Báo cáo Đồ án Mô hình giám sát chất lượng nước thông qua ứng dụng IoT
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU
--------
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MÔ HÌNH GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG
NƯỚC THÔNG QUA ỨNG DỤNG IOT
Giảng viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
: Trần Thái Sơn
: Nguyễn Hoàng Giang
Nguyễn Công Minh
Lớp
: DH16CD
: Cơ khí
Ngành đào tạo
Chuyên ngành
Niên khóa
: Cơ điện tử
: 2016 - 2020
Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2020
MỤC LỤC
2
MỤC LỤC HÌNH ꢅNH
Hình 1 Arduino UnoR3......................................................................................................9
Hình 2 Arduino UnoR3......................................................................................................9
Hình 3 Sơ đꢄ chân Arduino ..........................................................................................11
Hình 5 Bảng Đơn Vꢅ TDS..............................................................................................17
Hình 7 Giao Diện Mô Hình TDS..............................................................................18
Hình 8 Sơ Đꢄ Nguyên Lý...............................................................................................20
Hình 9 Vꢆ Mạch Nguyên Lý........................................................................................20
Hình 10 Check Fails...........................................................................................................21
Hình 11 Xuꢇt File MML.................................................................................................21
Hình 12 Phủ Đꢄng Mạch In..........................................................................................22
Hình 13 In Mạch In ............................................................................................................22
Hình 14 ꢈi Mạch In ...........................................................................................................22
Hình 18 Đo TDS...................................................................................................................25
Hình 19 Đꢋc Mạch TDS ................................................................................................22
3
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1. Họ và tên sinh viên được giao đề tài
Nguyễn Hoàng Giang
Nguyễn Công Minh
MSSV: 16031603
MSSV: 16030012
2.
3.
Tên đề tài
MÔ HÌNH GIꢀM SꢀT CHẤT LƯỢNG NƯỚC THÔNG QUA ỨNG DỤNG
IOT
4.
Nội dung
THIꢁT Kꢁ MÔ HÌNH GIꢀM SꢀT CHẤT LƯỢNG NƯỚC THÔNG QUA
ỨNG DỤNG IOT
5.
Kꢀt quả
Đề tài hoàn thành mô hình, lꢍp trình được cho hệ thꢊng và chạy thử nghiệm
thành công.
Giảng viên hướng dẫn
Vũng Tàu, tháng 4 năm 2020
Sinh viên
Nguyễn Hoàng Giang
Nguyễn Công Minh
4
LỜI CAM ĐOAN
Chꢏng tôi: Nguyễn Hoàng Giang và Nguyễn Công Minh xin cam đoan.
Đꢄ án tꢊt nghiệp là thành quả của sự nghiên tìm tòi từ các sꢊ liệu được thu thꢍp,
kiꢎm tra và so sánh trên thực tế và được thực hiện dưới sự hướng dẫn của giáo viên
hướng dẫn.
Đꢄ án được thực hiện hoàn toàn mới, là thành quả nghiên cứu của riêng bản thân
nhóm chꢏng tôi, không sao theo bꢇt cứ đꢄ án tương tự nào.
Mꢋi sự tham khảo sử dꢉng trong đꢄ án được trích dẫn từ các nguꢄn tài liệu trong
báo cáo và danh mꢉc tài liệu tham khảo.
Mꢋi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trường, tôi xin hoàn toàn chꢅu
mꢋi trách nhiệm.
Vũng Tàu, ngày tháng năm 2020
Sinh viên
5
LỜI CꢅM ƠN
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đꢊi với các thầy
cô của trường Đại hꢋc Bà Rꢅa-Vũng Tàu, đꢌc biệt là các thầy cô trong khoa Công
Nghệ Kỹ Thuꢍt và Nông Nghiệp Công Nghệ Cao, những người đã trực tiếp giảng
dạy, truyền đạt những kiến thức bổ ích cho em trong 4 năm hꢋc vừa qua. Những
kiến thức này là nền tảng cũng như những hành trang vô cùng quý báu đꢎ chꢏng em
phát triꢎn sau này. Sau quá trình hꢋc tꢍp và rèn luyện nghiệm tꢏc, cùng với sự
hướng dẫn và đôn đꢊc tꢍn tình của giảng viên Trần thái Sơn, chꢏng em đã hoàn
thành Đꢄ án tꢊt nghiệp Đại hꢋc.
