Nghiên cứu hệ thống bản sao kỹ thuật sốvà ứng dụng trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp thông minh TT

1 HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Nguyễn Trọng Đạt NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG BẢN SAO KỸ THUẬT SỐ VÀ ỨNG DỤNG TRONG LĨNH VỰC SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP THÔNG MINH Chuyên ngành: HỆ THỐNG THÔNG TIN Mã số: 8.48.01.04 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - NĂM 2021 Luận văn hoàn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Trung Kiên Phản biện 1: PGS.TS.Hoàng Xuân Dậu Phản biện 2: PGS.TS.Trần Nguyên Ngọc Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông Vào lúc: .10 .00 ngày .02 tháng 07 năm 2022 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng 4 PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Sản xuất nông nghiệp đại khơng thể thực khơng có thơng tin cập nhật xác hoạt động trang trại Các trang trại ngày phải dựa vào công nghệ kỹ thuật số thiết bị cảm biến giám sát, phân tích tiên tiến thiết bị thông minh Sản xuất nông nghiệp thay đổi nhanh chóng theo hướng hệ thống canh tác thông minh, thúc đẩy tốc độ phát triển cơng nghệ điện tốn đám mây, Internet vạn vật, liệu lớn, máy học, thực tế tăng cường robot Trong hệ thống canh tác thông minh, nông dân giám sát điều khiển hoạt động từ xa, dựa thông tin kỹ thuật số (gần) thời gian thực thay quan sát trực tiếp cơng việc thủ cơng chỗ Do đó, nơng dân tự động thơng báo có vấn đề, điều dự kiến xảy sai sót Họ kiểm tra tình hình trường cách xem hình ảnh kỹ thuật số thực vật, động vật máy móc liên quan Đồng thời, thuật toán học máy tăng cường chế độ xem kỹ thuật số với phân tích lời khun dành riêng cho đối tượng Nơng dân mơ hành động khắc phục phịng ngừa đánh giá tác động đại diện kỹ thuật số Cuối cùng, can thiệp chọn thực từ xa người nơng dân sử dụng lại chế độ xem kỹ thuật số để xác minh xem vấn đề (dự kiến) có giải hay khơng Trong khn khổ đề tài học viên giới hạn nghiên cứu kỹ thuật số cho nông nghiệp thông minh Tổng quan vấn đề nghiên cứu Luận văn tập trung nghiên cứu triển khai số nội dung sau: • Nghiên cứu lý thuyết khải niệm, kiến trúc, ứng dụng, công nghệ kỹ thuật liên quan đến kỹ thuật số • Nghiên cứu khái quát kỹ thuật số nơng nghiệp thơng minh • Xây dựng mơ hình kỹ thuật số cho khu vực sản xuất Nơng nghiệp thu nhỏ (3 loại trồng có nhu cầu chăm sóc khác nhau) Có thể giám sát điều khiển từ xa thông số môi trường sản xuất Mục đích nghiên cứu • Hiểu sâu lý thuyết hệ thống kỹ thuật số trình bày chương trước, • Kiểm nghiệm công nghệ liên quan vấn đề phát triển, tích hợp mơ hình số, • Đưa đề xuất khuyến nghị Đối tượng phạm vi nghiên cứu Xây dựng mơ hình kỹ thuật số cho khu vực sản xuất Nông nghiệp thu nhỏ (3 loại trồng có nhu cầu chăm sóc khác nhau) Có thể giám sát điều khiển từ xa thông số môi trường sản xuất Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thút: Nghiên cứu mơ hình kỹ thuật số từ nguyên lý đến giải pháp thực tiễn dựa tài liệu nghiên cứu họa thuật đến tài liệu kỹ thuật giải pháp kỹ thuật công bố Internet - Phương pháp thực nghiệm: • Xây dựng môi trường thử nghiệm hệ thớng • Cài đặt, cấu hình các thành phần • Thực nghiệm và đánh giá kết quả Luận văn bố cục gồm có phần mở đầu, kết luận chương: - Chương – Tổng quan kỹ thuật số Chương – Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật số lĩnh vực sản xuất nông nghiệp Chương – Xây dựng mơ hình kỹ thuật số cho khu vực sản xuất Nông nghiệp thu nhỏ (3 loại trồng có nhu cầu chăm sóc khác nhau) Có thể giám sát điều khiển từ xa thông số môi trường sản xuất Các kết luận hướng phát triển 6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BẢN SAO KỸ THUẬT SỐ Chương giới thiệu khái niệm, đặc điểm, ứng dụng lợi ích vượt trội kỹ thuật số 1.1 Bản kỹ thuật số gì? Cơng nghệ kỹ thuật số kỹ thuật số ảo vật thể hay mô hình thực tế, khác với mơ số thông thường, kỹ thuật số thơng minh có khả thu nhận phân tích nguồn liệu lớn, đa dạng từ vật thể thực tế Giữa vật thể thực tế có luồng liệu (dataflow) thơng qua cảm biến hệ thống thực tế, cập nhật để theo dõi trạng thái hệ thống theo thời gian thực Nói cách khác, cơng nghệ kỹ thuật số tích hợp trí tuệ nhân tạo, học máy phân tích phần mềm với liệu để tạo mơ hình mơ số sống cập nhật thay đổi đối tượng vật lý thay đổi Hình 1.1 Bản kỹ thuật số 1.2 Bản kỹ thuật số mang đến lợi ích gì? Để hiểu rõ kỹ thuật số ta xem hoạt động mơ hình số máy bơm nước hình : Hình 1.2 Ví dụ đơn giản kỹ thuật số Mơ hình ngun lý thực kỹ thuật số cho ví dụ thể hình dưới: Hình 1.3 Mơ hình ngun lý thực kỹ thuật số Bản kỹ thuật số mang lại số lợi ích sau: 1.3 Xác định rủi ro nhanh chóng Tăng cường khả dự đoán Giám sát từ xa Tăng khả làm việc nhóm Tiết kiệm chi phí Kiến trúc hệ thống kỹ thuật số Hình 1.4 minh họa liệu / thông tin chuyển từ hệ thống vật lý hệ thống vật lý kép (Lớp 1) đến đám mây (Lớp 5) nơi lưu trữ kho thơng tin truy cập khơng gian mạng Thơng tin truyền từ đám mây đến hệ sinh thái vật lý Kiến trúc, lớp thứ tư nó, có liệu tùy chọn cho chức chuyển đổi thông tin Lớp thứ sáu chứa phần mềm mô mô ứng dụng khác sử dụng thơng tin từ vật lý Hình 1.4 Kiến trúc hệ thống cho kỹ thuật số 1.4 Các công nghệ, kỹ thuật liên quan đến kỹ thuật số 1.5 Ứng dụng kỹ thuật số thực tiễn 1.5.1 Ứng dụng công nghệ Digital Twins lĩnh vực y tế Trong chẩn đoán chữa trị người bệnh, kỹ thuật số 3D hoàn chỉnh toàn thể người tạo từ thông tin đầu hệ thống tia X, MRI siêu âm Bản dùng để chẩn đoán, đánh giá chữa trị bệnh cho bệnh nhân Dữ liệu 3D khung xương dùng để tạo dựa công nghệ in 3D hay việc tạo hoàn chỉnh trái tim người giúp đưa chẩn đốn xác tìm phương pháp chữa trị tim hiệu 10 Hình 1.6 Bản kỹ thuật số ứng dụng y tế 1.5.2 Ứng dụng công nghệ kỹ thuật số công nghiệp Đối với lĩnh vực công nghiệp sản xuất, công