Đây là một bước đi phù hợp với xu hướng phát triển của thời đại, sử dụng ESP32 để điều khiển các thiết bị và thu thập dữ liệu để hỗ trợ quá trình chăn nuôi.. Đề tài của nhóm nghiên cứu
TỔNG QUAN
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Nông nghiệp là một trong những ngành cốt lõi của Việt Nam, đóng vai trò then chốt trong việc thúc đẩy nền kinh tế và cải thiện đời sống của người dân Tuy nhiên, để đạt được sự phát triển bền vững và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội hiện đại, ngành nông nghiệp phải vượt qua những thách thức đáng kể như tác động của thời tiết cực đoan, dịch bệnh, và sự cạnh tranh ngày càng gay gắt trên thị trường [1] Để đối phó với những thách thức này, ngành nông nghiệp Việt Nam đã chuyển hướng và học hỏi theo xu hướng thế giới 4.0 bằng việc áp dụng công nghệ vào sản xuất nông nghiệp Trong đó, IoT - Internet of Things (mạng lưới các vật kết nối qua internet) đã trở thành một trong những công nghệ được ứng dụng rộng rãi nhất và mang lại nhiều lợi ích to lớn [2]
Các mô hình nông nghiệp thông minh sử dụng công nghệ IoT đã được triển khai và đạt được những thành tựu đáng kể:
− Trạm quan trắc thời tiết tự động: Các trạm quan trắc thu thập dữ liệu về môi trường Số liệu này được gửi đến trung tâm phân tích, nông dân có thể dựa trên thông tin này để lựa chọn loại cây trồng phù hợp với điều kiện thời tiết và chăm sóc cây trồng hiệu quả, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm
− Tự động hóa trong canh tác nhà kính: Hệ thống tự động thu thập dữ liệu về ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm trong nhà kính Phân tích dữ liệu thu được và sử dụng để điều chỉnh các yếu tố môi trường, tối ưu hóa điều kiện sinh trưởng của cây trồng Nhờ đó, nông dân có thể điều khiển các thông số một cách chính xác và nhanh chóng, từ đó tăng năng suất và giảm thiểu tổn thất
− Hệ thống giám sát và quản lý vật nuôi thông minh: Các cảm biến được gắn trên gia súc để giám sát chỉ số sức khỏe và hoạt động của đàn vật nuôi Dữ liệu thu thập được giúp người nuôi phát hiện sớm các bệnh tật và vấn đề sức khỏe của chúng, từ đó có thể đưa ra các biện pháp phòng ngừa dịch bệnh và điều trị hợp lý
Việc áp dụng IoT vào nông nghiệp không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn tạo ra một môi trường làm việc thân thiện với người dùng, tiết kiệm sức lao động và bền vững theo thời gian Công nghệ này mang lại nhiều lợi ích to lớn cho ngành nông nghiệp Việt Nam, từ việc tăng năng suất đến giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường Sự kết hợp giữa truyền thống và công nghệ hiện đại sẽ định hướng lại cho sự phát triển của ngành nông nghiệp, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của người nông dân và đưa ngành này ngày càng gần hơn với tiêu chuẩn quốc tế.
TÍNH CẤP THIẾT
Trước sự gia tăng mạnh mẽ của nhu cầu sử dụng thực phẩm sạch đặc biệt là gia cầm, việc ứng dụng công nghệ IoT vào chăn nuôi đem lại nhiều tiềm năng và cơ hội phát triển Đề tài của nhóm nghiên cứu tập trung vào xây dựng một hệ thống giám sát thông minh trong chăn nuôi gà, nhằm cung cấp các tính năng tối ưu nhất cho nhu cầu chăm sóc, giám sát và điều khiển hệ thống của người nông dân
Các giải pháp trong đề tài bao gồm tự động điều khiển thiết bị đo nhiệt độ, ánh sáng chuồng, làm mát bằng quạt, đèn sưởi ấm, giám sát từ xa và quản lý thông qua thiết bị trang web hoặc app điện thoại Đây là những cải tiến quan trọng giúp giảm thiểu công sức và chi phí cho người nuôi, đồng thời tăng tính hiệu quả của quá trình nuôi gà
Chúng tôi hy vọng rằng đề tài này sẽ đem lại những đóng góp tích cực và mang lại lợi ích đáng kể cho người nuôi nói riêng và ngành chăn nuôi nói chung, đồng thời góp phần nâng cao năng suất và hiệu quả của nền nông nghiệp Việt Nam Qua đó, tiếp tục đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của thị trường thực phẩm và đóng góp vào sự phát triển bền vững của ngành chăn nuôi.
