Xây dựng mô hình IoT giám sát và điều khiển môi trường vườn

Abstract

LỜI CAM ĐOAN 3 LỜI CẢM ƠN 4 BẢNG KẾ HOẠCH CÔNG VIỆC THEO TUẦN 5 LỜI NÓI ĐẦU 6 MỤC LỤC 7 DANH SÁCH HÌNH ẢNH 10 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 13 1.1. Đặt vấn đề 13 1.2. Mục tiêu 14 1.2.1. Giám sát các thông số môi trường trong thời gian thực 14 1.2.2. Cung cấp khả năng điều khiển các thiết bị từ xa 15 1.2.3. Đảm bảo sự ổn định và hiệu quả của hệ thống 15 1.2.4. Tính khả thi và dễ dàng triển khai 16 1.2.5. Tạo nền tảng cho nông nghiệp thông minh 16 1.3. Nội dung nghiên cứu 16 1.3.1. Tổng quan về IoT và các công nghệ liên quan 16 1.3.2. Định hình bài toán 17 1.3.3. Phân tích và thiết kế hệ thống 18 1.3.4. Lập trình, thi công, và thử nghiệm hệ thống 18 1.3.5. Đánh giá hiệu quả hoạt động và đề xuất các cải tiến 19 1.4. Giới hạn 19 1.4.1. Quy mô hệ thống 19 1.4.2. Số lượng thiết bị 19 1.4.3. Tính tối ưu hóa 20 1.4.4. Điều kiện thử nghiệm 20 1.4.5. Kết quả dự kiến 20 1.5. Bố cục 20 1.6. Tổng kết Chương I 21 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 22 2.1. Tổng quan về IoT 22 2.1.1. Khái niệm 22 2.1.2. Cơ sở kỹ thuật của IoT 23 2.1.3. Các ứng dụng của IoT 25 2.1.4. Các thách thức trong việc nghiên cứu, triển khai IoT 26 2.2. Tổng quan về WEB 26 2.2.1. Trang web là gì? 26 2.2.2. Giao diện website gồm những thành phần nào? 27 2.3. Tổng quan về ESP32 28 2.4. Tổng quan về STM32 31 2.4.1. Giới thiệu về STM32 31 2.4.2. Lợi ích của việc sử dụng STM32 trong dự án 32 2.5. Các chuẩn giao tiếp 33 2.5.1. Chuẩn giao tiếp UART 33 2.5.2. Chuẩn giao tiếp I2C 37 2.5.3. Chuẩn giao tiếp 1-WIRE 39 2.6. Tổng kết Chương II 41 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG HỆ THỐNG 42 3.1. Giới thiệu 42 3.2. Mục tiêu thiết kế 42 3.3. Tính toán và thiết kế hệ thống 43 3.3.1. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 43 3.3.2. Tính toán và thiết kế mạch 44 3.3.3. Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 56 3.4. Lập trình hệ thống 57 3.4.1. Lưu đồ giải thuật 57 3.4.2. Lập trình cho vi điều khiển 60 3.4.3. Xây dựng MQTT broker 61 3.4.4. Xây dựng giao diện Web 64 3.5. Thi công hệ thống 65 3.5.1. Thiết kế mạch điều khiển trung tâm 65 3.5.2. Thiết kế mạch điều khiển trực tiếp và hiển thị 66 3.6. Thử nghiệm và đánh giá 67 3.6.1. Lắp ráp mô hình và kiểm thử 67 3.6.2. Kiểm thử điều khiển và hiển thị dữ liệu lên giao diện Web 68 3.6.3. Kiểm thử điều khiển và hiển thị dữ liệu trên mô hình 69 3.6.5. Nhận xét đánh giá 75