nghệ kỹ thuật số ứng dụng nhiều nhiều lĩnh vực thiết bị sản xuất, thiết kế dây chuyền sản xuất tối ưu hóa quy trình sản xuất, cho phép công ty kiểm tra sản xuất theo quy định họ, phát lỗi hư hỏng tạo sản phẩm hiệu Cấu trúc sản phẩm mơ tạo nhằm tìm cách nâng cao suất chất lượng Hình 1.7 Bản kỹ thuật số ứng dụng công nghiệp 1.5.3 Ứng dụng công nghệ kỹ thuật số thiết kế xây dựng thành phố thông minh (smart city) 11 Các thành phố thông minh ứng dụng cơng nghệ Bản kỹ thuật số giải tốt vấn đề tắc nghẽn giao thông, bố trí sử dụng lương mặt trời, tối ưu hóa chi phí di chuyển, lượng góp phần lập kế hoạch đầu tư thực tế Hình 1.8 Bản kỹ thuật số ứng dụng Smart City 1.5.4 Bản kỹ thuật số nông nghiệp thông minh Bản kỹ thuật số đưa phương thức canh tác thông minh lên cấp độ suất canh tác tính bền vững Sử dụng Bản kỹ thuật số làm phương tiện trung tâm để quản lý trang trại cho phép tách rời luồng vật chất khỏi việc lập kế hoạch kiểm sốt Hình 1.9 Bản kỹ thuật số ứng dụng Smart City 1.5.5 Tạo kỹ thuật số Trái Đất để đối phó thảm họa 12 Các nhà khoa học đến từ Liên minh châu Âu (EU) tiến hành chương trình ạo mơ kỹ thuật số tồn Trái Đất Mục đích họ lập mơ hình xu hướng khí hậu có khả gây thảm họa Dự án mang tên Destination Earth[3] nỗ lực nhằm góp sức trung hịa carbon vào năm 2050 dự kiến kéo dài 10 năm Dự án khai thác tiềm mơ hình kỹ thuật số với nguồn tài nguyên Trái Đất tượng liên quan biến đổi khí hậu, môi trường biển, vùng cực băng quyển, quy mơ tồn cầu, đẩy nhanh chuyển giao lượng xanh, đồng thời giúp lên kế hoạch đối phó suy thối mơi trường thiên tai Hình 1.9 Bản kỹ thuật số Trái Đất 1.6 Ứng dụng kỹ thuật số giới Trong biểu đồ phát triển công nghệ Gartner năm 2018, kỹ thuật số nằm đỉnh kỳ vọng số công nghệ số Bản kỹ thuật số dự báo công nghệ giai đoạn 5-10 năm sau 13 Hình 1.10 Biểu đồ phát triển cơng nghệ Gartner năm 2018 Hình 1.11 Biểu đồ thị trường Digital Twin theo khu vực Kết luận chương 1.7 Bản kỹ thuật số giải pháp tiên tiến ứng dụng công nghệ số giải nhiều tốn khó nhiều lĩnh vực Bản kỹ thuật số giúp cho hoạt động giới thực đồng xác với tham gia mơi trường số Bản kỹ thuật số có tiềm dự báo phát triển mạnh thời gian tới Trong chương tiếp theo, học viên nghiên cứu, phân tích sâu việc áp dụng kỹ thuật số lĩnh vực Nông nghiệp, lĩnh vực sản xuất đóng vai trị quan trọng kinh tế Việt Nam cịn tồn nhiều tốn khó quy mơ lớn cần có tham gia giải giải pháp công nghệ tiên tiến thời gian tới CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BẢN SAO KỸ THUẬT SỐ TRONG LĨNH VỰC SẢN XUẤT NƠNG NGHIỆP Chương trình bày ứng dụng kỹ thuật số lĩnh vực nơng nghiệp Đầu chương, học viên phân tích vấn đề lớn gặp phải lĩnh vực sản xuất nơng nghiệp nói chung mà cơng nghệ số với giải pháp kỹ thuật số giúp giải Tiếp đó, chương trình bày tiềm ứng dụng kỹ thuật số khía cạnh khác sản xuất nơng nghiệp hoạt động tưới tiêu, hoạt động nuôi trồng, hoạt động chế biến