bài báo môn phương pháp nghiên cứu khoa học đề tài ứng dụng công nghệ thông tin vào nông nghiệp

—— 3+4

®%

> we < °

z

“ins os wooe™

BAI BAO MON: PHUONG PHAP NGHIEN CUU KHOA HOC

DE TAI: UNG DUNG CONG NGHE THONG TIN VAO

NONG NGHIEP

Giảng viên hướng dẫn: TS Duong Thi Thuy Nga

Sinh viên thực hiện: Đặng Ngọc Gia Bảo

Nguyên Nhật Hào Ngô Lê Minh Thiện

Lớp: 09 ĐH _THMT

Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2023

Nhận xét của giảng viên

bette ees , ngày tháng năm 2023 Giảng viên

Dương Thị Thúy Nga

MUC LUC

MOt s6 tir khoa bai mghién Crus c.ccccccccccscsscsssssesscssessessecsessscssssscssceseesecsecsecseesecaeesseaes 5

GIỚI THIỆU VÀ TỎNG QUAN BÀI BÁO 555cc cererrrrrrrerrrerreee 6

[SN c 7 8.7 -8.,28 8 00nn0n8n8n88ẻ nh ố 6

Một số vấn đè nghiên cứu quan trọng cân giải qHỤẾT e-ccsce<ccscssceeeseesreceexeesee 7 Tại sao ứng dụng IoT trong nông nghiệp thông mình lại QHGH ÍFOH cecc«eeeseseesees 8 Mục tiếu của việc ứng dụng loT trong nông nghiệp thÔng HHHHẪ, cce«csessseseeseeee 9

PHUONG PHAP NGHIEN COU u ccccsssssscccssesecssssseeessnsecsssneecessneesensnieesnectaneesneees 10

Đối tượng HGhIÊH CỨP: eccosccs cv cv HT TH TH 110.111 Trerrrerree 10 PhưƯƠnG pÏIÁP, ch HT TH TH HT HT TH HT ch g0 c9 il

UNG DUNG IOT TRONG NÔNG NGHIỆP THÔNG MINH 41

Theo dõi liên tục điều kiện thời tiỄ| -c-e«-cc+cee+eeereeerereeetrrreetrrirerrrrerkererrerrre i

Tự động hóa trong canh tác nhà KÍHÍH con tt tt Ho ng ng gìn 12

Cải thiện tốc độ và thích nghỉ với điều kiện thời tiết phức 7.800 1nẼPẼ7ẼAe 19

Cải thiện chất lượng HÔng SẲH: sc cnnnnnnnnnnànH HH HH tr te 20

NHỮNG KHÓA KHĂN CỦA VIỆC ỨNG DỤNG IOT TRONG NÔNG NGHIỆP 20

¡1097.277.111 21

IOT LÀ LỰA CHỌN CHO NÔNG NGHIỆP BÈN VỮNG 7 55- 23

1Ð 8.0 0 -.4 ÔỎ 25 IV 1801908 4/70/84: (0 aa1+41 ÔỎ 2ó

NGHIEN CUU QUA TRINH UNG DUNG IOT TRONG NONG NGHIEP THONG

MINH TOM TAT

Nghiên cứu quá trình ứng dụng loT (Internet of Things) trong néng nghiép thông minh nhân mạnh sự kết hợp của công nghệ IoT với lĩnh vực nông nghiệp để tối ưu hóa quản lý tài nguyên, tăng hiệu suất, và giảm tác động đến môi trường Các ứng dụng cụ thê bao gồm giám sát thời tiết, điều khiến tưới tiêu, quan ly sức kháng của cây trồng, và theo dõi vật nuôi Lợi ích của việc sử dụng IoT trong nông nghiệp bao gồm tăng hiệu suất và năng suất, giảm tác động môi trường, và tích hợp thông tin đề đưa ra quyết định thông

minh Dé tai nay danh dấu sự hứa hẹn của việc ứng dụng công nghệ loT để cải thiện nông

nghiệp trong bối cảnh thách thức hiện đại Một số từ khóa bài nghiên cứu:

IoT ( Internet Of Things )

