báo cáo bài tập lớn phát triển ứng dụng iot đề tài trang trại gà chăn nuôi thông minh

2 Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu chính Phát triển một mô hình Chăn nuôi Thông minh dựa trên công nghệ IoT, nhằmcung cấp các giải pháp hiệu quả và tiên tiến cho việc quản lý và giám sát

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐẠI NAM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

-BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN: PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG IOT

ĐỀ TÀI: TRANG TRẠI GÀ CHĂN NUÔI THÔNG MINH

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Tài Tuyên

Sinh viên thực hiện:

Hà Nội 11/2023

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐẠI NAM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

-BÀI TẬP LỚN MÔN: PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG IOT

ĐỀ TÀI: TRANG TRẠI GÀ CHĂN NUÔI THÔNG MINH

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Tài Tuyên

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN iii

Mở đầu 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TRANG TRẠI GÀ SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ IOT 11

1.1 IoT là gì? 11

1.2 Lý Do Chọn Đề Tài 13

1.3 giới thiệu về hệ thống Smartfarm 14

1.3.1 Phân tích 14

1.3.2 Các trang thiết bị trong hệ thống 15

1.3.3 Khảo sát 16

1.4 Mục tiêu và lợi ích cụ thể 18

1.4.1 Mục Tiêu Cụ Thể: 18

1.4.2 Lợi Ích: 18

1.5 Các cảm biến sử dụng 19

1.6 Kiến trúc hệ thống 20

1.7 Kết luận 21

CHƯƠNG 2 THỰC TIỄN VỀ ỨNG DỤNG IOT TRONG TRANG TRẠI GÀ THÔNG MINH22 2.1 Thực trạng 22

2.2 Nhu cầu thực tế 22

2.3 Phát triển iot gửi dữ liệu trại gà 24

2.3.1 Các cảm biến và thiết bị sử dụng 25

2.3.2 Ứng dụng cảm biến chăn nuôi 25

2.4 Kết luận 33

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG SỬ DỤNG IOT PHÁT TRIỂN DỰ ÁN TRẠI GÀ THÔNG MINH.34 3.1 Cảm biến chăn nuôi trại gà là gì? 34

3.2 Ứng dụng thực tế vào hệ thống tại địa phương 34

3.2.1 Công dụng của cảm biến nhiệt độ trong trại gà thông minh 34

3.3 Ứng dụng web mobile 39

3.4 Mô hình đã xây dựng 42

3.5 Kết luận 42

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43

DANH MỤC THAM KHẢO 44

PHỤ LỤC 45

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên chúng em gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Tài Tuyên trường Đại HọcĐại Nam đã giúp chúng em thu thập được nhiều kiến thức về học phần “Phát triển ứngdụng IoT” Từ đó chúng em có được hành trang cơ bản để triển khai dự án “Ứng dụngIoT trong trang trại chăn nuôi thông minh” một cách tốt hơn Trong quá trình triển khai

cô đã hỗ trợ thêm những kiến thức mới và bên ngoài một cách ân cần, để chúng em dầnhoàn thiện hơn trong dự án Đây là sản phầm đầu tay tuy có điểm điểm tốt và bên cạnh đó

là nhiều điểm chưa tốt, nhưng chúng em đã cố gắng hết sức để tạo ra một sản phẩm tốtcùng sự giúp đỡ của cô Hy vọng sau này cố sẽ đồng hành và giúp đỡ bọn em trong tươnglai xa hơn nữa

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

hình 2 1 mô hình hoàn chỉnh _24 hình 2 2 esp 32 26 hình 2 3 dht 11 28 hình 2 4 cảm biến ánh sáng 30 hình 2 5 cảm biến chuyển động _32

hình 3 1 ứng dụng trên web 40 hình 3 2 ứng dụng trên mobile _41 hình 3 3 mô hình đã xây dựng 42

1.2 Nhu Cầu Hiện Tại và Thách Thức:

Hiện nay, ngành chăn nuôi đang đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm biến đổikhí hậu, tăng giá nguyên liệu, và yêu cầu ngày càng cao về an toàn thực phẩm Hệ thốngtruyền thống thường gặp khó khăn trong việc quản lý môi trường và theo dõi sức khỏecủa gia cầm, điều này làm tăng rủi ro về sức khỏe và giảm hiệu suất sản xuất

1.3 Lợi Ích Cụ Thể của IoT trong Trại Gà:

- Tối ưu hóa Môi Trường:

- Các cảm biến sẽ giúp theo dõi và điều chỉnh môi trường như nhiệt độ, độ ẩm,

và ánh sáng, tạo điều kiện sống tốt nhất cho gia cầm

- Quản lý Thức Ăn Hiệu Quả

- Hệ thống IoT có thể giám sát lượng thức ăn còn lại và đưa ra thông báo khicần nạp thêm, giúp giảm lãng phí và tăng hiệu suất ăn uống

- Theo Dõi Sức Khỏe và Dự Đoán Bệnh

- Các cảm biến sức khỏe sẽ theo dõi dấu hiệu bất thường và cảnh báo về cácvấn đề sức khỏe, giúp ngăn chặn bệnh truyền nhiễm và giảm tỉ lệ tử vong

- Tăng Cường Quản Lý Năng Suất

- Hệ thống theo dõi số lượng và hiệu suất sản xuất, cung cấp dữ liệu cần thiết

để quản lý và tối ưu hóa các quy trình chăn nuôi

1.4 Hiệu Quả Kinh Tế

- Giảm Chi Phí Vận Hành

- Tự động hóa quy trình quản lý giúp giảm lao động và tăng cường hiệu quả laođộng

- Tăng Hiệu Suất Sản Xuất

- Cải thiện điều kiện sống và quản lý có hiệu suất cao giúp tăng sản lượng vàgiảm tỷ lệ tử vong, mang lại thu nhập ổn định

1.5 An Toàn và Tuân Thủ Quy Định

- Bảo Mật Dữ Liệu

- Triển khai biện pháp bảo mật để bảo vệ dữ liệu quan trọng khỏi rủi ro tấncông và lợi dụng

- Tuân Thủ Quyền Riêng Tư

- Tuân thủ các quy định về quyền riêng tư để đảm bảo an toàn và minh bạchtrong quá trình thu thập và xử lý dữ liệu

1.6 Triển Khai và Kế Hoạch Tương Lai

- Triển Khai Giai Đoạn

- Đề xuất một kế hoạch triển khai giai đoạn để giảm rủi ro và tối ưu hóa hiệu

sự phát triển bền vững của ngành chăn nuôi gia cầm.

2 Mục tiêu nghiên cứu

2.1 Mục tiêu chính

Phát triển một mô hình Chăn nuôi Thông minh dựa trên công nghệ IoT, nhằmcung cấp các giải pháp hiệu quả và tiên tiến cho việc quản lý và giám sát chăn nuôi.Thông qua việc kết hợp các cảm biến thông minh và hệ thống thu thập dữ liệu, mô hìnhnày nhằm tăng cường khả năng đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu thời gian thực

3 Đối tượng và phạm vi

3.1 Đối Tượng Nghiên Cứu

Gia Cầm Trong Trại:

- Gồm các loại gia cầm như gà thịt và gà đẻ trứng

- Gia cầm sẽ được theo dõi để đánh giá sức khỏe, tăng trưởng, và hiệu suất sảnxuất

Người Quản Lý Trại Gà:

- Những người quản lý và điều hành trại gà, đảm bảo rằng hệ thống IoT được triểnkhai và sử dụng một cách hiệu quả.

- Sẽ có nhiệm vụ theo dõi dữ liệu và thực hiện các biện pháp cần thiết dựa trênthông tin từ hệ thống

Nhà Nghiên Cứu và Chuyên Gia IoT:

- Những người có kiến thức chuyên sâu về IoT và ứng dụng nó trong lĩnh vựcchăn nuôi

- Tham gia vào việc phát triển, triển khai, và theo dõi hệ thống IoT trong trại gàthông minh

3.2.1 Giám Sát Môi Trường

- Đo lường và theo dõi các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, vàchất lượng không khí

- Xác định ảnh hưởng của môi trường đối với sức khỏe và hiệu suất của gia cầm 3.2.2 Quản Lý Thức Ăn

- Sử dụng cảm biến để đo lường lượng thức ăn còn lại và theo dõi thói quen ăn

- Phát triển hệ thống cảnh báo để thông báo khi cần nạp thêm thức ăn.

