Tài liệu Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển, giám sát cho mô hình tưới cây tự động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ ----------------------- HÀ MẠNH QUÂN THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT CHO MÔ HÌNH TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành: Đại học Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử Phú Thọ, 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ ----------------------- HÀ MẠNH QUÂN THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT CHO MÔ HÌNH TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành: Đại học Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử NGƯỜI HƯỚNG DẪN: ThS: Nguyễn Thị Thanh Hòa Phú Thọ, 2018 i LỜI CẢM ƠN Đề tài khóa luận tốt nghiệp “Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển, giám sát cho mô hình tưới cây tự động" được hoàn thành tại Trường Đại học Hùng Vương- Việt Trì- Phú Thọ. Để có được bản khóa luận tốt nghiệp này, trong quá trình thực hiện, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới Trường Đại học Hùng Vương, Khoa Kỹ thuật- Công nghệ và đặc biệt là cô giáo Nguyễn Thị Thanh Hoà đã trực tiếp, tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành khoá luận tốt nghiệp với kết quả tốt nhất. Em xin gửi lời cảm ơn đến quý các thầy cô trong khoa Kỹ thuật- Công nghệ, bộ môn Điện- Điện tử cuả trường Đại học Hùng Vương đã truyền đạt cho em những kiến thức về chuyên môn và giúp em định hướng theo sự hiểu biết và khả năng để em thực hiện tốt khoá luận tốt nghiệp cuả mình. Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của một học viên, luận văn này không thể tránh được những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến để em có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức của mình. Em xin chân thành cảm ơn! Phú Thọ, ngày tháng năm 2018 Sinh viên thực hiện Hà Mạnh Quân ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN5 MỤC LỤC..... .................................................................................................... ii DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................... iii DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................. iv PHẦN A. ĐẶT VẤN ĐỀ3 1.1. Tính cấp thiết cuả khoá luận3 1.2. Mục tiêu nghiên cứu4 1.3. Ý nghĩa cuả khoá luận4 1.3.1. Ý nghĩa khoa học4 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn4 PHẦN B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU5 1.1. Tổng quan về các phương pháp điều khiển tưới cây5 1.2. Một số thiết bị điều khiển tưới tự động6 1.2.1. Thiết bị điều khiển tưới từ xa E-pump6 1.2.2. Bộ điều khiển tưới tự động EG-T017 1.2.3. Bộ điều khiển tưới tự động S800-4R8 1.3. Tổng quan về các phương pháp tưới cây tự động8 1.4. Một số phương pháp tưới cây10 1.4.1. Tưới phun mưa10 1.4.2. Tưới ngập10 1.4.3. Tưới rãnh10 1.4.4. Tưới nhỏ giọt10 ii 1.5. Định hướng nghiên cứu của khóa luận11 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU12 2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu12 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu12 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu12 2.2. Nội dung nghiên cứu12 2.3. Phương pháp nghiên cứu12 2.3.1. Tiến trình thực hiện nghiên cứu12 2.3.2. Phương pháp thực hiện nội dung 1: Phần mềm LabVIEW và bo mạch Arduino Uno.13 2.3.3. Phương