Bộ điều khiển nông nghiệp công nghệ cao

Bộ điều khiển nông nghiệp công nghệ cao là giải pháp sáng tạo kỹ thuật đạt giải Ba Hội thi sáng tạo kỹ thuật tỉnh Thừa Thiên Huế lần thứ VIII vừa qua của TS. Nguyễn Văn Quy và nhóm cộng sự Khoa Nông học, trường Đại học Nông Lâm Huế. Giải pháp kỹ thuật này hướng đến phục vụ đối tượng là các trang trại nông nghiệp công nghệ cao và các trang trại truyền thống. Các thiết bị này không những giảm được nhân công lao động mà còn giúp cây trồng, vật nuôi sinh trưởng một cách tối ưu nhất.

TS. Nguyễn Văn Quy tác giả đề tài chia sẻ: Nông nghiệp công nghệ cao là nền nông nghiệp áp dụng những công nghệ mới, tiên tiến vào sản xuất nhằm tạo điều kiện cho cây trồng phát triển thuận lợi và cho năng suất, chất lượng cao nhất, đồng thời giảm được chi phí nhân công trên mỗi đơn vị sản phẩm. Để đáp ứng mục tiêu này, các công nghệ điều khiển nhằm thay đổi và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho các yếu tố mà cây trồng cần: ánh sáng, không khí, nước, dinh dưỡng, pH và nhiệt độ… được xem là quan trọng nhất. Các hệ thống này sẽ tự động hóa toàn bộ khâu chăm sóc cho cây trồng một cách chính xác nhất mà không cần đến sự chăm sóc của con người. Đồng thời toàn bộ các thông tin về môi trường và quá trình chăm sóc cho cây trồng sẽ được hệ thống lưu trữ lại trên đám mây điện tử để chủ trang trại có thể kiểm tra lại hoặc người tiêu dùng có thể truy cập để truy suất nguồn gốc sản phẩm khi cần. Thiết bị bộ điều khiển nông nghiệp công nghệ bao gồm 4 hệ thống, đó là:

Hệ thống tiến nhận thông tin: Để tiếp nhận thông tin, hệ thống có 9 cảm biến, bao gồm: Cảm biến nhiệt độ, Cảm biến ẩm độ không khí, Cảm biến ẩm độ đất, Cảm biến cường độ ánh sáng, Cảm biến màu sắc, Cảm biến nồng độ dinh dưỡng (ppm), Cảm biến pH đất, Cảm biến nồng độ oxy trong đất và cảm biến tốc độ gió. Các cảm biến này sẽ tiếp nhận thông tin môi trường và truyền tín hiệu bằng sóng RF về bộ điều khiển trung tâm.

Hệ thống xử lý thông tin: Bao gồm 1 Arduino Uno R3 sử dụng chíp điều khiển chính: AT mega328, chip nạp và giao tiếp UART: ATmega16U2, mạch thời gian thực, mạch điều khiển màn hình LCD, màn hình LCD và các mạch mở rộng khác.

Hệ thống chuyền dẫn thông tin: Gồm hai dạng chuyền dẫn thông tin, đó là: Sử dụng mạch thu phát RF NRF24L01 để thu phát sóng RF 2.4GHZ. Mạch này sẽ kết nối các cảm biến với bộ điều khiển trung tâm cũng như bộ điều khiển trung tâm với các thiết bị thay đổi môi trường (bơm nước, quạt gió...) mà không cần dùng đến dây, từ đó có thể tăng phạm vi điều khiển; Sử dụng mạch thu phát wifi ESP8266 V1. Mạch này sẽ kết nối bộ điều khiển trung tâm với hệ thống wifi từ đó sẽ truyền các tín hiệu về môi trường cũng như quá trình chăm sóc cho cây trồng tới trang wep, máy tính để lưu trữ lại hoặc chuyển tới điện thoại người sử dụng.

Hệ thống điều khiển các thiết bị thay đổi môi trường: Bao gồm mạch điều khiển RF 315 1 relay. Mạch này sẽ được gắn tại các thiết bị thay đổi môi trường và nhận các tín hiệu RF từ bộ điều khiển  để điều khiển việc đóng mở các thiết bị này.

