I. GIỚI THIỆU:

        Việt Nam là một trong những nước sản xuất nông nghiệp lớn trên thế giới, nhưng lại chịu ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu; tư duy sản xuất vẫn còn manh mún, lạc hậu… do đó hiệu quả thấp, sản phẩm gặp nhiều khó khăn khi tiếp cận những thị trường đòi hỏi tiêu chuẩn cao trên thế giới. Việt Nam cần có những thay đổi, hiện đại hóa trong quy trình sản xuất nông nghiệp để tối ưu chi phí, nâng cao chất lượng sản phẩm, cũng như có những giải pháp để sản xuất nông nghiệp không còn quá phụ thuộc vào yếu tố môi trường và thời tiết. Do vậy việc phát triển một hệ thống thông minh sử dụng IoT (Internet of Thing - Internet vạn vật) cho nông nghiệp là xu hướng tất yếu. Điều đó sẽ giúp cho nền nông nghiệp có các ưu điểm vượt trội so với canh tác truyền thống như giảm chi phí nhân công, kịp thời ứng phó với thời tiết, tối ưu hóa năng suất, phân tích tính toán được các yếu tố như đất đai, nước, môi trường không khí, tưới tiêu và kiểm soát dịch bệnh...

        Fasfartech đã ứng dụng công nghệ IoT vào nông nghiệp, tạo ra những hệ thống được tích hợp bởi các thiết bị, cảm biến, máy móc, phần mềm và con người thông qua internet để giao tiếp, trao đổi thông tin và tương tác nhằm cung cấp các giải pháp toàn diện.

II. HỆ THỐNG IoT TRONG NÔNG NGHIỆP:

1. Hệ thống giám sát, điều khiển vi khí hậu:

Hệ thống bao gồm các cảm biến nhận biết nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng bên trong (và bên ngoài) nhà kính, hệ thống quạt thông gió để đối lưu không khí, hệ thống đèn chiếu sáng để có thể tăng cường ánh sáng khi cần thiết, trạm đo thời tiết để biết các thông số: cường độ bức xạ mặt trời, cảnh báo mưa, tốc độ gió, lưu lượng mưa,... Mục đích giúp nhà kính duy trì ở điều kiện mong muốn

2. Hệ thống giám sát các thông số về đất:

Hệ thống bao gồm các cảm biến nhận biết nhiệt độ, độ ẩm, Độ dẫn điện EC, pH của đất để có thể điều chỉnh thổ nhưỡng cho phù hợp với từng loại cây trồng.

3. Hệ thống giám sát, điều khiển tưới tiêu:

Hệ thống bao gồm giám sát, điều khiển các thiết bị: Máy bơm, thiết bị tưới nhỏ giọt, tưới phun sương, phun mưa, bộ châm phân,...

- Có thể kết hợp sử dụng với hệ thống phun mưa xử lý sương muối giữa đêm. Điều khiển theo giờ, phút, giây, Lập lịch tưới đa năng không giới hạn…từ đó giúp tưới nước/phân một cách tiết kiệm, hiệu quả và đạt năng suất cao. Giúp người nông dân giảm giá thành chi phí sản xuất. 

3. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:

4. Tính năng của hệ thống:

- Thu thập, xử lý, lưu trữ, truyền nhận các dữ liệu đo đạc một cách liên tục, chính xác và tự động từ các cảm biến và thiết bị đo.

- Kích hoạt chức năng cảnh báo nếu các giá trị đo vượt ngưỡng

- Hiền thị giá trị đo, trạng thái cảm biến, các cảnh báo, điều khiển IO....qua Màn hình TV, Giao diện Web HTTP, App Android, …

- Thống kê và tổng hợp số liệu thành file Excel để gửi về email cho người quản lý, hiển thị biểu đồ theo thời gian, xuất file báo cáo.

- Lưu trữ dữ liệu bộ nhớ trong 3 năm, có thể lựa chọn thêm dữ liệu đám mây

- Quản lý, giám sát từ xa thông qua internet bằng điện thoại thông minh, PC, laptop

- Điều khiển từ xa các thiết bị theo kịch bản, theo giá trị các thông số đo

III. ỨNG DỤNG THỰC TIỄN

1. Tự động hóa trong canh tác nhà kính, nhà màng:

     Trong môi trường nhà kính, nhà màng chúng ta có thể quản lý, điều khiển và tối ưu được điều kiện môi trường phù hợp canh tác cho từng loại cây trồng, đó sẽ là nơi

lý tưởng để tạo ra các sản phẩm nông nghiệp chất lượng, khác biệt.