pháp thực hiện nội dung 2: Phương pháp tưới nhỏ giọt cho cây trồng.44 2.3.4. Phương pháp thực hiện nội dung 3: Xây dựng phần cứng cuả mô hình tưới nhỏ giọt.49 2.3.5. Phương pháp thực hiện nội dung 4: Xây dựng giao diện và chương trình phần mềm.54 2.3.6. Phương pháp thực hiện nội dung 5: Hoàn thiện, chạy thử, đánh giá chất lượng hệ thống56 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU58 3.1. Kết quả gia công, chế tạo phần cứng58 3.1.1. Phần hộp điều khiển58 3.1.2. Phần mô hình trồng cây60 3.1.3. Phần bể chứa nước61 3.2. Kết quả thi công chế tạo phần mềm62 ii 3.2.1. Giao diện điều khiển, giám sát trên phần mềm LabVIEW62 3.2.2. Chương trình điều khiển, giám sát trên phần mềm LabVIEW63 3.3. Kết quả chạy thử nghiệm và đánh giá67 3.3.1. Hoạt động cuả hệ thống67 3.3.2. Đánh giá chất lượng hoạt động73 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ74 4.1. Kết luận74 4.2. Hạn chế, tồn tại74 4.3. Kiến nghị, đề xuất giải pháp74 4.3.1. Kiến nghị74 4.3.2. Đề xuất giải pháp75 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO76 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN77 iii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1. So sánh tưới nhỏ giọt so với tưới theo cách truyền thống48 Bảng 2.2. Bảng mẫu đánh giá kết quả ở chế độ thủ công57 Bảng 2.3. Bảng mẫu đánh giá kết quả ở chế độ tự động57 Bảng 3.1. Sơ đồ nối chân giữa cảm biến độ ẩm đất và Arduino59 Bảng 3.2. Sơ đồ nối chân giữa cảm biến nhiệt độ và Arduino59 Bảng 3.3. Sơ đồ nối chân giữa cảm biến siêu âm và Arduino60 Bảng 3.4. Bảng ghi lại các thông số hoạt động tự động lần 170 Bảng 3.5. Bảng ghi lại các thông số hoạt động tự động lần 272 Bảng 3.6. Bảng thử nghiệm điều khiển hệ thống ở chế độ thủ công73 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Hệ thống các phương pháp điều khiển tưới5 Hình 1.2. Hệ thống tưới từ xa E-pump EPP-0186 Hình 1.3. Bộ điều khiển tưới tự động EG-T017 Hình 1.4. Bộ điều khiển tưới tự động S800-4R8 Hình 1.5. Nhu cầu nước tưới trong nông nghiệp ở một số nước9 Hình 1.6. Hệ thống các phương pháp tưới cây9 Hình 2.1. Phần mềm LabVIEW 201413 Hình 2.2. Môi trường phát triển cuả phần mềm LabVIEW14 Hình 2.3. Phần mềm VI Package Manager 201716 Hình 2.4. Danh sách các thiết bị ảo trong Control Palette19 Hình 2.5. Danh sách các thiết bị ảo trong Numeric20 Hình 2.6. Danh sách các thiết bị ảo trong Boolean21 Hình 2.7. Danh sách các thiết bị ảo trong Gragh22 Hình 2.8. Single Plot Charts23 Hình 2.9. Multiphe Plot Charts23 Hình 2.10. Giao diện cuả Waveform Graph trong Front Panel24 Hình 2.11. Danh sách các hình khối25 Hình 2.12. Dòng dữ liệu chảy trong các dây dẫn khi chạy chương trình26 Hình 2.13. Các dạng dây nối trên Block Diagram27 Hình 2.14. Danh sách các thiết bị ảo trong Functions Palette28 Hình 2.15. Danh sách các thiết bị ảo trong Structures29 Hình 2.16. . Hàm cấu trúc For Loop trong Block Diagram30 Hình 2.17. Thanh ghi dịch trong hàm cấu trúc While Loop31 Hình 2.18. Hàm cấu trúc Case Structures trong Block Diagram31 Hình 2.19. Danh sách các thiết bị ảo trong Numeric33 Hình 2.20. Danh sách các thiết bị ảo trong Boolean34 Hình 2.21. Danh sách các thiết bị ảo trong Comparison34 Hình 2.22. Hình ảnh thực tế cuả một bo mạch Arduino Uno R335 iv Hình 2.23. Vi điều khiển Atmega dạng chân dán và dạng chân cắm37 Hình 2.24. Chức năng các chân cuả Arduino Uno R340 Hình 2.25. Giao