Và em cũng xin chân thành cảm ơn Công ty TNHH Cường Tiến Thꢅnh-SDVICO
cũng như toàn thꢎ nhân viên đã hꢐ trợ, hướng dẫn nhiệt tình, tạo điều kiện thuꢍn lợi
cho em trong suꢊt quá trình thực hiện đề tài tại công ty.
Trong quá trình thiết kế, chế tạo, cũng như là trong quá trình làm bài báo cáo đề tài
nghiên cứu do chưa có nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên bài báo cáo không thꢎ tránh
khỏi có nhiều thiếu sót, em rꢇt mong nhꢍn được ý kiến đóng góp các thầy, đꢎ em
hꢋc hỏi thêm được nhiều kinh nghiệm và sꢆ hoàn thành tꢊt đề tài tꢊt nghiệp.
Vũng Tàu, ngày … tháng … năm 2020
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Hoàng Giang
Nguyễn Công Minh
6
I.Giới thiệu tổng quan
Theo đꢅnh nghĩa của ITU-T “ Internet of things (IoT): A global infrastructure for the
information society, enabling advanced services by interconnecting (physical and
virtual) things based on existing and evolving interoperable information and
communication technologies”
Có thꢎ dꢅch thành IoT là cơ sở hạ tầng toàn cầu cho xã hội thông tin, cho phép các
cải thiện dꢅch vꢉ bằng cách kết nꢊi (các thực thꢎ vꢍt lý và thực thꢎ ảo) dựa trên các
công nghệ thông tin và truyền thông tương thích hiện có và phát triꢎn. Chính vì vꢍy
mà khả năng thu thꢍp dữ liệu của IoT rꢇt là vượt trội so với các công nghệ truyền
thꢊng. Bên cạnh đó, IoT có thꢎ tích hợp những công nghệ hiện đại khác đꢎ mang lại
những khả năng ứng dꢉng mà chꢏng ta chưa thì hình dung được hết. Khi khꢊi trung
tâm xử lý của IoT được tích hợp công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) sꢆ đem lại khả năng
dự báo, cảnh báo gần như là theo thời gian thực hay khi ta tích hợp Bigdata với IoT
sꢆ mang lại khả năng phân tích xử lý dữ liệu chiếm tỷ lệ cao nhꢇt, thꢊng kê, lưu trữ
dữ liệu rꢇt tuyệt vời đây là hướng nghiên cứu rꢇt được các nhà sáng chế quan tâm.
Ứng dꢉng IoT mang lại những lợi ích thiết thực không chỉ cho người dân, doanh
nghiệp, mà còn là các cơ quan quản lý như phân tích dữ liệu lớn trong các ứng dꢉng
IoT như là sꢊ liệu thꢊng kê đꢎ tham khảo phân tích các dự báo, hành vi người dùng
và phương pháp xử lý dữ liệu nâng cao (bao gꢄm AI). Việc ứng dꢉng IoT đꢎ giám
sát, cảnh báo mức độ ô nhiễm nước là một giải pháp đꢎ giải quyết vꢇn đề chꢇt lượng
nước hiện nay.
Chꢆ Số TDS
TDS là viết tắt của “Total Dissolved Solids”, có thꢎ gꢋi nôm na là Tổng chꢇt rắn
hòa tan.
TDS là một trong những chỉ sꢊ dùng đꢎ kiꢎm tra chꢇt lượng của nước, hàm lượng
tꢇt cả các chꢇt hữu cơ, vô cơ chứa trong chꢇt lỏng (cꢉ thꢎ là nước)
Đơn vꢅ TDS: mg/l (minigrams/liter) hoꢌc ppm (part/million)
Chỉ sꢊ TDS càng nhỏ thì nước càng sạch, nhưng nếu nhỏ quá mức thì nước gần như
không có khoáng chꢇt, tuy nhiên không phải chỉ sꢊ TDS cao là nước bẩn
TDS không được coi là chỉ sꢊ gây ô nhiễm, nó là chỉ sꢊ tổng hợp về sự hiện diện
của các hợp chꢇt hóa hꢋc.
