Nghiên cứu, xây dựng hệ thống tích hợp đa cảm biến hỗ trợ giám sát các thông số môi trường nước lợ tại trang trại nuôi tôm khu vựcTp. Hồ Chí Minh

Bộ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HỊ CHÍ MINH BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐÈ TÀI NCKH VÀ PTCN CÁP Bộ NĂM 2019 NGHIÊN CỨU, XÂY DựNG HỆ THỐNG TÍCH HỢP ĐA CẢM BIÉN HÕ TRỢ GIÁM SÁT CÁC THƠNG SĨ MƠI TRƯỜNG NƯỚC LỢ TẠI TRANG TRẠI NI TƠM KHU vực TP HỒ CHÍ MINH Cơ quan chủ trì đề tài: TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HỊ CHÍ MINH Chủ nhiệm đề tài: TS BÙI THƯ CAO Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2019 Bộ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH sofflcg BÁO CÁO KẾT QUẢ THựC HIỆN ĐÈ TÀI NCKH VÀ PTCN CẤP BỌ NĂM 2019 “Nghiên cứu, xây dựng hệ thống tích hợp đa cảm biến hỗ trợ giám sát thông số môi trường nước lợ trang trại ni tơm khu vực TP Hồ Chí Minh” Cơ quan chủ trì đề tài: TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH Chủ nhiệm đề tài: TS BÙI THƯ CAO Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2019 Bộ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỊ CHÍ MINH BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐÈ TÀI NCKH VÀ PTCN CÁP Bộ NĂM 2019 “Nghiên cứu, xây dựng hệ thong tích hợp đa cảm biến hỗ trợ giám sát thông số môi trường nước lợ trang trại ni tơm khu vực TP Hồ Chí Minh” (Thực theo Hợp đồng sổ 055.2018.ĐT.BO/HĐKHCN, ký ngày 08 tháng năm 2018 Bộ Công Thương Trường Đại học Công Nghiệp TP.HỒ Chỉ Minh) Mã số: / Chủ nhiệm đề tài TS Bùi Thư Cao , Thư ký đề tài TS Ong Mầu Dũng Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2019 iii BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM (trang bìa) BÁO CÁO TỔNG KẾT NHIỆM VỤ CẤP BỘ NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG HỆ THỐNG TÍCH HỢP ĐA CẢM BIẾN HỖ TRỢ GIÁM SÁT CÁC THÔNG SỐ MÔI TRƯỜNG NƯỚC LỢ TẠI TRANG TRẠI NUÔI TÔM KHU VỰC TP HỒ CHÍ MINH Cơ quan chủ quản: Bộ Cơng Thương Cơ quan chủ trì: Trường Đại Học Công Nghiệp TP HCM Chủ nhiệm nhiệm vụ: TS Bùi Thư Cao Thời gian thực hiện: 01/2018-06/2019 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2019 i BỘ CƠNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HCM (trang giáp bìa) BÁO CÁO TỔNG KẾT NHIỆM VỤ CẤP BỘ NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG HỆ THỐNG TÍCH HỢP ĐA CẢM BIẾN HỖ TRỢ GIÁM SÁT CÁC THÔNG SỐ MÔI TRƯỜNG NƯỚC LỢ TẠI TRANG TRẠI NI TƠM KHU VỰC TP HỒ CHÍ MINH Cơ quan chủ quản: Bộ Cơng Thương Cơ quan chủ trì: Trường Đại Học Công Nghiệp TP HCM Chủ nhiệm nhiệm vụ: TS Bùi Thư Cao Thời gian thực hiện: 01/2018-06/2019 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2019 (trang nhan đề) ii DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THAM GIA THỰC HIỆN NHIỆM VỤ TT Họ tên Cơ quan/tổ chức Bùi Thư Cao Đại Học Công Nghiệp TP HCM iii Lời cảm ơn Lời xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM, Phịng QLKH&HTQT động viên, khích lệ tạo điều kiện tốt cho tơi suốt q trình nghiên cứu, hồn tất đề tài Tơi xin gửi lời cảm ơn đến công KS Trần Mạnh Tiến, Trung tâm Dịch vụ Phân tích Thí nghiệm Thành phố Hồ Chí Minh KS Phạm Nguyễn Quốc Tiến hỗ trợ tham gia tích cực nhóm nghiên cứu để hồn thành đề tài Tơi xin gửi lời cam ơn chân thành đến anh Dương Đức Trọng, giám đốc điều hành, Tập Đoàn Việt Úc – chi nhánh Bạc Liệu anh Nguyễn Trọng Huy, giám đốc công ty TNHH Đầu Tư Thủy Sản Huy Thuận - Trung Tâm Sản Xuất Tơm