diện cuả chương trình nạp thư viện giao tiếp MakerHub41 Hình 2.26. Chọn cổng nạp chương trình42 Hình 2.27. Chọn kiểu nạp chương trình42 Hình 2.28. Quá trình nạp chương trình đang diễn ra43 Hình 2.29. Kết thúc quá trình nạp chương trình43 Hình 2.30. Hệ thống đường ống cung cấp nước tới từng gốc cây45 Hình 2.31. Sơ đồ tổng thể mô hình cuả khoá luận49 Hình 2.32. Phần hộp điều khiển cuả hệ thống50 Hình 2.33. Vị trí các linh kiện được đặt trong hộp điều khiển50 Hình 2.34. Sơ đồ phần bể chứa cuả mô hình51 Hình 2.35. Phần nắp cuả bể chứa51 Hình 2.36. Mô hình hộp trồng cây52 Hình 2.37. Đầu tưới nhỏ giọt có chân cắm53 Hình 2.38. Sơ đồ nguyên lý hoạt động cuả bộ sản phẩm55 Hình 3.1. Hình ảnh mặt trước cuả bộ điều khiển58 Hình 3.2. Vị trí dây kết nối sản phẩm với máy tính58 Hình 3.3. Vị trí cuả dây cảm biến và nguồn điện58 Hình 3.4. Sơ đồ nối dây tổng thể cuả sản phẩm59 Hình 3.5. Mô hình tưới cây tự động đã hoàn thiện60 Hình 3.6. Bể chứa nước sau khi hoàn thiện61 Hình 3.7. Mặt trên cuả bể chứa nước61 Hình 3.8. Giao diện người dùng ở chế độ tự động62 Hình 3.9. Giao diện người dùng ở chế độ thủ công63 Hình 3.10. Giao diện cài đặt bộ điều khiển tưới nước63 Hình 3.11. Chương trình điều khiển trong chế độ tự động65 Hình 3.12. Chương trình điều khiển trong chế độ thủ công66 Hình 3.13. Mô hình trồng rau mồng tơi68 iv PHẦN A. ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Tính cấp thiết cuả khoá luận Trong quá trình phát triển của khoa học kỹ thuật mà toàn thế giới đang chứng kiến, điện tử là một trong những ngành phát triển mũi nhọn, ứng dụng của điện tử, tin học, viễn thông đang ngày một lớn và ảnh hưởng sâu sắc đến cuộc sống và cách thức làm việc của toàn xã hội. Để phát triển được các lĩnh vực trong một tổng thể chung là ngành điện tử, thì vấn đề đo lường là một vấn đề cần được quan tâm và phát triển. Các thiết bị hệ thống đo lường và điều khiển ghép nối với máy tính có độ chính xác cao, thời gian thu thập số liệu ngắn, mức độ tự động hóa trong việc thu thập và xử lý các kết quả cả việc lập bảng thống kê và việc in ra giấy. Ứng dụng tự động hoá trong sản xuất nông nghiệp là xu thế chung công nghiệp hiện đại. Trong đó, khâu tưới nước trong các nhà vườn là một ví dụ điển hình. Trước kia, việc tưới nước cho cây trồng phụ thuộc chủ yếu vào sức người, công việc này đòi hỏi phải chú ý quan sát tình trạng cuả cây để tưới nước đúng lúc, hơn nữa việc mang vác nước để tưới cũng làm tăng thêm phần nặng nhọc cho người làm vườn. Chưa kể các yếu tố môi trường thay đổi mà con người khó có thể nhận ra kịp thời. Việc tưới cây thiếu chính xác sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm và uy tín cuả nhà vườn. Ứng dụng công nghệ tưới nhỏ giọt tự động vào sản suất cây trồng sẽ làm giảm chi phí lao động, nâng cao năng suất, đảm bảo chất lượng, nâng cao năng suất so với khi chỉ sử dụng lao động thủ công. Những hệ thống điều khiển tưới cây tự động hiện nay trên thị trường chủ yếu là được nhập khẩu từ nước ngoài. Sử dụng thiết bị và công nghệ nước ngoài có độổn định tương đối cao, tuy nhiên giá thành lại quá đắt và chưa phù hợp với đặc điểm khí hậu cuả Việt Nam. Hiện nay, nhiều hộ gia đình, nông dân chưa đủ kinh phí đầu tư công nghệ nước ngoài cũng đang rất mong đợi sự ra đời các hệ thống tưới sáng tạo phù hợp với thiết bị hiện có của Việt Nam. Một giải pháp iv cho vấn đề đó là ứng dụng