Nong Nghiép Théng Minh

Cam bién

Quan Ly Tai Nguyén

Là một hệ thống gồm các thiết bị, cảm biến, máy móc, và các đối tượng khác có khả năng kết nổi qua internet để thu thập, truyền tải và chia sẻ dữ liệu Trong ngữ cảnh nông nghiệp, loT cho phép các thiết bị và cảm biến truyền tải thông tin về môi trường và quá trình sản xuất Là một phương pháp nông nghiệp sử dụng công nghệ để nâng cao hiệu suất, tôi ưu hóa sử dụng tài nguyên, giảm tác động đến môi trường và cải thiện quản lý sản xuất Nông nghiệp thông minh sử dụng các công nghệ như loT,

trí tuệ nhân tạo và tự động hóa đề làm điều này

Là các thiết bị có khả năng thu thập thông tin từ môi

trường xung quanh Ví dụ, cảm biến thời tiết có thê đo

nhiệt độ, độ âm và tốc độ gió, trong khi cảm biến độ âm

đất đo lượng nước trong đất

Là việc sử dụng và quản lý tài nguyên như nước, đất,

phân bón và hóa chất một cách hiệu quả để tối ưu hóa sản

xuất nông nghiệp và giảm lãng phí

Hiệu Suất Nông Nghiệp Là khả năng sản xuât nông sản và sản phâm chăn nuôi một cách hiệu quả, với mức độ tôi ưu hóa tài nguyên như nước, thức ăn và thời gian

Báo Vệ Môi Trường Là việc đảm bảo rằng quá trình sản xuất nông nghiệp không gây tác động xấu đến môi trường, như ô nhiễm nước, đất và không khí

GIOI THIEU VA TONG QUAN BAI BAO

ToT trong nông nghiệp là gi?

Nông nghiệp là một ngành cốt lõi trong nên kinh tế Việt Nam Ngành này

vốn dĩ được biết đến với việc phụ thuộc

vào những kinh nghiệm của người nông dân, kinh nghiệm trong canh tác và sản

xuất để có thể đạt được năng suất cao

Nhưng không phải lúc nào năng suất, sản

lượng cũng được như theo ý muốn vì có rât nhiều yêu tô tác động

Chính vì lí do đó, theo như xu hướng của thể giới trong thời đại công nghiệp 4.0, việc áp dụng công nghệ vào trong nông nghiệp là một giải pháp tối ưu và có thể giúp người làm nông đạt

được nhiều kết quả cao Một trong số

những thứ được nhắc đến nhiều nhất khi

nói về nông nghiệp thông minh, đó chính là IoT — Internet of Things

LOT la gi?

Internet of Things là một kịch bản

của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, mỗi con

người được cung cấp một định danh của

riêng mình, va tat ca có khả năng truyền

tải, trao đổi thông tm, dữ liệu qua một

mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính loT đã phát triển

từ sự hội tụ của công nghệ không dây,

công nghệ vỉ cơ điện tử và Internet Nói

đơn giản hơn, đó là sự tập hợp các thiết bị có khả năng kết nỗi với nhau, với

Internet và thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó

Một số vân để nghiÊn cứu quan trọng can giải quyết

Hiệu quả và hiệu suất nông

nghiệp thông minh: Cần tìm hiểu cách mà việc ứng dụng IoT có thê cải thiện hiệu suất và hiệu quả trong nông nghiệp Nghiên cứu phải xác định và do lường sự thay đổi trong sản xuất, tôi ưu hóa sử dụng tài nguyên và tác động đến năng

suất

Tác động đến môi trường: Cần đánh giá tác động của việc sử dụng loT trong nông nghiệp đối với môi trường, bao gồm tác động đến nguồn nước, đất

đai, không khí và sự bền vững môi

trường

Tiết kiệm tài nguyên: Nghiên cứu

cần xác định cách mà IoT có thê giúp tiết kiệm tài nguyên quan trọng như nước và

phân bón Điều này bao gồm cả việc giảm thiểu lãng phí và sử dụng tài nguyên một cách bền vững

