BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC DUY TÂN
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
ĐOÀN THỊ THU HÀ
HỆ THỐNG GIÁM SÁT TRỌNG LƯỢNG BÒ
NUÔI BẰNG CÔNG NGHỆ IOT
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Đà Nẵng, 12/2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC DUY TÂN
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
ĐOÀN THỊ THU HÀ - 2120217905
HỆ THỐNG GIÁM SÁT TRỌNG LƯỢNG BÒ NUÔI
BẰNG CÔNG NGHỆ IOT
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
Người hướng dẫn: Tiến sĩ Hà Đắc Bình
Đà Nẵng, 12/2019
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. 5
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................ 6
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................... 7
DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................. 8
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ........................................................ 9
LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1
1.
Lý do chọn đề tài................................................................................. 1
2.
Mục đích nghiên cứu .......................................................................... 2
3.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................... 2
4.
Phương pháp nghiên cứu ................................................................... 2
5.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ......................................... 3
6.
Cấu trúc đồ án..................................................................................... 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN........................................................................... 4
1.1. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................... 4
1.2. Giới thiệu một số hệ thống tương tự hiện nay ................................... 4
1.3. Giới thiệu linh kiện và phần mềm ...................................................... 5
1.3.1. Tìm hiểu BeagleBone Black Wireless .......................................... 5
1.3.2. Tìm hiểu Mạch chuyển đổi ADC 24 bit LoadCell HX711 ...... 14
1.3.3. Tìm hiểu RFID............................................................................. 18
1.3.4. Cân LoadCell ............................................................................... 24
1.3.5. Tìm hiểu LCD .............................................................................. 25
1.3.6. Hệ điều hành và ngôn ngữ lập trình.......................................... 27
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ....................................................... 29
2.1. Thiết kế hệ thống ................................................................................ 29
2.1.1. Giới thiệu về Hệ thống giám sát trọng lượng bò nuôi dựa trên
công nghệ IOT ....................................................................................... 29
2.1.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống............................................. 30
2.2. Thiết kế phần cứng............................................................................. 30
2.2.1. Lý do chọn linh kiện.................................................................... 30
2.2.2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống..................................................... 31
2.2.3. Nguyên lý hoạt động ................................................................... 33
2.3. Thiết kế phần mềm............................................................................. 33
2.4. Mô tả lắp ráp linh kiện ...................................................................... 34
2.4.1. Các bước bắt đầu với BeagleBone Black Wireless .................. 34
2.4.2. Giao tiếp giữa BeagleBone Black Wireless và module HX711 40
2.4.3. Giao tiếp giữa LCD và BBB ....................................................... 43
2.4.4. RC522 kết nối với BeagleBone Black Wireless ........................ 45
CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN ...................................... 49
3.1. Mô tả môi trường thử nghiệm .......................................................... 49
3.2. Các kịch bản kiểm thử ....................................................................... 49
3.3. Mô tả các thông số đo ........................................................................ 50
3.4. Kết quả thử nghiệm và thảo luận ..................................................... 52
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................................... 53
1. Kết quả đạt được ................................................................................... 53
2. Kết luận .................................................................................................. 53
3. Hướng nghiên cứu tiếp theo ................................................................. 53
LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp là nhiệm vụ và cũng là yêu cầu bắt buộc của mỗi sinh viên phải
thực hiện trước khi ra trường, nó giúp cho sinh viên tổng kết được những kiến thức
đã học trong suốt quá trình học tập, cũng như phần nào hỗ trợ được công việc mà
mình sẽ làm trong tương lai sau khi ra trường.
Đến nay, việc nghiên cứu và thực hiện đồ án đã được em hoàn thành. Trong suốt
quá trình nghiên cứu, ngoài sự nổ lực của bản thân còn có sự hướng dẫn tận tình của
Tiến sĩ Hà Đắc Bình- trưởng khoa Điện-Điện tử, chính là những người chịu trách
nhiệm hướng dẫn về đề tài này đã đem lại cho em kinh nghiệm làm việc và những
kiến thức bổ ích mà em tin rằng đó sẽ là hành trang cực kỳ quý báu cho công việc
tương lai sau này của em.