LabVIEW và Arduino vào thiết kế hệ thống tưới cây tự động. Tuy nhiên, các nghiên cứu theo hướng này còn hạn chế, các đề tài về lĩnh vực này chưa nhiều. Khi sử dụng LabVIEW để điều khiển có thể quan sát một cách chính xác độ ẩm đo được trong đất, hơn thế người sử dụng còn có thể biết được các yếu tố khác có liên quan như nhiệt độ trong không khí và ánh sáng trong nhà vườn. Các yếu tố tự nhiên trong môi tường đó có ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình sinh trưởng cuả cây trồng. Chính vì những ưu điểm vượt trội của phương pháp điều khiển như trên, em đã quyết định lựa chọn đề tài: “Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển, giám sát cho mô hình tưới cây tự động” cho khóa luận tốt nghiệp. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Đề tài được triển khai, thực hiện với mục tiêu là nghiên cứu và chế tạo thành công hệ thống điều khiển, giám sát cho mô hình tưới cây tự động. Hệ thống hoạt động ổn định, bền bỉ, sản phẩm sấy có chất lượng đồng đều nhau. 1.3. Ý nghĩa cuả khoá luận 1.3.1. Ý nghĩa khoa học - Điều khiển và giám sát môi trường nhà vườn, với sai số nhỏ, đảm bảo thực hiện chính xác theo yêu cầu kỹ thuật công nghệ đối với trồng cây trong nhà vườn. - Bổ sung nguồn tư liệu nghiên cứu phục vụ cho quá trình học tập, giảng dạy, nghiên cứu khoa học. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Xây dựng bộ điều khiển, giám sát có thể ứng dụng được trong thực tế sản xuất tại các nhà vườn với quy mô nhỏ và vừa. - Khoá luận giúp sinh viên trải nghiệm thực tế quá trình thi công sản xuất và làm quen với việc áp dụng kiến thức vào thực tiễn, cũng như biết cách sử dụng các thiết bị kĩ thuật. iv PHẦN B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về các phương pháp điều khiển tưới cây Có thể chia phương pháp điều khiển tưới cây ra làm hai loại: - Điều khiển tưới thủ công là quá trình mà người nông dân phải trực tiếp tác động đóng ngắt các thiết bị điện động lực và điều khiển vòi phun nước để tưới cây trồng. - Điều khiển tưới tự động là quá trình mà các thiết bị điều khiển tự động đóng vai trò chủ đạo. Trong quá trình điều khiển tưới tự động lại có thể chia ra thành nhiều phương pháp khác nhau - Các phương pháp điều khiển có thể được hệ thống như ở hình vẽ sau: Phương pháp điều khiển tưới Điều khiển tưới tự động Điều khiển tưới thủ công Điều khiển sử dụng PLC Điều khiển sử dụng vi điều khiển Điều khiển kết hợp Arduino và phần mềm LabVIEW Hình 1.1. Hệ thống các phương pháp điều khiển tưới iv 1.2. Mộ 1.2.1. Thiết bị điều khiển n tưới tư từ xa E-pump 1.2. H Hệ thống tưới từ xa E-pump EPP-018 a) - ếtt b bị điều khiển từ xa qua điện thoạii đư được Eplusi Technology nghiên cứu u phát tri triển, tích hợp 3 chức năng gồm m đi điều khiển qua cuộc gọi, điều khiển n qua tin nhắn nh và cài đặt hẹn giờ bật/ tắt thiếtt bị. b Tất cả chỉ tích hợp trên một bo mạch ch điện đi tử nhỏ gọn. Với thiết bị nhỏ gọn n này, ch chủ vườn có thể điều khiển từ xa các thi thiết bị như máy bơm nước, đèn, quạạt, thiết bị điện gia dụng bằng cách gọi tớ ới điện thoại hoặc nhắn tin SMS với số điện đi thoại được cài đặt trước. b) Đặc điểm kỹ thuật - Nguồn cấp: p: 220V đi điện 1 pha. - Công suất tải tốii đa điện đi 1 pha: 5HP (5 mã lực). - Điều khiển từ xa qua cuộc cu gọi hoặc tin nhắn SMS. - Cài đặt được số điệện thoại điều khiể ời gian bật tắt thiếết bị. - Giám