Tìm hiểu hệ thống chăm sóc cây trồng thông minh

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HĨA - - BÁO CÁO NHẬP MƠN NGÀNH ĐIỆN Đề tài TÌM HIỂU HỆ THỐNG CHĂM SĨC CÂY TRỒNG THÔNG MINH Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Hoàng Sỹ Hồng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hải Minh 20212885 Vũ Tứ Kiên 20210496 Đặng Quốc Huy 20212834 Lớp: ĐK&TĐH 07, 08 – K66 Mục lục L Ờ I NÓI ĐẦẦU A - Giới thiệu B - Gi i thi uệ h ệthốống chăm sóc trốồng thống minh I H ệthốống giám sát mối trường 1.Tổng quan Giới thiệu loại cảm biến 2.1 Cảm biến nhiệt độ độ ẩm khơng khí 2.2 Cảm biến giám sát thông số đất 2.3 Cảm biến đo độ dẫn điện EC đất 2.4 Cảm biến đo độ PH đất 2.5 Cảm biến đo hàm lượng NPK đất 2.6 Cảm biến ánh sáng 2.7 Cảm biến CO2 Carbon Dioxide Kết luận II Tìm hi uể vềồ UAV phun thuốốc trừ sâu 1.Tổng quát Những lợi ích việc sử dụng UAV phun thuốc trừ sâu 2.1 Máy bay phun thuốc không gây ảnh hưởng tới môi trường sức khỏe người 10 2.2 Phun thuốc máy bay rẻ so với thuê người phun thủ công 10 2.3 Hiệu việc diệt trừ kiểm soát sâu bệnh 10 2.4 Máy bay phun thuốc giúp tiết kiệm nước thuốc 11 2.5 Máy bay phun thuốc rải phân, gieo sạ 11 Ứ ng d ng ụ vào th ự c tềố 11 Kết luận 12 III Tìm hi uể vềồ h ệthốống tưới tự động 12 1.Tổng quan 12 Giới thiệu hệ thống tưới tự động phổ biến 13 2.1 Hệ thống tưới tự động phun mưa 13 2.2 H ệthốống tưới nhỏ gi ọt 14 2.3 H ệthốống phun sương 14 2.4 Hệ thống tưới cỏ 15 Các thành phâồn 15 L p ậ trình h ệthốống tưới tự động 15 Mố hình m ới qu ản lý h ệthốống tướ i tều t ự đ ộng 15 IV Tìm hi uể vềồ h ệthốống thu hoạch t ự đ ộng 16 1.Tổng quan 16 Gi i thi uệ m tộsốố robot thu hoạch t ự đ ộng 16 2.1 Robot hái cà chua Panasonic 16 2.2 Robot hái táo chạ y băồng chân khống củ a Abitable Robotcs 17 2.3 Thiềốt bị hái dâu tây "Berry 5" củ a Harvest CROO Robotcs 17 2.4 Robot bay tự hành (FAR) 18 3.Ứ ng dụ ng vào thự c tềễn 18 Kềốt luận 18 V Tìm hi u ểvềồ h thốống ệ chiềốu sáng thống minh 19 Tổng quan 19 Gi i thi uệ m tộsốố lo ại bóng đèn 20 2.1 Bóng đèn s ợ i đốốt 20 2.2 Đèn huỳnh quang 20 2.3 Bóng Halide 20 Tìm hi u ệh thốống ệ điềồu ch nh ỉ chiềốu sáng 21 3.1 C m ả biềốn đo ánh sáng 21 3.2 Tìm hi uể b ộđiềồu nể t ựđ ng ộ b tậđèn tr i tốối AS10 220V 21 C- T ng ổ kềốt 22 LỜI NÓI ĐẦU Sau thời gian gần tháng học tập Đại Học Bách Khoa Hà Nội, chúng em cảm nhận rằng, khác với học trung học phổ thông, bước vào giảng đường đại học, tiếp cận với phương thức đào tạo chúng em phải học tập với tinh thần hoàn toàn khác, mà điểm khác biệt rõ rệt chúng em phải thể tự chủ, tính độc lập học tập Nhưng chúng em ln vững tin biết đồng hành chúng em thầy cô giáo – người ngày đêm tận tụy giảng đường để truyền đạt cho bao hệ sinh viên kiến thức quý báu kỹ năng, kinh nghiệm để làm hành trang vào đời Đặc biệt môn Nhập môn ngành điện, phân công ưu nhà trường, chúng em thực học phần hướng dẫn thầy Hoàng Sỹ Hồng Dù qua bước đầu làm việc với thầy, em cảm nhận thầy tận tình, nhiệt huyết vơ lớn Dù với cương vị Phó Viện trưởng bận bịu, áp lực, thầy không tiếc thời gian phân tích, bảo, đưa lời khuyên vô kịp thời quý báu Em xin gửi tới thầy lời biết ơn sâu sắc nhất! Chúng em cố gắng hoàn thiện tốt báo cáo khả mình, nhiên khơng có nhiều kinh nghiệm nên báo cáo khó tránh khỏi cịn nhiều thiếu sót Vì em mong nhận thông cảm, bảo thầy quý thầy cô giảng viên, giáo vụ Trường Điện – Điện tử Chúng em xin chân thành cảm ơn! A - Giới thiệu Sự phát triển khoa học công nghệ đem lại nhiều thay đổi lĩnh vực Dù nông nghiệp, cơng nghiệp hay dịch vụ việc ứng dụng thiết bị, phương pháp đại mang tới hiệu thiết thực Sau 30 năm đổi mới, nông nghiệp Việt Nam chủ động tiếp cận ứng dụng nhiều công nghệ tiên tiến trình