Nghiên cứu Khoa học

Xây dựng mô hình nhà trồng nấm thông minh dựa trên Raspberry Pi

1. Giới thiệu

Ứng dụng công nghệ Internet Of Thing vào thiết kế và thi công hệ thống nhà trồng nấm thông minh, có thể điều khiển trên App của Smartphone thông qua mạng INTERNET, hệ thống gồm:

-          Phần cứng mô hình điều khiển một số thiết bị chăm sóc nấm, kết nối với mạng Internet

-          Phần mềm trên di động có thể giám sát, theo dõi các thông số của các cảm biến, có thể điều khiển quá trình sinh trưởng của nấm thông qua việc thiết lập ngưỡng các thông số của môi trường xung quanh.

-          Hệ thống sẽ tự động giúp người sử dụng thực hiện chăm sóc nấm bằng các hành động hợp lý để cố gắng điều chỉnh các thông số nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng và nồng độ khí CO₂ về trong ngưỡng phù hợp với sự phát triển tốt nhất cho nấm.

2. Thiết kế hệ thống

+ Sơ đồ khối

                          Hình 1. Sơ đồ khối tổng thể hệ thống

• Giải thích chi tiết các khối hệ thống:

-           Khối xử lý trung tâm sử dụng Module Raspberry Pi 3 giao tiếp với mạng Internet thông qua wifi. Ở đây, khối vi điều khiển đóng vai trò như khối điều khiển trung tâm, vừa có chức năng nhận giá trị từ các cảm biến, vừa điều khiển khối động cơ nối các thiết bị và phần mềm trên điện thoại di động thông qua mạng Internet.

-           Khối điều khiển thiết bị gồm động cơ kết nối với máy bơm và động cơ máy quạt.

-           Hệ thống cảm biến bao gồm các cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, nồng độ CO2.

-           Thingspeak là kênh lưu trữ thông tin từ hệ thống thông qua mạng Intenet.

-           Chương trình điều khiển trên thiết bị di động chứa nhiều chức năng như giám sát, theo dõi các thông số về các cảm biến của hệ thống và cho phép người dùng thiết lập ngưỡng giá trị các cảm biến từng thời điểm phù hợp với sự phát triển của nấm.

+ Sơ đồ khối chi tiết hệ thống:

                                           Hình 2: Sơ đồ khối chi tiết hệ thống

 

Chức năng của các khối:

-           Hệ thống điều khiển: Có nhiệm vụ đọc giá trị từ các cảm biến, thực hiện xử lý theo các giải thuật đã lập trình, căn cứ vào kết quả xử lý thông tin mà điều khiển hệ thống bơm và quạt cho công việc chăm sóc nấm. Giao tiếp với thiết bị di động để theo dõi, giám sát, điều khiển thông qua mạng Internet.

-           Hệ thống cảm biến:

+          Cảm biến độ ẩm, nhiệt độ: Có tác dụng đọc giá trị độ ẩm , nhiệt độ hiện tại trong không khí. Khi giá trị độ ẩm, nhiệt độ trong không khí còn quá cao cho quá trình sinh trưởng của nấm thì CPU sẽ điều khiển máy bơm tưới thêm nước.

+          Cảm biến nồng độ CO2: Có tác dụng nhận biết giá trị CO2 hiện tại. Khi giá trị CO2 tăng quá cao ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của cây thì CPU sẽ điều khiển động cơ quay máy quạt để làm giảm nồng độ CO2.

+          Cảm biến ánh sáng: Có tác dụng nhận biết giá trị ánh sáng hiện tại để báo về CPU. Khi người sử dụng muốn thay đổi quá trình sinh trưởng của nấm thì có thể bật thêm đèn.

-           Ứng dụng điều khiển trên thiết bị di động: Người dùng sẽ sử dụng một ứng dụngtrên Smartphone để theo dõi, giám sát tình hình môi trường hiện tại của nấm để đảm bảo nấm đang phát triển tốt cũng như kiểm tra hệ thống không bị sự cố. Các thông số sẽ được gửi đến điện thoại thông qua mạng Internet.Người dùng có thể thiết lập các ngưỡng giá trị các cảm biến sao cho phù hợp quá trình sinh trưởng của nấm.

-           Nguồn: Một nguồn 5V sẽ cung cấp trực tiếp từ ngoài vào cho bộ vi xử lý trung tâm và các cảm biến sẽ lấy nguồn trực tiếp từ bộ vi xử lý trung tâm này để hoạt động.

Các phần khác của hệ thống như quạt, máy bơm, đèn chiếu sáng sẽ dùng trực tiếp từ nguồn 5V.

 

Các tin khác

• Giới thiệu Contrast và Brightness trong ảnh số
• XÂY DỰNG ỨNG DỤNG GAME 2D ĐA NỀN TẢNG VỚI COCOS2D-X GAME ENGINE
• ĐIỀU KHIỂN BÀN PHÍM PS2 SỬ DỤNG FPGA
• Chương trình điều khiển máy cho ca ăn tự động
• Mã QR code