sát được trạng ng thái và dòng điện thiết bị đang sử dụng ng qua tin nhắn. nh iv - Khắc phục nhượcc đi điểm nhiều cuộc gọi hoặc tin nhắn củaa ssố khác có thể điều hiển thiết bị. 1.2.2. Bộ điều khiển tướii tự t động EG-T01 1.3. Bộ điều khiển tưới tự động EG-T01 a) - Điều khiển bật tắtt máy bơm ttừ xa. - Hẹn giờ máy bơm từ t xa qua điện thoại. - với tấtt ccả các loại điện thoại. - Hỗ trợ giao diện n Smartphone, giúp ngư người dùng dễ dàng thao tác, gửi g lệnh nhanh chóng, chính xác. - Có tích hợp cảm m bi biến mưa, bơm tự động ngắt và gửi thông báo khi tr trời mưa giúp tiết kiệm nướcc và đi điện cho người sử dụng. b) Thông số kĩ thuật - Hộp nhựa cách điện, n, kích thước thư 16x6x3,5cm. - Đầu u vào 220 VAC. - Đầu ra : Điện áp tố ối đa 250 VAC dòng tối đa 30A. Tảii 1 pha, công suất su 3Kw với tải thuần trở,, 1HP với v máy bơm hoặc tải cảm. iv 1.2.3. Bộ điều khiển tướii tự t động S800-4R 1.4. Bộ điều khiển tưới tự động S800-4R a) Thông số kĩ thuật - Hộp nhựa cách điện, n, kích thước thư 20x12x5 cm. - Đầu u vào: Adaptor 220VAC/12VDC. - 4 đầu ra, dòng tốii đa 7A, điện đi áp tối đa 250VAC. b) Ưu điểm - Dễ đấu nối, dễ sử d dụng, an toàn. - Dùng cho nhiều u thiết thi bị độc lập nhau. - Thích hợp với việcc đi điều khiển van từ tướii trong các khu vvực nhỏ như trang trại nấm, trồng ng rau… c) Nhược điểm - Chỉ sử dụng với tảii công su suất nhỏ. 1.3. Tổng quan về Nằm ở vùng Đông Nam Á chịu ch ảnh hưởng của chế độ khí hhậu nhiệt đới gió mùa, Việtt Nam có lư lượng mưa và dòng chả iv . 1.5 Tưới nước là mộtt trong nh những kỹ thuậ ọng nhất. Có ảnh hưởng lớn nđ đến chất lượng, hiệu quả kinh doanh. Sau đây là một m số phương pháp tưới nướ . ở hình vẽ sau: i cây T i phun m a T 1.6. i ng p Hệ thố T i nh gi t T i rãnh iv 1.4. Một số phương pháp tưới cây 1.4.1. Tưới phun mưa Đây là phương pháp tưới bằng cách phun nước từ dưới mặt nước lên tán cây qua hệ thống máy bơm, ống dẫn nước với các vòi phun cố định. Béc tưới tự động xoay được với góc 360 độ, được đặt cao khỏi mặt đất 0,5- 1,0m. Phương pháp này có ưu điểm là khắc phục được hiện tượng thời tiết không thuận lợi. Đảm bảo năng suất, chất lượng quả. Và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cao trong việc nhân giống cây con. Nhược điểm vốn đầu tư ban đầu cao, quá trình vận hành tốn điện, nước. Khó châm phân qua đường tưới. 1.4.2. Tưới ngập Tưới ngập là phương pháp cho nước vào vườn cây một lớp nước nhất định. Trong một thời gian xác định đểcung cấp nước cho cây ăn trái hiệu quả kinh tế. Phương pháp tưới này tốn nhiều nước, chỉ áp dụng được với nơi có địa hình tương đối bằng phẳng, thoát nước tốt. Đất bị gí chặt, dinh dưỡng bị rửa trôi theo dòng dinh dưỡng bị rửa trôi theo dòng nước tiêu, kết cấu đất bị phá vỡ. 1.4.3. Tưới rãnh Là phương pháp tưới nước để nước chảy theo các rãnh được thiết kế giữa các hàng cây. Nước được thấm dần vào đất và cung cấp cho cây trồng. Cách tưới nước này tiết kiệm và chủ động được nước tưới cho vườn cây ăn trái hiệu quả kinh tế, lớp đất mặt vẫn tơi xốp, không bị gí chặt, kết cấu đất vẫn giữ vững, đất không bị bào mòn, chất dinh dưỡng không bị rửa trôi. 1.4.4. Tưới nhỏ giọt Đây là phương pháp tưới hiện đại, thường được áp dụng đối với những vườn cây ăn trái đặc sản có hiệu quả kinh tế cao ở những vùng thiếu nước tưới. iv Cách tưới cây ăn trái hiệu quả kinh tế này tiết kiệm lượng nước tối đa. Đất không