ản phẩm phần cứng Nghiên cứu xây dựng phần cứng “Hệ thống giám sát trọng lượng bị ni cơng nghệ IOT” với phận: • Khối điều khiển • Khối truyền thơng liệu • Khối hiển thị Sản phẩm phần mềm Nghiên cứu thiết kế xây dựng chương trình điều khiển, có chức chính: • Tự động cân, lưu vào sở liệu hiển thị • Tự động tính tốn lượng thức ăn ngày bò Kết luận Qua thời gian nghiên cứu chế tạo, thực đề tài em tạo sản phẩm cụ thể, “Hệ thống giám sát trọng lượng bị ni cơng nghệ IOT” Hệ thống giúp chủ trang trai ni bị dễ dàng giám sát đàn bị mình, giúp tăng suất ngăn ngừa sớm bệnh tật đàn bị Thơng qua việc thực đề tài này, em nâng cao trình độ chuyên môn, làm chủ chuẩn giao tiếp, BeagleBone Black Wireless sử dụng thành thạo module, nắm giải thuật điều khiển phức tạp làm chủ công nghệ chế tạo hệ thống Hướng nghiên cứu Nghiên cứu cải tiến sản phẩm theo hướng áp dụng cơng nghệ để tích hợp thêm số tính khác như: • Cập nhật thông số máy chủ trang trại qua mạng internet • Tự động hệ thống vận hành,
Mục đích nghiên cứu
Hệ thống giám sát trọng lượng bò nuôi bằng công nghệ IoT được thiết kế nhằm hỗ trợ nông dân trong việc theo dõi cân nặng của bò, từ đó đảm bảo chế độ ăn uống hợp lý và phát hiện sớm bệnh tật Điều này không chỉ giúp giảm thiểu thiệt hại mà còn nâng cao hiệu quả kinh tế cho người chăn nuôi Qua dự án này, tôi mong muốn mở rộng kiến thức về IoT và các linh kiện liên quan, nhằm củng cố nền tảng kiến thức của mình.
- 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
Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống Giám sát trọng lượng bò nuôi sử dụng công nghệ IoT, tôi đã xây dựng một kế hoạch nghiên cứu theo các bước cụ thể như sau.
• Nghiên cứu một số sản phẩm tương tự trên thị trường có tính năng gần giống
• Tìm hiểu, nghiên cứu về BeagleBone Black Wireless
• Nghiên cứu các vi điều khiển và các cảm biến cần sử dụng
• 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.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Hệ thống giám sát trọng lượng bò nuôi dựa trên công nghệ IoT được phát triển từ nhu cầu thực tiễn ở Việt Nam, nơi nông nghiệp vẫn là ngành chủ đạo Việc áp dụng khoa học và công nghệ vào nông nghiệp đang được chú trọng, tạo cơ hội cho sinh viên ngành kỹ thuật đóng góp vào sự phát triển của lĩnh vực này Hệ thống này không chỉ nâng cao năng suất và chất lượng nông sản mà còn giúp người nông dân giảm bớt khối lượng công việc.
Cấu trúc đồ án
Cấu trúc đồ án bao gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan đề tài
Tình hình chăn nuôi hiện nay đang phát triển mạnh mẽ nhờ vào việc ứng dụng công nghệ tiên tiến Các công nghệ như tự động hóa, cảm biến thông minh và phân tích dữ liệu giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và cải thiện chất lượng sản phẩm Một số hệ thống chăn nuôi hiện đại như chăn nuôi thông minh và chăn nuôi theo hướng bền vững đang được triển khai rộng rãi, mang lại lợi ích kinh tế và môi trường Việc áp dụng công nghệ không chỉ tối ưu hóa quy trình chăn nuôi mà còn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.
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.
TỔNG QUAN
Tính cấp thiết của đề tài
Chăn nuôi bò là một thế mạnh của nền kinh tế Việt Nam, nhưng vẫn đối mặt với nhiều thách thức Để nâng cao chất lượng đàn bò, cần áp dụng công nghệ giống mới và các giải pháp công nghệ cao như cấy chip điện tử để theo dõi sức khỏe, chế tạo khoáng vi lượng bổ sung vào thức ăn, và sử dụng hoạt chất sinh học để khử mùi hôi từ chất thải Nhiều kỹ thuật tiên tiến trong chăm sóc, phòng bệnh, vỗ béo, giết mổ và chế biến cũng đã được áp dụng Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ cao trong chăn nuôi bò thịt, đặc biệt tại các hộ gia đình, vẫn còn hạn chế do thiếu vốn, nhân lực trình độ cao và năng lực quản lý.
Sử dụng công nghệ giúp người nông dân quản lý và theo dõi đàn bò một cách tự động, giảm bớt công sức và nâng cao hiệu quả chăn nuôi Kiểm tra trọng lượng bò là yếu tố quan trọng quyết định thành công kinh tế của trang trại, vì trọng lượng phản ánh sức khỏe và giá trị của từng con vật Do đó, xây dựng hệ thống giám sát trọng lượng bò bằng công nghệ IoT không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn mang lại sự thoải mái cho đàn bò khi được cân, làm cho việc giám sát cân nặng trở nên đơn giản hơn.
Giới thiệu một số hệ thống tương tự hiện nay
Trên thế giới hiện nay, một số hệ thống giám sát cân nặng của vật nuôi đang được phát triển, như “Livestock Weight Monitoring” tại Ý, “Beefie” ở Hungary, và “Nedap Weight Monitoring” tại Hà Lan Beefie là một phụ kiện điện thoại thông minh cho phép tính toán trọng lượng gia súc từ xa, sử dụng thiết bị bên ngoài kết hợp với ảnh chụp từ khoảng cách 2-6 mét, cho kết quả chính xác 95% ngay cả khi động vật di chuyển Trong khi đó, Nedap Weight Monitoring tự động giám sát trọng lượng lợn nái và ghi dữ liệu của từng con trong chuồng mang thai, giúp quản lý cơ thể lợn nái một cách chính xác, giảm thiểu lãng phí thức ăn và điều chỉnh trọng lượng sơ sinh của heo con bằng cách cung cấp lượng thức ăn phù hợp dựa trên trọng lượng cơ thể của từng con lợn nái.
Hiện nay, Việt Nam đã phát triển các sản phẩm và hệ thống cân bò hiện đại, như "Hệ thống cân và đọc thẻ tai tự động của Gallagher" Hệ thống này có khả năng thu thập thông tin và cân nặng chính xác trong vòng một phút Khi bò tiến vào khung cân, cửa tự động mở ra, bộ đọc thẻ tai sẽ quét thẻ điện tử trên tai bò, hiển thị thông tin lên màn hình và lưu trữ vào phần mềm APS Sau khi quá trình cân kết thúc, cửa sẽ tự động mở để bò đi ra, đồng thời cửa bên kia mở cho con bò tiếp theo vào, tạo sự thuận tiện và hiệu quả trong việc quản lý đàn bò.
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
Hiện nay, nông dân Việt Nam gặp khó khăn trong việc sử dụng các sản phẩm quốc tế do giá cả cao Việc nhập khẩu sản phẩm với giá đắt khiến họ không đủ khả năng chi trả, dẫn đến hạn chế trong việc tiếp cận công nghệ và sản phẩm mới.
Sản phẩm giám sát trọng lượng bò nuôi mang lại nhiều lợi ích kinh tế và tiết kiệm thời gian cho các chủ trang trại trong việc quản lý và chăm sóc bò Tuy nhiên, công nghệ này vẫn chưa phổ biến tại Việt Nam Do đó, tôi muốn tiếp tục nghiên cứu và phát triển một hệ thống giám sát trọng lượng bò nuôi nhằm góp phần vào sự phát triển bền vững của nền nông nghiệp Việt Nam.
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 trong dòng BeagleBone, thay thế cổng Ethernet 10/100 bằng kết nối Wifi 802.11 b/g/n 2.4GHz và Bluetooth Bo mạch này 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 cũng giới thiệu gói hệ thống mới, mang lại nhiều tiện ích cho người dùng.
(SiP) Octavo OSD3358 tương thích BeagleBoard Trong SiP có công cụ Texas TPS65217C PMIC, Sitara AM335x MPU, và TL5209 LDO
BeagleBone là nền tảng điện toán Linux nhỏ gọn, chi phí thấp và nguồn mở, lý tưởng cho việc phát triển ứng dụng phức tạp với giao diện phần mềm cao cấp và mạch điện tử cấp thấp Nó cung cấp sức mạnh của Linux cùng với khả năng truy cập trực tiếp vào các chân đầu vào/đầu ra và buses, cho phép giao tiếp hiệu quả với các thành phần điện tử, mô-đun và thiết bị USB.
- 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 hoạt động trên hệ điều hành Linux, cho phép người dùng tận dụng nhiều thư viện và ứng dụng phần mềm nguồn mở Điều này giúp bạn dễ dàng kết nối với các thiết bị như máy ảnh USB, bàn phím và bộ adapter Wi-Fi mà không cần tìm kiếm trình điều khiển độc quyền Nhờ đó, bạn có thể truy cập vào một kho thư viện mã phong phú do cộng đồng nguồn mở phát triển.
Nền tảng BeagleBone được xây dựng từ việc kết hợp bộ vi xử lý hiệu suất cao với bảng mạch in (PCB) và một hệ sinh thái phần mềm phong phú.
1.3.1.2 Thông số kỹ thuật và tính năng của BeagleBone Black Wireless
Trong phần này, chúng tôi sẽ trình bày các thông số kỹ thuật và tính năng nổi bật của BeagleBone Black Wireless, cùng với mô tả chi tiết về các thành phần chính và giao diện cấu thành nên sản phẩm này.
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
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
Công tắc BOOT cho phép khởi động từ thẻ nhớ microSD khi nguồn điện được chu kỳ trên bo mạch, bằng cách 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
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
- 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
Hình 1.3: Sơ đồ khối BeagleBone Black Wireless
Mô tả tính năng cơ bản của các chân qua hình sau:
Hình 1.4: Mô tả chức năng chính của các chân trên BBB
Trong BeagleBone Black Wireless, mỗi chân có khả năng thực hiện nhiều chức năng khác nhau Để hiểu rõ hơn về chức năng của các chân, hãy tham khảo các bảng chi tiết dưới đây.
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 b) Bộ phận nguồn
BeagleBone Black Wireless có thể được cung cấp từ bốn nguồn khác nhau:
- Bộ nguồn 5VDC 1A cắm vào đầu nối DC
- Một bộ nguồn có đầu nối USB c) Bộ xử lý Sitara AM3358BZCZ100
Hình 1.5: Sơ đồ khối Sitara AM3358BZCZ
Dưới đây là bảng mô tả chức năng của Bộ xử lý Sitara AM3358BZCZ100
Bảng 1.4: Bảng mô tả chức năng của Bộ xử lý Sitara AM3358BZCZ100
Hình 1.6: Thạch anh bộ xử lý
1.3.2 Tìm hiểu Mạch chuyển đổi ADC 24 bit LoadCell HX711
HX711 là bộ chuyển đổi tương tự kỹ thuật số (ADC) 24 bit, lý tưởng cho cân nặng và ứng dụng điều khiển công nghiệp, cho phép giao tiếp trực tiếp với cảm biến cầu Bộ ghép kênh đầu vào hỗ trợ lựa chọn giữa Kênh A và Kênh B cho bộ khuếch đại với tiếng ồn thấp (PGA) Kênh A có thể lập trình với mức tăng 128 hoặc 64, tương ứng với điện áp đầu vào vi sai ± 20mV hoặc ± 40mV khi nguồn 5V được kết nối Kênh B có mức tăng cố định là 32 Bộ điều chỉnh nguồn Onchip loại bỏ nhu cầu về bộ điều chỉnh bên ngoài, cung cấp năng lượng cho ADC và cảm biến Đồng hồ đầu vào linh hoạt, có thể sử dụng từ nguồn bên ngoài, tinh thể hoặc bộ dao động trên chip mà không cần thành phần bên ngoài Mạch power-on-reset trên chip giúp đơn giản hóa quá trình khởi tạo giao diện kỹ thuật số.
Không có lập trình cần thiết cho sổ đăng ký nội bộ Tất cả các điều khiển cho HX711 là thông qua các chân
Hai kênh đầu vào vi sai có thể lựa chọn
• PGA độ ồn thấp hoạt động trên chip với mức tăng có thể lựa chọn của 32, 64 và
• Bộ điều chỉnh nguồn trên chip cho tế bào tải và cung cấp năng lượng tương tự ADC
• Bộ tạo dao động trên chip không yêu cầu bên ngoài thành phần với tinh thể bên ngoài tùy chọn
• Cài đặt lại trên chip
• Điều khiển kỹ thuật số đơn giản và giao diện nối tiếp: điều khiển bằng pin, không cần lập trình
• Tốc độ dữ liệu đầu ra 10SPS hoặc 80SPS có thể lựa chọn
• Từ chối cung cấp đồng thời 50 và 60Hz
• Mức tiêu thụ hiện tại bao gồm cả tương tự trên chip điều tiết cung cấp điện: Hoạt động bình thường scan wifi
Scan completed for wifi connmanctl> services
Sau đó sẽ liệt kê các mạng wifi mà BBB nhận được connmanctl> agent on
Agent registered connmanctl> connect [mạng wifi bạn chọn] password [nhập mật khẩu wifi ở đây]
#thông báo tình trạng kết nối connmanctl> quit
Bước 2: Tải thư viện HX711 từ Github
Git clone https://github.com/tatobari/hx711py/
The HX711 library is not natively supported for the BeagleBone Black Wireless, so I adapted the HX711 Python Library designed for Raspberry Pi to make it compatible with the BeagleBone Black.
2.4.2.2 Giao tiếp giữa HX711, cân LoadCell và BeagleBone Black Wireless
Kiểm tra kết nối giữa HX711 và BBB qua GPIO pins với đoạn code sau: import time import Adafruit_BBIO.GPIO as GPIO
HX711_PD_SCK = "P8_10" # Connect to HX711 PD_SCK
HX711_DOUT = "P8_14" # Connect to HX711 DOUT
T4 = 1 data_cycles = 25 # 25, 26 or 27 depending on the channel (A/B) and the gain GPIO.setup(HX711_PD_SCK, GPIO.OUT)
GPIO.setup(HX711_DOUT, GPIO.IN)
GPIO.output(HX711_PD_SCK, GPIO.LOW) def usleep(useconds): time.sleep(useconds / 1000000.0) for i in range(25):
GPIO.output(HX711_PD_SCK, GPIO.HIGH) usleep(T3)
GPIO.output(HX711_PD_SCK, GPIO.LOW) usleep(T4)
Dùng phần mềm WaveForms để kiểm tra tín hiệu sóng được dạng tín hiệu sóng như sau:
Hình 2.14: Kiểm tra tín hiệu sóng code test bằng phần mềm WaveForms
Dưới đây là hình ảnh BBB giao tiếp với HX711 và cân LoadCell
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
• Tín hiệu PD_SCK là màu vàng
• Tín hiệu DOUT màu xanh
2.4.3 Giao tiếp giữa LCD và BBB
2.4.3.1 Tải thư viện LCD cho BBB
To install the LCD library on the BeagleBone Black (BBB), use the following commands: first, clone the repository with `git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_CharLCD.git`, then navigate into the directory using `cd Adafruit_Python_CharLCD`, and finally, run the installation with `sudo python setup.py install`.
Hình 2.18 (a): Tải thư viện LCD cho BBB thành công
Hình 2.18 (b): Tải thư viện LCD cho BBB thành công
2.4.3.2 Ví dụ giao tiếp LCD với BBB
Ví dụ xuất ra màn hình chữ “ Thank you!”
Hình 2.19: Ví dụ về BBB giao tiếp với LCD
2.4.4 RC522 kết nối với BeagleBone Black Wireless
SPI, viết tắt của Serial Peripheral Interface, là một giao diện ngoại vi được phát triển bởi Motorola Chuẩn SPI cho phép truyền dữ liệu đồng bộ ở chế độ song công toàn phần, nghĩa là quá trình truyền và nhận dữ liệu có thể diễn ra đồng thời Đôi khi, SPI còn được gọi là giao tiếp 4 dây.
SPI là giao diện đồng bộ, bất cứ quá trình truyền nào cũng được đồng bộ hóa với tín hiệu clock chung Tín hiệu này sinh ra bởi master
Hình 2.20: Giao diện 4 dây SPI
Trong giao diện SPI có bốn tín hiệu số:
MOSI hay SI là cổng ra của thiết bị chủ (Master Out Slave In), dùng để truyền tín hiệu từ thiết bị chủ động đến thiết bị bị động.
• MISO hay SO: Cổng ra bên Slave (Master IN Slave Out) Đây là chân dành cho việc truyền dữ liệu từ Slave đến Master
• SCLK hay SCK: là tín hiệu clock đồng bộ (Serial Clock) Xung nhịp chỉ được tạo bởi Master
CS hay SS, viết tắt của tín hiệu chọn vi mạch (Chip Select hoặc Slave Select), là tín hiệu quan trọng trong giao tiếp giữa các thiết bị SS sẽ ở mức cao khi không hoạt động, và khi Master kéo SS xuống thấp, quá trình giao tiếp sẽ bắt đầu Mỗi slave chỉ có một đường SS, nhưng Master có thể có nhiều đường điều khiển SS, tùy thuộc vào thiết kế của người dùng.
Hình 2.21: Một giao tiếp SPI đơn giản
- Để bắt đầu hoạt động thì kéo chân SS xuống thấp và kích hoạt clock ở cả Maser và Slave
- Mỗi chip Master hay Slave có một thanh ghi dữ liệu 8 bits
Mỗi khi Master tạo ra một xung nhịp trên đường giữ nhịp SCK, một bit dữ liệu từ thanh ghi của Master được truyền đến Slave qua đường MOSI, trong khi một bit dữ liệu từ thanh ghi của chip Slave cũng được gửi về Master qua đường MISO.
2.4.4.2 RC522 giao tiếp với BeagleBone Black Wireless qua SPI
Sử dụng câu lệnh sau để cài thư viện cho RC522 trong BBB:
Hình 2.22: Cài đặt thư viện RC522 thành công
Sau khi có thư viện, chạy thử code nhưng bị lỗi không gọi được thư viện SPI trong Adafruit_BBIO
Hình 2.23: Lỗi gọi thư viện SPI từ Adafruit_BBIO
Trong khi đó, trong thư viện Adafruit_BBIO thì cho rằng SPI nằm sẵn trong thư viện Adafruit_BBIO
Hình 2.24: Vẫn chưa giao tiếp RC522 với BBB được
Kết luận: Vẫn chưa giao tiếp được với RFID
THỬ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN
Mô tả môi trường thử nghiệm
Thử nghiệm sản phẩm của em được thực hiện ở phòng 402, khu D, Đại học Duy Tân cơ sở Hòa Khánh và tại nhà
Môi trường kiểm thử đảm bảo là
- Đảm bảo về an toàn điện
- Các thiết bị không bị hư hỏng và lỏng lẽo
- Nguồn điện cung cấp đảm bảo
The testing equipment and software required include a test model, a USB connection for BeagleBone Black Wireless to the computer, Putty software, and a computer with 2GB RAM and an Intel® Core™ i5-8250U processor running at 1.60GHz to 1.80GHz.
Các kịch bản kiểm thử
Để tiến hành kiểm thử sản phẩm em thực hiện như sau:
Bước đầu tiên là thiết lập lại toàn bộ hệ thống, lựa chọn môi trường không bị nhiễu và kiểm tra nguồn điện Sau đó, mở phần mềm Putty để nạp mã code.
Bước 2: Sau khi làm tốt bước đầu, em tiến hành kiểm thử : hoạt động ổn định của cân LoadCell Kiểm thử với vật cân 2 kg
Bảng 3.1: Mô tả kết quả thử nghiệmvới vật cân 2kg
Số lần thử nghiệm Cân của mô hình Cân trên thị trường
Kết quả kiểm thử cho thấy giá trị trung bình của sản phẩm tương đương với các sản phẩm cân trên thị trường
Bảng 3.2: Mô tả kết quả thử nghiệmvới người
Số lần thử nghiệm Cân của mô hình Cân trên thị trường
Lúc cân người thì kết quả giữa cân mô hình và cân thị trường chênh lệch 0.14
Có sự chênh lệch này có thể là lý do xuất phát từ mô hình sản phẩm nhỏ nên bàn chân đứng không vững trên cân
Bước 3: Kết thúc quá trình kiểm thử
Mô tả các thông số đo
Sau khi đã chọn lựa linh kiện và thiết lập các kết nối giữa chúng, cần kiểm tra môi trường kiểm thử và xây dựng kịch bản kiểm thử Khi hoàn tất các bước này, hệ thống sẽ hiển thị số cân trên màn hình LCD.
- Độ chính xác: cho biết phần trăm chính xác trong số đo Độ chính xác phụ thuộc vào độ trễ, độ lặp,…
- Công suất định mức: giá trị khối lượng lớn nhất mà LoadCell có thể đo được trong trường hợp này là 50kg
- Độ trễ: hiện tượng trễ khi hiển thị kết quả dẫn tới sai số tròn kết quả Trong trường hợp này không có hiện tượng trễ khi hiển thị
- Tín hiệu ngõ ra: Kết quả đo được (đơn vị: mV): 2mV
Hình 3.1: Kết quả thử nghiệm
Hình 3.2: Mô hình hệ thống
Kết quả thử nghiệm và thảo luận
Dưới đây là kết quả thử nghiệm của cân:
Số lần thành công ~40 lần
Bảng 3.2: Thông số kết luận
Mô hình sản phẩm "Hệ thống giám sát trọng lượng bò nuôi bằng công nghệ IoT" hiện vẫn chưa hoàn thiện do thời gian có hạn Tôi sẽ tiếp tục nỗ lực để hoàn thiện sản phẩm này.
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Kết quả đạt được
Nghiên cứu và xây dựng phần cứng “Hệ thống giám sát trọng lượng bò nuôi bằng công nghệ IOT” với các bộ phận:
• Khối truyền thông dữ liệu
Nghiên cứu thiết kế và xây dựng chương trình điều khiển, trong đó có các chức năng chính:
• Tự động cân, lưu vào cơ sở dữ liệu và hiển thị
• Tự động tính toán lượng thức ăn trong ngày của bò
Kết luận
Sau thời gian nghiên cứu và phát triển, tôi đã tạo ra sản phẩm “Hệ thống giám sát trọng lượng bò nuôi bằng công nghệ IOT” Hệ thống này hỗ trợ các chủ trang trại trong việc giám sát đàn bò, từ đó nâng cao năng suất và phát hiện sớm các bệnh tật.
Thông qua việc thực hiện đề tài này, tôi đã nâng cao trình độ chuyên môn và làm chủ các chuẩn giao tiếp của BeagleBone Black Wireless Tôi cũng đã sử dụng thành thạo các module, nắm vững các giải thuật điều khiển phức tạp và làm chủ công nghệ chế tạo hệ thống này.
Hướng nghiên cứu tiếp theo
Nghiên cứu và cải tiến sản phẩm theo hướng áp dụng các công nghệ mới để tích hợp thêm một số tính năng khác như:
• Cập nhật thông số về máy chủ trang trại qua mạng internet
• Tự động hệ thống vận hành, đưa bò ăn chưa đủ lượng thức ăn vào nơi ăn thêm hoặc kiểm tra tình trạng sức khỏe
Hy vọng rằng trong tương lai gần, hệ thống giám sát trọng lượng bò nuôi dựa trên công nghệ IoT sẽ được triển khai rộng rãi tại các trang trại ở Việt Nam và trên toàn thế giới.