Mặc dù đã cố gắng tìm tòi và học hỏi nhưng do kinh nghiệm, kiến thức còn hạn
chế nên không tránh khỏi thiếu sót trong quá trình thực hiện. Em rất mong nhận
được sự giúp đỡ của các thầy cô và các bạn để em hoàn thiện bản thân mình hơn nữa.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Trường Đại Học Duy Tân nói chung, quý
thầy cô của khoa Điện-Điện Tử nói riêng đã tận tình dạy bảo, truyền đạt kiến thức
cho em trong suốt quá trình học.
Kính gửi đến thầy Hà Đắc Bình lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất, cảm ơn
các thầy đã tận tình theo sát và chỉ dẫn cho em trong quá trình thực hiện. Sự hướng
dẫn, góp ý tận tình của thầy đã là nguồn động viên to lớn giúp em rất nhiều trong
quá trình thực hiện đề tài này.
Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầy (Cô) trong Khoa Điện - Điện Tử thật dồi
dào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt
kiến thức cho thế hệ mai sau.
Em xin chân thành cảm ơn !
LỜI CAM ĐOAN
Em Đoàn Thị Thu Hà xin cam đoan với Ban giám hiệu nhà trường đây là công
trình nghiên cứu của em, do nỗ lực học hỏi và cố gắng của bản thân để hoàn thành
được đồ án này. Các số liệu và kết quả trong đồ án là trung thực và không trùng lặp
với bất kỳ công trình nào khác đã được công bố.
Trong quá trình thực hiện đồ án sẽ không tránh khỏi những thiếu sót có thể xảy
ra, vì vậy kính mong nhận được ý kiến đóng góp của quí thầy cô để dự án được
hoàn thiện hơn, và tạo lập cho em có một cơ sở nhìn nhận về khả năng, kiến thức, từ
đó có hướng phấn đấu tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Giảng viên hướng dẫn
Ts. Hà Đắc Bình
Sinh viên thực hiện
Đoàn Thị Thu Hà
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
IOT: Internet Of Things
BBB: BeagleBone Black Wireless
VĐK: Vi điều khiển
LCD: Liquid Crystal Display
RFID: Radio Frequency Identification
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Chức năng của BeagleBone Black Wireless
Bảng 1.2: Bảng mô tả chức năng của chân P8 trên BBB
Bảng 1.3: Bảng mô tả chức năng chân P9 trên BBB
Bảng 1.4: Bảng mô tả chức năng của Bộ xử lý Sitara AM3358BZCZ100
Bảng 1.5: Mô tả chân và chức năng của HX711
Bảng1.6: Kênh đầu vào và lựa chọn gain
Bảng 1.7 : Chức năng các chân của LCD
Bảng 2.1: Chân kết nối HX711 và BBB
Bảng 2.2: Chân kết nối RC522 và BBB
Bảng 2.3: Chân kết nối LCD và BBB
Bảng 3.1: Mô tả kết quả thử nghiệmvới vật cân 2kg
Bảng 3.2: Mô tả kết quả thử nghiệmvới người
Bảng 3.2: Thông số kết luận
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Vị trí các thành phần trong BeagleBone Black Wireless
Hình 1.2: Vị trí các thành phần trong BeagleBone Black Wireless
Hình 1.3: Sơ đồ khối BeagleBone Black Wireless
Hình 1.4: Mô tả chức năng chính của các chân trên BBB
Hình 1.5: Sơ đồ khối Sitara AM3358BZCZ
Hình 1.6: Thạch anh bộ xử lý
Hình 1.7: Sơ đồ khối ứng dụng cân
Hình 1.8: Dữ liệu output, input, gain selection timing và điều khiển
Hình 1.9: Mạch PCB tham khảo của HX711
Hình 1.10: Thẻ RFID thụ động
Hình 1.11: Thẻ RFID và đầu đọc
Hình 1.12: Hệ thống RFID
Hình 1.13: Hình ảnh bên trong của thẻ RFID
Hình 1.14: Hình ảnh bên ngoài của thẻ RFID
Hình 1.15: Đầu đọc Reader
Hình 1.16: Nguyên lí hoạt động của RFID
Hình 1.17: Cấu trúc của strain gauge
Hình 1.18: Mạch đo biến dạng cầu quý
Hình 1.19: Hình dáng của loại LCD thông dụng
Hình 1.20: Sơ đồ chân của LCD
Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý hệ thống
Hình 2.3: Lưu đồ thuật toán