Tích hợp và quản lý dữ liệu: Nghiên cứu phải xem xét cách tích hợp

và quản lý dữ liệu từ các hệ thống IoT Cần tìm hiểu cách để dữ liệu từ nhiều

nguồn được thu thập, lưu trữ và phân

tích đề ra quyết định thông minh

Ứng dụng cụ thê trong nông

nghiệp: Nghiên cứu cần tập trung vào

các ứng dụng cụ thể của loT trong nông

nghiệp, bao gồm việc giám sát thời tiết,

quản lý cây trồng, quản lý vật nuôi và hệ

thống tưới tự động

Lợi ích và thách thức cho nhà nông và người quản lý nông trang: Cần

phân tích cụ thê lợi ích và thách thức mà

nhà nông và người quản lý nông trang gặp phải khi sử dụng loT trong nông nghiệp thông minh

Hướng phát triển trong tương lai:

Nghiên cứu cần đưa ra dự đoán về tương

lai của loT trong nông nghiệp, bao gồm sự phát triển của công nghệ và cách mà nó có thê cải thiện ngành nông nghiệp

Những vấn đề này sẽ giúp nghiên

cứu hiểu rõ hơn về tiềm năng và hạn chế

của loT trong nông nghiệp thông minh và cách nó có thể đóng góp vào sự phát triên bên vững của ngành này

Tai sao wng dung loT trong nông nghiép théng minh lai quan trong Nông nghiệp là một trong những

ngành kinh tế quan trọng nhất của xã hội, cung cấp thực phẩm và tài nguyên thiết

yếu cho cuộc sống của mọi người Tuy

nhiên, nông nghiệp đang đối diện với một loạt thách thức ngày cảng tăng, bao gồm tác động của thay đối khí hậu, gia tăng dân số và áp lực lớn về sự bền vững của sản xuât nông nghiệp

Trong bối cảnh này, việc ứng dung céng nghé Internet of Things (IoT) trong nông nghiệp không chỉ là một xu hướng, mà còn là một cách tiếp cận quan trọng đề nâng cao hiệu suất, tôi ưu hóa quản lý tài nguyên và giảm tác động đến môi trường Công nghệ IoT cho phép thu

thập dữ liệu thời tiết, độ ẩm đất, tinh

trạng sức kháng của cây trồng, và quản lý vật nuôi một cách thông minh và hiệu quả hơn Nhờ vào sự kết hợp của các

cảm biến và thiết bị kết nối qua internet,

cac théng tin nay co thé duoc theo déi va quan lý từ xa, giúp nông dân và nhà quản lý nông trang có cái nhìn toàn điện về quá trình sản xuất nông nghiệp

Sự quan trọng của van dé nay

không chỉ nằm ở việc nâng cao hiệu suất

sản xuất nông nghiệp, mà còn ở việc giảm lãng phí tài nguyên và giảm tác

động đến môi trường Việc sử dụng loT

trong nông nghiệp có thể giúp giảm sử dụng nước và hóa chât, đông thời tôi ưu

hóa quá trình sản xuất Điều này có ý

nghĩa quan trọng trong bối cảnh tài

nguyên tự nhiên đang bị cạn kiệt và sự

bên vững của môi trường đang trở thành môi quan tâm toàn câu

Ngoài ra, vấn đề nghiên cứu này

còn đặt ra một cơ hội quan trọng cho sự

đổi mới và phát triên trong ngành nông nghiệp Sự kết hợp giữa nông nghiệp và công nghệ IoT đang thúc đây sự phát triển của nông nghiệp thông minh va

sáng tạo, mở ra cơ hội cho ứng dụng trí

tuệ nhân tạo và tự động hóa trong quản

lý sản xuất

Trong tổng thể, việc nghiên cứu và hiểu rõ quá trình ứng dụng IoT trong nông nghiệp thông mình không chỉ là

một vấn đề kỹ thuật, mà còn là một

nhiệm vụ quan trong để đảm bảo an toàn

thực phẩm, bền vững tài nguyên và một tương lai tươi sáng cho ngành nông nghiệp và toàn xã hội

