TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU
VIỆN CNTT - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
----—&–----

ĐỀ TÀI KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG
TÊN ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM PHÒNG TRỒNG NẤM BÀO NGƯ

Chủ nhiệm: Huỳnh Trung Vẫn
Hướng dẫn khoa học: ThS. Phạm Chí Hiếu

BÀ RỊA-VŨNG TÀU, NĂM 2018-2019


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
------o0o-----

VIỆN CNTT-ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Họ và tên sinh viên: Huỳnh Trung Vẫn

MSSV: 1603131

TRƯỞNG VIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên)

TS. Phan Ngọc Hoàng

SVTH: Huỳnh Trung Vẫn


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu khoa học này tổng quát lại kết quả quá trình
nghiên cứu của tôi. Các số liệu, hình ảnh, thông tin trong đề tài đều trung thực, do tôi
tìm hiểu, tham khảo từ nhiều nguồn tư liệu. Đề tài này không sao chép các đề tài đã có
từ trước.

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội
dung đề tài của mình. Trường đại học BÀ RỊA-VŨNG TÀU không liên quan đến
những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có).

Vũng Tàu, ngày ...… tháng 03 năm 2019
Người cam đoan

Huỳnh Trung Vẫn

Lời nhận xét của hội đồng phản biện

Chủ tịch hội đồng

phải luôn duy trì ở một mức nhất định. Ở nước ta, nhiều người trồng nấm bào ngư vẫn
làm theo các phương pháp thủ công. Khi trồng nấm bào ngư, quá trình sinh hóa vẫn
diễn ra, do đó nhiệt độ và độ ẩm tăng nhanh. Để kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm trong phòng
trồng nấm, hàng ngày phải dùng thiết bị đo gắn vào đầu một cái thuốn và chọc vào
phòng nấm ở các điểm khác nhau, rồi ghi vào sổ. Với phương pháp thủ công này, việc
đo nhiệt độ, độ ẩm không chính xác, không đo được nhiệt độ, độ ẩm trong lòng bịch
nấm bào ngư, không theo dõi được nhiệt độ, độ ẩm thường xuyên.
Để góp phần làm sáng tỏ hiệu quả của những ứng dụng trong thực tế của ngành
điện - điện tử, sau một thời gian học tập, em đã nghiên cứu đề tài “Giám sát nhiệt độ
- độ ẩm phòng trồng nấm bào ngư”. Hệ thống giám sát này giúp ta có thể điều khiển
cũng như quản lý nhiệt độ của phòng trồng nấm tối ưu nhất.

SVTH: Huỳnh Trung Vẫn


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

LỜI CẢM ƠN

Trước khi bắt đầu nghiên cứu khoa học, với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin
cảm ơn quý thầy cô ngành Điện-Điện tử đã tận tình truyền đạt kiến thức cũng như giúp
đỡ em trong quá trình học tập tại trường.
Đặc biệt, em xin ghi nhớ sự nhiệt tình của thầy Phạm Chí Hiếu, người trực tiếp
hướng dẫn và đã giúp em hoàn thành đề tài này.
Sau cùng, em cũng xin cảm ơn những người bạn đã đóng góp ý kiến và hỗ trợ
thông tin để hoàn thiện đề tài.

Vũng tàu, ngày ……..tháng….…. năm 2019

2.3. Khái niệm nấm bào ngư……………………………………………………….. 04
2.4. Lợi ích của nấm Bào Ngư……..……………………………………………..

04

2.5. Khái niệm Internet of things (viết tắt là IoT)………………………………….. 05
2.6. Đặc tính cơ bản của IoT………………………………………………….…….. 05
2.7. Ứng dụng của IoT ..………………………………………………………….. 06
CHƯƠNG 3. GIỚI THIỆU THIẾT BỊ ...................................................................... 07
3.1. Kit RF Thu Phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 …..…....................... 07
3.1.1. Giới thiệu …………………………..…..…..….……………………..…….. 07
3.1.2. Thông số kỹ thuật của ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 ……………...….. 07
3.1.3. Sơ đồ chân ……..…………………………….…………………….……….. 08
3.2. Bộ điều khiển relay 4 kênh …….………………...…………………...……….. 08
3.3. Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11………….…………………….…..………... 09
3.4. Giới thiệu màn hình LCD 16x2…….…………..……………………..……….. 10
3.4.1. Hình dáng và kích thước LCD…..………..….…………………….……….. 10