Hình 2.4: Cắm BBB vào PC qua USB
Hình 2.5: Vị trí các LED trên BBB
Hình 2.6: Phần mềm cài drivers cho hệ điều hành BONE_D64.exe
Hình 2.7: Cài đặt phần mềm 7-zip
Hình 2.8: Viết hình ảnh lên thẻ SD
Hình 2.9: BBB đã được kết nối với máy tính thành công
Hình 2.10: Kết nối BBB với máy tính thông qua Putty
Hình 2.11: Kết nối BBB với máy tính thông qua Putty thành công
Hình 2.12: Cài đặt Python thành công
Hình 2.13: Cài đặt Python Library thành công
Hình 2.14: Kiểm tra tín hiệu sóng code test bằng phần mềm WaveForms
Hình 2.15: BBB giao tiếp thành công với HX711 và cân LoadCell
Hình 2.16: Sử dụng máy hiện sóng code chính trên phần mềm WaveForms
Hình 2.18 (2 hình trên): Tải thư viện LCD cho BBB thành công
Hình 2.19: Ví dụ về BBB giao tiếp với LCD
Hình 2.20: Giao diện 4 dây SPI
Hình 2.21: Một giao tiếp SPI đơn giản
Hình 2.22: Cài đặt thư viện RC522 thành công
Hình 2.23: Lỗi gọi thư viện SPI từ Adafruit_BBIO
Hình 2.24: Vẫn chưa giao tiếp RC522 với BBB được
Hình 3.1: Kết quả thử nghiệm
Hình 3.2: Mô hình hệ thống
1
LỜI MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Sự phát triển của công nghệ IOT (Internet Of Things) đã và đang giúp cuộc sống
của con người ngày càng trở nên tiện lợi, tiết kiệm thời gian, tiền bạc.
Làn sóng IOT đã, đang và tiếp tục lan đến hầu hết mọi lĩnh vực trong đời sống
con người. Ví dụ ứng dụng của IOT trong nhà - Smart home giúp chúng ta có thể
kết nối với các thiết bị trong nhà từ xa. Hay Smart city - các ứng dụng cho thành
phố thông minh như giám sát thông minh, vận chuyển tự động, hệ thống quản lí
năng lượng thông minh hơn, phân phối nước, an ninh đô thị, giám sát môi
trường…để giúp giải quyết các vấn đề gặp phải tại các thành phố lớn như ô nhiễm
môi trường, tắt nghẽn giao thông, thiếu năng lượng… Ứng dụng trong các lĩnh vực
khác như trong công nghiệp, bán lẻ, năng lượng, sức khỏe. Và đặc biệt phải nói đến
ứng dụng của IOT trong nông nghiệp. Nếu như trước đây toàn bộ quá trình trồng
trọt phụ thuộc lớn vào sức lao động của con người thì giờ đây nó hoàn toàn có thể
đơn giản hóa với sự xuất hiện của máy móc và công nghệ. Các nước đi đầu trong
việc ứng dụng IOT vào trong nông nghiệp như Nhật Bản, Israel, Newtherlands,…
Việt Nam là một đất nước có sự đóng góp mạnh mẽ của ngành nông nghiệp
trong cơ cấu kinh tế. Tuy nhiên, trước đây ngành nông nghiệp nước ta vốn được biết
đến với việc phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm của người làm nông, thách thức lớn
trong việc tìm kiếm những phương thức tốt hơn để gia tăng hiệu quả chăn nuôi
trồng trọt. Ngày nay, khi công nghệ ngày càng phát triển đã mang lại nhiều chuyển
biến tốt trong nền nông nghiệp nước ta, dựa trên tính chuẩn xác chứ không còn định
tính, dự tính của con người.
Khi áp dụng IoT vào việc trồng trọt ta hoàn toàn có thể kiểm soát được những
thông tin cần thiết cho quá trình sinh trưởng của cây, ví dụ như: độ dinh dưỡng của
đất, lượng phân bón phù hợp, độ ẩm của không khí cũng như độ ẩm của đất,...để có
thể có phương án chăm sóc chính xác và tiết kiệm. Hay đơn giản khi cây cối gặp
phải các dịch bệnh nhờ IoT ta có thể phát hiện bệnh sớm và kiểm soát sự lây lan
cũng như có phương án điều trị chính xác nhất… Kiểm soát các khâu trong quy
trình chăn nuôi giúp tiết kiệm thời gian và chi phí. Sử dụng các công cụ IoT để thu
thập dữ liệu về sức khỏe của gia súc, các chủ trang trại có thể biết sớm về bệnh tật
của động vật giúp ngăn ngừa số lượng lớn các gia súc bị bệnh bởi virus lây lan.