sản xuất nơng nghiệp, góp phần đưa Việt Nam trở thành nước xuất nông sản hàng đầu giới Tuy nhiên trình ứng dụng tự động hóa sản xuất nơng nghiệp nói chung cịn diễn chậm, nhu cầu lao động sản xuất nơng nghiệp cịn nhiều, suất lao động thấp, kết hợp khâu thu hoạch, chế biến, bảo quản nông sản cịn nhiều bất cập Tỷ lệ thất sau thu hoạch cịn cao gây lãng phí giảm giá trị kinh tế lớn Do việc ứng dụng cơng nghệ cao sản xuất nông nghiệp nhu cầu cấp thiết với sản xuất nông nghiệp Việt Nam Việc làm giúp giảm nhân công lao động, nâng cao hiệu kinh tế, tạo bước đột phá suất, chất lượng nông sản, thỏa mãn nhu cầu ngày cao xã hội đảm bảo phát triển nông nghiệp bền vững Trong lĩnh vực trồng việc ứng dụng hệ thống tự động hóa, trí tuệ nhân tạo IoT phát triển mạnh giới Ví dụ với hệ thống tưới, cung cấp dinh dưỡng cho trồng trước đơn phương pháp tưới tiết kiệm nhỏ giọt có hệ thống tưới tối ưu áp dụng cơng nghệ trí tuệ nhân tạo để dự báo độ ẩm đất, dự báo khả mưa để từ đưa đến định tưới phù hợp Chính vậy, hệ thống chăm sóc trồng đời tất yếu phát triển B - Giới thiệu hệ thống chăm sóc trồng thơng minh Với nước nơng nghiệp chúng ta, việc tự động hóa hệ thống chăm sóc trồng đem lại suất lớn hơn, chất lượng tốt Điển hệ thống giám sát môi trường, tưới tiêu, thu hoạch, chiếu sáng UAV phun thuốc trừ sâu đem lại triển vọng lớn I Hệ thống giám sát môi trường 1.Tổng quan - Hệ thống giám sát môi trường dụng cơng nghệ IoT, tích hợp cảm biến như: +Cảm biến giám sát thông số đất + Cảm biến đo độ dẫn điện EC đất + Cảm biến đo độ PH đất + Cảm biến đo hàm lượng NPK đất + Cảm biến ánh sáng + Cảm biến CO2 Carbon Dioxide + Cảm biến nhiệt độ độ ẩm khơng khí Ưu điểm: Tiết kiệm chi phí: Nhận biết rõ chất lượng mơi trường, nhu cầu ánh sáng, nước, chất dinh dưỡng cây,… từ giảm thời gian lao động, giảm lãng phí nước,phân bón cho trồng Tiết kiệm nguồn nước: Biết xác lượng mưa để tối ưu hóa việc tưới tiêu Tiết kiệm thời gian: Không phải tự làm số cơng việc thủ cơng thời gian, tận dụng tốt quỹ thời gian cho kế hoạch công việc khác Đưa định dễ dàng hơn: công việc gieo trồng, tưới tiêu, phun thuốc trừ sâu, chăm bón cho trồng vào thời tiết để tiến hành Do đó, nhờ có liệu giám sát thời tiết xác mà người người sử dụng dễ dàng đưa định hành động Giới thiệu loại cảm biến 2.1 Cảm biến nhiệt độ độ ẩm khơng khí Có thể theo dõi thay đổi nhiệt độ độ ẩm khơng khí mơi trường trồng trọt nông nghiệp Phạm vi giám sát nhiệt độ độ ẩm mặc định -40 ℃ ~ + 80 ℃ 0% RH ~ 100% RH Để theo dõi thời tiết trời với trạm khí tượng nơng nghiệp, nhà kính Cảm biến nhiệt độ độ ẩm ES35-SW sử dụng đơn vị đo nhiệt độ độ ẩm sử dụng linh kiện nhập Mỹ cấp cơng nghiệp tích hợp Chip vi xử lý có đặc tính đo xác giao tiếp ổn định 2.2 Cảm biến giám sát thông số đất Độ ẩm đất định tình trạng cung cấp nước trồng Độ ẩm đất cao thấp ảnh hưởng đến phát triển bình thường trồng mặt đất Chỉ với độ ẩm đất thích hợp, khả hút nước rễ thoát nước đạt đến trạng thái cân bằng, thúc đẩy phát triển rễ trồng Cảm biến nhiệt độ độ ẩm đất đo phần trăm thể tích độ ẩm đất cách đo số điện môi đất Phương pháp máy đo độ ẩm đất đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế hành phản ánh trực tiếp ổn định độ ẩm thực loại đất khác 2.3 Cảm biến đo độ dẫn điện EC đất Cảm biến đo độ dẫn điện PH nông nghiệp chủ yếu sử dụng việc giám sát nông nghiệp với hệ thống máy tích hợp nước phân bón Chúng chủ yếu sử dụng để theo dõi giá trị độ dẫn điện EC đất, pH nhiệt độ chất lỏng phân bón sau trộn, đồng thời hiển thị tải lên hệ thống kiểm sốt nước phân bón thơng qua hình LCD Các chip nhớ tích hợp cảm biến đo độ dẫn điện EC nông nghiệp cảm biến PH nơng nghiệp có chức lưu trữ, lưu trữ liệu lịch sử ngày ngày tương ứng 