SVTH: Huỳnh Trung Vẫn


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

3.4.2. Chức năng các chân của LCD …..……..….……………………….………...11
3.4.3. Sơ đồ khối của HD44780 ………………...….…………………….……….. 12
3.4.4. Các thanh ghi …………………………...….…………………….….…..….. 13
3.4.5. Khởi tạo LCD ………………………...…...….………………….…….….... 18
3.4.5.1. Mạch khởi tạo bên trong chip HD44780…….……...…………….……….. 18

1.1. Đặt vấn đề
Khái niệm về đo nhiệt độ đã có từ lâu, trong tất cả các đại lượng vật lý thì nhiệt
độ được quan tâm đến nhiều nhất. Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất
của vật chất và môi trường sống. Trong công nghiệp sản xuất nấm bào ngư và trong
lĩnh vực đo lường điều khiển, quá trình đo nhiệt độ và xử lý kết quả giữ một vai trò
quan trọng. Ngày nay khi nền công, nông nghiệp phát triển mạnh, việc kiểm soát nhiệt
độ, độ ẩm khi bảo quản nấm bào ngư, lưu trữ các sản phẩm trong các phòng chứa là rất
quan trọng. Thông thường, với các loại nấm được lưu trữ, nhiệt độ, độ ẩm trong phòng
phải luôn duy trì ở một mức nhất định. Ở nước ta, nhiều người trồng nấm bào ngư vẫn
làm theo các phương pháp thủ công. Khi trồng nấm bào ngư, quá trình sinh hóa vẫn
diễn ra, do đó nhiệt độ và độ ẩm tăng nhanh. Để kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm trong phòng
trồng nấm, hàng ngày phải dùng thiết bị đo gắn vào đầu một cái thuốn và chọc vào
phòng nấm ở các điểm khác nhau, rồi ghi vào sổ. Với phương pháp thủ công này, việc
đo nhiệt độ, độ ẩm không chính xác, không đo được nhiệt độ. độ ẩm trong lòng bịch
nấm bào ngư, không theo dõi được nhiệt độ, độ ẩm thường xuyên. Vì vậy với yêu cầu
đó em đã được thầy giao cho đề tài: “Giám sát nhiệt độ - độ ẩm phòng trồng nấm bào
ngư”. Em rất mong nhận được sự chỉ đạo và hướng dẫn của các thầy cô, cũng như ý
kiến đóng góp của các bạn sinh viên để đề tài của em hoàn thiện hơn.
1.2. Thể thức, phương thức nghiên cứu
Trong quá trình thực hiện, em đã nghiên cứu, tìm hiểu qua sách, báo, các tài liệu
trên internet, nghiên cứu cơ sở lý thuyết về kỹ thuật trồng nấm bào ngư, ứng dụng kiến
thức đã biết về lập trình IoT và xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển qua
websever. Sau đó thiết kế mạch điều khiển, sau đó tiến hành lắp ráp mạch, hoàn thiện
mô hình.
1.3. Mục tiêu của đề tài
-

Nghiên cứu mô hình điều khiển máy lạnh và máy phun sương qua websever.

-

-

Tiết kiệm được chi phí thuê nhân công giám sát và tăng tính hiệu quả của giám
sát.

-

Chi phí đầu tư thấp, hệ thống ổn định và có độ bền cao.

-

Mô hình đơn giản, dễ thao tác và sử dụng.

-

Có tính linh động, có thể mở rộng và phát triển theo nhu cầu của khách hàng
sau này.