Với những dữ liệu thu thập được cũng giúp chủ trang trại tăng nhanh được sản
lượng gia súc, gia cầm mang lại hiệu quả kinh tế.
2
Trong đó, bò là vật nuôi gắn chặt chẽ với người nông dân Việt Nam từ ngàn xưa
đến nay. Chăn nuôi bò không những cung cấp thịt, sữa, sức kéo, phân bón mà còn
cung cấp nguyên liệu cho một số ngành nghề thủ công mỹ nghệ. Đẩy mạnh chăn
nuôi bò thực chất là tạo việc làm, tăng thu nhập và cải thiện điều kiện sống cho
người nông dân, song song với nó là cung cấp thịt đáp ứng nhu cầu thực phẩm ngày
càng cao của người tiêu dùng. Nếu áp dụng IOT vào nuôi bò lấy thịt thì sẽ dễ dàng
giám sát và nâng cao chất lượng cũng như giảm tải công việc cho chủ trang trại.
Và những lí do trên đã giúp em nãy sinh ý tưởng “Thiết kế hệ thống giám sát
trọng lượng bò nuôi bằng công nghệ IOT”.
2. Mục đích nghiên cứu
“Thiết kế hệ thống giám sát trọng lượng bò nuôi bằng công nghệ IOT” với mong
muốn tạo ra một hệ thống giúp người nông dân dễ dàng giám sát cân nặng bò nuôi,
đảm bảo chế độ ăn uống cũng như biết sớm về bệnh tật, giảm thiểu các thiệt hại và
mang lại hiệu quả kinh tế. Đồng thời, thông qua đồ án này, em muốn tìm hiểu và
học hỏi thêm về IOT, các linh kiện,..nhằm cũng cố toàn diện kiến thức và đảm bảo
các yêu cầu sau:
3.
Thiết kế được hệ thống giám sát trọng lượng bò nuôi bằng công nghệ IOT
Cân được trọng lượng bò
Hiển thị được trọng lượng bò nuôi, lượng thức ăn ra màn hình
Lưu vào cơ sở dữ liệu
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của “Hệ thống giám sát trọng lượng bò nuôi
bằng công nghệ IOT” như sau:
- Tìm hiểu các công trình tương tự đã có trên thị trường
4.
Tìm hiểu về chế độ ăn của bò
Công nghệ RFID
Các loại module cho cân và loại cân
Tìm hiểu về vi điều khiển chính
Tâm lí người dùng
Kỹ thuật lập trình
Phương pháp nghiên cứu
Để tiến hành các công việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống Giám sát trọng
lượng bò nuôi dựa trên công nghệ IOT tôi đã đưa ra các nội dung nghiên cứu theo
trình tự sau đây:
• Nghiên cứu một số sản phẩm tương tự trên thị trường có tính năng gần giống.
3
• Tìm hiểu, nghiên cứu về BeagleBone Black Wireless
• Nghiên cứu các vi điều khiển và các cảm biến cần sử dụng.
• Nghiên cứu về RFID
• Thiết kế hình dáng và thi công.
• Lập trình các hoạt động, triển khai các giải thuật đã nghiên cứu lên hệ thống.
• Sau khi đã chế tạo cửa sẽ kiểm tra cụ thể , hiệu chỉnh lại sản phẩm.
• Triển khai thử nghiệm và đánh giá hiệu quả.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Hệ thống giám sát trọng lượng bò nuôi dựa trên công nghệ IOT xuất phát từ việc
quan sát môi trường thực tiễn ở Việt Nam. Nước ta là một nước có nền nông nghiệp
là chủ đạo tuy nhiên việc áp dụng khoa học, kỹ thuật vào nông nghiệp vẫn chỉ đang
được quan tâm và đây là cơ hội cho những sinh viên học ngành kỹ thuật tham gia
vào đóng góp một phần trong sự phát triển của ngành nông nghiệp Việt Nam, giúp
nâng cao năng suất, chất lượng nông sản và giúp người nông dân giảm tải khối
lượng công việc.
6. Cấu trúc đồ án
Cấu trúc đồ án bao gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan đề tài
Trình bày tổng quan về tình hình chăn nuôi và ứng dụng công nghệ vào chăn
nuôi như thế nào. Giới thiệu một số hệ thống tương tự hiện nay.
Chương 2: Thiết kế hệ thống
Mô tả và trình bày thiết kế hệ thống, sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lí và ngôn ngữ lập
trình
Chương 3: Những nghiên cứu thực nghiệm
Trình bày về các nghiên cứu thực nghiệm, các nghiên cứu diễn ra trong quá trình
làm đồ án
Chương 4: Thử nghiệm và thảo luận
Trình bày các thử nghiệm và kết quả.
4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Chăn nuôi là một trong những thế mạnh của nền kinh tế Việt Nam. Tuy nhiên,
vẫn còn nhiều thách thức mà chúng ta cần phải đối mặt. Ngoài công nghệ về giống
để cải thiện chất lượng đàn bò, những công nghệ cao khác trong chăn nuôi bò như
cấy chip điện tử để theo dõi trạng thái sức khỏe của bò; chế tạo khoáng vi lượng bổ
sung vào thành phần thức ăn chăn nuôi giúp bò lớn nhanh, khỏe mạnh; sử dụng các
hoạt chất sinh học để khử mùi hôi từ chất thải của bò,… Bên cạnh đó, nhiều kỹ
thuật tiên tiến trong quy trình chăm sóc, phòng bệnh cho bò, vỗ béo, giết mổ, chế
biến,… cũng đã được áp dụng ở nhiều nơi. Tuy nhiên, xét về tổng thể, các cơ sở
nuôi bò thịt ở Việt Nam, đặc biệt là tại các hộ gia đình việc ứng công nghệ cao còn
hạn chế vì nhiều lý do khác nhau như thiếu vốn, nhân lực trình độ cao, năng lực
quản lý,…
Nếu có các công nghệ có thể giúp người nông dân dễ dàng quản lí và theo dõi
đàn bò của mình thường xuyên mà có thể nói là gần như tự động thì điều đó sẽ giúp
người nông dân dễ dàng sử dụng, giảm đi sự vất vả đồng thời tăng hiệu quả chăn
nuôi. Đặc biệt điều quyết định đến thành công kinh tế của một trang trại nuôi bò
liên quán đến việc kiểm tra trọng lượng của bò. Trọng lượng của một con vật là một
chỉ số quan trọng về sức khỏe và giá trị của một con vật. Chính vì vậy xậy dựng
một hệ thống giám sát trọng lượng bò nuôi bằng công nghệ là một điều cần thiết.
Xây dựng một hệ thống giám sát trọng lượng bò nuôi bằng công nghệ IOT không
những mang ý nghĩa ý về mặt kinh tế, tiết kiệm thời gian cho người nông dân mà
còn giúp đàn bò cảm thấy thoải mái hơn khi được cân. Việc giám sát cân nặng của
bò trở nên đơn giản hơn.
1.2. Giới thiệu một số hệ thống tương tự hiện nay
- Tình hình thế giới: Hiện nay trên thế giới có một số hệ thống giám sát cân nặng
của vật nuôi như “Livestock weight Monitoring” ở Ý, “Beefie” ở Hungary, “Nedap
Weight Monitoring” ở Netherlands. Ví dụ như Beefie – phụ kiện điện thoại thông
minh tính toán trọng lượng gia súc từ xa. Công nghệ này sử dụng một thiết bị bên
ngoài kết hợp với các bức ảnh được chụp từ xa khoảng cách từ 2-6 mét với hệ thống
điện thoại thông minh Android 5.1. Phần mềm tính toán trọng lượng và cho kết quả
chính xác 95% ngay cả khi động vật di chuyển hoặc bị che khuất một phần. Còn đối
với Nedap Weight Monitoring – Giám sát trọng lượng lợn nái tự động và ghi dữ
5
liệu của từng con lớn nái trong chuồn mang thai, hệ thống hỗ trợ nuôi lợn nái thông
qua quản lý cơ thể lớn nái chính xác. Nedap Weight Monitoring giảm thiểu chất thải
thức ăn bằng cách loại bỏ việc ăn quá mức hoặc dưới mức cho ăn, đồng thời hỗ trợ
điều chỉnh trọng lượng sơ sinh của heo con bằng cách cung cấp lượng thức ăn chính
xác cho mỗi con lợn nái dựa trên trọng lượng cơ thể, kiểm soát lợn nái duy trì tình
trạng cơ thể tối ưu.