       Việc sử dụng các cảm biến IoT cho phép chúng ta thu nhận thông tin liên tục trong chế độ thời gian thực về tất cả các điều kiện trong nhà kính, nhà màng, như điều kiện ánh sáng, điều kiện nhiệt độ, độ ẩm không khí, điều kiện đất, dưỡng chất … Trên nền tảng các số liệu môi trường bên ngoài kết hợp với thông số môi trường quan trắc được từ bên trong nhà kính, chúng ta có thể điều khiển được các yếu tố này để đạt mức tối ưu mà cây trồng đang cần hoặc đáp ứng tốt nhất các chỉ số cần thiết của cây trồng ví dụ như độ ẩm đất, nhiệt độ trong phòng hay điều kiện ánh sáng, hay phương thức tưới nước hiệu quả nhất cho cây (tưới gốc nhỏ giọt hoặc tưới lá dạng phun sương).

2. Quản lý cây trồng trên đồng ruộng, nhà kính, nhà màng:

      Cũng giống như các trạm quan trắc thời tiết khí tượng, Hệ thống có các loại cảm biến quản lý cây trồng được lắp đặt trên cánh đồng để thu thập số liệu cho từng loại cây trồng khác nhau từ nhiệt độ môi trường, chất diệp lục trên lá, độ ẩm lá cho đến thông tin sức khoẻ tổng hợp về loài cây trồng.

          Chính bởi nguồn thông tin đa dạng này mà chúng ta có khả năng quan trắc, giám sát liên tục quá trình tăng trưởng của cây trồng trên toàn bộ khu vực canh tác, sẵn sàng cho các phương án xử lý bệnh dịch một cách có hiệu quả, đúng thời điểm để không ảnh hưởng tới năng suất thu hoạch.

3. Giám sát và quản lý vật nuôi:

      Giống như quản lý cây trồng, các loại cảm biến IoT nông nghiệp khác có khả năng gắn với các loại gia súc thả trên cánh đồng để theo dõi, giám sát các chỉ số sức khoẻ và ghi nhận thông tin di chuyển của chúng trên khu vực chăn thả. Với khả năng theo vết, giám sát và cung cấp thông tin liên tục các cảm biến IoT giúp chúng ta thu thập số liệu liên quan tới trình trạng sức khoẻ, hành vi, tăng trưởng … ở bất kỳ vị trí và thời gian nào, ngay cả khi gia súc di chuyển.

     Chẳng hạn như nhiệt độ cơ thể, nhịp tim, di chuyển và hoạt động … qua bước phân tích chúng ta có thể xác định được các cá thể yếu hoặc bị bệnh, sớm tách chúng khỏi đàn để không tạo nguy cơ lây lan, hoặc xác định được vị trí vật nuôi khi bị lạc đàn…

4. Hệ thống quản trị cánh đồng, trang trại hiện đại

          Ứng dụng IoT trong lĩnh vực nông nghiệp sẽ đem đến hệ thống quản trị cánh đồng, trạng trại (Farm Management Systems) hiện đại, hiệu quả. Các hệ thống này có kiến trúc hệ thống phức hợp bao gồm mạng lưới các cảm biến nông nghiệp IoT, các thiết bị quan trắc thường xuyên lắp đặt trên toàn bộ khu vực canh tác, đi kèm với đó là giải pháp phần mềm mạnh có khả năng tiếp nhận, tổng hợp, phân tích kết hợp với các tiêu chuẩn và số liệu kế toán để tạo ra những báo cáo tổng hợp với nhiều nội dung khác nhau.

       Hệ thống quản trị này cho phép những nhà quản lý, nhà đầu tư và người nông dân thực hiện nhiệm vụ quản trị và giám sát từ xa một cách toàn diện, xác lập các quy trình canh tác, thu hoạch, xử lý và tiêu thụ sản phẩm trực tuyến. Đặc biệt hơn với các hệ thống phần mềm quản trị quy mô lớn và chuyên sâu, người dùng còn được trang bị các tính năng như theo dõi và quản trị xe máy hoạt động trên cánh đồng, quản lý kho bãi tập kết nông sản, vận chuyển và tiêu thụ hàng hóa ….