Tục tiêu của việc ứng dụng loT trong nông nghiệp thông mình Nghiên cứu cụ thê về ứng dụng

loơT trong nông nghiệp thông minh: Bài báo này đặt mục tiêu cung cấp cái nhìn chỉ tiết về cách IoT có thê được áp dụng vào nông nghiệp thông minh Chúng tôi sẽ tập trung vào các ví dụ và trường hợp thực tế đê minh họa cách công nghệ này có thể cải thiện sản xuất nông nghiệp, quản lý tài nguyên và giảm tác động đến môi trường

Đánh giá lợi ích và thách thức:

Chúng tôi cam kết đánh giá cả lợi ích và

thách thức mà nhà nông và người quản lý nông trang có thê gặp phải khi sử dụng

loT trong nông nghiệp Điều này giúp

người đọc có cái nhìn toàn diện về những khía cạnh tích cực và hạn chế của công

nghệ này

Khám phá tiềm năng tương lai:

Bài báo sẽ đặt câu hỏi về tương lai của

IoT trong lĩnh vực nông nghiệp và cách nó có

thể góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành này Chúng tôi sẽ xem xét tiềm năng của loT trong việc định hình ngành nông nghiệp thông minh trong tương lai

10

Cung cấp thông tin hữu ích: Cuối cùng, bài báo này sẽ cung cấp thông tin hữu ích cho các nhà nghiên cứu, nhà quản lý nông trang, nhà lập pháp và những người quan tâm đến nông nghiệp và sự phát triển bền vững Chúng tôi hy vọng rằng bài báo sẽ đóng vai trò là nguồn thông tin chỉ tiết và cập nhật về quá trình ứng dụng loT trong lĩnh vực nảy

Bằng cách thực hiện nghiên cứu

và trình bày thông tin chỉ tiết về việc sử dụng IoT trong nông nghiệp thông minh, chúng tôi hy vọng rằng bài báo này sẽ góp phần vào việc thúc đây sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp và cung cấp hướng dẫn cụ thê cho việc ứng dụng công nghệ này trong thực tế

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Tục tiêu nghién cwu:

Nghiên cứu cách sử dụng cảm

biến và hệ thông IoT để theo dõi và đánh

giá hiệu suất cây trồng và động vật nông nghiệp Tìm hiểu cách sử dụng dữ liệu

thu thập được đê tôi ưu hóa quy trình

canh tác, từ lựa chọn giông cây đến quản

ly chuồng trại Sử dụng cảm biến đất đai và thời tiết để quản lý việc tưới nước một

cách hiệu quả, giúp giảm lượng nước sử dung va chi phi liên quan Phát triển giải Đối trợng nghiên cứu:

pháp IoT đề đánh giá và quản lý sử dụng phân bón, giúp giảm lượng phân bón không cần thiết và giảm tác động tiêu

cực đối với môi trường

Phát triển cơ sở dữ liệu lớn từ dữ

liệu thu thập được, tạo ra nguồn thông tin

hữu ích cho nghiên cứu và quản lý nông

nghiệp Sử dụng phân tích dữ liệu để tìm

ra xu hướng, đưa ra dự đoán và đề xuất

chiến lược quản lý nông nghiệp

11

Nông Dân và Nhà Quản lý Nông nghiệp:

® Nghiên cứu có thể tập trung vảo cách nông dân và nhà quản lý nông nghiệp hiệu, chấp nhận, và sử dụng các giải pháp loT trong quá trình quản lý và canh tác Phương pháp

Xác định xu hướng và nhu cầu thị trường về loT trong nông nghiệp thông minh Đánh giá sự chấp nhận và sẵn sảng áp dụng của người nông dân và doanh nghiệp nông nghiệp

Đo lường tác động của các giải pháp loT trong nông nghiệp đối với hiệu suất nông nghiệp, tài nguyên, và môi trường Xác định ảnh hưởng của IoT đối với thu nhập của nông dân và chi phi san

là trồng trọt

Xây dựng các hệ thông thu thập

dữ liệu để theo dõi các tham số như độ âm đất, nhiệt độ, điều kiện thời tiết, và

ỨNG DỤNG IOT TRONG NÔNG NGHIỆP THÔNG MINH

Theo dõi liên tục điều kiện thời tiễt

Một trong những công cụ được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực nông