2.4 Cảm biến đo độ PH đất Duy trì độ pH thích hợp đất yêu cầu để trồng phát triển bình thường Khi cảm biến pH đất phát điện cực (cảm biến) tiếp xúc trực tiếp với đất, dòng điện tạo phản ứng oxy hóa-khử phản ứng hóa học sử dụng giá trị điều khiển liệu đơn vị giá trị pH khác tương ứng với ampe kế, chuyển đổi máy chủ Kết hiển thị dạng giá trị số; kim thép điện cực chống ăn mòn đặc biệt làm vật liệu hợp kim đặc biệt, có khả chống ăn mịn axit kiềm Vỏ làm kín hồn tồn nhựa epoxy chống cháy màu đen, cấp độ bảo vệ IP68 2.5 Cảm biến đo hàm lượng NPK đất Bằng cách phát hàm lượng nitơ, phốt kali đất để đánh giá độ phì nhiêu đất, người sử dụng thuận tiện đánh giá tình trạng đất cách tối ưu 2.6 Cảm biến ánh sáng Cảm biến ánh sáng bao gồm ba phần: máy phát, máy thu mạch phát Tất chúng cấu tạo phận điện tử Nó nhanh chóng theo dõi cường độ ánh sáng từ đến 200.000 Lux với thời gian phản hồi ngắn Ứng dụng cảm biến ánh sáng trồng trọt nơng nghiệp nhà kính giúp người trồng nắm bắt xác quy luật thời gian nắng, điểm bão hòa ánh sáng, điểm bù ánh sáng phát triển từ điều chỉnh sở thích ánh sáng thông qua công nghệ điều khiển thủ cơng nhằm kiểm sốt cải thiện phát triển khoa học trồng để đạt suất cao 2.7 Cảm biến CO2 Carbon Dioxide Cây trồng liên tục hấp thụ CO2 khí để quang hợp sử dụng trình quang hợp để tạo chất dinh dưỡng trì phát triển sinh trưởng trồng Các nghiên cứu phát nồng độ carbon dioxide khí tăng lên, trình quang hợp thực vật tăng cường đáng kể Cảm biến CO2 carbon dioxide sử dụng công nghệ xác minh hồng ngoại để đo nồng độ CO2 môi trường Phản hồi nhanh nhạy, tránh tuổi thọ độ trôi lâu dài cảm biến điện hóa truyền thống; Phạm vi đo mặc định ~ 5000ppm, có bù nhiệt độ, bị ảnh hưởng Nhiệt độ bên ảnh hưởng nhỏ Kết luận So với nông nghiệp đại, nông nghiệp truyền thống phụ thuộc nhiều vào sức người sử dụng máy móc, cơng cụ nông nghiệp đơn giản dần bộc lộ nhược điểm Nơng nghiệp đại sử dụng Internet of Things công nghệ cảm biến để cung cấp liệu tăng trưởng trồng xác kịp thời để xây dựng chương trình trồng trọt khoa học, tiết kiệm lao động, tối ưu hóa giống trồng, nâng cao chất lượng suất trồng II Tìm hiểu UAV phun thuốc trừ sâu 1.Tổng quát UAV phun thuốc trừ sâu hay Drone phun thuốc trừ sâu thiết bị bay không người lái siêu nhẹ, chuyên sử dụng cho dịch vụ nông nghiệp Ngày nay, ngồi việc phun thuốc trừ sâu UAV cịn có khả làm nhiều nhiệm vụ khác bón phân, gieo hạt, Từ năm 2007, UAV công nghệ ly tâm xuất Việt Nam đưa nông nghiệp Việt Nam bước thêm bước định hướng phát triển nông nghiệp công nghệ cao Drone nông nghiệp hay UAV nông nghiệp thiết bị bay không người lái sử dụng canh tác nhằm giám sát tăng trưởng trồng giúp cho tìm biện pháp chăm bón để tăng sản lượng Thông qua việc sử dụng cảm biến tiên tiến máy chụp ảnh kỹ thuật số đặt thiết bị bay khơng người lái người sử dụng thu thập hình ảnh phong phú cánh đồng rộng lớn Thơng tin thu từ thiết bị hữu ích việc chọn lựa cách thức tưới chăm bón, nâng cao hiệu trang trại Các drone có tải trọng đủ lớn, cỡ chục kg, dùng cho bón phân, phun thuốc trừ sâu, gieo hạt, bắt đầu ứng dụng Việt Nam Công nghệ Drone giúp cho người người sử dụng ngày phương tiện kiểm sốt trang trại Nó khơng thay hoàn toàn chuyến thăm trực tiếp, giúp giảm số chuyến tăng lượng thơng tin có Nhờ cắt giảm yêu cầu lao động nguồn lực nước thuốc trừ sâu Để lấy hình ảnh cánh đồng từ khơng, có loại quan sát khác  Quan sát ánh sáng thơng thường "mắt chim" Nó cho thấy nhu cầu tưới tiêu, biến đổi đất, tình trạng sâu bệnh nấm  Nếu dùng quan sát đa phổ, hình ảnh sử dụng để hiển thị tầm nhìn hồng ngoại chế độ xem quang phổ Nó thấy khác biệt thực vật khỏe mạnh không khỏe mạnh Các quan sát kết hợp cho người người sử dụng thấy tình trạng trang trại mà bình thường khó nhìn thấy mắt thường, giúp người sử dụng đánh giá tăng trưởng trồng, có biện pháp phù hợp cho sản xuất trồng Ngồi ra, drone khảo sát mùa màng cho người sử dụng theo định kỳ theo ý thích họ Từ lựa chọn hàng tuần, hàng ngày giờ, người sử dụng sử dụng thơng tin thấy thay đổi trồng theo thời gian, cho thấy nơi có số "điểm khó khăn" Điều chứng tỏ lợi ích quan trọng cách xác định điểm rắc rối này, người sử dụng cố gắng cải thiện công tác quản lý trồng cải thiện sản lượng trồng họ Những lợi ích việc sử dụng UAV phun thuốc trừ sâu 2.1 Máy bay phun thuốc không gây ảnh hưởng tới môi trường sức khỏe người Như bạn biết, thuốc trừ sâu loại hóa chất độc, loại hóa chất mà người ta dùng để t.ự s.á.t Việc hít phải hay vơ tình để rơi vào mắt hay miệng nguy hiểm, ảnh hưởng tới sức khỏe Với cách phun thuốc trừ sâu thủ cơng bình phun thông thường không tránh khỏi việc tiếp xúc trực tiếp với thuốc trừ sâu dù có đeo trang,đồng thời phải lội ruộng trực tiếp Đặc biệt, phun loại ăn có tán cao rộng thuốc phun tung tóe nguy hiểm cho bà nơng dân Ngồi ra, phun phương pháp thơng thường khó mà phun đồng lượng thuốc cho cánh đồng hay khu vườn Điều dẫn tới việc thuốc trừ sâu bị dư thừa ngấm cây, đất, ảnh hưởng đến môi trường Máy bay phun thuốc trừ sâu đời để khắc phục hạn chế Với Drone phun thuốc bà nông dân việc cho thuốc nước vào máy bay, tiến hành điều khiển đến địa điểm phun, nhấn nút phun tự động Với cơng nghệ phun đại giúp thuốc tán đều, độ xác cao Thêm vào đó, việc vệ sinh máy sau phun dễ dàng 2.2 Phun thuốc máy bay rẻ so với thuê người phun thủ công Hiện nay, việc thuê người phun thuốc trừ sâu khó khăn, tiền th rơi vào khoảng 30.000-40.000 đồng/giờ Nhưng với dịch vụ cho thuê máy bay phun thuốc giá rơi vào 20.000-30.000 đồng/giờ Phương tiện phun địa hình, trời sáng hay trời tối, chí phun mưa (khơng có gió) Giúp tiết kiệm thời gian công sức 2.3 Hiệu việc diệt trừ kiểm soát sâu bệnh Hệ thống cơng nghệ phun thuốc đại kết hợp gió từ cánh quạt, máy bay Drone phun thuốc trừ sâu giúp thuốc thấm mặt Ngoài ra, nhiều dòng máy bay Drone phun thuốc hệ thống nhận dạng AI thơng minh theo dõi kiểm sốt dịch bệnh cách hiệu Qua đó, dịch bệnh dập nhanh hơn, góp phần nâng cao suất trồng 10 2.4 Máy bay phun thuốc giúp tiết kiệm nước thuốc Nhờ vào công nghệ phun sương đại với hệ thống điều khiển thông minh, phun nồng độ liều lượng thuốc ngấm nhanh mặt Phương pháp phun thông thường cần đến trăm lít nước để phun cho hecta trồng Tuy nhiên, với máy bay Drone phun thuốc trừ sâu cần 20 lít nước cho hecta với tốc độ phun lên đến 2.4 lít/phút 2.5 Máy bay phun thuốc rải phân, gieo sạ Hầu hết dòng máy bay phun thuốc tích hợp tính năng: Gieo sạ – Phun thuốc – Bón phân Qua đó, tiết kiệm chi phí, cơng sức thời gian cho bà nông dân Đồng thời, nâng cao suất lao động hiệu nuôi trồng Ứng dụng vào thực tế Ứng dụng hiệu máy bay không người lái nông nghiệp Việt Nam: Thực tế nay, diện tích gieo trồng lúa mùa nước năm đạt 1.584,6 nghìn (Theo Tổng cục Thống kê) số loại trồng tập trung theo vùng Trong tương lai, nông nghiệp phát triển với vùng trồng có diện tích lớn thiếu hụt nhân lực việc sử dụng máy bay khơng người lái thực cần thiết Những năm gần đây, sử dụng máy bay không người lái Việt Nam bước đầu mang lại hiệu như: Tại Thanh Hóa, 20 phút, tồn 1ha mía bị nhiễm sâu bệnh phun xong Theo tính tốn, mía phun thuốc bảo vệ thực vật máy bay không người lái tiết kiệm 400.000 đồng so với phương pháp thủ công Tiếp tục thử nghiệm mía Nghệ An cho kết tương tự Thử nghiệm ứng dụng máy bay không người lái phun thuốc bảo vệ thực vật mía Nghệ An Nguồn: Đinh Thùy - Đức Anh ( Trung tâm VH, TT TT Nghĩa Đàn ) Tại Thái Bình, 200ha lúa vụ xuân phun thuốc máy bay không người lái đánh giá vừa nhanh, vừa kịp thời dập dịch bệnh, giải nhân công lao động, tránh độc hại cho người dân, đồng thời giúp người dân xã Minh Tân tiết kiệm khoảng 55 triệu đồng cho lần phun thuốc 11 Sử dụng máy bay không người lái phun thuốc trừ sâu cho lúa Thái Bình Nguồn: Ngân Huyền Tại Phú Yên, phun thuốc BVTV 150ha lúa máy bay không người lái đảm bảo tính xác ruộng theo yêu cầu, đồng thời tiết kiệm thời gian; giảm chi phí thuê dịch vụ phun khoảng 10%, suất dự kiến tăng từ đến 15%, góp phần nâng cao hiệu sản xuất lúa đơn vị diện tích sản xuất Kết luận Ứng dụng UAV vào mơ hình vườn thơng minh giúp tăng suất trồng, giảm thiểu nhân cơng, tiết kiệm chi phí Mơ hình UAV ứng dụng nhiều quốc gia có Việt Nam mang lại nhiều hiệu tích cực, giúp thúc đẩy việc tự động hóa nơng nghiệp nước nhà phát triển III Tìm hiểu hệ thống tưới tự động 1.Tổng quan Tưới tự động gì? Ngay tên nói lên điểm cốt lõi phương pháp Hiểu cách đơn giản việc cung cấp nước cho trồng cách hoàn toàn tự động Phương pháp đa dạng hình thức Có thể tưới dạng phun sương, nhỏ giọt hay phun mưa Hệ thống tưới tự động tự động hóa thơng qua điều khiển điện tử hẹn Bộ phận lập trình với chương trình cài sẵn Được tích hợp thêm chức liên kết với thiết bị cảm biến để tăng hiệu 12 Hệ thống ứng dụng phổ biến lĩnh vực nông nghiệp nhiều cơng trình xây dựng cảnh quan Hiện nay, khơng khó để bắt gặp khu biệt thự, hộ gia đình lắp hệ thống vườn cảnh, vườn rau,… - Ưu điểm: Ngay từ xuất hiện, hệ thống tưới đại, thông minh gây ý lớn Hệ thống nhận quan tâm người dùng đem lại nhiều lợi ích thiết thực Đối với đời sống: +Tiết kiệm nước hiệu quả, bảo vệ nguồn tài nguyên nước +Giảm chi phí nhân cơng hệ thống tưới cách hoàn toàn tự động +Giảm thời gian chăm sóc, tận dụng thời gian tưới để hồn thành cơng việc khác +Tưới nước đều, giúp cung cấp đủ lượng nước để phát triển khỏe mạnh Từ nâng cao suất trồng, tránh tình trạng nén chặt xói mịn đất +Tính ứng dụng cao, sử dụng hệ thống tưới tự động cho nhiều cảnh quan +Độ bền cao, thời gian sử dụng lâu dài biết cách vận hành, thiết kế lắp đặt hợp lý Đối với môi trường: +Tưới với lượng nước hợp lý, tránh tình trạng dư thừa nước, giảm tình trạng dịng chảy theo chất ô nhiễm thấm vào nước ngầm +Tiết kiệm tài ngun nước, tránh tình trạng lãng phí nguồn tài ngun quý báu Giới thiệu hệ thống tưới tự động phổ biến 2.1 Hệ thống tưới tự động phun mưa Hệ thống tưới phun mưa khởi động cho tia nước bắn giống mưa phun Đầu phun thiết kế với lỗ nhỏ, tia phun mưa lên mặt cách trực tiếp Hệ thống bật với tính ứng dụng cao, áp dụng với nhiều mơ hình canh tác khác 13 (Tưới tự động với nhiều lợi ích thiết thực) 2.2 Hệ thống tưới nhỏ giọt Khác với phun mưa, hệ thống tự động tưới nhỏ giọt cung cấp nước tới mặt đất Cụ thể gốc thay bề mặt Với đặc điểm này, tưới nhỏ giọt hạn chế tình trạng bốc nước Từ giúp hấp thu chất dinh dưỡng cách tốt 2.3 Hệ thống phun sương Sử dụng thiết bị tưới tiêu tự động hóa phun sương nhiệt độ vườn cao độ ẩm xuống thấp Dòng nước phun hệ thống tưới tự động giống hạt sương Lượng nước nhỏ nên dễ bốc hơi, tạo mơi trường thích hợp, tạo độ ẩm mát mẻ cần thiết cho loài hoa ưa ẩm (Có nhiều loại hệ thống tưới tự động khác nhau) 14 2.4 Hệ thống tưới cỏ Đối với khn viên trồng cỏ xanh hệ thống tưới phù hợp Điểm bật hệ thống tưới cỏ bán kính tưới lớn, khả tưới Đầu tưới cỏ thiết kế đảm bảo tính thẩm mỹ Tuy nhiên, điểm hạn chế hệ thống tưới độ tiết kiệm nước khơng cao Cần tính tốn kỹ lắp đặt, ứng dụng việc tưới cỏ Các thành phần Các thành phần hệ thống tưới tiêu tự động là: + Cảm biến / đầu dò: đồng hồ đo áp suất, công tắc áp suất, lưu lượng kế, máy dò mức, v.v + Thiết bị truyền động: công tắc, van điện từ, van động cơ, máy bơm,, khởi động điện tử, vv… + Điều hịa tín hiệu: giúp hệ thống hiểu + Đơn vị điều khiển (lập trình viên, máy tính, v.v.) + Hệ thống bảo vệ điện + Hệ thống liên lạc: sử dụng truy cập cục vào PC lập trình Hoặc truy cập từ xa qua internet / qua điện thoại di động qua SMS Lập trình hệ thống tưới tự động Việc tự động hóa tưới lên lịch theo định nông dân, sau: + Thời gian lập trình + Khối lượng lập trình đo máy đo lưu lượng cảm biến mức (level sensors) + Lập trình cảm biến dựa tình trạng nước đất nơng trại + Lập trình dựa liệu thời tiết từ trạm thời tiết Mơ hình quản lý hệ thống tưới tiêu tự động Sự phát triển ứng dụng di động cho phép tạo tảng quản lý tưới tiêu thông qua internet cung cấp việc sử dụng dễ dàng trực quan Hiện giới đời hệ thống liên lạc Để trực quan hóa lên lịch từ xa thông qua internet thông qua PC Và ứng dụng tảng Android IOS cho thiết bị di động máy tính bảng Tưới tiêu tự động hóa: 15 Tưới nhỏ giọt bề mặt (SDI) phương pháp tưới phổ biến cho phép nơng dân kiểm sốt thời gian lượng nước mà trồng họ nhận Bằng cách ghép nối hệ thống SDI với cảm biến hỗ trợ IoT ngày tinh vi để liên tục theo dõi độ ẩm sức khỏe trồng, nông dân can thiệp cần thiết, khơng, hệ thống vận hành tự động Ví dụ hệ thống SDI cho nông nghiệp Mặc dù hệ thống thường yêu cầu người nông dân tự kiểm tra đường dây giám sát máy bơm, lọc máy đo, trang trại tương lai kết nối tất thiết bị với cảm biến truyền liệu giám sát trực tiếp vào máy tính điện thoại thơng minh Trong hệ thống SDI khơng có robot xác, chúng hoạt động hồn tồn tự động bối cảnh trang trại thông minh, dựa vào liệu từ cảm biến triển khai xung quanh cánh đồng để thực tưới tiêu cần thiết IV Tìm hiểu hệ thống thu hoạch tự động 1.Tổng quan Thu hoạch phụ thuộc vào việc biết thời điểm trồng sẵn sàng Cần xác định yếu tố thời tiết hoàn thành việc thu hoạch khoảng thời gian định sẵn Có nhiều loại máy móc sử dụng để thu hoạch trồng, nhiều loại số phù hợp cho tự động hóa tương lai Máy gặt đập liên hợp truyền thống, thức ăn gia súc đặc sản hưởng lợi từ công nghệ máy kéo tự hành Thêm vào công nghệ tinh vi với cảm biến kết nối IoT, máy tự động bắt đầu thu hoạch điều kiện lý tưởng, giải phóng người nơng dân cho nhiệm vụ khác Robot công nghệ thử nghiệm nghiên cứu Tuy nhiên, ngày robot dần thay người lao động sản xuất, chí cơng việc địi hỏi tỉ mỉ, xác thu hoạch dâu, nho Robot giải tình trạng thiếu hụt nhân lực trang trại Mỹ tăng suất lao động cách đáng kể Giới thiệu số robot thu hoạch tự động 2.1 Robot hái cà chua Panasonic 16 Phát triển cơng nghệ có khả thu hoạch tinh tế, hái trái rau cà chua, nơi trang trại công nghệ cao thực tỏa sáng Các kỹ sư làm việc để tạo thành phần robot phù hợp cho nhiệm vụ phức tạp này, robot hái cà chua Panasonic, kết hợp máy ảnh thuật toán tinh vi để xác định màu sắc, hình dạng vị trí cà chua để xác định độ chín Robot hái cà chua vị trí thân để tránh bị dập nát, kỹ sư khác cố gắng thiết kế phận đầu robot có khả kẹp nhẹ trái rau đủ chặt để thu hoạch mà đảm bảo không bị hư hại, dập nát 2.2 Robot hái táo chạy chân không Abitable Robotics Robot sử dụng mắt thần để xác định vị trí táo xác định xem chúng sẵn sàng để thu hoạch chưa 2.3 Thiết bị hái dâu tây "Berry 5" Harvest CROO Robotics Thiết bị có kích thước xe buýt trường học Mặt chứa 16 robot, robot gắn camera chụp 400 hình ảnh giây Phần mềm đặc biệt xác định đạt chất lượng thu hoạch Robot 10 giây để hái cho phép máy thu hoạch mẫu Anh ngày Trong đó, với khối lượng cơng việc tương đương khoảng 30 cơng nhân để hồn thành 17 2.4 Robot bay tự hành (FAR) Robot FAR sử dụng thuật tốn nhận thức AI để xác định vị trí thuật tốn tầm nhìn để phát tán Khi thu hoạch trái cây, thời điểm vơ quan trọng, ví dụ, trái hái muộn hai tuần 80% giá trị Robot chọn trái chín cách phân loại kích thước độ chín nó, xử lý vấn đề cách hiệu Sau chọn trái cây, robot tìm cách tốt để tiếp cận sử dụng cánh tay hái để nắm lấy Nhiều robot thu hoạch vườn ăn mà không va chạm nhờ vào não kỹ thuật số tự động dựa mặt đất Hơn nữa, FAR làm việc 24 ngày Thông qua ứng dụng chuyên dụng, chủ trang trại theo dõi suất, thời gian hồn thành chi phí dự kiến tham gia vào khía cạnh khác cơng việc Những robot cịn có khả cắt tỉa cối Ứng dụng vào thực tiễn Theo nghiên cứu nhóm Stanford GSB1, khảo sát với nơng dân Mỹ sử dụng cơng nghệ xác thống kê chi phí giảm trung bình 15% suất tăng 13%.[6] Số liệu cho thấy, so với phương pháp kinh doanh truyền thống, việc áp dụng xu hướng chuyển đổi số vào lĩnh vực nơng nghiệp giúp doanh nghiệp tối ưu đáng kể nguồn chi phí hoạt động Kết luận 18 Với chuyển nhanh chóng, mạnh mẽ Cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ tư, lợi ích tiềm cơng nghệ, số hóa khơng thể bàn cãi Vì doanh nghiệp người nông dân cần nắm bắt nhanh chóng, kịp thời để tận dụng hội chuyển dịch, tăng trưởng quy mơ, từ đótạo dựng Nơng nghiệp số Việt Nam vững mạnh đạt giá trị to lớn V Tìm hiểu hệ thống chiếu sáng thông minh Tổng quan Chiếu sáng thông minh công nghệ chiếu sáng thiết kế để tiết kiệm lượng , tiện lợi an ninh Điều bao gồm hiệu cao điều khiển tự động thực điều chỉnh dựa điều kiện khả chiếm chỗ ánh sáng ban ngày Vai trò ánh sáng nhân tạo Theo nghiên cứu chuyên gia với ánh sáng nhân tạo bạn có thêm nhiều lương thực, rau củ quả… Đó yếu tố sở hữu vai trị lớn ngành nơng nghiệp nói chung trồng nói riêng Cụ thể sau: Tiết kiệm 75% lượng Trước ánh sáng nhân tạo chưa xuất người ta thường dùng hệ thống sưởi đèn sáng truyền thống nhằm mục đích kích thích phát triển Tuy nhiên ngày với phát triển mạnh mẽ công nghệ hệ thống ánh sáng nhân tạo đời nên lượng điện tiêu thụ giảm đáng kể Nhất đem so sánh với loại đèn truyền thống Tiết kiệm nước tới 90% Để cối phát triển trình canh tác chắn thiếu yếu tố nước Nhưng lựa chọn sử dụng loại đèn chiếu sáng có khả phát nhiệt lớn nước bốc vơ nhanh chóng Điều khiến bạn cần phải tiếp nước cách thường xuyên liên tục cho Nhưng bạn sử dụng hệ thống ánh sáng nhân tạo tiết kiệm 90% lượng nước Tốc độ tăng trưởng nhanh Những loại đèn chiếu sáng phục vụ cho trồng điều chỉnh bước sóng màu sắc khác Điều nhằm mục đích phù hợp cho loại trồng khác giai đoạn phát triển Từ trồng bạn tăng trưởng cách tốt đạt suất cao Ưu nhược điểm ánh sáng nhân tạo cho trồng Ưu điểm: Việc sử dụng ánh sáng nhân tạo cho trồng đem lại nhiều lợi ích đặc biệt, sử dụng đèn led Một số ưu điểm sau: + Giúp tiết kiệm chi phí điện q trình trồng trọt, chí tiết kiệm 75% điện + Sử dụng ánh sáng đèn led có bước sóng màu sắc góp phần làm phát triển nhanh, sâu bệnh sản lượng tăng nhiều 19 + Nhờ ánh sáng nhân tạo bạn trồng nhà kính, điều giúp cho diện tích trồng trọt mở rộng + Bạn không cần phải tốn nhiều công sức cho việc tưới nước chăm sóc trồng sử dụng ánh sáng nhân tạo Nhược điểm: ánh sáng nhân tạo cho trồngTuy sở hữu ưu điểm ánh sáng nhân tạo tồn nhược điểm Cụ thể như: Bạn cần phải đầu tư trang thiết bị máy móc phí bỏ thời gian đầu cao Tuy nhiên bạn sử dụng lâu dài tiết kiệm nhiều chi phí điện năng, nước… Bởi ánh sáng nhân tạo không tiêu tốn nhiều điện giảm đáng kể trình bốc nước Loại đèn sử dụng phải đèn sở hữu bước sóng ánh sáng chuẩn xác tiến hành việc canh tác Một vài sai sót nhỏ khiến cho trình phát triển bị gián đoạn Chính bạn lựa chọn hệ thống ánh sáng cho phù hợp Giới thiệu số loại bóng đèn Khi lựa chọn việc trơng nhà bạn khó cung cấp đủ ánh sáng để quang hợp trồng Nếu việc lắp đặt thiếu khơng gian cho trồng để đón nhận ánh sáng tốt Để cung cấp đủ ánh sáng cho người trồng có số lượng ánh sáng cần thiết trồng nhà kính 2.1 Bóng đèn sợi đốt Đèn sợi đốt thiết bị tốt để chiếu sáng cho phòng trồng nhà ánh sáng yếu Chẳng hạn dây leo, dương xỉ… Chúng có tiện ích hạn chế cho việc trồng với yêu cầu ánh sáng cao Những đèn phát khoảng 10 phần trăm lượng ánh sáng bóng đèn sợi đốt Trong 90% nhiệt sản sinh trình phát sáng Vì vậy, trừ bạn muốn nấu loại mình; chúng khơng lý tưởng cho loại ưa ánh sáng nhiều vùng nhiệt đới, xương rồng mọng nước 2.2 Đèn huỳnh quang Đèn huỳnh quang lý tưởng cho nhà máy có yêu cầu ánh sáng thấp đến trung bình, hoa violet châu Phi Chúng tốt cho việc bắt đầu rau nhà Những đèn thường có bóng đèn hình ống dài, loạt kích cỡ bao gồm T5, T8 T12 Bóng đèn hẹp hiệu sáng hơn, diện tích bề mặt nhỏ Thêm vào đó, bóng đèn huỳnh quang sử dụng lượng 75% so với đèn sợi đốt, đèn chiếu sáng compact Vì vậy, bóng huỳnh quang 25 watt phát ánh sáng đốt 100 watt Các hệ thống T5 đưa khoảng gấp đôi lượng ánh sáng ống đèn huỳnh quang tiêu chuẩn Chúng 6500 Kelvin quang phổ đầy đủ, ánh sáng mạnh 2.3 Bóng Halide Halide thường sử dụng không gian lớn nhà máy lớn hơn; chúng bao phủ khoảng cách nhiều mặt ánh sáng Trong hầu hết trường hợp, bạn không cần đèn 1000 watt Bạn nhận halogen nhỏ hệ thống huỳnh quang T5 20 Hãy nhớ rằng, thực vật cần bóng tối Mặc dù chúng phát triển ánh sáng liên tục, tất lồi thực vật thích thời kỳ đen tối Cung cấp cho họ 12 đến 18 ánh sáng ngày Có lúc, bệ cửa sổ tất người ta cần để trồng nhà Nhưng nảy mầm hạt giống, đan xen trồng cho mùa xuân bắt đầu Khi ngày lạnh ngắn để trồng trời; sử dụng ánh sáng để bắt chước ánh sáng mặt trời cần thiết cho phát triển Có thể câu trả lời mà người làm vườn háo hức tìm kiếm Tìm hiệu hệ thống điều chỉnh chiếu sáng 3.1 Cảm biến đo ánh sáng Cảm biến đo ánh sáng phận quan trọng hệ thống điều khiển chiếu sáng khu dân cư, điều khiến chiếu sáng nhà kính ni trồng xanh,… Cảm biến PAR: Cảm biến PAR hay cảm biến đo xạ quang hợp (PAR) dải bước sóng 400-700 nm Cảm biến đo ánh sáng theo đơn vị micromol mét vng giây (µmol.m2.s-1) Chúng sử dụng chủ yếu ứng dụng nghiên cứu làm vườn để đo xạ quang hợp tán cây, nhà kính, phịng sinh trường nảy mầm, ứng dụng phịng thí nghiệm nghiên cứu ánh sáng Trong nhà kính thương mại, cảm biến PAR sử dụng để đo so sánh giá trị PAR điểm khác tán xanh và/hoặc kiểm tra tính đồng ánh sáng triển khai hệ thống chiếu sáng Vì lượng ánh sáng mặt trời nhận chịu ảnh hưởng tất yếu tố biến khí hậu, nên thơng tin đo lường từ cảm biến ánh sáng yếu tố quan trọng hệ thống điều khiển tích hợp ánh sáng Việc đọc ánh sáng, tức thời tích lũy, sử dụng để đánh giá tốc độ mức độ phản ứng cần thiết cho hoạt động kiểm sốt khí hậu mơi trường cần quan tâm, mơi trường khí hậu nhà kính 3.2 Tìm hiểu điều khiển tự động bật đèn trời tối AS10 220V Tính năng: - Tự động hóa hồn tồn việc bật tắt hệ thống chiếu sáng trời bạn: Tự động tắt đèn trời sáng bật đèn trời tối - Công tắc cảm ứng ánh sáng AS10 chuyên dụng bật đèn ngồi trời - Đây cơng tắc giúp bạn tự động hoàn toàn việc bật tắt hệ thống chiếu sáng trời, đèn đường, hành lang, ban công, đèn sân vườn, lối … mà bạn không cần bận tâm nhiều tới việc bật tắt hay quên tắt đèn thất thoát lượng - Cơ chế hoạt động đơn giản, công tắc thông minh sử dụng cảm biến ánh sáng (cảm quang) để tự động nhận biết mức sáng mơi trường: Khi trời tối tự động bật đèn trời sáng tự động tắt đèn, việc bật tắt đèn thực tự động hoàn toàn tiết kiệm lượng cho bạn Một số tính cơng tắc cảm ứng ánh sáng AS10: - Thiết kế sử dụng trời: Cơng tắc cảm ứng ánh sáng có thiết kế chống nước chống bụi giúp độ bền cao, sử dụng đáng tin cậy - Cảm ứng ánh sáng: Tự động bật đèn trời tối (