SVTH: Huỳnh Trung Vẫn

2


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU NẤM BÀO NGƯ VÀ INTERNET OF THINGS



Hình 1.1. Nấm Bào Ngư
2.3. Khái niệm nấm bào ngư
Nấm sò hay Nấm bào ngư (danh pháp hai phần: Pleurotus ostreatus) là một loài
nấm ăn được thuộc họ Pleurotaceae. Nó được trồng lần đầu ở Đức để ăn trong thế
chiến 1 nhưng mãi cho đến năm 1970 nấm bào ngư mới được nuôi trồng đại trà khắp
thế giới, tuy nhiên việc trồng được ghi chép trong tài liệu đầu tiên là bởi Kaufert. Loài
nấm này mọc trên các thân cây khô hoặc suy yếu, thành những tai nấm xen kẽ nhau
như hình bậc thang. Nó liên quan đến loài nấm trồng "vua nấm sò". Nấm sò được xem
là một nấm dược liệu do nó chứa các statin như lovastatin có tác dụng giảm cholesterol.
Ngoài ra, cũng đang có một số đề tài nghiên cứu về khả năng chống ung thư của nấm
bào ngư do sự hiện diện của lovastatin trong tai nấm, tập trung ở phiến nấm và đặc biệt
ở bào tử nấm. Nấm sò là một trong những nấm hoang dã, mặc dù nó cũng có thể được
trồng trên rơm rạ và các loại vật liệu khác. Nó thường có hương thơm của hồi do sự
hiện diện của benzaldehyde
2.4. Lợi ích của nấm Bào Ngư
Tác dụng của nấm bào ngư trong việc hỗ trợ ngăn ngừa bệnh ung thư, giảm
lượng cholesterol, phòng và chữa bệnh cao huyết áp, chống béo phì…Công dụng của
nấm bào ngư thay thế thịt, cá… để bổ sung đạm cho cơ thể. Đây là xu hướng đang
được khuyến khích thực hiện trên toàn thế giới (Theo các chuyên gia về tinh bột
SVTH: Huỳnh Trung Vẫn

4


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

Sago), theo Đông y là có vị ngọt, mùi thơm và độ dai nhất định. Chúng cung cấp


SVTH: Huỳnh Trung Vẫn

5


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

- Quy mô lớn: Sẽ có một số lượng rất lớn các thiết bị được quản lý và giao tiếp
với nhau. Số lượng này lớn hơn nhiều so với số lượng máy tính kết nối Internet hiện
nay. Số lượng các thông tin được truyền bởi thiết bị sẽ lớn hơn nhiều so với được
truyền bởi con người.
2.7. Ứng dụng của IoT
IoT có ứng dụng rộng vô cùng, có thể kể ra một số thư như sau:
- Quản lí chất thải.
- Quản lí và lập kế hoạch quản lí đô thị.
- Quản lí môi trường.
- Phản hồi trong các tình huống khẩn cấp.
- Mua sắm thông minh.
- Quản lí các thiết bị cá nhân.
- Đồng hồ đo thông minh.
- Tự động hóa ngôi nhà.
- ….

SVTH: Huỳnh Trung Vẫn

6



·

Nguồn vào: Cấp nguồn 5V và chương trình thông qua cổng USB.

·

Kích thước: 49 x 24.5 x 13mm.

·

IC chính: ESP8266 Wifi SoC.

SVTH: Huỳnh Trung Vẫn

7


Báo cáo nghiên cứu khoa học
·

Phiên bản firmware: Node MCU.

·

Chip nạp và giao tiếp UART: CP2102.

·

GPIO tương thích hoàn toàn với firmware - Node MCU.

8


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

Relay 4 kênh sử dụng chân kích mức Thấp (0V), khi có tín hiệu 0V vào chân IN
thì relay sẽ nhảy qua thường hở của Relay, ứng dụng với relay module khá nhiều bao
gồm cả điện DC hay AC.

Hình 3.3. Bộ điều khiển relay 4 kênh
Thông số kỹ thuật của bộ điều khiển relay 4 kênh:
- Điện áp hoạt động: 5VDC.
- Dòng tiêu thụ: 200mA/1Relay
- Tín hiệu kích: High (5V) hoặc Low (0V) chọn bằng Jumper.
- Relay trên mạch:
+ Nguồn nuôi: 5VDC.
+ Tiếp điểm đóng ngắt max: 250VAC-10A hoặc 30VDC-10A
- Kích thước: 72mm * 55mm * 19mm.
3.3. Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11
Cảm biến độ ẩm và nhiệt độ DHT11 là cảm biến rất thông dụng hiện nay vì chi
phí rẻ và rất dễ lấy dữ liệu thông qua giao tiếp 1 wire (giao tiếp digital 1 dây truyền dữ
liệu duy nhất). Bộ tiền xử lý tín hiệu tích hợp trong cảm biến giúp bạn có được dữ liệu
chính xác mà không phải qua bất kỳ tính toán nào. So với cảm biến đời mới hơn là
DHT22 thì DHT11 cho khoảng đo và độ chính xác kém hơn rất nhiều.
Thông tin kỹ thuật của cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11:
-

Nguồn: 3÷5VDC.