Giống Huy Thuận-Bình Đại, Bến Tre Đây công ty giúp đở chúng tơi nhiều việc hồn thiện sản phẩn Đặc biệt xn gửi lời cảm ơn chân thành đến anh Võ Văn Hai (Điện thoại: 0335529184), chủ trang trại nôi tôm ấp An lộc, Xã Tam Thơn Hiệp, Huyện Cần Giờ, TP Hồ Chí Minh, người hỗ trợ tận tình cho nhóm nghiên cứu làm khảo nghiệm trang trại ni tơm iv Tóm tắt kết thực nhiệm vụ Mục đích đề tài “Nghiên cứu, xây dựng hệ thống tích hợp đa cảm biến hỗ trợ giám sát thông số môi trường nước lợ trang trại nuôi tôm khu vực TP Hồ Chí Minh” làm chủ cơng nghệ giám sát môi trường nuôi tôm nước lợ sở áp dụng công nghệ giám sát tự động để nâng cao hiệu sản xuất góp phần thúc đẩy việc ứng dụng công nghệ nước đáp ứng nhu cầu nuôi tôm công nghệ cao phục vụ xuất Nội dung gồm 06 chương: Nội dung Tìm hiểu tổng quan q trình giám sát thơng số mơi trường q trình ni tơm Trong nơi dung nhóm nghiên cứu khảo sát mơ hình qui trình ni tơm Cần Giờ, Bạc Liêu Bến Tre Từ xác định mơ hình qui trình giám sát thơng số mơi trường nước ao tôm Nội dung Thực nghiên cứu khảo sát nguyên lý hoạt động loại máy đo đạc cho 05 số môi trường nước máy đo độ PH, độ hòa tan oxy, độ mặn, độ đục nhiệt độ Từ chọn lựa chủng loại cảm biến giám sát tự động online cho 05 thông số môi trường nước Nội dung Trên sở 05 cảm biến môi trường chọn lựa chương 2, nhóm nghiên cứu lựa chọn công nghệ truyền xử lý liệu thu từ phản hồi cảm biến đáp ứng yêu cầu đo đạc vùng địa lý khác Nội dung Trên sở 05 loại cảm biến chọn chương kỹ thuật truyền xử lý liệu thu lựa chọn chương 3, nhóm nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống trạm tích hợp đa cảm biến, thu nhận liệu gửi hệ thống máy chủ giám sát thông số môi trường online sử dụng kết nối IoT cơng nghệ điện tốn đám mây Nội dung Sau hệ thống lắp đặt hiệu chỉnh khảo nghiệm, đưa đến áp dụng thử nghiệm doanh nghiệp nuôi tôm Kết cho thấy liệu đo đạc đáp ứng yêu cầu độ xác thời gian xử lý Nội dung Viết báo cáo tổng hợp nội dung thực Phương pháp thực hiện: theo bước sau Bước Xác định thông số đầu vào tốn thiết kế Trong thơng số đầu vào loại cảm biến với thông số chọn lựa chương 2, môi trường nuôi tôm nước lợ địa bàn khu vực đồng Thông số đầu liệu thông số môi trường lưu trữ Cloud thị web Bước Thiết kế mô hình phác thảo hệ thống trạm tích đa cảm biến Từ thiết kế sơ đồ khối sơ đồ nguyên lý cho toàn hệ thống Bước Tiến hành lắp đặt, hiệu chỉnh khảo nghiệm hệ thống Bước Triển khai áp dụng thực tế hiệu chỉnh tối ưu hóa hệ thống Kết quả, đầu dị tích hợp thiết kế lắp đặt nhỏ gọn, đóng võ nhựa để chống nước v chống va đập trình sử dụng Hệ thống cấu chấp hành gồm tay máy trục xoay động cuộn đưa đầu dò lên xuống thực đo xử lý vệ sinh đầu dò Hệ thống trạm tích hợp đa cảm biến hoạt động tốt, chịu mưa, gió có độ xác ỗn định cao Trên sở đó, nhóm nghiên cứu viết báo thể nghiên cứu cải tiến máy đo độ mặn phương pháp điện cực không tiếp xúc Bài báo đăng tạp chí cấp Trường Đại Học Cơng Nghiệp TP HCM Kết luận, đề tài đạt mục tiêu đề xây dựng hệ thống giám sát tích hợp đa cản biến online thông số môi trường nước lợ, ứng dụng cơng nghệ tự động hóa IoT nuôi tôm công nghệ cao để nâng cao hiệu sản xuất Bên cạnh đề tài xây dựng phương pháp thiết kế cảm biến đo độ mặn phương pháp điện cực không tiếp xúc, sử dụng nguyên lý đo suy hao công suất sóng microwave Một số điểm đóng góp bật đề tài: Ghép tích hợp đa cảm biến đo online thông số môi trường truyền dẫn sóng vơ tuyến lên Cloud