Cảm biến TDS giꢏp đo được chỉ sꢊ TDS của nước
Ứng dụng:
Kiꢎm tra chꢇt lượng nước ở sông ngòi, nước sinh hoạt, quá trình xử lý nước thải hay
bꢇt kỳ ứng dꢉng nào cần đo chỉ sꢊ TDS
A. Nội dung nghiên cứu
Đꢎ thực hiện dự án, mꢐi thành viên trong nhóm đều có nhiệm vꢉ cꢉ thꢎ:
Nguyễn Hoàng Giang đảm nhiệm vai trò lꢍp trình - thiết kế mạch điện, truyền
thông cho dự án.
Nguyễn Công Minh là người thiết kế hình dáng cho sản phẩm và có vai trò lꢍp
trình webserver, tìm hiꢎu nghiên cứu thꢅ trường.
Nói về ý tưởng thực hiện dự án, các thành viên trong nhóm cho biết, trong quá trình
nghiên cứu thực tiễn nhóm nhꢍn thꢇy, tại một vài nhà máy lꢋc nước hiện nay vẫn
đang thực hiện những biện pháp thủ công trong việc kiꢎm tra các chỉ sꢊ chꢇt lượng
nước. Những biện pháp thủ công này rꢇt mꢇt thời gian và gây tꢊn kém chi phí về
nguꢄn nhân lực lao động.
Xuꢇt phát từ nhu cầu thực tế đó, các thành viên trong nhóm đã cùng nhau xây dựng
hệ thꢊng giám sát chꢇt lượng nguꢄn nước và tự động thu thꢍp dữ liệu về chỉ sꢊ nước
tiêu thꢉ theo mô hình mạng Internet kết nꢊi vạn vꢍt nhằm giải quyết những yêu cầu
cꢇp bách trên. Giải pháp này không chỉ cho phép các nhà máy nước giám sát được
chꢇt lượng nguꢄn nước sau khi lꢋc từ máy lꢋc nước trước khi cung cꢇp cho khách
hàng mà còn cho phép khách hàng giám sát được chꢇt lượng nguꢄn nước hꢋ đang
sử dꢉng.
Ngoài việc quản lý chꢇt lượng nguꢄn nước sau khi lꢋc từ máy lꢋc nước của công ty
thì có thꢎ đo chꢇt lượng nước tại các trạm quan sát khác, hoꢌc chꢇt lượng không khí,
hay các chỉ sꢊ môi trường khác tùy theo mꢉc đích cần thiết.
B. Lợi ích của mô hꢃnh
Khi người dùng sử dꢉng dꢅch vꢉ, hꢋ có thꢎ biết được các thông tin về nguꢄn nước
lꢋc hꢋ sử dꢉng nhờ các ứng dꢉng trên thiết bꢅ di động hoꢌc trên các cổng thông tin
điện tử hiꢎn thꢅ theo thời gian thực. Không chỉ có vꢍy dꢅch vꢉ còn đưa ra cho hꢋ
những cảnh báo, dự báo chính xác và nhanh, nhờ đó hꢋ có đủ thời gian đꢎ đưa ra
các quyết đꢅnh ứng phó phù hợp. Ví dꢉ như từ những dữ liệu đo đạc được dꢅch vꢉ
đưa ra cảnh báo cho người dùng về việc nước vẫn còn quá bẩn chưa làm sạch hết
hoꢌc chưa đạt tiêu chuẩn uꢊng được, từ đó người sử dꢉng có thꢎ đưa ra phương
pháp giải quyết phù hợp.