-

4 chân, khoảng cách chân 0.1''.

Hình 3.4. Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11.
3.4. Giới thiệu màn hình LCD 16x2
-

Sử dụng rộng dãi và đa dạng trong các ứng dụng khác nhau của VĐK.

-

Hiển thị 16 ký tự x 2 line, chữ đen trên nền phông xanh lá.

-

Hướng xem rõ nhất: 06:00

-

Có khả năng hiện thị ký tự linh hoạt, đa dạng, trực quan theo font 5x8 Dots có
sẵn (hiển thị cả số, chữ, ký tự đồ họa, ký tự đặc biệt ...).

-

Dễ dàng giao tiếp với các loại VĐK theo nhiều giao thức giao tiếp khác nhau.

-

Tốn rất ít tài nguyên hệ thống và giá thành rẻ.


VDD

Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối
chân này với VCC= 5V của mạch điều khiển.

3

VEE

4

RS

Điều chỉnh độ tương phản của LCD
Chân chọn thanh ghi (Register select). Nối chân RS
với logic “0” (GND) hoặc logic “1” (VCC) để chọn
thanh ghi.
+ Logic “0”: “Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi
lệnh In của LCD (ở chế độ “ghi”-write) hoặc nối
với bộ đếm địa chỉ của LCD (ở chế độ “đọc”-read).
+ Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ
liệu DR bên trong LCD.

5

R/W

Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write). Nối chân
R/W với logic “0” để LCD hoạt động ở chế độ ghi,


DB7

tin với MPU. Có 2 chế độ sử dụng 8 đường bus này:
+ Chế độ 8 bit: Dữ liệu được truyền trên cả 8
đường, với bit MSB là bit DB7.
+ Chế độ 4 bit: Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ
DB4 tới DB7, bit MSB là DB7.

SVTH: Huỳnh Trung Vẫn

11


Báo cáo nghiên cứu khoa học
15

-

Nguồn dương cho đèn nền.

16

-

GND cho đèn nền.

Trường ĐHBRVT

Ghi chú:

bên trong chip sẽ tự động ghi thông tin này vào DDRAM hoặc GGRAM. Hoặc khi
thông tin về địa chỉ dược ghi vào IR, dữ liệu ở địa chỉ này trong vùng RAM nội của
HD44780 sẽ được chuyển ra DR để truyền cho MPU. Bằng cách điều khiển chân RS
và chân MPU. Bảng sau đây tóm tắt lại các thiết lập đối với hai chân RS và R/W theo
mục đích giao tiếp.
Bảng chức năng chân RS và R/W theo mục đích sử dụng
Chức năng

RS

R/W

0

0

Ghi vào thanh ghi IR để ra lệnh cho LCD

0

1

Đọc vờ bận ở BD7 và giá trị của bộ đếm địa
chỉ ở DB0-DB6

1

0

Ghi vào thanh ghi DR

khi cờ BF lên mức cao (not busy), cho nên khi lập trình hiển thi, bạn phải delay một
khoản tADD khoảng 4uS-5uS (ngay sau khi BF=1) trước khi nạp dữ liệu mới. Xem
thêm hình bên dưới.