sau thu hoạch Để nhấn mạnh cho cần thiết cho nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật số Việt Nam học viên phân 14 tích số đặc trưng nông nghiệp Việt Nam tiềm tính khả thi việc giải kỹ thuật số 2.1 Những thách thức gặp phải sản xuất nông nghiệp xu hướng ứng dụng công nghệ số nông nghiệp Một thách thức toàn cầu làm để đảm bảo an ninh lương thực cho dân số ngày tăng giới đồng thời đảm bảo phát triển bền vững lâu dài Theo Tổ chức Nông lương, sản xuất nông nghiệp thực phẩm cần phải phát triển để cung cấp cho dân số giới, đạt khoảng 10 tỷ người vào năm 2050 [5] Do gia tăng dân số giới nhu cầu thị trường số lượng tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm cao hơn, vấn đề an ninh lương thực, tính bền vững, suất lợi nhuận trở nên quan trọng Hơn nữa, áp lực kinh tế ngành nông nghiệp, vấn đề lao động, môi trường biến đổi khí hậu ngày gia tăng Do đó, việc nâng cao hiệu thông qua công nghệ kỹ thuật thơng minh tích hợp hiệu xem xét rộng rãi năm gần 2.2 Bản kỹ thuật số nông nghiệp giải vấn đề gì? Hệ thống vật lý hay giới vật chất nông nghiệp môi trường phức tạp động bao gồm thông tin đặc tính đối tượng thiết bị hình dạng, vị trí, vật liệu đối tượng sống [9] Hệ thống vật lý thành phần quan trọng cặp kỹ thuật số, thành phần riêng lẻ đối tượng toàn đối tượng với thành phần nằm môi trường vật chất Hình 2.1 Sơ đồ khái niệm kỹ thuật số cho nông nghiệp Trong hệ thống canh tác thơng minh, nơng dân giám sát điều khiển hoạt động từ xa, dựa thông tin kỹ thuật số (gần) thời gian thực thay quan sát trực tiếp công việc thủ công chỗ Do đó, nơng dân tự động thơng báo có vấn đề, điều dự kiến xảy sai sót Sau bàn làm việc điện thoại thơng minh, 15 họ kiểm tra tình hình trường ổn định cách xem hình ảnh kỹ thuật số phong phú thực vật, động vật máy móc liên quan 2.3 2.3.1 Cách áp dụng kỹ thuật số nông nghiệp nào? Bản kỹ thuật số ứng dụng theo dõi đất công tác tưới tiêu Một kỹ thuật số hệ thống đất hệ thống tưới tiêu canh tác cung cấp dự báo hiểu biết nhu cầu nước thành phần đất để canh tác trồng Sức khỏe suất trồng phụ thuộc vào chất lượng đặc tính đất Theo dõi đánh giá chất lượng đất để trì suất trồng sở chiến lược sử dụng đất trang trại nông nghiệp Thông tin chi tiết đất nông nghiệp làm giảm tỷ lệ sử dụng phân bón hóa học thuốc trừ sâu, cải thiện nước đất, bảo vệ môi trường sức khỏe người 2.3.2 Bản kỹ thuật số ứng dụng trình canh tác Việc sử dụng công cụ kỹ thuật số canh tác, đặc biệt máy móc nơng nghiệp, ví dụ máy kéo, máy gặt đập liên hợp, phân bón máy phun, đóng vai trị quan trọng việc nâng cao hiệu tổng thể cách giảm chi phí nhiên liệu, phân bón, sức lao động người Số hóa đại hóa sách ứng dụng quản lý máy móc nơng nghiệp cách sử dụng thông tin thu thập phương pháp phân tích liệu tiên tiến Nó cho phép tối ưu hóa hiệu suất tăng cường sử dụng cơng cụ tiên tiến sản xuất Hình 2.2 Kiến trúc khái niệm kỹ thuật số cho canh tác 2.3.3 Bản kỹ thuật số ứng dụng quy trình sau thu hoạch Quá sau thu hoạch giai đoạn nông sản sau thu hoạch tiêu thụ sản phẩm bao gồm nhiều khâu như: vận chuyển, làm khô, làm mát, bảo quản Thông qua phương pháp canh tác kỹ thuật số, quy trình sau thu hoạch hưởng lợi từ 16 việc giảm thất thoát, cải thiện việc giám sát tối ưu hóa q trình chế biến thực phẩm, điều kiện bảo quản, tiếp thị, phân phối vận chuyển Hình 2.3 Ứng dụng kỹ thuật số theo dõi sau thu hoạch xoài Quá trình xử lý sau thu hoạch cải thiện thông qua việc áp dụng giải pháp kỹ thuật số vài năm qua Tuy nhiên, việc sử dụng mơ hình kỹ thuật số ý nhiều chế biến thực phẩm sau thu hoạch dự đoán chất lượng sản phẩm tương lai giảm chi phí Bản kỹ thuật số quy trình sau thu hoạch phát triển để tạo mơ hình, tối ưu hóa, đại diện mô tả đặc điểm thiết kế thơng số vận hành chất lượng, an tồn, thành phần, thời hạn sử dụng tình trạng sản phẩm 2.4 Kiến trúc kỹ thuật số nông nghiệp Bản kỹ thuật số nông nghiệp có kiến trúc dựa mơ hình kiến trúc hệ thống kỹ thuật số nói chung đề cập chương luận văn Các điểm đặc trưng đối tượng giám sát đối tượng sản xuất nơng nghiệp có vịng đời sống sinh học phụ thuộc nhiều vào yếu tố môi trường tự nhiên 2.5 2.5.1 - Tình hình ứng dụng kỹ thuật số nông nghiệp giới Việt Nam Trên giới Một số giải pháp điển hình Phát triển theo chiều dọc bước đột phá sản xuất nơng nghiệp, có hướng áp dụng cơng nghệ thuỷ canh; hệ thống canh tác thuỷ sản tháp canh tác Trang trại đô thị đơn giản khu vườn truyền thống ngồi trời, phức tạp nơng trại theo chiều dọc nhà, mà người nơng dân hướng phát triển không gian ba chiều Điểm đáng ý, Infarm - cơng ty khởi nghiệp có trụ sở Berlin (Đức) xây dựng hệ thống nông nghiệp thị theo cách thức khác, trang trại mô-đun đặt 17 địa điểm hướng tới khách hàng, trường học, cửa hàng tạp hóa, nhà hàng trung tâm mua sắm, cho phép khách hàng tự chọn sản phẩm - Một số giải thưởng bật hướng Bản kỹ thuật số cho nông nghiệp thông minh Viện Công nghiệp Thông tin Đài Loan (III) bình chọn vào danh sách Giải thưởng Top 100 nghiên cứu phát triển công nghệ giới (R&D 100 Awards) Thông qua công nghệ “Bản kỹ thuật số cho nông nghiệp thông minh”, nơng dân chọn tham số thiết bị dựa kinh nghiệm quan sát chỗ, ngồi cịn tiến hành dự đốn mơ trước sửa đổi để đưa phán đoán tối ưu Trong công nghệ kỹ thuật số, trí tuệ nhân tạo (AI) học hỏi kinh nghiệm kiến thức nông dân để đạt hiệu hỗ trợ hoạt động, tối ưu hóa định Với ứng dụng này, dự kiến người nơng dân giảm bớt 50% chi phí tăng 30% hiệu sản xuất [2] 2.5.2 - Việt Nam Các doanh nghiệp cung cấp giải pháp lớn Điển hình mơ hình canh tác lúa thơng minh Tập đoàn Rynan Holding JSC khởi đầu Trà Vinh đến lan rộng sang nhiều địa phương khác Với mơ hình này, việc quản lý, kiểm soát nguồn nước hệ thống phao điểm quan trắc nước thông minh Đồng thời, sử dụng hệ thống bơm tưới thông minh việc điều khiển từ xa qua mạng internet sử dụng loại phân bón thơng minh canh tác lúa Bên cạnh loạt mơ hình sản xuất nơng nghiệp thông minh khác như: Tưới nước thông minh, tự động cảm biến áp dụng Cần Thơ, Bến Tre; Làm phẳng mặt ruộng công nghệ laser áp dụng Long An, An Giang, Bạc Liêu; Mô hình ln canh lúa - tơm vùng ven biển thực Cà mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng, Trà Vinh; Kỹ thuật tưới ướt - khô xen kẽ thực Cần Thơ, Hậu Giang, An Giang, Vĩnh Long, Đồng Tháp, Bạc Liêu… - Các địa phương áp dụng nhiều Theo thống kê, nước có khu nông nghiệp công nghệ cao Hậu Giang, Phú Yên, thành phố Hồ Chí Minh, Lâm Đồng Bạc Liêu 46 doanh nghiệp cấp giấy chứng nhận Doanh nghiệp nông nghiệp ứng dụng CNC Các khu nông nghiệp ứng dụng CNC chủ yếu tập trung thực hoạt động ứng dụng thành tựu nghiên cứu phát triển CNC vào lĩnh vực nông nghiệp để thực nhiệm vụ: Chọn tạo, nhân giống trồng, giống vật ni cho suất, chất lượng cao; Phịng, trừ dịch bệnh; Trồng trọt, chăn nuôi đạt hiệu cao; Tạo loại vật tư, máy móc, thiết bị sử dụng nông nghiệp; Bảo quản, chế biến 18 sản phẩm nông nghiệp; Phát triển doanh nghiệp nông nghiệp ứng dụng CNC phát triển dịch vụ CNC phục vụ nơng nghiệp Mơ hình kỹ thuật số chưa nghiên cứu hay triển khai ứng dụng lĩnh vực nông nghiệp 2.6 Ứng dụng kỹ thuật số sản xuất Nông nghiệp Việt Nam – giải pháp cho thách thức đặt với NNVN Học viên nhận thấy việc sử dụng cơng nghệ kỹ thuật số giải thách thức trên, ý tưởng thực kỹ thuật số sau: Chuyển đổi số đối tượng quy trình sản xuất lên môi trường cloud, ‒ lập lịch chi tiết thco hoạt động sản xuất, ‒ Ứng dụng linh hoạt (Adaptive) nhân công Internet vạn vật (IoT: Internet of Things) phù hợp với toán cụ thể việc thu thập liệu từ môi trường thực tế, ‒ Đưa kỹ thuật dự báo với hỗ trợ trí tuệ nhân tạo (AI: Artificial Intelligent) để kiểm soát bất thường, Giám sát tuân thủ hoạt động thực tế với quy trình số nhằm phát sai lệch Bản kỹ thuật số đối tượng nông nghiệp hoạt động môi trường số đối ‒ ‒ tượng sống nơng nghiệp (cây/con), có khả sinh lời nhắc hướng dẫn nhân công thực tác vụ cụ thể 2.7 Kết luận chương Việc sử dụng công nghệ kỹ thuật số giúp nhà quản lý trang trại nông nghiệp nâng cao hiệu quả, sản lượng giảm tổn thất Bản kỹ thuật số coi hệ số hóa lĩnh vực nơng nghiệp Mơ hình kỹ thuật số sử dụng cho giám sát đất tưới tiêu, canh tác, rơ bốt máy móc nông trại chế biến thực phẩm sau thu hoạch Bản kỹ thuật số ứng dụng rộng rãi lĩnh vực nông nghiệp nước tiên tiến chưa nghiên cứu ứng dụng Việt Nam Chương học viên thực xây dựng thử nghiệm mơ hình kỹ thuật số nông nghiệp nhằm kiểm nghiệm khả thiết kế, thực triển khai giải pháp, kiểm nghiệm tính khả thi, phát vấn đề đặt cần giải trình ứng dụng kỹ thuật số nơng nghiệp để có khuyến nghị phù hợp CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM ÁP DỤNG BẢN SAO KỸ THUẬT SỐ CHO MƠ HÌNH TRANG TRẠI THU NHỎ 19 Chương này, học viên trình bày mục tiêu thử nghiệm phân tích, thiết kế, thử nghiệm hệ thống 3.1 Đặt vấn đề 3.2 Mục tiêu thử nghiệm - Hiểu sâu lý thuyết hệ thống kỹ thuật số trình bày chương trước, - Kiểm nghiệm công nghệ liên quan vấn đề phát triển, tích hợp mơ hình kỹ thuật số, - Đưa đề xuất khuyến nghị Xác định yêu cầu tốn 3.3 - Xây dựng mơ hình kỹ thuật số cho khu vực sản xuất Nơng nghiệp thu nhỏ (3 loại trồng có nhu cầu chăm sóc khác nhau) Có thể giám sát điều khiển từ xa thông số môi trường sản xuất 3.4 - Mơ hình kiến trúc tn thủ mơ hình hệ thống kỹ thuật số - Giao diện người dùng trực quan, dễ dùng - Chủ động chế tạo thiết bị phát triển phần mềm Xây dựng mơ hình triển khai cho hệ thống 3.4.1 Các tác nhân Hình 3.1: Các tác nhân hệ thống kỹ thuật số nông nghiệp 3.4.2 Đặc tả yêu cầu chức 20 Trong hệ thống gồm chức sau: - 3.5 Đăng nhập/Đăng xuất Bật/tắt bóng đèn chiếu sáng Bật/tắt máy bơm nước Xem thơng tin trồng (Nhiệt độ, độ ẩm đất, ánh sáng) Thiết kế hệ thống chạy thử nghiệm/demo Trong khuôn khổ luận văn, học viên xây dựng hệ thống quản lí trang trại thu nhỏ (ít loại trồng khác nhau) Các thành phần hệ thống gồm: • máy tính chạy hệ điều hành mac OS cài chương trình trình đóng vai trò server - sở liệu hệ thống đặt máy tính • Khối thiết bị iot gồm : ESP32 - wifi Module cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT21 Module cảm biến độ ẩm đất Relay điều khiển 5V - Nguồn dự phòng Hình 3.2 Giao diện web 3D tắt đèn hiển thị thơng tin trồng 21 Hình 3.3 Giao diện web 3D bật đèn hiển thị thông tin trồng 3.6 Kết luận chương Trong thử nghiệm học viên giới hạn nghiên cứu với số đối tượng giám sát tương đối nhỏ với thông số đặc trưng (nhiệt độ, độ ẩm đất, ánh sáng), qua trình xây dựng học viên thấy việc thiết kế thực giải pháp kỹ thuật số khả thi kỹ thuật Các kỹ thuật công nghệ liên quan đến kỹ thuật số tự xây dựng mua dễ dàng thị trường Việt Nam Hiện tại, giải pháp dừng lại việc tạo kỹ thuật số, thao tác điều khiển nhằm thay đổi thông số môi trường thực địa người chủ động thực Một số vấn đề gặp phải triển khai thiết bị IoT thực địa khả cấp nguồn nuôi, khoảng cách thu phát tín hiệu tự cảm biến đền thu tín hiệu, độ bền ổn định thiết bị cần nghiên cứu kỹ hơn, thử nghiệm linh kiện sử dụng linh kiện dễ mua từ thị trường Việt Nam nên hoạt động thơng số đo cịn chưa thật xác KẾT LUẬN Những kết đạt luận văn Hướng nghiên cứu 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO  Tài liệu tiếng Anh [1] Alves, R.G.; Souza, G.; Maia, R.F.; Tran, A.L.H.; Kamienski, C.; Soininen, J.P.; Aquino, P.T.; Lima, F A digital twin for smart farming In Proceedings of the 2019 IEEE Global Humanitarian Technology Conference (GHTC), Santa Clara, CA, USA, 8–11 September 2022; pp 1–4 [2] Burgos, D.; Ivanov, D Food retail supply chain resilience and the COVID-19 pandemic: A digital twin-based impact analysis and improvement directions Transp Res E Logist Transp Rev 2021, 152, 102412 [3] Defraeye, T.; Tagliavini, G.; Wu, W.; Prawiranto, K.; Schudel, S.; Kerisima, M.A.; Verboven, P.; Bühlmann, A Digital twins probe into food cooling and biochemical quality changes for reducing losses in refrigerated supply United Nations chains Resour Conserv Recycl 2019, 149, 778–794 [4] Food and Agriculture Organization of the (FAO) Transforming Food and Agriculture to Achieve the SDGs; FAO: Rome, Italy, 2018 [5] Juarez, M.G.; Botti, V.J.; Giret, A.S Digital Twins: Review and Challenges J Comput Inf Sci Eng 2021, 21, 030802 [6] Mehrabi, Z.; McDowell, M.J.; Ricciardi, V.; Levers, C.; Martinez, J.D.; Mehrabi, N.; Wittman, H.; Ramankutty, N.; Jarvis, A The global divide in datadriven farming Nat Sustain 2021, 4, 154–160 [7] Nasirahmadi, A.; Hensel, O Department of Agricultural and Biosystems Engineering, University of Kassel, Toward the Next Generation of Digitalization in Agriculture Based on Digital Twin Paradigm Sensors 2022, 22, 498 https://doi.org/ 10.3390/s22020498 [8] during Nasirahmadi, A.; Wilczek, U.; Hensel, O Sugar Beet Damage Detection Harvesting Using Different Models Agriculture 2021, 11, 1111 Convolutional Neural Network 23 [9] Tao F, Sui F, Liu A, Qi Q, Zhang M, Song B, Guo Z, Nee LuSCY, AY, (2019) Digital twin-driven product design framework Int J Prod Res 57(12):3935–3953 [10] Wolfert, S.; Ge, L.; Verdouw, C.; Bogaardt, M.J Big Data in Smart Farming— A review Agric Syst 2017, 153, 69–80 [11] https://en.wikipedia.org/wiki/Destination_Earth_(European_Union) [12] https://www.kbvresearch.com/digital-twin-market/  Website [13] [14] https://digital.fpt.com.vn/linh-vuc/nganh-nong-nghiep-thoi-dai-so.html https://nspp.mofa.gov.tw/nsppvn/news.php? post=165021&unit=444&unitname=Tin-t%E1%BB%A9c-ch%C3%ADnh-ph %E1%BB%A7&postname=B%E1%BA%A3n-sao-k%E1%BB%B9-thu%E1%BA %ADt-s%E1%BB%91-cho-n%C3%B4ng-nghi%E1%BB%87p-th%C3%B4ng-minhc%E1%BB%A7a-Vi%E1%BB%87n-C%C3%B4ng-nghi%E1%BB%87p-Th %C3%B4ng-tin-%C4%90%C3%A0i-Loan-gi%C3%A0nh-Gi%E1%BA%A3i-th %C6%B0%E1%BB%9Fng-R&D-Awards[15] https://hshop.vn/products/cam-bien-anh-sang-quang-tro-2 [16] https://hshop.vn/products/cam-bien-do-am-dat-2 [17] https://hshop.vn/products/cam-bien-do-am-nhiet-do-dht21 [18] https://hshop.vn/products/kit-rf-thu-phat-wifi-ble-esp32-nodemcu-luanode32ai-thinker ... 1.6 Bản kỹ thuật số ứng dụng y tế 1.5.2 Ứng dụng công nghệ kỹ thuật số công nghiệp Đối với lĩnh vực công nghiệp sản xuất, công nghệ kỹ thuật số ứng dụng nhiều nhiều lĩnh vực thiết bị sản xuất, ... NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BẢN SAO KỸ THUẬT SỐ TRONG LĨNH VỰC SẢN XUẤT NƠNG NGHIỆP Chương trình bày ứng dụng kỹ thuật số lĩnh vực nông nghiệp Đầu chương, học viên phân tích vấn đề lớn cịn gặp phải lĩnh. .. Hình 1.7 Bản kỹ thuật số ứng dụng công nghiệp 1.5.3 Ứng dụng công nghệ kỹ thuật số thiết kế xây dựng thành phố thông minh (smart city) 11 Các thành phố thông minh ứng dụng công nghệ Bản kỹ thuật