Ứng dụng bộ lọc Kalman để xử lý tín hiệu từ cảm biến độ ẩm soil moisture

Bài viết trình bày ứng dụng thuật toán lọc Kalman để xử lý tín hiệu thu thập được từ cảm biến đo độ ẩm đất Soil Moisture Sensor. Tín hiệu đo thu được từ cảm biến, thông qua một mô đun chuyển đổi trước khi đưa tới vi điều khiển Arduino UNO R3.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng bộ lọc Kalman để xử lý tín hiệu từ cảm biến độ ẩm soil moisture HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA (MEAE2021) Ứng dụng bộ lọc Kalman để xử lý tín hiệu từ cảm biến độ ẩm soil moisture Đặng Văn Chí 1, Bộ môn Tự động hóa Mỏ - Dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, dangvanchi@humg.edu.vn THÔNG TIN BÀI BÁO TÓM TẮT Quá trình: Bài báo trình bày ứng dụng thuật toán lọc Kalman để xử lý tín hiệu thu thập Nhận bài 17/06/2021 được từ cảm biến đo độ ẩm đất Soil Moisture Sensor. Tín hiệu đo thu được từ Chấp nhận 17/6/2021 cảm biến, thông qua một mô đun chuyển đổi trước khi đưa tới vi điều khiển Đăng online 17/12/2021 Arduino UNO R3. Thuật toán lọc Kalman được nhúng vào chương trình thu Từ khóa: thập dữ liệu, sau đó được xử lý lọc nhiễu trước khi giám sát trên giao diện kalman filter, PC. Từ các kết quả bước đầu khi chạy thử trên mô hình sẽ được làm căn cứ moisture_sensor, Arduino dùng kỹ thuật lọc Kalman cho các hệ thống đo độ ẩm cũng như cho các đối tượng đo các đại lượng khác. Việc nghiên cứu ứng dụng thành công thuật UNO R3, signal processing toán Kalman cho phép ta có thêm một công cụ hữu hiệu để lọc bỏ nhiễu loạn cho các hệ thống đo và góp phần nâng cao độ chính xác, độ tin cậy cho phép đo. © 2021 Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Tất cả các quyền được bảo đảm. 1. Mở đầu điều khiển. Trong một nghiên cứu của một nhóm các tác giả Đào Văn Phượng & nnk(2020) đã ứng Trong các hệ thống tự động hóa các quá trình dụng thuật toán lọc Kalman vào xử lý tín hiệu cân nhiệt … thì các thiết bị đo, cảm biến nhiệt là một động, nhóm tác giả đã thực nghiệm trên chip trong những phần tử quan trọng quyết định tới stm32F746 với 1000 mẫu sử dụng ADC 12bít chất lượng và sự làm việc ổn định của cả hệ thống được kết nối với giao diện của Matlab. Kết quả điều khiển. Thực tế quá trình đo một đại lượng vật nghiên cứu đã được ứng dụng cho một hệ thống lý bất kỳ thì bao giờ cũng gặp phải các tác động của thực cho thấy được hiệu quả của thuật toán trong nhiễu đo lường với nhiều nguồn tác động do ảnh việc lọc nhiễu hệ thống. Tuy nhiên phương pháp hưởng của điện từ trường, sóng hài bậc cao và này yêu cầu phải dùng Card Matlab cũng như những nguồn nhiễu khác trong công nghiệp. Trong phần mềm Matlab có bản quyền với giá thành kỹ thuật đã có nhiều giải pháp được các nhà khoa khá đắt. học đề xuất: có thể sử dụng các mạch lọc điện tử hay sử dụng các vật liệu truyền dẫn kháng nhiễu Trong một nghiên cứu khác của tác giả Đinh hoặc các thuật toán lọc tối ưu …Tuy nhiên mọi giải Xuân Vinh(2018) đã ứng dụng bộ lọc Kalman để pháp về kỹ thuật và công nghệ cũng rất khó có thể nâng cao độ chính xác đo GPS động, sử dụng máy triệt tiêu được hoàn toàn nhiễu. Vì nguồn nhiễu là thu GPS loại TRIMBLE 4000 SSi và phần mềm ngẫu nhiên và không biết trước được bản chất để Compas để xử lý dữ liệu. Lọc Kalman được triển có thể đưa ra được một giải pháp lọc một cách phù khai theo cách sử dụng tích phân Euler và hợp. phương pháp bình phương cực tiểu. Các phương Trong nước đã có nhiều các nhà khoa học trình Riccati được áp dụng để giải quyết vấn đề nghiên cứu và đề xuất những thuật toán xử lý và phi tuyến, nâng cao hiệu suất của bộ lọc và tối ưu lọc nhiễu cho những ứng dụng trong đo lường hóa sau mỗi bước lọc. Tuy nhiên cách thức xử lý 173 HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA (MEAE2021) dữ liệu vẫn bị gián đoạn và chưa đáp ứng được được khi mô hình thử nghiệm nhiệt độ dưới điểm yêu cầu về xử lý tự động, thuật toán lọc chưa đóng băng. nhúng được vào phần mềm xử lý dữ liệu hiện tại Trong một nghiên cứu khác của nhóm tác giả trong máy đo. Eleffendi, M. A., & Johnson, C. M. (2015) đã ứng Về các giải pháp giảm nhiễu, tác giả Dương dụng bộ lọc Kalman để ước tính nhiệt độ mối nối Ngọc Pháp(2017) có trình bày một số phương trong các mô-đun công suất IGBT. Phép đo nhiệt pháp để lọc nhiễu cho mô hình Robot hai bánh tự độ được thông qua các phép đo trực tuyến sau đó cân bằng như sử dụng bộ lọc thông thấp, bộ lọc chúng sẽ được xử lý bằng thuật toán lọc Kalman. Kalman, sử dụng các phép biến đổi wavelet và Các kết quả dự đoán từ mô hình lọc có thể được thuật toán tối ưu hóa. Các thuật toán trên đã sử dụng để phát hiện những thay đổi trong các được tác giả đã thực nghiệm trê ...