bị gí chặt, giữ nguyên hiện trạng kết cấu đất, đất không bị bào mòn, phân bón không bị rửa trôi. 1.5. Định hướng nghiên cứu của khóa luận Qua việc tổng kết các công trình nghiên cứu có nội dung liên quan đến vấn đề điều khiển và giám sát. Các sản phẩm trên đều là những sản phẩm đã được thương mại hoá, chúng có một số những ưu điểm như: - Điều khiển bật tắt máy bơm từ xa. - Hẹn giờ máy bơm hoạt động theo ngày. - Có tính năng phân quyền, bảo mật an toàn cho thiết bị. Tuy nhiên, các bộ điều khiển trên còn tồn tại một vài nhược điểm: - Chỉ điều khiển được cho hệ thống tưới mà không giám sát được độ ẩm đất, từ đó có thể gây ngập úng cho cây trồng hoặc tưới chưa đủ lượng nước. - Không kiểm soát được lượng nước còn lại trong bể chứa. - Không có chế độ tự động tưới theo điều kiện môi trường. Các công trình này chủ yếu sử dụng phương pháp tưới phun mưa, hệ thống điều khiển thường sử dụng những vi điều khiển kết hợp với modul sim hoặc những dòng PLC đã có từ lâu của hãng Siemens, chưa xem xét đến việc ứng dụng những thiết bị mới ra đời như Aduino Uno, bên cạnh đó, các công trình này cũng chưa đề cập đến việc giám sát các thông số đo được từ môi trường sống cuả cây trồng. Chính vì thế, khóa luận sẽ kế thừa những ưu điểm mà các sản phẩm đã có trên thị trường, đồng thời giải quyết triệt để các nhược điểm còn tồn tại. Định hướng tập trung nghiên cứu vào việc khai thác và sử dụng kết hợp Arduino và phần mềm LabVIEW để có thể vừa điều khiển tự động được quá trình tưới, vừa giám sát được các thông số có liên quan. iv CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của khóa luận bao gồm: - Phần mềm LabVIEW kết hợp với bo mạch Arduino. - Phương pháp tưới nhỏ giọt cho cây trồng. 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu Phần mềm LabVIEW và cách thức giám sát, điều khiển nhà vườn khi kết hợp với bo mạch Arduino. 2.2. Nội dung nghiên cứu - Nội dung 1: Phần mềm LabVIEW và bo mạch Arduino Uno. - Nội dung 2: Phương pháp tưới nhỏ giọt cho cây trồng. - Nội dung 3: Xây dựng phần cứng cuả mô hình tưới nhỏ giọt. - Nội dung 4: Xây dựng giao diện và chương trình phần mềm. - Nội dung 5: Hoàn thiện, chạy thử, đánh giá kết quả hoạt động của hệ thống. 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Tiến trình thực hiện nghiên cứu Tiến trình nghiên cứu được chia làm các bước sau: - Bước 1: Tìm hiểu công nghệ tưới cây và các phương pháp điều khiển, các vấn đề thực tế có liên quan đến điều khiển độ ẩm trong nhà vườn. - Bước 2: Thiết kế bộ điều khiển giám sát hệ thống tưới nước. - Bước 3: Xây dựng và thi công mô hình phần cứng cuả bộ điều khiển. - Bước 4: Thiết kế giao diện điều khiển, viết chương trình điều khiển trên phần mềm LabVIEW. - Bước 5: Chạy thử, đánh giá sự ổn định cuả hệ thống. iv 2.3.2. Phương pháp thực hiện nội dung 1: Arduino Uno. a) LabVIEW (viết tắắt của nhóm từ Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) là m một phần mềm máy tính đượcc phát tri triển bởi công ty National Instruments, Hoa k kỳ. LabVIEW còn được biết đếnn như là m một ngôn ngữ lập trình với khái niệệm hoàn toàn khác so với các ngôn ngữ lậập trình truyền thống như ngôn ngữ C, Pascal. B Bằng cách diễn đạtt cú pháp thông qua các hình ảnh trực quan trong môi trư trường soạn thảo, LabVIEW đã được gọ ọi với tên khác là lập trình G (viết tắt củaa Graphical, nghĩa ngh là đồ họa). 2014 2.7 - - .