8
C. Cơ Sở lý thuyꢀt
• Giới thiệu phần cứng
• Arduino UNO R3
Hꢀnh 2 Arduino UnoR3
Hꢀnh 1 Arduino UnoR3
Arduino UNO có thꢎ sử dꢉng 3 vi điều khiꢎn hꢋ 8bit AVR là ATmega8,
ATmega168, ATmega328. Bộ não này có thꢎ xử lí những tác vꢉ đơn giản như điều
khiꢎn đèn LED nhꢇp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiꢎn từ xa, làm một trạm đo
nhiệt độ - độ ẩm và hiꢎn thꢅ lên màn hình LCD,… hay những ứng dꢉng khác. Đây
là giải pháp dễ dàng, tiết kiệm đꢎ tạo ra những thiết bꢅ có khả năng tương tác với
môi trường thông qua các cảm biến.
9
• Thông số kỹ thuꢂt
Vi điều khiển
ATmega328 8bit
5V DC
Điện áp hoꢁt động
Tần số hoꢁt động
Dòng điện tiêu thụ
16 MHz
~ 30mA
Điện áp vào khuyên
dùng
7-12V DC
Điện áp vào giới hꢁn
Số chân Digital I/O
Số chân Analog
6-20V DC
14 (6 chân hardware PWM)
6 (độ phân giải 10bit)
Dòng tối đa mỗi chân
30 mA
I/O
Dòng ra tối đa (5V)
Dòng ra tối đa (3.3V)
Bộ nhớ flash
500 mA
50 mA
32 KB (ATmega328)
2 KB (ATmega328)
1 KB (ATmega328)
SRAM
EEPROM
10
• Sơ đồ chân
Hꢀnh 3 Sơ đꢁ chân Arduino
Arduino UNO có 14 chân digital dùng đꢎ đꢋc hoꢌc xuꢇt tín hiệu. Chꢏng chỉ có 2 mức
điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tꢊi đa trên mꢐi chân là 40mA. Ở mꢐi chân đều
có các điện trở pull-up từ được cài đꢌt ngay trong vi điều khiꢎn ATmega328 (mꢌc
đꢅnh thì các điện trở này không được kết nꢊi).
Một sꢊ chân digital có các chức năng đꢌc biệt như sau:
o 2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng đꢎ gửi (transmit – TX) và nhꢍn (receive
– RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thꢎ giao tiếp với thiết bꢅ khác thông
qua 2 chân này. Kết nꢊi bluetooth thường thꢇy nói nôm na chính là kết nꢊi
Serial không dây. Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dꢉng 2
chân này nếu không cần thiết
o Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuꢇt ra xung PWM
với độ phân giải 8bit (giá trꢅ từ 0 → 28-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng
hàm analogWrite(). Nói một cách đơn giản, bạn có thꢎ điều chỉnh được
11
điện áp ra ở chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cꢊ đꢅnh ở mức 0V và
5V như những chân khác.
o Chân giao tiꢀp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngoài các
chức năng thông thường, 4 chân này còn dùng đꢎ truyền phát dữ liệu bằng giao
thức SPI với các thiết bꢅ khác.
o LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bꢇm
nꢏt Reset, bạn sꢆ thꢇy đèn này nhꢇp nháy đꢎ báo hiệu. Nó được nꢊi với chân
sꢊ 13. Khi chân này được người dùng sử dꢉng, LED sꢆ sáng.
Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) cung cꢇp độ phân giải tín hiệu 10bit (0
→ 210-1) đꢎ đꢋc giá trꢅ điện áp trong khoảng 0V → 5V. Với chân AREF trên board,
bạn có thꢎ đꢎ đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dꢉng các chân analog. Tức là nếu
bạn cꢇp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thꢎ dùng các chân analog đꢎ đo điện áp
trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit.
Đꢌc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hꢐ trợ giao tiếp I2C/TWI
với các thiết bꢅ khác.
• Chuẩn giao tiꢀp Wifi
• Giới thiệu
Wili là viết tắt của Wireless Fidelity, được gꢋi chung là mạng không dây sử
dꢉng
sꢊng vô tuyến, loại sóng vô tuyến này tương tự như sóng truyền hình, điện thoại và
radio.
Wifi phát sóng trong phạm vi nhꢇt đꢅnh, các thiết bꢅ điện tử tiêu dùng ngày nay như
laptop, smartphone hoꢌc máy tính bảng có thꢎ kết nổi và truy cꢍp internet trong tắm
phủ
sóng.
