động đến DHT 14 2.3.6 Phản hồi DHT MCU 15 Bộ Môn Vật Lí Tin Học Cảm biến đo lường 2.4 Thinkdspeak .16 Chương III THỰC NGHIỆM 18 3.1 Chuẩn bị linh kiện .18 3.2 Lắp mạch 18 3.3 Code 19 Chương IV KẾT QUẢ 22 4.1 Sản phẩm thực tế 22 4.2 Kết đo thực nghiệm 22 Chương V THUẬN LỢI KHÓ KHĂN 24 Tài liệu tham khảo 25 Cảm biến đo lường Bộ Mơn Vật Lí Tin Học LỜI MỞ ĐẦU Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy Huỳnh Văn Tuấn cung cấp cho chúng em kiến thực mơn học Cảm Biến Đo Lường để chúng em có sở lý thuyết vững hoàn thiện đồ án môn học lần Trong ứng dụng ngày, nhu cầu theo dõi độ ẩm ngày trở nên phổ biến thiết thực, sử dụng trong: sản xuất chế biến nông nghiệp hiển thị thực thi điều khiển (quạt gió, máy sấy, điều hòa, hay báo động….) liệu môi trường khu vực theo dõi, chế độ làm việc số dây chuyền, thiết bị có yêu cầu cao Thấy tầm quan trọng tính thực tế việc đo điều chỉnh độ ẩm thiết bị tự động hóa đời sống đó, đồ án chúng em chọn thực lần chuyên việc thiết kế “Mạch đo độ ẩm môi trường giao tiếp với máy tính/điện thoại” sử dụng ESP8266 WiFi Uno, DHT11 Do kiến thức có phần hạn hẹp, q trình thực sản phẩm thực tế sau hồn thiện khơng tránh khỏi sơ sót, chúng em kính mong nhận góp ý từ Thầy để hồn thiện đồ án sau Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2018 Ngơ Thị Thùy Trinh Lê Thị Ngọc Giàu Lê Ngọc Bảo Phạm Minh Luân Trương Thị Sử Cảm biến đo lường Bộ Mơn Vật Lí Tin Học Bảng từ viết tắt IoT Internet of Things CPU Central Processing Unit SDK Software Development Kit MCU Micro-controller Unit API Application Programming Interface Danh mục hình ảnh Hình 1 Internet Of Things Hình Hệ thơng IOT đo độ ẩm Hình Hệ thống IOT đo độ ẩm sử dụng cảm biến Hình Module wifi ESP8266 Hình 2 Sơ đồ chân ESP8266 Hình ESP8266 Wifi Uno Hình Schematic Hình Sơ đồ chân ESP8266 Wifi Uno 10 Hình Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 11 Hình Sơ đồ chân cảm biến DHT11 11 Hình Mạch điển hình 12 Hình Qui trình giao tiếp tổng thể 13 Hình 10 MCU gửi tín hiệu khởi động đến DHT 15 Hình 11 Phản hồi DHT tới MCU 15 Hình 12 Mơ hình Internet Of Things 16 Hình Create Account ThingSpeak 19 Hình Create Channel ThingSpeak 19 Hình Sản phẩm thực tế 22 Hình Hiển thị kết đo ThingSpeak 22 Danh mục bảng Bảng Cách nối chân mạch 18 Bảng Số liệu đo thực nghiệm 23 Cảm biến đo lường Bộ Mơn Vật Lí Tin Học Chương I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Internet Of Things Internet Of Things (IoT) – Internet vạn vật dường đứng trước bước ngoặt để đến giai đoạn cho giới đại, văn minh Đó viễn cảnh mà vật kết nối với thông qua Internet không dây Các doanh nghiệp có xu hướng ứng dụng sản phẩm công nghệ IoT vào sản xuất ngày nhiều thị trường sáng tạo tiềm chi phí sản xuất ngày thấp Internet Of Things cảm ứng lắp ráp tủ lạnh để ghi lại nhiệt độ, trái tim cấy ghép thể người, … Hiểu đơn giản, Internet Of Things khiến vật giao tiếp với dễ dàng ưu điểm lớn “Thông minh” khả phòng ngừa cảnh báo đâu Hình 1 Internet Of Things Tác động Internet Of Things đa dạng tích cực nhiều lĩnh vực: quản lý hạ tầng, y tế, xây dựng tự động hóa, giao thơng… John Chambers (CEO Cisco) công bố: Cho đến năm 2024 có 500 tỷ thiết bị kết nối Thực tế, số lớn gần 100 lần số người Trái đất, điều cho thấy “vạn vật” nhiều người nhiều Chúng ta biết ứng dụng Internet Of Things “nói chuyện” với người thơng qua bàn phím, thiết bị thiết kế ngày hoàn thiện với nhiều cảm biến để giao tiếp cách nhanh xác với Cảm biến đo lường Bộ Mơn Vật Lí Tin Học người, thu thập liệu đơn giản từ người Nhưng quan trọng nhất, giao tiếp với người ứng dụng IoT người Internet Of Things − Những lợi ích mang lại ❖ Cải thiện việc gắn kết khách hàng ❖ Tối ưu hóa cơng nghệ ❖ Giảm hao phí ❖ Tăng cường việc thu thập liệu