Hình 3.7. Giản đồ xung cập nhật AC
- Vùng RAM hiển thị DDRAM: (Dispay Data RAM): Đây là vùng RAM dùng để
hiển thị, nghĩa là ứng với một địa chỉ của RAM là một ô kí tự trên màn hình và khi bạn
ghi vào vùng RAM này một mã 8 bit, LCD sẽ hiển thị tại vị trí tương ứng trên màn
hình một kí tự có mã 8 bit mà bạn đã cung cấp. Hình sau đây sẽ trình bày rõ hơn mối
liên hệ này:

Hình 3.8. Mối liên hệ giữa địa chỉ của DDRAM và vị trí hiển thị của LCD
- Vùng RAM nào có 80x8 bit nhớ, nghĩa là chứa được 80 kí tự mã 8 bit. Những
vùng RAM còn lại không dùng cho hiển thị có thể dùng như vùng RAM đa mục đích.
Lưu ý để truy cập vào DDRAM, ta phải cung cấp địa chỉ cho AC theo mã HEX.

SVTH: Huỳnh Trung Vẫn

14


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

- Vùng ROM chứa kí tự CGROM: Character Generator ROM: Vùng ROM này
dùng để chứa các mẫu kí tự loại 5x8 hoặc 5x10 điểm ảnh/ kí tự, và định địa chỉ bằng 8
bit. Tuy nhiên, nó chỉ có 208 mẫu kí tự 5x8 và 32 mâu kí tự kiểu 5x10 (tổng cộng là
240 thay vì 2^8=256 mẫu kí tự). Người dùng không thể thay đổi vùng ROM này. Như
vậy, để có thể ghi vào vị trí thứ x trên màn hình một kí tự nào đó, người dùng phải ghi


SVTH: Huỳnh Trung Vẫn

15


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

bị thay đổi. Nghĩa là: Tắt hiện thị, con trỏ dời về góc phải
(hàng đầu tiên), chế độ tăng AC.
Return Home

Mã lệnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
Lệnh Return Home trả bộ đếm địa chỉ AC về 0, và trả lại
kiểu hiển thị gốc nếu nó bị thay đổi. Nội dung của ĐRAM
không thay đổi.

Entry mode set

Mã lệnh: DBx= DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
DBx = 0

0

0

0


Cursor or display Mã lệnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
shift

DBx = 0 0 0 1 [S/C] [R/L] * *
Mã

Lệnh Cursor or display shift dịch chuyển con trỏ hay dữ liệu
hiển thị sang trái mà không cần hành động ghi/đọc dữ liệu.
Khi hiển thị kiểu 2 dòng, con trỏ sẽ nhảy xuống dòng dưới
khi dịch qua vị trí thứ 40 của hàng đầu tiên. Dữ liệu hàng
đầu và hàng 2 dịch cùng một lúc.

Function set

Mã lệnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
DBx = 0 0 1 [DL] [N] [F] * *

SVTH: Huỳnh Trung Vẫn

16


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

DL: Khi DL=1, LCD giao tiếp với MPU bằng giao thức 8
bit (từ bit DB7 đến DB0). Ngược lại, giao thức giao tiếp là 4
bit (từ bit DB7 đến bit DB0). Khi chọn giao thức 4 bit, dữ
liệu được truyền/nhận 2 lần liên tiếp. với 4 bit cao gởi/nhận


BF

and Mã lệnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0

address

DBx =[BF] [AC] [AC] [AC] [AC] [AC] [AC] [AC]
(RS=0, R/W=1) Như đã đề cập trước đây, khi cờ BF bật,
LCD đang làm việc và lệnh tiếp theo (nếu có) sẽ bị bỏ qua
nếu cờ BF chưa về mức thấp. Cho nên, khi lập trình điều
khiển, phải kiểm tra cờ BF trước khi ghi dữ liệu vào LCD.
Khi đọc cờ BF, giá trị của AC cũng được xuất ra các bit
[AC]. Nó là địa chỉ của CG hay DDRAM là tùy thuộc vào
lệnh trước đó.

SVTH: Huỳnh Trung Vẫn

17


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

Write data to CG Mã lệnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
or DDRAM

DBx = [Write data]
(RS=1, R/W=0) Khi thiết lập RS=1, R/W=0, dữ liệu cần ghi

Mỗi khi được cấp nguồn, mạch khởi tạo bên trong LCD sẽ tự động khởi tạo cho
nó. Và trong thời gian khởi tạo này cờ BF bật lên 1, đến khi việc khởi tạo hoàn tất tất
SVTH: Huỳnh Trung Vẫn

18