Nguyên tắc hoạt động
Đꢎ tạo được kết nói Wifi nhꢇt thiết phải có Router (bộ thu phát), Router này lây
thông tin từ mạng Internet qua kết nói hữu tuyến rꢄi chuyên nó sang tín hiệu vô
tuyến và
gửi đi, bộ chuyên tín hiệu không đây (adapter) trên các thiết bꢅ đi động thu nhꢍn tín
hiệu
này rꢄi giải mã nó sang những đữ liệu cần thiết. Quá trình này có thẻ thực hiện
ngược lại,
Roukr nhꢍn tín hiệu vô tuyến từ A dapter và giải mã chꢏng rꢄi gởi qua Internet.
Một sꢊ chuẩn kết nꢊi Wifi
12
Tuy nói wifi tương tự như sứng vô tuyến truyền hình, radio hay điện thoại nhưng nó
vẫn khác các loại sóng kia ở mức độ tần sꢊ hoạt động.
Sóng wifi truyền nhꢍn dữ liệu ở tần sꢊ 2,5Ghz đến 5Ghz. Tản sꢊ cao này cho phép
nó mang nhiều đữ liệu hơn nhưng phạm vi truyền của nó bꢅ giới hạn; còn các loại
sóng
khác, tuy tần sꢊ thꢇp nhưng có thẻ truyền đi được rꢇt xa.
Kết nꢊi wifi sử dꢉng chuẩn kết nꢊi 802.11 trong thư viện IEEE (Institute of
Eleetrical and Eleetronics Engineers), chuẩn này bao gꢄm 4 chuẩn nhỏ a/b/g/n:
Chuẩn wifi đầu tiên 802.11: năm 1997, IEEE đã giới thiệu chuẩn đầu tiên này cho
WLAN. Tuy nhiên, 802.11 chỉ hꢐ trợ cho băng tản mạng cực đại lên đến 2Mbps —
quá chꢍm đꢊi với hẳu hết mꢋi ứng dꢉng, Và với lý do đó, các sản phẩm không dây
thiết kế theo chuẩn 802.11 ban đầu không được sản xuꢇt nữa.
Chuẩn wifi 802.11b: IEEE đã mở rộng trên chuẩn gꢊc 802.11 đẻ tạo ra chuẩn
802.11b vào tháng 7/1999. Chuẩn này hꢐ trợ băng thông lên đến 11Mbps, tương
ứng với Ethemet truyền thông.
Chuẩn nảy sử dꢉng tần sꢊ tín hiệu vô tuyến không được kiꢎm soát 2.4Ghz,
các nhà sản xuꢇt rꢇt thích sử dꢉng tần sꢊ này đề giảm chỉ phí sản xuꢇt. Tuy
nhiên, các thiết bꢅ 802.11b có thẻ bꢅ xuyên nhiều từ các thiết bꢅ điện thoại
không dây, lò vi sóng hoꢌc các thiết bꢅ khác sử đꢉng cùng đải tản sꢊ. Tuy
nhiên, ta có thẻ giảm được hiện tượng xuyên nhiều này bằng cách lắp thiết bꢅ
802.1 1b cách xa các thiết bꢅ như vꢍy
Ưu điꢎm của 802.1 1b: giá thành thꢇp nhꢇt, phạm vì tín hiệu tꢊt vả không đꢎ
bꢅ cản trở.
Nhược điꢎm của 802.11b: tꢊc độ tꢊi đa thꢇp nhꢇt, các thiết bꢅ gia dꢉng có thꢎ
gây cán trở.
Chuẩn wifi 802.11a: trong khi 802.11b vẫn đang được phát triꢎn, IEEE đã
tạo ra
13
một mở rộng thứ 2 có tên gợi là 802.11a. Do giá thành cao hơn nên 802.11a thường
được sử dꢉng cho các mạng doanh nghiệp, còn 802.1 1b thích hợp hơn cho các hộ
gia đình.
802.11a hꢐ trợ băng thông lên đến 54Mbps và sử dꢉng tần sꢊ SGhz. Do
802.11a và 802.11b sử đựng 2 tằn sꢊ khác nhau, nên 2 công nghệ này không
thẻ tương thích với nhau. Do đó, một sꢊ hãng đã cung cꢇp các thiết bꢅ mạng
bài cho 802. 11a/b, nhưng sản phẩm nảy chỉ đơn thuần là thực hiện 2 chuẩn
xong song.
Ưu điềm: tꢊc độ cực nhanh, tằn sꢊ được kiꢎm sóat nên tránh được sự xuyên
nhiễu từ các thiết bꢅ khác.
Nhược điꢎm: giá thành đắt, phạm vi hẹp và đễ bꢅ cản trở.
Chuẩn wili 802.11g: vào năm 2002 và 2003, các sản phẩm WLAN hꢐ trợ
một
chuẩn mới hơn đó là 802.11g, rꢇt được đánh giá cao trên thꢅ trường, Đây là một nꢐ
lực kết hợp ưu điꢎm của cả 802.11a và 802.11b, hꢐ trợ băng thông lên đến 54Mbps
và sử dꢉng tắn sꢊ 2.4Ghz đẻ có phạm vi rộng.
Ưu điꢎm: tꢊc độ cực nhanh, phạm vỉ tín hiệu tꢊt và ít bꢅ cản trở.
Nhược điꢎm: giá thành đắt hơn 802.1 Ib, các thiết bꢅ có thẻ đꢎ bꢅ xuyên nhiều
từ những đỏ gia dꢉng sử dꢉng củng tần sꢊ tín hiệu vô tuyến không được kiꢎm
soát.
Chuẩn wifi 802.11n: 802.11n - đôi khi được gꢋi tắt là wireless, được thiết kế
đề cải
thiện cho 802.11g trong tổng sꢊ băng thông được hꢐ trợ bằng cách tꢍn dꢉng nhiều
tín hiệu không dây và anten. Được phê chuẩn vào năm 2009, với băng thông tꢊi đa
lên đến 600Mbps, 802.11n cũng cung cꢇp phạm vi tꢊt hơn những chuẩn wifi trước
đó, do cường độ tín hiệu cửa nó đã tăng lên.
Ưu điꢎnr tꢊc độ tꢊi đa nhanh nhꢇt, phạm vì tín hiệu tꢊt nhꢇt và khả năng
chꢊng nhiều tꢊt hơn từ các nguꢄn bên ngoài.
Nhược điꢎm: giá thành đꢇt hơn 802.11g, việc sử dꢉng nhiều tín hiệu có thꢎ
14
gây nhiễu với các mạng dựa trên chuân 802.1 1b và 802. 11g ở gắn.
Chuẩn wifi 802.11ac: đây là chuẩn wifi lớn nhꢇt, được sử dꢉng phô biến nhꢇt hiện
nay. 802.11ac sử dꢉng công nghệ không đây băng tần kép, hꢐ trợ các kết nꢊi đꢄng
thời trên cả băng tần 2.4Ghz và 5SGhz. 802.1 lac có băng thông đạt tới 1.300Mbns
trên băng tần 5Ghz và 450Mbps trên 2.4Ghz.
• Kit RF Thu Phát Wifi ESP8266 Node MCU
Mô tả: Kit RF thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua là kit phát triꢎn dựa trên nền
chip Wifi SoC ESP8266 với thiết kế dễ sử dꢉng và đꢌc biệt là có thꢎ sử dꢉng trực
tiếp trình biên dꢅch của Arduino đꢎ lꢍp trình và nạp code, điều này khiến việc sử
dꢉng và lꢍp trình các ứng dꢉng trên ESP8266 trở nên rꢇt đơn giản.
Kit RF thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua được dùng cho các ứng dꢉng cần kết
nꢊi, thu thꢍp dữ liệu và điều khiꢎn qua sóng Wifi, đꢌc biệt là các ứng dꢉng liên
quan đến IoT. Ở đây sử dꢉng Kit RF thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua đꢎ Thu
phát tin hiệu Wifi kết nꢊi với phần websever.