MỤC TIÊU
Đề tài này được triển khai với các mục tiêu sau:
− Thiết kế mô hình quản lý và chăn nuôi gà ứng dụng công nghệ IoT, nhằm tự động hóa việc điều khiển các thiết bị trong trang trại Đây là bước đột phá trong quản lý chăn nuôi, giúp tối ưu hóa hoạt động và giảm sự phụ thuộc vào người nuôi
− Thiết kế và thi công hệ thống chuồng trại đảm bảo sự phù hợp với các yêu cầu đặt ra Hệ thống này sẽ có các chức năng hỗ trợ người dùng giám sát các thông số trong chuồng, cũng như quản lý thông tin để truy xuất nguồn gốc của từng lứa gà, lịch tiêm chủng vacxin và tình trạng ăn uống của chúng
− Phát triển nền tảng kết nối trực tuyển thông qua website và ứng dụng điện thoại, cho phép người dùng dễ dàng theo dõi và điều khiển các thiết bị từ xa.
NHIỆM VỤ
− Xác định và phân tích tính khả thi các mục tiêu đề ra để xây dựng hệ thống cùng với đó là đánh giá tính thực tiễn của dự án
− Đảm bảo các thiết bị phản hồi chính xác và đáp ứng yêu cầu điều khiển của người dùng
− Phát triển ứng dụng web và app điện thoại tiện dụng để điều khiển và giám sát thiết bị từ xa
− Đánh giá tác động đến môi trường và các lợi ích cho môi trường khi áp dụng hệ thống vào chăn nuôi.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
− Các hệ thống IoT: Bao gồm các thiết bị cảm biến, bộ điều khiển, hệ thống mạng, và phần mềm quản lý
• Cảm biến: Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng và loadcell
• Bộ điều khiển: Các thiết bị giúp điều chỉnh các yếu tố môi trường như quạt, đèn sưởi và servo cho ăn
• Hệ thống mạng: Mạng không dây (Wifi) để kết nối các thiết bị IoT với nhau và với hệ thống quản lý trung tâm
• Phần mềm quản lý: Ứng dụng điện thoại và trang web dùng để quản lý, lưu trữ, phân tích dữ liệu, điều khiển thiết bị và đưa ra cảnh báo
− Đàn gà: Nghiên cứu tập trung vào các giống gà được nuôi, bao gồm các đặc điểm sinh học, nhu cầu dinh dưỡng, tình trạng sức khỏe và hành vi
− Người nông dân và nhà quản lý: Những người trực tiếp sử dụng hệ thống IoT trong quản lý và chăn nuôi gà
− Thiết kế và triển khai hệ thống IoT trong chuồng trại: Lựa chọn và cài đặt các thiết bị cảm biến và bộ điều khiển, kết nối các thiết bị qua mạng không dây và tích hợp với hệ thống quản lý trung tâm
− Thu thập và phân tích dữ liệu môi trường và sức khỏe đàn gà: Theo dõi và ghi nhận dữ liệu về nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng trong chuồng trại
− Tối ưu hóa quy trình chăm sóc và quản lý đàn gà:
− Đánh giá hiệu quả và tác động kinh tế của hệ thống IoT:
• So sánh năng suất, chất lượng sản phẩm và chi phí chăn nuôi trước và sau khi áp dụng hệ thống IoT
• Đánh giá sự chấp nhận và trải nghiệm của người nông dân với công nghệ mới
− Bảo mật và bảo vệ dữ liệu:
• Đảm bảo an toàn dữ liệu thu thập từ các thiết bị IoT
