HỆ THỐNG TRỒNG RAU HỮU CƠ TỰ ĐỘNG

Bài báo trình bày về việc ứng dụng công nghệ IoT (Internet of Things – Internet vạn vật) để xây dựng hệ thống sản xuất rau hữu cơ khép kín, áp dụng cho các hộ gia đình, hệ thống này gồm có khâu xử lý rác thải sinh hoạt hưu cơ thành phân bón cung cấp cho vườn rau, một bộ điều khiển trung tâm có chức năng điều khiển tự động hệ thống tưới tiêu và bón phân tự động. Người dùng có thể sử dụng App trên điện thoại để điều khiển và theo dõi các thông số của vườn rau.

Giới thiệu chung:

Mỗi gia đình có khả năng tự sản xuất rau theo quy trình khép kín tại nhà, mạng lại nhiều lợi ích cho gia đình và xã hội:

• Chủ động nguồn rau sạch, tự cung cấp, giúp bảo vệ sức khỏe của gia đình;
• Giảm lượng giác thải, tốt môi trường và xa hội: Trung bình mỗi hộ gia đình thải ra từ 1 – 2 kg rác hữu cơ, một tháng một hộ thải khoảng 45 kg rác. Như vậy, cứ 10 hộ tham gia mô hình có thể giảm thiểu được 450 kg rác thải hữu cơ ra ngoài môi trường.

Có nguồn trùn quế làm thức ăn cho gia súc, tăng nguồn thu nhập.

Hình 1: Mô hình chung ý tưởng xây dựng mô hình trông rau tự động

Tổng quan về sản phẩm:

Hệ thống điều khiển ứng dụng công nghệ IoT (Internet of Things), hệ thống bao gồm nhiều thiết bị thông minh có khả năng kết nối với nhau và kết nối với mạng internet để thực hiện nhiệm vụ thu thập, truyền tải dữ liệu cho nhau. Các thiết bị thành viên trong mạng IoT có thể ghép nối có dây hoặc không dây với nhau. Sản phẩm sử dụng công nghệ truyền thông LoRa để xây dựng hệ thu thập dữ liệu, với khoảng cách truyền/nhận dữ liệu xa do đó các thiết bị trong cả toà nhà sẽ có thể giao tiếp với nhau thông qua công nghệ LoRa này, mô hình hệ thống điều khiển thể hiện trong hình dưới dây:

Hình 2: Cấu trúc tổng quan của hệ thống điều khiển

Hệ thống bao gồm các thiết bị sau

• Các bộ thu thập dữ liệu không dây: Đo nhiệt độ ẩm của đất, nhiệt độ không khí, ánh sáng…
• Bộ điều khiển cho LoRa Gateway: Kết nối với các bộ thu thập dữ liệu, kết nối với bộ cơ sở dữ liệu. Dữ liệu thu thập được lưu trữ và truyền tải lên server trung tâm phục vụ việc giám sát và quản lý từ xa thông qua phần mềm được cài đặt trên điện thoại. Hệ thống thiết bị gồm các nút cảm biến, nút điều khiển cơ cấu chấp hành.
• Hệ thống cơ cấu chấp hành: Bao gồm các van điện từ, bơm nước đây là các thiết bị điện nhận tín hiệu điều khiển và thực thi các nhiệm vụ từ trung tâm điều khiển.
• Phần mềm xử lý dữ liệu: Ở đây các dữ liệu thu được về đối tượng điều khiển được phân tích, quản lý, lưu trữ phục vụ điều khiển các cơ cấu chấp hành để đảm bảo cây có được môi trường, sinh trưởng và phát triển tốt nhất.
• Người sử dụng có thể theo dõi và điều khiển tư xa qua APP trên điện thoại.

Hệ thống điều khiển tưới nước: Hệ thống bao gồm các thiết bị: đầu tưới nhỏ giọt hoặc đầu tưới phun mưa, bộ châm phân, bộ điều khiển tưới….. hệ  thống giúp tưới nước một cách tiết kiệm, hiệu quả.

Hình 3: Mô hình hệ thống trồng rau thông minh

Mô hình sử dụng  nguồn sáng từ đèn LED sẽ tiết kiệm đáng kể lượng điện tiêu thụ so với các loại công nghệ chiếu sáng khác.. Ánh sáng từ đèn LED có thể điều chỉnh màu sắc và quang phổ phù hợp với từng giai đoạn phát triển của cây trồng, giúp chúng sinh trưởng và hấp thụ năng lượng hiệu quả hơn.

Hệ thống theo dõi, giám sát, và điều khiển: Các thiết bị giám sát thông minh như điện thoại, máy tính,.. được kết nối với mạng cảm biến để theo dõi được liên tục các chỉ số trong hệ thống và từ đó liên kết với trung tâm điều khiển để đưa ra các lệnh điều khiển từ xa các thiết bị chấp hành.

Sản phẩm được phát triển và công tác với công ty TNHH Sáng Tạo và Phát Triển Công nghệ mới NaTech:

• Web: www.bachkhoa.org
• SĐT: 0917 448833