để giám sát online thông số môi trường nước ao ni tơm Sử dụng nước làm đầu dị cảm biến cách đơn giản, giúp trì ổn định độ xác thiết bị đo, đồng thời làm tăng thời gian sử dụng thiết bị Với ý tưởng xây dựng trạm tích hợp đa cảm biến đề tài phát triển rộng lĩnh vực nuôi trồng thủy sản, nuôi: tôm, cá, cua, Hướng phát triển tài: - Cần bổ xung thêm tính hiển thị đồ thị cảnh báo qua tin nhắn sms cho bà ni tơm có cố thơng số môi trường vượt ngưỡng - Triển khai phát triển hệ thống trạm cảm biến đo độ mặn nhỏ gọn hơn, để dễ dàng cho q trình vận chuyển bảo trì hệ thống - Hệ thống trạm tích hợp đa cảm biến ứng dụng rộng rải nuôi trồng thủy sản nông nghiệp thơng minh vi MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH ix DANH MỤC BẢNG xii MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu Chương Giới thiệu tổng quan 1.1 Hiện trạng nước việc ứng dụng quan trắc môi trường nuôi tôm 1.2 Hiện trạng nước việc ứng dụng quan trắc môi trường nuôi tôm 1.3 Đánh giá thực trạng việc sử dụng công cụ giám sát môi trường nước ao nuôi tôm 1.4 Lý cần thực đề tài Chương Nghiên cứu tổng quan 10 2.1 Nghiên cứu qui trình cơng nghệ nuôi tôm 10 2.1.1 Mơ hình qui trình ni tơm 10 2.1.2 Mơ hình hệ thống giám sát 12 2.1.3 Qui trình giám sát thơng số mơi trường nước 12 2.2 Nghiên cứu lựa chọn loại cảm biến thơng số mơi trường nước cho q trình ni tơm 15 2.2.1 Cảm biến đo độ pH 15 2.2.2 Cảm biến nồng độ Oxy hòa tan (DO) 19 2.2.3 Cảm biến độ mặn 24 2.2.4 Cảm biến độ đục 28 2.2.5 Cảm biến nhiệt độ 31 Chương Nghiên cứu, lựa chọn công nghệ truyền xử lý liệu thu từ phản hồi thiết bị đo 33 3.1 Khảo sát lựa chọn mô đun truyền thông không dây 33 vii 1.2 .1.5 (ku i fui .Cfti1 , thay mặt tập thể tác giả trình bày kết nghiên cứu 1.3 PGS.TS Đỗ Hồng Tuấn công tác Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh uỷ viên phản biện TS Võ Hoàng Duy công tác Trường Đại học Tôn Đức Thăng TP Hơ Chí Minh uỷ viên phản biện đọc nhận xét (có văn kèm theo) Hội đồng đặt câu hỏi, trao đổi, thảo luận: (ghi rõ ý kiến phát biểu người) Tác giả trả lời câu hỏi hội đồng (ghi rõ ý kiến trả lời chính) Hội đồng bỏ phiếu đánh giá Hội đồng bầu Ban kiểm phiếu với thành viên sau: 4.1 / Trưởng Ban: ỴX iZÚ ^íC.\ /^RU.Íx 4.2 / Hai uỷ viên: tìãe Hội đồng bỏ phiếu đánh giá Kết kiểm phiếu đánh giá trình bày biểu kèm theo Kết luận kiến nghị Hội đồng (để lại nội dung thích hợp) 5.1 Mức độ hoàn thành khối lượng kết nghiên cứu nhiệm vụ theo yêu cầu Hợp đồng a) Mức độ hồn thành khói lượng cơng việc - chủng loại sạn phẩm so với đặt hàng: ■ Zou.' .Mi/ ựí&w• ■ y/ívtt ,|.f .I.Ợ .C.M ĂỉM.IGm - số lượng, khối lượng sản phẩm so với đặt hàng: vơ Áyỉ-.í ỉ-s z UĨ-Z b) phương pháp nghiên cứu, báo cáo khoa học, tài liệu công nghệ - phương pháp nghiên cứu, phương pháp điều tra khảo sát, phương pháp tính tốn kỹ thuật sử^ụng; • ■ • ■■'Ịịtcqi ■ ■ • cult .ịỊ í.(,lị/.íliýz .p/ uỂíCu i;' • • • 4-ú ố ữ ẬC ẩữ.( ■ CM - Đánh giá mức độ hoàn chỉnh báo cáo khoa học, báo cáo tóm tắt, vẽ thiết kế, tư liệu công nghệ, (W ./.('Ềí Á.uk Ẩtt ứl.L âù.v í 5.2 Giá trị khoa học kểt KHCN nhiệm vụ Nêu đóng góp khoa học nhiệm vụ (nếu có); 5.3 Giá trị ứng dụng, mức độ hồn thiện cơng nghệ triển vọng áp dụng kết KHCN ò)Nễ tiêu KT-KT chủ yếu sản phẩm nghiên cứu (tương đương cao tiêu sản phắm tương tự khác - có địa trích dẫn cụ thế; Quy mô áp dụng kết nghiên cứu chứng minh hiệu kỉnh tế triển vọng áp dụng) Ỡ0A ■ ■ -lũ yáu/ựÀ CM / 5íUi .