3.2.3 Theo Dõi Sức Khỏe Gia Cầm

- Sử dụng cảm biến để theo dõi sức khỏe của gia cầm, bao gồm các chỉ số nhưnhịp tim và nhiệt độ cơ thể

- Cảnh báo về bất thường và gửi thông điệp cho người quản lý

3.2.4 Quản Lý Năng Suất

- Theo dõi số lượng gia cầm và đánh giá hiệu suất sản xuất

- Phân tích dữ liệu để tối ưu hóa quy trình chăn nuôi và nâng cao hiệu suất 3.2.5 Hệ Thống Phần Mềm và Ứng Dụng

- Phát triển ứng dụng giám sát từ xa để người quản lý có thể theo dõi trạng tháicủa trại gà mọi nơi

- Kết hợp các thuật toán máy học để phân tích dữ liệu và đưa ra dự đoán

3.2.6 Bảo Mật và Quyền Riêng Tư

- Thiết lập biện pháp bảo mật để ngăn chặn truy cập trái phép vào hệ thống

- Đảm bảo rằng quá trình thu thập và xử lý dữ liệu tuân thủ quy định về quyềnriêng tư

3.2.7 Đánh Giá Hiệu Suất và So Sánh

- Xác định các chỉ số hiệu suất như tỉ lệ tăng trưởng, tỷ lệ tử vong, và hiệu suấtthức ăn

- So sánh với trại gà truyền thống để đánh giá lợi ích của việc tích hợp IoT 3.2.8 Hạn Chế và Thách Thức

- Xác định những hạn chế có thể phát sinh trong quá trình triển khai và sử dụng

hệ thống IoT

- Đề xuất cách giải quyết và vượt qua các thách thức nghiên cứu.

3.2.9 Kế Hoạch Triển Khai và Mở Rộng

- Phác thảo kế hoạch triển khai từ giai đoạn thử nghiệm đến triển khai rộng rãi

- Đề xuất hướng phát triển và mở rộng cho nghiên cứu trong tương lai

4 Phương pháp nghiên cứu

Phương Pháp Nghiên Cứu

4.1 Thiết Kế Nghiên Cứu

4.1.1 Loại Nghiên Cứu:

- Nghiên cứu phát triển và triển khai hệ thống IoT trong trại gà thông minh

- Nghiên cứu sự ảnh hưởng của IoT đối với môi trường, hiệu suất sản xuất, và sứckhỏe của gia cầm

4.1.2 Phương Pháp Thu Thập Dữ Liệu:

- Sử dụng cảm biến (nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, cảm biến sức khỏe) để tự độnghóa việc thu thập dữ liệu

- Số liệu về lượng thức ăn, số lượng gà, và dữ liệu môi trường sẽ được tự độnggửi và lưu trữ trong cơ sở dữ liệu

4.1.3 Kích Thước Mẫu:

- Tính toán dựa trên quy mô trại gà và mức độ đại diện, đảm bảo đủ số lượng để

có kết quả đáng tin cậy

4.1.4 Thời Gian Nghiên Cứu:

- Nghiên cứu sẽ kéo dài trong khoảng 12 tháng để bao gồm nhiều mùa và điều

4.2 Triển Khai Hệ Thống IoT

4.2.1 Lựa Chọn Thiết Bị IoT:

- Chọn các cảm biến và thiết bị IoT phù hợp với yêu cầu của trại gà và môitrường chăn nuôi

- Sử dụng công nghệ giao tiếp hiệu quả để đảm bảo sự liên kết chặt chẽ

4.2.2 Phát Triển Giao Thức Giao Tiếp

- Xây dựng giao thức giao tiếp đồng nhất giữa các thiết bị để đảm bảo tính tươngthích và tích hợp dữ liệu một cách hiệu quả

4.4.1 Phát Triển Ứng Dụng:

- Xây dựng ứng dụng giám sát từ xa cho người quản lý trại gà

- Kết hợp giao diện người dùng thân thiện và chức năng theo dõi tiện ích

4.4.2 Thuật Toán Máy Học:

- Tích hợp thuật toán máy học để phân tích dữ liệu và đưa ra dự đoán về sứckhỏe và hiệu suất của gia cầm

- Liên tục cập nhật thuật toán để tối ưu hóa dự đoán

4.5 Bảo Mật và Quyền Riêng Tư

4.5.1 Bảo Mật Dữ Liệu

- Triển khai các biện pháp bảo mật như mã hóa dữ liệu, xác thực hai yếu tố vàkiểm soát truy cập để bảo vệ thông tin quan trọng

4.5.2 Tuân Thủ Quyền Riêng Tư

- Đảm bảo rằng quy trình thu thập và xử lý dữ liệu tuân thủ các quy định vềquyền riêng tư và luật pháp liên quan

4.6 Đánh Giá Hiệu Suất và So Sánh

4.6.1 Chỉ Số Hiệu Suất

- Đánh giá các chỉ số như tỉ lệ tăng trưởng, tỷ lệ tử vong và hiệu suất thức ăn

- So sánh với trại gà truyền thống để xác định lợi ích của hệ thống IoT

4.8 Kế Hoạch Triển Khai và Mở Rộng

4.8.1 Triển Khai Giai Đoạn:

- Phác thảo kế hoạch triển khai từ giai đoạn thử nghiệm đến triển khai rộng rãi

- Xác định các bước và tiến trình cần thiết để chuyển giao công nghệ

4.8.2 Mở Rộng và Phát Triển Tương Lai:

- Đề xuất hướng phát triển và mở rộng nghiên cứu trong tương lai

- Bao gồm tích hợp công nghệ mới và cải thiện hiệu suất hệ thống

Kết Luận Phương Pháp Nghiên Cứu:

Phương pháp nghiên cứu được thiết kế để cung cấp một cái nhìn toàn diện về triểnkhai và đánh giá hệ thống IoT trong trại gà thông minh Các phương pháp này sẽ giúpxác định lợi ích thực tế và khả năng triển khai của hệ thống, đồng thời đưa ra những đềxuất cụ thể cho sự mở rộng và phát triển trong tương lai

5 Kết quả đạt được

Đã tìm hiểu được hệ thống IoT ứng dụng cho trang trại gà thông minh

Hiểu biết cách sử dụng các cảm biến, các cơ cấu chấp hành và đầu ra từ hệ thốngIoT.

Ứng dụng mô hình hệ thống IoT cho trang trại gà thông minh trong thực tế

6 Cấu trúc báo cáo

 Chương 2 Giới thiệ về hệ thống trang trại thông minh

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TRANG TRẠI GÀ SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ IOT

Nghiên cứu "Ứng dụng IoT trong nông trại thông minh" tập trung vào phát triển

hệ thống giám sát và quản lý đàn gà thông minh Mục tiêu chính là tối ưu hóa quy trìnhchăm sóc, tăng hiệu suất, và cải thiện sức khỏe của đàn gà thông qua sử dụng cảm biến

và công nghệ IoT Hệ thống này mang lại lợi ích trong việc tiết kiệm năng lượng, quản lýlinh hoạt từ xa, và đảm bảo chất lượng sản phẩm nông nghiệp Kiến trúc hệ thống đượcthiết kế linh hoạt để đáp ứng các yêu cầu mở rộng và tích hợp dễ dàng với các hệ thốngkhác Đồ án hứa hẹn mang lại những đóng góp quan trọng cho sự phát triển bền vững củangành chăn nuôi và nông nghiệp

1.1 IoT là gì?

Từ khi được giới thiệu gần 20 năm trước, ứng dụng IoT (Internet of Things) đã trởthành một trong những lĩnh vực công nghệ phát triển mạnh mẽ nhất trong Cách mạngCông nghiệp 4.0 Nó đã nổi lên và có tác động tích cực đến mọi ngành, mọi lĩnh vực,trong đó có nông nghiệp Điều này đã tạo ra môi trường sản xuất năng động, giúp tối ưuhóa sự sáng tạo và giải phóng sức lao động, từ đó gia tăng năng suất và đảm bảo hiệu quảkinh tế cao Nhờ đó, ngành nông nghiệp sẽ phát triển mạnh mẽ, vận hành chuyên nghiệphơn và cải thiện diện mạo của mình trong thời gian tới

Ứng dụng của IoT:

Internet of Things (IoT) đã mở ra nhiều ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vựckhác nhau, từ ngôi nhà thông minh đến công nghiệp, y tế, và nông nghiệp Dưới đây làmột đoạn văn về một số ứng dụng của IoT:

IoT đã trở thành một động lực mạnh mẽ đằng sau sự hiện đại hóa, tạo ra nhữngthay đổi đáng kể trong cách chúng ta tương tác với thế giới xung quanh Một trong nhữnglĩnh vực có ứng dụng đặc biệt mạnh mẽ của IoT là trong ngôi nhà thông minh Các thiết

bị kết nối như đèn, ổ cắm thông minh, và máy lạnh có khả năng tương tác với nhau thôngqua Internet, giúp tạo ra một môi trường số linh hoạt và thuận tiện Người dùng có thểkiểm soát các thiết bị này từ xa thông qua điện thoại di động hoặc loa thông minh, tạo ra

sự thoải mái và tiết kiệm năng lượng

Trong lĩnh vực y tế, IoT đã mang lại những ứng dụng đột phá Các thiết bị theodõi sức khỏe như vòng đeo thông minh, đồng hồ thông minh, và các cảm biến y tế đượctích hợp vào hệ thống, giúp theo dõi các chỉ số sức khỏe của người dùng một cách liêntục Dữ liệu này có thể được chia sẻ với bác sĩ qua các ứng dụng di động, tạo ra sự giámsát hiệu quả và giúp dự báo các vấn đề sức khỏe trước khi chúng trở nên nghiêm trọng

Trong lĩnh vực công nghiệp, IoT đã đưa ra khá nhiều ứng dụng để tối ưu hóa quytrình sản xuất và quản lý tài nguyên Cảm biến và thiết bị kết nối được triển khai để giámsát và điều khiển các máy móc và dây chuyền sản xuất Hệ thống theo dõi tình trạng máymóc, dự báo bảo dưỡng, và tối ưu hóa năng suất, giúp giảm chi phí và tăng hiệu suất toàndiện

Trong lĩnh vực nông nghiệp, IoT chơi một vai trò quan trọng trong việc quản lý vàgiám sát các hoạt động chăn nuôi và canh tác Cảm biến đất đai, thiết bị giám sát thời tiết,

và hệ thống tưới tự động giúp nâng cao năng suất, giảm lãng phí tài nguyên, và quản lýmôi trường nông nghiệp một cách bền vững

Cuối cùng, trong lĩnh vực thành phố thông minh, IoT được sử dụng để quản lýgiao thông, thu thập dữ liệu môi trường, và cung cấp các dịch vụ công cộng hiệu quả.Các cảm biến trên đường phố giúp theo dõi lưu lượng giao thông và cung cấp thông tintrực tiếp cho người lái xe, đồng thời hỗ trợ quyết định cho các cơ quan quản lý đô thị

Trong tất cả các lĩnh vực này, IoT không chỉ mang lại sự thuận tiện và hiệu suất,

mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết những thách thức toàn cầu về tàinguyên và môi trường Sự kết nối và tương tác giữa các thiết bị thông minh tạo nên mộtmôi trường số thông minh và hiệu quả, đặt nền móng cho một tương lai hứa hẹn

1.2 Lý Do Chọn Đề Tài

Chọn đề tài "Ứng dụng IoT trong nông trại thông minh" mang lại nhiều lý do hợp

lý và hứa hẹn nhiều lợi ích

a) Tiềm năng phát triển: IoT là một trong những lĩnh vực công nghệ đang pháttriển mạnh mẽ, và ứng dụng trong nông trại thông minh mở ra nhiều cơ hội phát triển vànghiên cứu mới

b) Tối ưu hóa quy trình canh tác: Sử dụng IoT trong nông trại cho phép tự độnghóa và tối ưu hóa các hoạt động như tưới cây, cung cấp dinh dưỡng, quản lý nước, vàkiểm soát điều kiện môi trường

c) Tiết kiệm tài nguyên: IoT giúp tiết kiệm nước, phân bón, và các nguồn tàinguyên khác bằng cách cung cấp thông tin chính xác và theo thời gian thực về tình trạngcủa cây trồng và môi trường xung quanh

d) Bền vững và thích ứng: Hệ thống IoT có khả năng thích ứng với biến đổi khíhậu và điều kiện thời tiết thay đổi, giúp nông dân thích ứng và đưa ra các quyết định dựbáo tốt hơn

e) Giám sát từ xa: IoT cho phép nông dân theo dõi tình trạng của nông trại từ xathông qua các thiết bị di động hoặc máy tính, giúp quản lý hiệu quả mà không cần phải ởgần trang trại

i) Tối ưu hóa hiệu suất sản xuất: Sử dụng công nghệ IoT có thể tăng cường năngsuất và chất lượng sản phẩm nông nghiệp, từ đó tăng doanh thu và lợi nhuận

g) Giảm tác động tiêu cực đối với môi trường: IoT giúp kiểm soát lượng phân bón

và hóa chất sử dụng, giảm lãng phí và tác động tiêu cực lên môi trường

h) Đóng góp vào phát triển nông nghiệp bền vững: Ứng dụng IoT trong nông trạithông minh có thể đóng góp vào mục tiêu phát triển nông nghiệp bền vững và cung cấpnguồn thực phẩm an toàn và chất lượng cho xã hội

Với những lý do trên, nghiên cứu và ứng dụng IoT trong nông trại thông minh làmột đề tài hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích thực tiễn và có ý nghĩa quan trọng đối với pháttriển nông nghiệp hiện đại

1.3 giới thiệu về hệ thống Smartfarm

1.3.1 Phân tích

Smart farm (nông trại thông minh) là một mô hình nông nghiệp sử dụng côngnghệ và hệ thống thông tin để tối ưu hóa các quy trình canh tác và quản lý nông nghiệp.Mục tiêu của smart farm là cải thiện năng suất, tăng cường sự bền vững và giảm tác độngtiêu cực lên môi trường

Dưới đây là một số yếu tố quan trọng trong một smart farm:

 Công nghệ cảm biến và IoT (Internet of Things): Sử dụng các cảmbiến để thu thập dữ liệu về điều kiện môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, mức nước,ánh sáng, và nhiều yếu tố khác Dữ liệu này được gửi đến hệ thống thông tin đểphân tích và đưa ra quyết định

 Hệ thống quản lý thông tin: Sử dụng các công cụ phân tích dữ liệu

và hệ thống quản lý để kiểm soát quy trình nông nghiệp Nông dân có thể theo dõitình trạng của cây trồng và vật nuôi, tùy chỉnh lịch trình tưới, cung cấp dinhdưỡng, và nhiều hoạt động khác

 Tự động hóa và điều khiển từ xa: Công nghệ tự động hóa, bao gồm

sử dụng robot, drone, và các thiết bị tự động khác, giúp giảm công sức lao động vàtăng hiệu suất sản xuất

 Hệ thống tưới tiết kiệm nước: Sử dụng các hệ thống tưới tự động vàphân phối nước thông minh để tối ưu hóa việc sử dụng nguồn nước và giảm thiểulãng phí

 Quản lý lượng phân bón và hóa chất: Sử dụng dữ liệu thu thập được

để cung cấp phân bón và hóa chất theo cách tối ưu, giúp tiết kiệm nguồn lực vàgiảm tác động tiêu cực lên môi trường

 Hệ thống đánh giá và dự báo: Sử dụng dữ liệu lịch sử và dự báo thờitiết để đưa ra các quyết định dự báo tốt hơn về quản lý nông nghiệp

Mục tiêu của smart farm là cung cấp một mô hình canh tác hiệu quả hơn, bềnvững hơn và có khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu và môi trường Điều này có thểđóng góp vào sự cải thiện về tài nguyên, năng suất và lợi ích kinh tế cho ngành nôngnghiệp

1.3.2 Các trang thiết bị trong hệ thống

ROBOT (NGƯỜI MÁY)

Người máy sẽ thay thế làm các việc mà người nông dân thường làm, giúp giảmchi phí nhân lực một cách đáng kể Các bộ phận phân tích do các phần mềm trợ giúp sẽđưa ra xu hướng trong các trang trại ứng dụng nông nghiệp thông minh một cách nhanhchóng

DRONES (THIẾT BỊ KHÔNG NGƯỜI LÁI) VÀ SATELLITES (CÁC VỆ TINH)

Hai thiết bị này sẽ giúp khảo sát thực trạng và thu thập dữ liệu của trang trại từ đóphân tích khuyến nghị trên cơ sở được cập nhập nhằm quản lý chính xác trang trại.

SOLAR CELLS (TẾ BÀO QUANG ĐIỆN)

Các trang thiết bị trong doanh trại phần lớn được cấp điện mặt trời và các bộ pinđiện mặt trời để giảm chi phí năng lượng và sử dụng không gian hiệu quả

FARM FINTECH (CÔNG NGHỆ TÀI CHÍNH PHỤC VỤ TRANG TRẠI)

Phục vụ trang trại ứng dụng nông nghiệp thông minh trong tất cả các hoạt độngđược kết nối bên ngoài nhằm đưa ra công thức quản trị có hiệu quả cao nhất FarmFintech bao gồm dịch vụ cho vay, thanh toán, bảo hiểm [1]

1.3.3 Khảo sát

Khảo sát nông nghiệp trong IoT là quá trình nghiên cứu và thu thập thông tin vềviệc ứng dụng công nghệ IoT (Internet of Things) trong lĩnh vực nông nghiệp Mục tiêucủa khảo sát này là hiểu rõ hơn về cách mà IoT có thể được áp dụng để cải thiện hiệu quả

và hiệu suất trong nông nghiệp

Dưới đây là một số điểm quan trọng mà có thể được khảo sát trong lĩnh vực nông

 Ứng dụng IoT trong quản lý nước: Nghiên cứu về cách mà IoT cóthể được sử dụng để giám sát và quản lý nguồn nước trong nông trại, bao gồmtưới tiết kiệm nước, kiểm soát mức nước, và tối ưu hóa việc sử dụng nguồn nước.

 Quản lý điều kiện môi trường: Nghiên cứu về cách sử dụng các cảmbiến và thiết bị IoT để giám sát các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, và cácthông số môi trường khác

 Tối ưu hóa việc sử dụng phân bón và hóa chất: Xem xét cách IoT cóthể hỗ trợ nông dân trong việc cung cấp phân bón và hóa chất một cách chính xác

và hiệu quả

 Giám sát sức khỏe của cây trồng: Khảo sát cách sử dụng IoT để theodõi sức khỏe của cây trồng, phát hiện sớm các vấn đề và đưa ra biện pháp khắcphục

các thiết bị tự động và robot trong nông nghiệp để giảm công sức lao động và tăngnăng suất

 Dịch vụ dự báo và cảnh báo dựa trên dữ liệu IoT: Nghiên cứu vềcách sử dụng dữ liệu thu thập từ các cảm biến để đưa ra các dự báo thời tiết vàcảnh báo cho nông dân

 Hiệu quả kinh tế của việc triển khai IoT trong nông nghiệp: Đánhgiá tác động kinh tế và lợi ích của việc sử dụng IoT trong nông nghiệp, bao gồmtiết kiệm chi phí và tăng thu nhập

 Khảo sát ý kiến và sự nhận thức của nông dân về IoT: Thu thập ýkiến và nhận thức của nông dân về việc áp dụng công nghệ IoT trong nông nghiệp.Qua việc tiến hành khảo sát nông nghiệp trong IoT, chúng ta có thể có được cáinhìn toàn diện về tiềm năng và lợi ích của việc ứng dụng công nghệ IoT trong lĩnh vựcnông nghiệp

Theo dõi các thông số như nhiệt độ, độ ẩm, và chất lượng không khí trong chuồng

để đảm bảo môi trường sống lý tưởng cho gà

Cảnh báo sớm về bất kỳ dấu hiệu bệnh tật hoặc vấn đề sức khỏe khẩn cấp

- Theo Dõi Vị Trí và Hoạt Động:

Sử dụng hệ thống vị trí để theo dõi và ghi lại hoạt động của gà

Đánh giá mức độ hoạt động để đảm bảo sự khỏe mạnh và phát hiện kịp thời cácvấn đề về sức khỏe

1.4.2 Lợi Ích:

- Tăng Hiệu Suất:

Tối ưu hóa môi trường sống giúp tăng cường sức khỏe của gà, từ đó tăng hiệu suấtsản xuất thịt và trứng

- Tiết Kiệm Năng Lượng và Nguyên Liệu:

Tự động hóa quy trình cung cấp thức ăn và nước giúp giảm lãng phí và tối ưu hóa

sử dụng nguồn lực

Quản lý từ xa thông qua ứng dụng di động, giúp người quản lý trại gà có thể kiểmsoát và điều chỉnh các thông số mọi nơi mọi lúc.

- Đảm Bảo Chất Lượng Sản Phẩm:

Giám sát và kiểm soát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng thịt và trứng, đảm bảosản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng

Tổng cộng, hệ thống IoT trong quản lý trại gà không chỉ mang lại lợi ích kinh tế

mà còn góp phần vào bảo vệ môi trường và cải thiện chất lượng cuộc sống của động vậtnông nghiệp

1.5 Các cảm biến sử dụng

Cảm biến ánh sáng:

Cảm biến ánh sáng là thiết bị có khả năng đo lường cường độ ánh sáng trong môitrường Trong ứng dụng IoT, cảm biến ánh sáng được sử dụng rộng rãi để quản lý nănglượng, điều chỉnh chiếu sáng tự động, và giám sát môi trường Trong quản lý năng lượng,

nó giúp tiết kiệm điện bằng cách điều chỉnh đèn dựa trên mức độ ánh sáng tự nhiên.Trong nông nghiệp thông minh, cảm biến ánh sáng đảm bảo điều kiện tốt nhất cho câytrồng và tối ưu hóa sản xuất Cảm biến này cũng được sử dụng trong quản lý môi trường,như giám sát ánh sáng trong trại gia cầm

Ưu điểm của cảm biến ánh sáng bao gồm khả năng tiết kiệm năng lượng và độchính xác cao Tuy nhiên, nó có nhược điểm là có thể bị ảnh hưởng bởi điều kiện môitrường và thời tiết, đồng thời giá thành và khả năng sử dụng trong môi trường nước cóthể là những hạn chế

Cảm biến nhiệt độ:

Cảm biến nhiệt độ là thiết bị đo lường nhiệt độ môi trường, thường sử dụngthermocouples, thermistors, hoặc cảm biến infrared Trong IoT, cảm biến này được ứngdụng rộng rãi trong quản lý môi trường, y tế thông minh, và công nghiệp.

Ưu điểm của cảm biến nhiệt độ bao gồm độ chính xác cao, sự đa dạng về loại cảmbiến, và giá thành thấp Tuy nhiên, cảm biến có thể bị ảnh hưởng bởi nguồn nhiệt bênngoài, có hạn chế về phạm vi đo, và yêu cầu hiệu chuẩn định kỳ để đảm bảo độ chínhxác Trong tổng thể, cảm biến nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát vàkiểm soát nhiệt độ trong nhiều ứng dụng IoT khác nhau

Cảm biến chuyển động:

Cảm biến chuyển động, hay còn gọi là cảm biến PIR, là thiết bị được thiết kế đểphát hiện chuyển động trong môi trường Trong IoT, cảm biến này được ứng dụng rộngrãi trong lĩnh vực an ninh, tiết kiệm năng lượng, và nhà thông minh Ưu điểm của cảmbiến chuyển động bao gồm khả năng tiết kiệm năng lượng và tính dễ sử dụng Tuy nhiên,cần lưu ý đến nhược điểm như phụ thuộc ánh sáng môi trường và khả năng gây nhầm lẫntrong việc phát hiện chuyển động Đây là một công cụ quan trọng trong việc tự động hóa

và làm thông minh các hệ thống và thiết bị trong môi trường IoT

1.6 Kiến trúc hệ thống

Kiến trúc hệ thống cho ứng dụng IoT trong trại gà thông minh được xây dựng với

sự tập trung vào việc cung cấp một giải pháp toàn diện và hiệu quả cho quản lý đàn gà.Tính linh hoạt và khả năng mở rộng là những yếu tố quan trọng đã được tích hợp vàothiết kế phân tầng của hệ thống

Tầng cảm biến của hệ thống bao gồm nhiều loại cảm biến như nhiệt độ, độ ẩm,ánh sáng, cảm biến giám sát sức khỏe của gà và cảm biến vị trí Dữ liệu từ các cảm biếnđược liên tục thu thập và chuyển về tầng trung tâm thông qua các giao thức truyền thông

như MQTT hoặc CoAP Sự ổn định và hiệu quả của giao thức MQTT được ưu tiên đểđảm bảo việc truyền dữ liệu hiệu quả và đáng tin cậy.

Tầng trung tâm đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và xử lý dữ liệu Nókhông chỉ tổ chức dữ liệu từ cảm biến mà còn lưu trữ thông tin lịch sử và thực hiện cácchức năng quản lý quan trọng Hệ thống sử dụng cơ sở dữ liệu để duy trì sự nhất quán và

dễ dàng truy cập dữ liệu

Tầng ứng dụng cung cấp giao diện người dùng, là nơi mà người quản lý có thểtheo dõi và điều khiển các khía cạnh của trại gà thông minh Giao diện được thiết kế đểđơn giản và dễ sử dụng, giúp người dùng dễ dàng theo dõi sức khỏe của đàn gà, xem cácthống kê và cài đặt cảnh báo theo dõi

Hệ thống không chỉ giúp quản lý đàn gà một cách hiệu quả mà còn hỗ trợ ngườiquản lý trong việc ra quyết định thông minh dựa trên dữ liệu được thu thập Sự tích hợp

dễ dàng với các hệ thống khác và khả năng mở rộng là những đặc điểm quan trọng giúp

hệ thống này thích ứng với những thách thức và yêu cầu mới trong tương lai

1.7 Kết luận

Dự án này tập trung vào phát triển và triển khai một mô hình Chăn nuôi Thôngminh sử dụng công nghệ IoT Hy vọng rằng nghiên cứu này sẽ đóng góp vào việc nângcao hiệu quả và hiệu suất trong ngành chăn nuôi và góp phần thúc đẩy sự phát triển bềnvững của nền nông nghiệp