chứng minh về hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ iot internet of things vào ngành trồng cà phê để làm sáng tỏ vai trò của công nghệ

Trong lĩnh vực nông nghiệp, nơi mà mối quan hệ giữa con người và tựnhiên luôn được coi trọng, công nghệ IoT cũng đang dần trở thành một phần không thể thiếu.. Trong bối cảnhmà ngành trồn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN

KHOA BẤT ĐỘNG SẢN VÀ KINH TẾ TÀI NGUYÊN

Chí Cường

Sinh viên thực hiện: Lê Hoàng Mai

Mã sinh viên: 11224027 Lớp:

TNKT1145(223)_01

Khóa: 64

Số điện thoại:

0985726047

Năm học: 2024-2025

Hà Nội, 3/2024

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN

KHOA BẤT ĐỘNG SẢN VÀ KINH TẾ TÀI NGUYÊN

Chí Cường

Sinh viên thực hiện: Lê Hoàng Mai

Mã sinh viên: 11224027

Lớp:

TNKT1145(223)_01 Khóa: 64

Số điện thoại:

0985726047 Năm học: 2024-2025 Hà Nội, 3/2024 Mgc lgc Lời mở đầu 3

Nội dung 4

1 Thực trạng phát triển nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao ở Việt Nam 4

2 Hiểu về công nghệ IoT 6

2.1 Khái niệm và đặc điểm của IoT 6

2.2 Các thành phần cơ bản của IoT 7

2.3 Ứng dụng của IoT trong các lĩnh vực khác nhau 8

3 Ứng dụng của công nghệ IoT trong ngành trồng cà phê 9

3.1 Giới thiệu về ngành trồng cà phê 9

3.2 Lợi ích của việc áp dụng IoT trong trồng cà phê 10

3.3 Các công nghệ IoT thường được sử dụng trong ngành trồng cà phê 11

4 Hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ IoT trong trồng cà phê 12

5 Thách thức và giải pháp trong việc ứng dụng công nghệ IoT trong trồng cà phê 13

5.1 Thách thức của việc triển khai công nghệ IoT trong ngành trồng cà phê 13 5.2 Giải pháp để vượt qua các thách thức trong ứng dụng công nghệ IoT .14

Kết luận 16

Tài liệu tham khảo 17

Lời mở đầu

Trong bối cảnh của thế kỷ 21, cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang lan rộng với tốc độ chóng mặt, đưa vào cuộc sống con người những tiện ích và cơ hội mới mẻ mà trước đây chỉ có thể được coi là trí tưởng tượng Trong số đó, công nghệ IoT (Internet of Things) đang nổilên như một lực lượng định hình cách mà con người tương tác với môitrường xung quanh Khả năng kết nối các thiết bị, cảm biến, và hệ thống thông tin qua mạng internet không chỉ mang lại sự tiện lợi mà còn mở ra một thế giới mới của khả năng tối ưu hóa và tự động hóa, làm thay đổi bộ mặt của xã hội và nền kinh tế toàn cầu Công nghệ IoT (Internet of Things) còn đột phá vào nhiều lĩnh vực khác nhau, từ công nghiệp sản xuất, dịch vụ đến cuộc sống hàng ngày

Trong lĩnh vực nông nghiệp, nơi mà mối quan hệ giữa con người và tựnhiên luôn được coi trọng, công nghệ IoT cũng đang dần trở thành một phần không thể thiếu Đặc biệt, khi nó được áp dụng vào ngành trồng cà phê – một trong những nguồn thu lớn của nhiều quốc gia trên thế giới, hiệu quả của nó trở nên rõ ràng hơn bao giờ hết Cà phê, một trong những loại cây trồng quan trọng nhất trên thế giới, đòi hỏi sự chăm sóc và quản lý cẩn thận để đảm bảo chất lượng và năng suất