TS. Nguyễn Văn Quy cho biết thêm, về cơ chế hoạt động của bộ điều khiển nông nghiệp công nghệ cao có 3 giai đoạn:

 

Hệ thống thiết bị điều khiển nông nghiệp công nghệ cao

          Giai đoạn 1 thu thập thông tin: Các cảm biến được treo tại những vị trị đặc trưng sẽ nhận các tín hiệu về môi trường, sau đó mã hóa chúng và chuyển bằng sóng RF về bộ điều khiển trung tâm. Các tín hiệu này sẽ được thu thập và chuyển về ½ giờ mỗi lần để tiết kiệm pin

          Giai đoạn 2 xử lý thông tin: Bộ điều khiển trung tâm sẽ giải mã các sóng RF và chuyển thành các tín hiệu cụ thể về các yếu tố môi trường. Các yếu tố này sẽ được hiển thị lên màn hình, chuyển bằng sóng wifi lên hệ thống wifi và đưa vào so sánh với các thông số cài đặt để quyết định việc đóng mở các thiết bị thay đổi môi trường

          Giai đoạn 3 đóng mở các thiết bị thay đổi môi trường: Bằng việc so sánh với các thông số đã được cài đặt, bộ điều khiển trung tâm sẽ quyết định việc đóng mở các thiết bị. Quyết định này sẽ được mã hóa và chuyển bằng sóng RF tới các thiết bị. Tại các thiết bị thay đổi môi trường, bộ nhận sóng RF sẽ nhận tín hiệu, giải mã và đóng mở Relay để cấp hay cắt điện cho các thiết bị.

Đánh giá về giải pháp này, GS.TS. Trần Hữu Dàng Trưởng Ban tổ chức hội thi cho biết: Mỗi bộ điều khiển nông nghiệp công nghệ cao này có giá khoảng 5 triệu đông, có thời gian sử dụng 5 năm sẽ giúp cho các trang trại cải thiện hiệu quả sản xuất. Việc điều khiển tự động quá trình chăm sóc đã giúp cây trồng sinh trưởng, phát triển tốt, tiết kiệm được chi phí sản xuất, đồng thời tránh được những rủi ro do yếu tố môi trường, từ đó sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn cho người dân. Giải pháp điều khiển tự động sẽ tránh được hiện tượng cung cấp thừa các yếu tố đầu vào cho cây trồng như phân phân bón, nước, thuốc BVTV,…từ đó sẽ giảm được những tác động đến môi trường do quá trình trồng trọt gây ra. Đây là giải pháp hoàn toàn xứng đáng để được trao giải Ba tại Hội thi Sáng tạo kỹ thuật tỉnh Thừa Thiên Huế lần thứ VII vừa qua.

Bộ điều khiển này hoàn toàn có thể có thể đáp ứng mục tiêu tự động hóa toàn bộ quá trình chăm sóc cho cây trồng một cách chính xác 24giờ/ngày,7 ngày/tuần tất các các loại hình trang trại. Bộ điều khiển công nghệ nông nghiệp cao không chỉ được sử dụng cho các trang trại trồng trọt mà còn có thể ứng dụng tốt cho các trang trại chăn nuôi và thủy sản. 

Hồ Thành

Người cập nhật: Đinh Văn Chung
Các bài viết khác:
 

Tin nhanh

  • Chào mừng kỷ niệm 25 năm xây dựng và phát triển Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Thừa Thiên Huế (17/9/1993 – 17/9/2018)

    Gặp mặt kỷ niệm được tổ chức lúc 14:00 ngày 17/9/2018 tại khách sạn Hương Giang số 51 Lê Lợi, thành phố Huế.

  • Ban tổ chức trân trọng mời các tổ chức và cá nhân có các công trình khoa học và công nghệ được nghiên cứu, áp dụng trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế tham gia Giải thưởng Sáng tạo Khoa học Công nghệ lần thứ IX, năm 2018.

    Lĩnh vực dự thi

    Giải thưởng được xét và trao cho các công trình thuộc các lĩnh vực sau:

    1. Công nghệ thông tin, điện tử và viễn thông.

    2. Cơ khí và tự động hóa.

    3. Sinh - y học phục vụ sản xuất và đời sống.

    4. Công nghệ vật liệu.

    5. Công nghệ nhằm bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên.

    6. Công nghệ nhằm tiết kiệm năng lượng và sử dụng năng lượng mới.

    7. Khoa học xã hội và nhân văn.

    Giải thưởng

    - Giải Nhất                 :          10.000.000 đồng

    - Giải Nhì                   :           7.000.000 đồng

    - Giải Ba                    :           5.000.000 đồng

    - Giải Khuyến khích   :           3.000.000 đồng.

    Thời gian nhận hồ sơ: Bắt đầu từ khi công bố Thể lệ Giải thưởng đến 17 giờ 00, ngày 01 tháng 10 năm 2018.

    Nơi nhận hồ sơ: Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Thừa Thiên Huế - Số 06 Phan Bội Châu, thành phố Huế.

    Thông tin chi tiết vui lòng liên hệ qua số ĐT: 054.3898871 - ĐTDĐ: 0935.564.566 - Email: doanquan2308@yahoo.com hoặc xem tại chuyên mục Hoạt động sáng tạo của website này.

     

Hổ trợ trực tuyến

Liên Kết Website

Lượt truy cập: 3851240
Đang trực tuyến: 69