- Tình hình trong nước: Ở Việt Nam hiện nay cũng đã có các sản phẩm, hệ thống
cân bò ví dụ “Hệ thống cân và đọc thẻ tai tự động của Gallagher”, các hệ thống cân
điện tử,..Hệ thống cân và đọc thẻ tai của Gallagher có thể nắm bắt được thông tin và
cân nặng chính xác trong khoảng thời gian một phút. Hệ thống cửa tự động mở ra
bò sẽ đi vào khung cân để tiến hành cân. Bộ đọc thẻ tai tự động sẽ quét thẻ tai điện
tử trên tai bò, hiển thị lên màn hình và đồng thời kết nối với bộ đọc thẻ tai để lưu trữ
thông tin con bò vào phần mềm APS. Sau khi kết thúc quá trình cân trong vòng 1
phút cửa sẽ tự động mở ra cho bò đi ra và đầu bên kia cửa cũng tự động mở để cho
con bò tiếp theo đi vào.
Trong và ngoài nước hiện nay đã có các hệ thống hỗ trợ giám sát trọng lượng gia
súc. Tuy nhiên, ở Việt Nam vẫn chưa được phổ biến.
Dựa vào tình hình hiện nay ở Việt Nam thì việc sử dụng các sản phẩm có sẵn
trên thế giới là một điều rất khó khăn với người nông dân Việt vì vấn đề giá cả. Các
sản phẩm khi nhập về Việt Nam với giá cao người nông dân không đủ khả năng để
mua mà sử dụng.
Vì những sản phẩm giám sát trọng lượng bò nuôi mang lại nhiều ý nghĩa về mặt
kinh tế, tiết kiệm thời gian cho chủ trang trại trong việc quản lý và chăm sóc bò
nuôi nhưng lại chưa được phổ biến tại Việt Nam nên em muốn tiếp tục tìm hiểu,
nghiên cứu tạo ra một hệ thống giám sát trọng lượng bò nuôi nhằm đóng góp vào sự
phát triển của nền nông nghiệp Việt Nam.
1.3. Giới thiệu linh kiện và phần mềm
1.3.1. Tìm hiểu BeagleBone Black Wireless
1.3.1.1. BeagleBone Black Wireless là gì?
BeagleBone Black Wireless là bo mạch mới nhất của dòng BeagleBone hiện nay
thay thế cổng Ethernet 10/100 bằng Wifi 802.11 b/g/n 2.4GHz và Bluetooth trên bo
mạch. Nguồn mở của máy tính BeagleBone Black Wireless hiện nay có khả năng
kết nối mạng không dây tích hợp, thúc đẩy sự hợp tác với hệ thống Octavo và được
thiết kế trong CadSoft Eagle. BeagleBone Wireless mới giới thiệu gói hệ thống
6
(SiP) Octavo OSD3358 tương thích BeagleBoard. Trong SiP có công cụ Texas
TPS65217C PMIC, Sitara AM335x MPU, và TL5209 LDO.
BeagleBone là một nền tảng điện toán Linux nhỏ gọn, chi phí thấp, nguồn mở có
thể được sử dụng để xây dựng các ứng dụng phức tạp có giao diện phần mềm cấp
cao và các mạch điện tử cấp thấp. Đây là một nền tảng lý tưởng cho các thiết kế sản
phẩm và dự án mẫu thử đầu tiên, tận dụng sức mạnh và sự tự do của Linux, kết hợp
với truy cập trực tiếp vào các chân đầu vào / đầu ra và buses, cho phép bạn giao
diện với các thành phần điện tử, mô-đun và thiết bị USB. Các đặc điểm của nền
tảng BeagleBone là:
- Rất mạnh, vì nó chứa bộ xử lý có thể thực hiện tới 2 tỷ lệnh mỗi giây
- Có chi phí thấp, có sẵn ít nhất là $ 45 đô la $ 55,
- Hỗ trợ nhiều giao diện tiêu chuẩn cho các thiết bị điện tử,
- Sử dụng ít năng lượng, chạy ở giữa 1 W (nhàn rỗi) và 2,3 W (cao điểm),
- Có thể mở rộng thông qua việc sử dụng bảng con và thiết bị USB,
- Được hỗ trợ bởi một cộng đồng lớn những người đổi mới và những người đam mê
- Là mở phần cứng và hỗ trợ các công cụ và ứng dụng phần mềm mở.