nghiệp thông mình có lẽ là các trạm quan

trắc thời tiết Các trạm quan trắc thời tiết 12

duoc lap dat trén cac khu vuc canh tac,

có khả năng thu thập nhiều thông tin và

số liệu từ môi trường thực tiễn và gửi về

cho trung tâm xử lý phân tích Các phép

đo và số liệu thu nhận có thể được sử

dụng để thành lập bản đồ điều kiện khí

tượng thời tiết, lựa chọn các loại cây

trồng và vật nuôi phù hợp nhất với điều

kiện thời tiết tại địa phương, đưa ra giải pháp chăm sóc cây trồng vật nuôi phù

hợp nhất để kiểm soát chất lượng và hiệu

quả của nông sản

Quá trình theo dõi thời tiết liên tục Tự động hóa trong canh tác nhà kính

Một trong những lĩnh vực điển

hình của kỹ thuật IoT là hỗ trợ qua trinh

canh tác trong nhà kính Nhà kính là khu vực canh tác không gian hẹp, theo đó nếu chúng ta quản lý, điều khiển và tối ưu được điều kiện môi trường phù hợp

canh tác cho cây trồng, đó sẽ là nơi lý tưởng để tạo ra các sản phẩm nông nghiệp khác biệt

Việc sử dụng các cảm biến loT

cho phép chúng ta thu nhận thông tin liên tục trong chế độ thời gian thực về tất cả

13

cac diéu kién trong nha kinh canh tac vi

du nhu diéu kién anh sang, diéu kién nhiệt độ, độ âm không khí, điều kiện đất,

dưỡng chất Trên nền tảng các số liệu môi trường bên ngoài kết hợp với thông sô môi trường quan trắc được từ bên

ví dụ như độ âm đất, nhiệt độ trong

phòng hay điều kiện ánh sáng, hay phương thức tưới nước hiệu quả nhất cho cây (tưới gốc nhỏ giọt hoặc tưới lá dạng phun sương)

Tự động hóa canh tác trong nhà kinh Quản lý cây trồng

Một trong những sản phẩm loT phô biến trong lĩnh vực nông nghiệp chính xác là các thiết bị phục vụ mục đích quản lý cây trồng Cũng giống như

các trạm thời tiết khí tượng, các loại cảm biến quản lý cây trồng được lắp đặt trên

cảnh đồng dé thu thap số liệu cho từng

loại cây trồng khác nhau từ nhiệt độ môi

14

trường, chất diệp lục trên lá, độ ẩm lá

cho đến thông tin sức khoẻ tổng hợp về loài cây trồng

Chính bởi nguồn thông tin đa

dang nay ma chung ta co kha nang quan Giam sat va quan Íÿ vật nuôi

Cũng tương tự như quản lý cây trồng, các loại cảm biến loT nông nghiệp khác có khá năng gắn với các loại gia súc thả trên cánh đồng đề theo dõi, giám sát các chỉ số sức khoẻ và ghi nhận thông tin di chuyển của chúng trên khu vực chăn thả Với khả năng theo vết, giám sát và cung cấp thông tin liên tục các cảm biến loT giúp chúng ta thu thập số liệu liên quan tới trình trạng sức khoẻ, hành vi,

tăng trưởng ở bất kỳ vị trí và thời gian

nào, ngay cả khi gia súc đi chuyển

trắc, giám sát liên tục quá trình tăng trưởng của cây trồng trên toàn bộ khu vực canh tác, sẵn sàng cho các phương

án xử lý bệnh dịch một cách có hiệu quả,

đúng thời điểm để không ảnh hưởng tới

năng suất thu hoạch

Ví dụ với các thông tin liên quan

tới cơ thể vật nuôi do các cảm biến cung

cấp như nhiệt độ cơ thể, nhịp tim, di

chuyển và hoạt động qua bước phân

tích chúng ta có thể xác định được các cá

thê yêu hoặc bị bệnh, sớm tách chúng

khỏi đàn để không tạo nguy cơ lây lan

Hoặc việc đưa vào sử dụng các thiết bị

bay không người lái kích thước nhỏ để

giám sát liên tục trên khu vực chăn thả giúp chúng ta tiết kiệm được rất nhiều

chi phí nhân công

15