Việc ứng dụng công nghệ IoT vào ngành trồng cà phê không chỉ mang lại những cơ hội mới mà còn giải quyết nhiều vấn đề phức tạp

mà người trồng cà phê thường gặp phải Từ việc giám sát điều kiện môi trường đến tự động hóa các quy trình chăm sóc và thu hoạch, công nghệ IoT đã làm thay đổi cách thức quản lý và sản xuất cà phê

một cách toàn diện Mặc dù việc áp dụng công nghệ IoT vào ngành trồng cà phê mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng đồng nghĩa với việc phải đối mặt với nhiều thách thức và vấn đề phức tạp Trong bối cảnh

mà ngành trồng cà phê đang phải đối mặt với nhiều thách thức, việc ứng dụng công nghệ IoT không chỉ là một xu hướng mà còn là một yếu tố quyết định trong việc tạo ra sự bền vững và phát triển cho ngành này Bằng cách tận dụng tiềm năng của công nghệ IoT, chúng

ta có thể tiến xa hơn trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất, tăng cường chất lượng và bảo vệ môi trường

Trong tiểu luận này, chúng ta sẽ cùng nhau khám phá sâu hơn về hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ IoT vào ngành trồng cà phê Chúng ta sẽ tìm hiểu về những ứng dụng cụ thể của công nghệ này,

từ việc theo dõi và điều chỉnh các yếu tố môi trường như độ ẩm, nhiệt

độ, ánh sáng, đến việc tối ưu hóa quy trình tưới nước, phân bón và chăm sóc Đồng thời, chúng ta cũng sẽ xem xét những lợi ích mà công nghệ IoT mang lại, không chỉ cho người trồng cà phê mà còn cho toàn bộ ngành công nghiệp nông nghiệp và cộng đồng nông dân.Bằng việc tập trung vào nghiên cứu này, chúng ta sẽ không chỉ hiểu

rõ hơn về vai trò và tầm quan trọng của công nghệ IoT trong ngành nông nghiệp mà còn nhận thức được sức mạnh của sự đổi mới công nghệ trong việc nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm, và sự bềnvững của ngành trồng cà phê

rõ ràng hơn về ảnh hưởng của sản xuất lương thực đối với môi trườngxung quanh

Mức độ nhận thức đó tăng cùng lúc với dân số toàn cầu tăng Ước tính đến năm 2050, sẽ có hơn 9 tỷ người trên Trái đất Điều này có nghĩa là sản lượng lương thực sẽ cần tăng song song để đáp ứng nhu

cầu Trong báo cáo “Cách thức để nuôi sống thế giới tới năm 2050”,

Tổ chức Nông lương của Liên hợp quốc (FAO) dự báo rằng, để đủ lương thực cho dân số toàn cầu vào năm 2050, tổng sản lượng thực phẩm cần có sẽ phải tăng thêm 70% so với hiện tại

Tuy nhiên, để tăng sản lượng lương thực của toàn thế giới lên 70%, thì sản lượng canh tác được tại các nước đang phát triển, đặc biệt là các nước tại Nam Á và Đông Nam Á sẽ cần phải tăng gần gấp đôi Đểđạt được mục tiêu đầy tham vọng đó, 80% mức tăng cần thiết sẽ phải tạo ra từ tăng năng suất và cường độ canh tác lớn hơn, nhưng chỉ 20% đến từ việc mở rộng diện tích đất nông nghiệp Do vậy, côngnghệ sẽ là một giải pháp chủ chốt giải quyết các thách thức này.Nghị quyết số 06-NQ/TW, ngày 05/11/2016 của Ban Chấp hành Trungương Đảng đã nhấn mạnh việc phát triển nông nghiệp hiện đại, sử dụng công nghệ cao như hiện đại hóa nông nghiệp, tập trung vào sảnxuất lớn với năng suất, chất lượng và giá trị gia tăng cao Cùng với

đó, các chính sách đã được ban hành từ trước như Quyết định số 176/QĐ-TTg, ngày 29/1/2010 và Quyết định số 1895/QĐ-TTg, ngày 17/12/2012 cũng khẳng định cam kết của Đảng và Nhà nước trong việc phát triển nông nghiệp công nghệ cao

Ứng dụng công nghệ cao trong nông nghiệp đang lan rộng với các

mô hình như hệ thống nhà màng, nhà kính kết hợp công nghệ số tự động hoặc bán tự động BigData, IoT, AI được áp dụng trong quản lý

và chăm sóc cây trồng, vật nuôi, cũng như công nghệ tưới tiết kiệm như tưới nhỏ giọt, tưới phun sương tự động theo thời gian hoặc độ

ẩm, nhiệt độ Kỹ thuật canh tác không dùng đất như thủy canh, trồngcây trên giá thể cũng được áp dụng Những công nghệ này giúp sản xuất nông nghiệp tiết kiệm chi phí, tăng năng suất, hạ giá thành và nâng cao chất lượng nông sản, bảo vệ môi trường Mặt khác, nông nghiệp công nghệ cao giúp nông dân chủ động trong sản xuất, khắc phục được tính mùa vụ, giảm sự lệ thuộc vào thời tiết, khí hậu, đáp ứng nhu cầu thị trường về chất lượng nông sản

Theo báo cáo, các tiến bộ về khoa học công nghệ đóng góp trên 30%giá trị gia tăng trong sản xuất nông nghiệp, 38% trong sản xuất giống cây trồng, vật nuôi Mức độ tổn thất của nông sản đã giảm đáng kể (lúa gạo còn dưới 10%, ) Mức độ cơ giới hóa ở khâu làm đất đối với các loại cây hàng năm (lúa, mía, ngô, rau màu) đạt khoảng 94%; khâu thu hoạch lúa đạt 50% (các tỉnh đồng bằng đạt 90%)

Trong lĩnh vực trồng trọt đã đẩy mạnh chuyển đổi cơ cấu cây trồng,

áp dụng các quy trình sản xuất tiên tiến; do làm tốt công tác phòng

trừ sâu bệnh nên sản lượng và chất lượng nhiều loại cây trồng có giá trị kinh tế tăng Tỷ trọng gạo chất lượng cao chiếm trên 80% gạo xuất khẩu, giúp nâng giá gạo xuất khẩu bình quân tăng từ 502 USD/tấn năm 2018 lên 510 USD/tấn năm 2019 Đặc biệt, giống gạo ST25 được công nhận là “gạo ngon nhất thế giới năm 2019” tại Hội nghị Thương mại gạo thế giới lần thứ 11 tổ chức tại Phi-lip-pin.‚Việc áp dụng quy trình thực hành sản xuất nông nghiệp tốt (VietGAP)ngày càng mở rộng và hiệu quả mang lại sản phẩm an toàn, chất lượng tốt, năng suất cao Bên cạnh đó, việc mở rộng ứng dụng tiến

bộ khoa học công nghệ vào sản xuất cùng với kết quả nghiên cứu, đánh giá, triển khai mô hình cánh đồng mẫu lớn đã đẩy mạnh sản xuất nông nghiệp, liên kết sản xuất và tiêu thụ nông sản theo chuỗi giá trị …

Việc sử dụng máy bay không người lái (drone) trong hoạt động phun thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) đang cho thấy đây là một công cụ hữu hiệu giúp nông dân giải quyết một số thách thức Cụ thể, khi người trồng phải đối mặt với áp lực sâu bệnh ngày càng tăng, drone cho phép họ theo dõi sức khỏe cây trồng và chọn phun loại thuốc BVTV chính xác hơn Trong bối cảnh chi phí sản xuất tăng cao, công nghệ này giúp giảm chi phí lao động và nhiên liệu đồng thời tăng hiệu quả

sử dụng nguyên liệu đầu vào Sử dụng drone để phun thuốc BVTV cũng giảm tiêu thụ nước và mức độ tiếp xúc của người vận hành.Những thành tựu trong nghiên cứu về thực vật tiếp tục cho phép nông dân sản xuất thực phẩm an toàn và bổ dưỡng hơn, đồng thời hạn chế bớt ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Trong đó, cây trồng công nghệ sinh học (CNSH) đã được phát triển với các đặc tính cải tiến như tăng năng suất, tăng khả năng chống chịu sâu bệnh và/hoặc cải thiện hàm lượng dinh dưỡng hay cho phép hấp thụ carbon trong đất thông qua các hoạt động như canh tác không cày xới Các đặc tính CNSH trên các cây trồng chủ lực như ngô, lúa và bông đã giúp tiết kiệm nước, thậm chí vẫn cho ra năng suất cao hơn trong điều kiện hạn hán Một giải pháp quan trọng khác giúp chúng

ta giải quyết những thách thức toàn cầu đang tồn tại như mất an ninh lương thực, tác động môi trường và biến đổi khí hậu là việc sử dụng có trách nhiệm các sản phẩm thuốc BVTV

Nông dân dựa vào những sản phẩm này để trồng nhiều lương thực hơn trên diện tích đất ít hơn và nâng cao năng suất trên mỗi đơn vị diện tích Nếu không có công cụ BVTV, 40% sản lượng lúa và ngô thu hoạch toàn cầu có thể bị mất hàng năm, tổn thất đối với trái cây và rau quả có thể lên tới 50-90% Khi được sử dụng đúng cách, thuốc

BVTV cũng giúp bảo tồn môi trường, chúng cho phép nông dân sản xuất nhiều cây trồng hơn trên một đơn vị diện tích giảm nạn phá rừng, bảo tồn tài nguyên thiên nhiên và hạn chế xói mòn đất Chúng rất quan trọng để kiểm soát các loài xâm lấn và cỏ dại độc hại, đồng thời giúp nông dân sử dụng nước hiệu quả hơn bằng cách giảm khả năng hút ẩm của cỏ dại.

2 Hiểu về công nghệ IoT

2.1 Khái niệm và đặc điểm của IoT

IoT (Internet of Things) hay còn gọi là Internet vạn vật thông minh, làmột hệ thống mạng lưới các thiết bị kỹ thuật số, đồng thời cho phép truyền dữ liệu, trao đổi thông tin giữa các thiết bị này theo phong cách không dây mà không cần sự can thiệp của con người Các thiết

bị IoT có đặc điểm là có khả năng thu thập, chia sẻ và phân tích dữ liệu một cách tự động, đồng thời có khả năng chủ động thực hiện cáchành động mà không cần sự can thiệp của con người Công nghệ IoT đang ngày càng phát triển và trở thành xu hướng tương lai trong cuộc sống và các lĩnh vực công nghiệp khác nhau

sƯu điểm của IoT

 Kết nối toàn cầu:‚IoT cho phép các thiết bị điện tử thông minh

kết nối và truyền tải dữ liệu trên một mạng lưới toàn cầu, tạo ra

sự liên kết thông tin giữa các thiết bị và giúp người dùng dễ dàng quản lý chúng

 Tối ưu hóa hiệu suất:‚IoT cho phép người dùng quản lý và

điều khiển các thiết bị từ xa, tăng cường hiệu suất và tiết kiệm thời gian và chi phí

 Nâng cao trải nghiệm người dùng:‚IoT cho phép người dùng

tương tác với các thiết bị thông minh một cách thông minh và linh hoạt, từ việc kiểm soát đèn và nhiệt độ trong nhà đến việc điều khiển các thiết bị gia đình từ xa

 Tăng cường độ tin cậy:‚IoT giúp giảm thiểu sự cố và tăng

cường độ tin cậy của hệ thống thông qua việc thu thập và phân tích dữ liệu liên tục để đưa ra các cảnh báo và cải tiến hệ thống

Nhược điểm của IoT

 Bảo mật và riêng tư: IoT đặt ra thách thức lớn về bảo mật và

riêng tư, vì nó liên kết nhiều thiết bị và thu thập nhiều thông tinnhạy cảm từ người dùng

 Khả năng tương thích: Các thiết bị IoT có thể không tương

thích với nhau hoặc không tương thích với các mạng khác nhau,tạo ra những rào cản về việc kết nối và quản lý

 Chi phí cao: Việc triển khai hệ thống IoT có thể gặp phải chi

phí đầu tư lớn, đặc biệt là với các công ty và tổ chức lớn

 Thiếu chính sách và quy định: Hiện nay, chưa có nhiều chính

sách và quy định về IoT, dẫn đến các vấn đề liên quan đến bảo mật và quyền riêng tư

2.2 Các thành phần cơ bản của IoT

Thiết bị IoT

Là các thiết bị được kết nối mạng để thu thập, chuyển đổi và truyền tải dữ liệu Các thiết bị này có thể là các cảm biến, thiết bị di động, thiết bị kỹ thuật, máy tính cá nhân, máy chủ…

Giao thức IoT

Là bộ giao thức mà các thiết bị IoT sử dụng để kết nối và truyền dữ liệu trong cùng mạng lưới hoặc cho các hệ thống thông tin khác Các giao thức IoT tiêu biểu có thể kể đến như: Wifi, Bluetooth, ZigBee, LoRaWAN,‚MQTT, CoAP, và HTTP… Cụ thể:

 MQTT (Message Queuing Telemetry Transport):‚Là một

giao thức truyền thông nhị phân được sử dụng để gửi và nhận thông tin giữa các thiết bị IoT và máy chủ Giao thức này được thiết kế để đảm bảo tính đáng tin cậy và hiệu suất đối với đường truyền mạng không ổn định hoặc có băng thông hẹp

 CoAP (Constrained Application Protocol):‚Là một giao thức

truyền thông HTTP nhẹ được thiết kế để hoạt động trong các mạng IoT với tài nguyên có hạn CoAP cho phép các thiết bị IoT gửi yêu cầu và nhận phản hồi từ các máy chủ hoặc từ các thiết

bị khác

 HTTP (Hypertext Transfer Protocol):‚Là một giao thức

truyền thông tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng web HTTP cũng được sử dụng trong mô hình IoT để truyền thông giữa các thiết bị và máy chủ

 DDS (Data Distribution Service):‚Là một giao thức phân

phối dữ liệu hiện đại, được thiết kế để hỗ trợ việc truyền thông

dữ liệu trong các mô hình IoT lớn DDS cung cấp sự tin cậy của

dữ liệu và đường truyền độ trễ thấp; cho phép các thiết bị IoT truyền dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả

 ZigBee:‚Là một giao thức mạng không dây được thiết kế để hỗ

trợ các ứng dụng IoT trong phạm vi ngắn, tiêu tốn năng lượng thấp ZigBee sử dụng các tần số không dây phạm vi ngắn để kết nối giữa các thiết bị IoT

Cơ sở hạ tầng IoT

Cơ sở hạ tầng IoT là tập hợp các cơ sở hạ tầng mạng, các‚thiết bị mạng, hệ thống lưu trữ, các hệ thống phân tích dữ liệu và các trung tâm dữ liệu Cơ sở hạ tầng đóng vai trò là cơ sở dữ liệu và trạm kết nối, cho phép các thiết bị IoT có thể kết nối và truyền tải dữ liệu một cách hiệu quả và đáng tin cậy

Ứng dụng IoT

Là các ứng dụng hay phần mềm được phát triển để quản lý, giám sát

và điều khiển các thiết bị IoT, cung cấp các dịch vụ và kết quả cho người dùng Các ứng dụng này có thể là các ứng dụng trên thiết bị di động, ứng dụng web hoặc các ứng dụng đám mây Ví dụ: AWS IoT, IBM Watson IoT, IBM Watson IoT, Cisco IoT…

2.3 Ứng dgng của IoT trong các lĩnh vực khác nhau

IoT là một lĩnh vực đang phát triển rất nhanh tại Việt Nam Theo báo cáo của GSMA Intelligence, số lượng các thiết bị IoT tại Việt Nam dự kiến sẽ tăng từ‚21 triệu‚vào năm 2018 lên đến‚96 triệu‚vào năm

2025 Theo các chuyên gia quy mô thị trường IoT Việt Nam đã đạt

hơn‚2 tỷ USD‚vào năm 2019, dự kiến có thể đạts7 tỷ USD‚vào năm

2025 Một người Việt Nam trung bình chỉ 0,2 kết nối IoT, trong khi thếgiới là khoảng 2 kết nối/người Dưới đây là một số ví dụ về các ứng dụng của IoT:

 Smart Home:‚IoT cho phép người dùng tương tác và điều

khiển các thiết bị trong nhà thông qua các ứng dụng và nền tảng trực tuyến Các thiết bị thông minh như hệ thống sưởi, đènchiếu sáng, máy lạnh, máy giặt, tivi và hệ thống an ninh có thể được quản lý và điều khiển từ xa, tạo ra một môi trường sống tiện nghi và thông minh

 Smart City:‚IoT cũng có thể được sử dụng để quản lý các hệ

thống quy mô đô thị, bao gồm: đèn đường, đèn giao

thông,‚camera giám sát, thiết bị phân tich thủy văn và quản lý năng lượng Việc sử dụng IoT cho phép quá trình quản lý, quy

hoạch hóa đô thị trở nên thông minh, hiệu quả hơn và tiết kiệm được nhiều chi phí và thời gian triển khai.‚

 Chăm sóc sức khỏe:‚IoT có thể được sử dụng trong lĩnh vực y

tế, cho phép giám sát sức khỏe và chăm sóc bệnh nhân từ xa Các thiết bị y tế thông minh có thể giúp giảm thiểu việc đến bệnh viện và tăng cường sự tiện lợi cho bệnh nhân

 Chế tạo máy móc:‚IoT có thể được sử dụng để tối ưu hóa quá

trình sản xuất và giảm thiểu sự cố, từ việc giám sát và quản lý dòng sản xuất đến việc phân tích dữ liệu và tối ưu hóa quá trìnhsản xuất

 Nông nghiệp:‚IoT cũng có thể được sử dụng để tăng cường

năng suất và hiệu quả trong lĩnh vực nông nghiệp, từ việc giám sát và quản lý các hệ thống tưới nước đến việc theo dõi vật nuôi

và cây trồng

 Giám sát môi trường:‚Các thiết bị IoT có thể được sử dụng để

giám sát môi trường, bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, khí thải và tiếng

ồn Ứng dụng phần mềm IoT có thể thu thập dữ liệu từ các thiết

bị này và cung cấp các báo cáo về chất lượng môi trường cho các nhà quản lý

 Bán Lẻ Thông Minh (Smart Retail): IoT trong bán lẻ giúp tối

ưu hóa trải nghiệm mua sắm, quản lý hàng tồn kho và tạo kết nối mạnh mẽ giữa nhà bán lẻ và khách hàng giúp cho các nhà bán lẻ phục vụ khách hàng tốt hơn, thay đổi cách bài trí cửa hàng cho phù hợp với nhu cầu tiêu dùng

3 Ứng dgng của công nghệ IoT trong ngành trồng cà phê

3.1 Giới thiệu về ngành trồng cà phê

Cà phê đã trở thành một đồ uống phổ biến nhất trên toàn thế giới Hàng triệu người uống cà phê ở Châu Phi, Nam và Bắc Mỹ, Châu Âu, Trung Đông….và cả ở Việt‚Nam Hiện nay uống cà phê không chỉ đơngiản là thưởng thức một loại đồ uống mà nó còn thể hiện văn hoá cà phê văn hoá uống của một quốc gia nói riêng và của toàn thế giới nóichung Cà phê được truyền bá từ Châu Phi đến Ả Rập, đây cũng chính

là nơi đầu tiên chế biến và sử dụng cà phê như một loại thuốc, loại thức ăn trước khi trở thành thức uống được ưa chuộng như ngày nay Người Ả Rập giữ cà phê như một bí quyết trong nhiều năm…Sau đó thì cây cà phê đã được phổ biến ở Thổ nhĩ kỳ, Ý, Pháp….rất nhiều đồn