• Thông số kỹ thuꢂt:
o IC chính: ESP8266 Wifi SoC.
o Phiên bản firmware: NodeMCU Lua
o Chip nạp và giao tiếp UART: CP2102.
o GPIO tương thích hoàn toàn với firmware Node MCU.
o Cꢇp nguꢄn: 5VDC MicroUSB hoꢌc Vin.
o GIPO giao tiếp mức 3.3VDC
o Tích hợp Led báo trạng thái, nꢏt Reset, Flash.
o Tương thích hoàn toàn với trình biên dꢅch Arduino.
o Kích thước: 25 x 50 mm
15
Hꢀnh 4 Sơ đꢁ chân ESP8266 Node MCU
• Cảm Biꢀn Chꢇt Lượng Nước TDS
Tổng chꢇt rắn hòa tan (TDS - Total dissolved solids) là thước đo hàm lượng kết hợp
hòa tan của tꢇt cả các chꢇt vô cơ và hữu cơ có trong chꢇt lỏng ở dạng phân tử, ion
hóa hoꢌc hạt nhỏ (dạng keo).
Nói chung, đꢅnh nghĩa hoạt động là các chꢇt rắn phải đủ nhỏ đꢎ tꢄn tại quá trình lꢋc
thông qua bộ lꢋc có lꢐ chân lông 2 micromet (kích thước danh nghĩa hoꢌc nhỏ hơn).
Tổng chꢇt rắn hòa tan thường chỉ được thảo luꢍn cho các hệ thꢊng nước ngꢋt, vì độ
mꢌn bao gꢄm một sꢊ ion cꢇu thành đꢅnh nghĩa của TDS. Ứng dꢉng chính của TDS
là trong nghiên cứu về chꢇt lượng nước cho suꢊi, sông và hꢄ. Thành phần hóa hꢋc
phổ biến nhꢇt trong nước là canxi , phꢊt phát , nitrat , natri , kali và clorua , được
tìm thꢇy trong nước phù sa, nước mưa, nước biꢎn,… Các chꢇt này có thꢎ là cation ,
anion , phân tử hoꢌc kết tꢉ theo thứ tự một nghìn hoꢌc ít hơn các phân tử, miễn là
một hạt vi mô hòa tan được hình thành.
Nước có thꢎ được phân loại theo mức tổng chꢇt rắn hòa tan (TDS) trong nước:
Nước ngꢋt: TDS dưới 1.000 mg / L
Nước lợ: TDS = 1.000 đến 10.000 mg / L
Nước muꢊi: TDS = 10.000 đến 35.000 mg / L
16
Hypersaline: TDS lớn hơn 35.000 mg / L
Nước uꢊng thường có TDS dưới 500 mg / L.
Hꢀnh 5 Bꢂng Đơn Vꢃ TDS
17
II.Thi Công Hệ Thống
❖ Giới Thiệu
Sau khi tính toán và lựa chꢋn thiết bꢅ cꢉ thꢎ, ta sꢆ bước sang giai đoạn cuꢊi cùng là
thi công hệ thꢊng. Về phần cứng , phần lớn các thiết bꢅ được sử dꢉng trong đề tài là
các module và cảm biến điều có sẵn trên thꢅ trường Arduino Nano, ESP8266
Đꢊi với phần mềm chꢏng ta sꢆ tiến hành lꢍp trình điều khiꢎn Modul ESP8266 Node
MCU và cảm biến TDS đꢄng thời thiết kế giao diện websever xây dựng cơ sở dữ
liệu Realtime Database Firebase.
▪ Danh sách linh kiện điện tử:
o Linh kiện chính:
➢ Cảm Biến TDS
➢ Board ESP8266 NODE MCU
➢ Dây nꢊi male-female header
➢ Điện trở 5K Ohm
➢ Cable kết nꢊi giữa board ESP8266 và máy tính
o Linh kiện phꢉ thử nghiệm:
➢ Đèn led
➢ Cable kết nꢊi board ESP8266 và máy tính
➢ Đầu lꢋc cảm biến
19
Tải về để xem bản đầy đủ
39 trang
30/03/2022
7460
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Báo cáo Đồ án Mô hình giám sát chất lượng nước thông qua ứng dụng IoT", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bao_cao_do_an_mo_hinh_giam_sat_chat_luong_nuoc_thong_qua_ung.pdf