Internet Of Things − Những thách thức gặp phải ❖ Kiểm sốt an ninh ❖ Tính bảo mật ❖ Tính phức tạp ❖ Tính linh hoạt 1.2 Hệ thống đo độ ẩm giao tiếp máy tính/ điện thoại Trong ứng dụng ngày, nhu cầu theo dõi độ ẩm ngày trở nên phổ biến thiết thực, sử dụng trong: sản xuất chế biến nông nghiệp hiển thị thực thi điều khiển (quạt gió, máy sấy, điều hòa, hay báo động….) liệu môi trường khu vực theo dõi, chế độ làm việc số dây chuyền, thiết bị có yêu cầu cao Khái niệm độ ẩm có từ lâu, độ ẩm đại lượng vật lí quan tâm nhiều nhất, ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất vật chất môi trường Trong công nghiệp sản xuất lĩnh vực đo lường điều khiển, trình đo xử lí độ ẩm giữ vai trò quan trọng Trong thiết bị có thiết bị đòi hỏi cảm biến đo điều chỉnh độ ẩm không khí điều hòa, chng báo cháy, lò vi sống Do ta thấy tầm quan trọng tính thực tế việc đo điều chỉnh độ ẩm thiết bị tự động hóa đời sống ngày Từ cảm hứng chúng em thiết kế “Mạch đo độ ẩm mơi trường giao tiếp với máy tính/điện thoại” sử dụng ESP8266 WiFi Uno, DHT11 Cảm biến đo lường Bộ Mơn Vật Lí Tin Học Hình Hệ thơng IOT đo độ ẩm Hình Hệ thống IOT đo độ ẩm sử dụng cảm biến Cảm biến đo lường Bộ Mơn Vật Lí Tin Học Chương II GIỚI THIỆU LINH KIỆN 2.1 ESP8266 2.1.1 Giới thiệu ESP8266 dòng chip tích hợp Wi-Fi 2.4Ghz lập trình được, rẻ tiền sản xuất công ty bán dẫn Trung Quốc: Espressif Systems Được phát hành vào tháng năm 2014, đóng gói đưa thị trường dạng Mơdun ESP-01, sản xuất bên thứ 3: AI-Thinker Có khả kết nối Internet qua mạng Wi-Fi cách nhanh chóng sử dụng linh kiện kèm Với giá nói rẻ so với tính khả ESP8266 làm Hình Module wifi ESP8266 ESP8266 có cộng đồng nhà phát triển giới lớn, cung cấp nhiều Module lập trình mã nguồn mở giúp nhiều người tiếp cận xây dựng ứng dụng nhanh Hiện nay, tất dòng chip ESP8266 thị trường mang nhãn ESP8266EX, phiên nâng cấp ESP8266 Cảm biến đo lường Bộ Mơn Vật Lí Tin Học 2.1.2 Sơ đồ chân Hình 2 Sơ đồ chân ESP8266 2.1.3 Thơng số phần cứng • 32-bit RISC CPU: Tensilica Xtensa LX106 chạy xung nhịp 80 MHz • Sử dụng nguồn 3.3V • Hổ trợ Flash ngồi từ 512KB đến 4MB • 64KBytes RAM thực thi lệnh • 96KBytes RAM liệu • 64KBytes boot ROM • Chuẩn wifi EEE 802.11 b/g/n, Wi-Fi 2.4 GHz • Tích hợp TR switch, balun, LNA, khuếch đại cơng suất matching network • Hổ trợ WEP, WPA/WPA2, Open network • Tích hợp giao thức TCP/IP • Hổ trợ nhiều loại anten • 16 chân GPIO Cảm biến đo lường Bộ Môn Vật Lí Tin Học Hình Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 Mạch làm chắn, cảm biến trả lời nhanh xác ưu điểm bật dòng cảm biến Mỗi phần tử DHT11 hiệu chuẩn xác phòng thí nghiệm xác độ ẩm hiệu chuẩn Các hệ số hiệu chuẩn lưu trữ chương trình nhớ OTP, sử dụng trình phát tín hiệu nội cảm biến Giao diện nối tiếp đơn dây giúp tích hợp hệ thống nhanh chóng dễ dàng Kích thước nhỏ nó, tiêu thụ điện thấp lên đến 20 truyền tín hiệu đồng hồ làm cho trở thành lựa chọn tốt cho ứng dụng khác nhau, bao gồm thứ đòi hỏi khắt khe Thành phần gói pin hàng đơn chân Nó thuận tiện để kết nối gói đặc biệt cung cấp theo yêu cầu người dùng 2.3.3 Ứng dụng HVAC, máy hút ẩm, thiết bị kiểm tra kiểm tra, hàng tiêu dùng, ô tô, tự động kiểm soát, logger liệu, trạm thời tiết, thiết bị gia dụng, điều chỉnh độ ẩm, y tế độ ẩm đo lường kiểm soát khác 2.3.2 Sơ đồ chân Hình Sơ đồ chân cảm biến DHT11 11 Cảm biến đo lường Bộ Môn Vật Lí Tin Học 2.3.4 Mạch điển hìn Hình Mạch điển hình Lưu ý: 3Pin - Null; MCU = Micro-computer Unite single chip Computer Khi cáp kết nối ngắn 20 mét, nên sử dụng điện trở kéo 5K; cáp kết nối dài 20 mét 2.3.3 Thơng số kỹ thuật • Độ phân giải: 16Bit • Độ lặp lại: ± 1% RH • Độ xác: 25 ℃ ± 5% RH • Hốn đổi cho nhau: hồn tồn hốn đổi cho • Thời gian đáp ứng: / e (63%) 25 6s ℃ • Độ trễ: