Code C++ đồ án hệ thống tưới tự động sử dụng hệ điều hành nhúng thời gian thực FreeRTOS + file báo cáo

Code C++ đồ án hệ thống tưới tự động sử dụng hệ điều hành nhúng thời gian thực FreeRTOS

Hệ thống “Tưới cây tự động sử dụng hệ điều hành thời gian thực FREERTOS” là một hệ thống thu thập các giá trị của cảm biến. Khi hệ thống độ ẩm đất không đủ sẽ tiến hành bơm nước cho cây, có khả năng tự động điều khiển chậu cây xoay theo hướng sáng.

Hệ thống sẽ giúp một phần nào đó việc chăm sóc cây trông hàng ngày hoàn toàn tự động thông qua ứng dụng điều khiển trên điện thoại

Hệ thống tứi nước tự động cho cây trồng

Thành phần trong một hệ thống tưới cây thông minh

Các hệ thống tưới cây thông minh hiện nay thường bao gồm các thành phần chính như sau:

• Cảm biến độ ẩm đất: Được đặt trong đất để đo lường độ ẩm của đất. Dữ liệu từ cảm biến này giúp hệ thống quyết định khi nào cần tưới nước.
• Cảm biến nhiệt độ: Đo lường nhiệt độ môi trường xung quanh. Nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến lượng nước cần thiết cho cây, do đó cảm biến này giúp điều chỉnh hệ thống tưới cho phù hợp.
• Cảm biến ánh sáng: Đo cường độ ánh sáng mặt trời. Ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình quang hợp của cây, và từ đó ảnh hưởng đến nhu cầu nước của cây.
• Bộ điều khiển trung tâm: Đây là “bộ não” của hệ thống, nhận và xử lý dữ liệu từ các cảm biến, sau đó điều khiển các thiết bị tưới nước.
• Hệ thống tưới nước: Bao gồm các ống dẫn nước và các đầu tưới nước (như đầu tưới nhỏ giọt hoặc béc phun mưa), giúp cung cấp nước đến cây trồng

Cây trồng cung cấp đầy đủ nước (độ ẩm thích hợp) sẽ có bộ rễ dài và sâu, vươn ra theo các chiều trong đất. Ngược lại cây nếu thiếu nước, bộ rễ cây sẽ ngắn và thưa.

Công cụ sử dụng

Phần mềm Proteus, Arduino IDE , mô đun ESP32-WROOM-32 , Xampp và cơ sở dữ liệu phpMyAdmin

Chức năng của dự án

Chức năng đo lường:

• Đo độ ẩm đất: Sử dụng cảm biến độ ẩm đất để liên tục đo lường độ ẩm của đất. Cảm biến sẽ gửi dữ liệu này đến bộ điều khiển trung tâm.
• Đo nhiệt độ: Cảm biến nhiệt độ giúp theo dõi nhiệt độ môi trường, điều chỉnh hoạt động của hệ thống dựa trên nhiệt độ.
• Đo độ ẩm không khí: Cảm biến độ ẩm không khí phát hiện độ ẩm trong không khí.

Chức năng điều khiển:

• Điều khiển bơm nước: Bộ điều khiển trung tâm nhận dữ liệu từ cảm biến độ ẩm đất và quyết định khi nào cần tưới nước. Khi độ ẩm đất dưới mức ngưỡng định trước, hệ thống sẽ bật bơm nước. Khi độ ẩm đất đạt ngưỡng tối ưu, hệ thống sẽ ngừng bơm nước.
• Điều chỉnh lượng nước: Dựa trên dữ liệu từ các cảm biến, hệ thống có thể điều chỉnh lượng nước tưới phù hợp với nhu cầu của cây.

Chức năng giám sát và báo cáo:

• Giám sát từ xa: Hệ thống kết nối với ứng dụng di động hoặc web, cho phép người dùng giám sát tình trạng của hệ thống từ xa. Người dùng có thể kiểm tra độ ẩm đất, nhiệt độ, ánh sáng và trạng thái của bơm nước.

Chức năng tiết kiệm nước:

• Tối ưu hóa tưới nước: Hệ thống sử dụng dữ liệu từ các cảm biến để tối ưu hóa việc tưới nước, đảm bảo cung cấp đủ nước cho cây mà không lãng phí.
• Tự động ngắt nước: Khi trời mưa hoặc độ ẩm đất đủ cao, hệ thống sẽ tự động ngắt bơm nước để tránh lãng phí nước.

Chức năng bảo trì và mở rộng:

• Dễ dàng lắp đặt: Hệ thống được thiết kế với các thành phần module, giúp dễ dàng lắp đặt và thay thế khi cần.
• Dễ dàng bảo trì: Các thành phần của hệ thống có thể được kiểm tra và bảo trì một cách dễ dàng, giảm thiểu thời gian và chi phí bảo trì.
• Khả năng mở rộng: Hệ thống có thể kết nối thêm nhiều cảm biến và thiết bị khác khi cần, giúp nâng cao khả năng giám sát và điều khiển.

Mô hình thực tế

Giao diện ứng dụng