BeagleBone chạy hệ điều hành Linux, có nghĩa là bạn có thể sử dụng nhiều thư
viện và ứng dụng phần mềm nguồn mở trực tiếp với nó. Tính khả dụng của trình
điều khiển phần mềm nguồn mở cũng cho phép bạn giao tiếp với các thiết bị như
máy ảnh USB, bàn phím và bộ adapter Wi-Fi với dự án của bạn mà không phải tìm
nguồn thay thế độc quyền. Do đó, bạn có quyền truy cập vào các thư viện code rộng
lớn được xây dựng bởi một cộng đồng nguồn mở tài năng.
Nền tảng BeagleBone được hình thành do sự tích hợp của bộ vi xử lý hiệu suất
cao trên bảng mạch in (PCB) và hệ sinh thái phần mềm rộng lớn.
1.3.1.2. Thông số kỹ thuật và tính năng của BeagleBone Black Wireless
Trong phần này bao gồm các thông số kỹ thuật và tính năng của BeagleBone
Black Wireless và mô tả các thành phần chính và giao diện tạo nên BeagleBone
Black Wireless
7
Bảng 1.1: Chức năng của BeagleBone Black Wireless
1.3.1.3. Vị trí các thành phần trong BeagleBone Black Wireless
a) Những điểm kết nối, đèn LED và công tắc
Hình 1.1 dưới đây cho thấy vị trí của các điểm kết nối, đèn LED và công tắc
8
Hình 1.1: Vị trí các thành phần trong BeagleBone Black Wireless
- DC Power: đầu vào DC chính chấp nhận nguồn 5V.
- Nút nguồn: thông báo cho bộ xử lý để bắt đầu trình tự tắt nguồn và được sử dụng
để tắt nguồn bo mạch.
- 10/100 Ethernet: kết nối với mạng LAN.
- Serial Debug là cổng gỡ lỗi nối tiếp.
- USB Client: kết nối miniUSB với PC cũng có thể cấp nguồn cho bo mạch.
- BOOT switch: có thể được sử dụng để buộc khởi động từ thẻ nhớ microSD nếu
nguồn điện được chu kỳ trên bo mạch, tháo nguồn và cấp lại nguồn cho bo mạch
- Có bốn LEDS có thể được sử dụng bởi người dùng.
- Reset Button: cho phép người dùng reset bộ xử lý.
- Khe cắm thẻ nhớ microSD là nơi có thể cài đặt thẻ nhớ microSD.
- Đầu nối microHDMI là nơi màn hình được kết nối.
- USB Host có thể được kết nối với các giao diện USB khác nhau như Wi-Fi, BT,
bàn phím,…
b) Thành phần chính
Hình…dưới đây cho thấy vị trí của các thành phần chính trên bố trí PCB của bo
mạch.
9
Hình 1.2: Vị trí các thành phần trong BeagleBone Black Wireless
- Sitara AM3358BZCZ100 là bộ xử lý cho bo mạch.
- Micron 512MB DDR3L hoặc Kingston 512mB DDR3 là bộ nhớ RAM Tốc độ
Dữ liệu kép.
- TPS65217C PMIC cung cấp các đường ray điện cho các thành phần khác nhau
trên bo mạch.
- SMSC Ethernet PHY là giao diện vật lý cho mạng.
- Micron eMMC là chip MMC trên bo mạch chứa tới 4GB dữ liệu.
- HDMI Framer cung cấp điều khiển cho màn hình HDMI hoặc DVI-D với bộ
chuyển đổi.
1.3.1.4. Thiết kế phần cứng chi tiết
Phần này cung cấp một mô tả chi tiết về thiết kế phần cứng
a) Sơ đồ khối BeagleBone Black Wireless và bảng mô tả tính năng các
chân
- Xem thêm -