• Xây dựng các biện pháp bảo mật để bảo vệ hệ thống khỏi các cuộc tấn công mạng.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đồ án đã sử dụng phương pháp nghiên cứu kỹ thuật tổ hợp, kết hợp phân tích và sàng lọc dữ liệu thu thập từ các cảm biến và thiết bị linh kiện điện tử Dữ liệu được thu thập từ chuồng trại chăn nuôi được xử lý để loại bỏ nhiễu và chuẩn hóa, sau đó áp dụng các phương pháp phân tích và định lượng để điều chỉnh hoạt động của hệ thống một cách hiệu quả và tự động Phương pháp này đã đem lại những kết quả chính xác và cải thiện tính ổn định của hệ thống IoT trong môi trường chăn nuôi, đồng thời đóng góp vào sự tiến bộ của ngành nông nghiệp thông minh.
BỐ CỤC ĐỒ ÁN
Báo cáo được tổ chức thành 5 chương với các nội dung sau đây:
Giới thiệu lý do chọn đề tài, đặt ra vấn đề liên quan và mục tiêu của báo cáo Cung cấp cái nhìn tổng quan về cấu trúc báo cáo và những vấn đề cần được giải quyết
Chương 2: Cơ sở lý thuyết Đưa ra các lý thuyết cơ bản về ứng dụng IoT trong nông nghiệp, đặc biệt là trong chăn nuôi gia cầm Giới thiệu các chuẩn truyền thông và truyền dữ liệu trong ứng dụng IoT, bao gồm cách kết nối dữ liệu với ứng dụng website thông qua Firebase
Chương 3: Thiết kế và xây dựng hệ thống Đề cập đến các yêu cầu chức năng và kỹ thuật của hệ thống, từ đó thiết kế mô hình tổng thể và sơ đồ khối cũng như đưa ra các linh kiện có liên quan đến đồ án Nó bao gồm việc phân tích chức năng từng khối để lựa chọn linh kiện phù hợp và triển khai thi công phần cứng Ngoài ra, chương này mô tả việc thiết kế web và ứng dụng trên điện thoại để giao tiếp với người dùng
Chương 4: Kết quả và đánh giá
Trình bày các kết quả đạt được sau quá trình thực hiện Đồng thời cũng đưa ra những nhận xét và đánh giá dựa trên các hoạt động thực hiện trong dự án
Chương 5: Kết luận và hướng phát triển
Tóm tắt và đưa ra kết luận của báo cáo Ngoài ra, cung cấp các định hướng để cải tiến và phát triển đồ án trong tương lai, nhằm hoàn thiện hơn và đáp ứng các yêu cầu người dùng và thị trường
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
GIỚI THIỆU MÔ HÌNH IOT TRONG NÔNG NGHIỆP
Ngày nay, IoT đã không còn là từ khóa quá xa lạ đối với người nông dân, việc áp dụng các công nghệ kết nối và thiết bị thông minh vào quá trình canh tác và chăn nuôi đã góp phần lớn nâng tầm chất lượng đầu ra sản phẩm Với sự trợ giúp tuyệt vời đó, nó không chỉ giúp nhà nông quản lý thời gian, tiết kiệm chi phí nhân công mà còn hạn chế đến mức thấp nhất việc sử dụng tài nguyên không hợp lý góp phần giữ cân bằng hệ sinh thái, bảo vệ môi trường tự nhiên
Hình 2.1: Các ứng dụng của hệ thống IoT
2.1.1 Thành phần của hệ thống IoT
Một hệ thống IoT thông thường sẽ bao gồm 4 thành phần cơ bản sau:
− Cảm biến: Các cảm biến được dùng để thu thập dữ liệu các yếu tố môi trường cũng như tình trạng của vật nuôi hoặc cây trồng
− Bộ điều khiển: Đóng vai trò như bộ não đưa ra các lệnh thực thi và quản lý dữ liệu dựa trên lập trình của người dùng
− Kết nối mạng: Hoạt động như mạng lưới thần kinh của con người, kết nối các cảm biến và bộ xử lý trung tâm giúp chúng giao tiếp và vận hành cùng nhau thông qua các giao thức phổ biến như Wifi, Bluetooth, Lora hay Zigbee
− Giao diện quản lý: Ứng dụng hoặc website để hiển thị, lưu trữ và phân tích dữ liệu Cùng với đó, nó đóng vai trò như người trung gian giúp người nông theo dõi và điều khiển các thiết bị từ xa thông qua điện thoại hoặc máy tính
2.1.2 Lợi ích của việc ứng dụng IoT
Có thể nhận thấy việc đưa vào sử dụng các hệ thống kết nối vạn vật giúp tối ưu hóa điều kiện sinh trưởng của cây trồng và vật nuôi, từ đó giúp nâng cao năng sất và chất lượng sản phẩm Không những thế, nó còn giúp nhà nông tự động hóa các hoạt động như tưới tiêu, bón phân giảm thiểu hao hụt và lãng phí, phát hiện sớm các loại sâu bệnh hại hay vấn đề bất thường của vật nuôi
Ngoài ra, không thể không nói đến sự tiện lợi của việc quản lý từ xa theo thời gian thực giúp người dùng nhanh chóng đưa ra các biện pháp xử lý kịp thời khi có vấn đề phát sinh dựa trên dữ liệu thực được thông báo và cập nhật liên tục đến điện thoại của người sử dụng.
KỸ THUẬT NUÔI GÀ VÀ CÁC LOẠI VẮC-XIN CẦN THIẾT
Gà là một loại gia cầm phổ biến trong ngành nông nghiệp nói chung và chăn nuôi nói riêng Cũng như hầu hết các loại vật nuôi khác, người nuôi cần phải trang bị cho mình những kiến thức và kỹ thuật cần thiết, đặc biệt là học hỏi kinh nghiệm từ những người chăn nuôi khác để đạt được hiệu suất chăn nuôi cao nhất
Chọn vị trí: Vị trí đặt chuồng nên được xây dựng ở nơi cao ráo, thoáng mát, tránh các khu vực ẩm thấp Tốt nhất nên chọn theo hướng Đông hoặc Đông Nam để tránh ánh nắng oi bức vào buổi chiều và đón được ánh mặt trời và sáng sớm [3]
Thiết kế chuồng: Nên được thiết kế với hệ thống thông gió tốt, lấy đủ ánh sáng và không gian để gà tự do di chuyển và ăn uống, quan trọng không kém là hệ thống thoát nước hiệu quả ngăn ngừa tình trạng ngập úng cục bộ [3]
Giống gà công nghiệp: Thích hợp với các mô hình khép kín quy mô cực kì lớn, cho ra sản lượng thịt và trứng cao nhưng đi kèm những yêu cầu kỹ thuật chặt chẽ
Các giống gà thả vườn: Phù hợp với mô hình gà thả vườn quy mô vừa và nhỏ, thích ứng tốt với các điều kiện tự nhiên và kháng bệnh tốt
2.2.1.3 Thức ăn và nước uống
Thức ăn: Cần cung cấp lượng thức ăn cân đối giữa tinh bột, đạm, vitamin và các loại khoáng chất Kết hợp thức ăn công nghiệp và tự phối trộn từ các nguồn nguyên liệu có sẵn như ngô, đậu và cám
Nước uống: Đây cũng là một yếu tố quan trọng, phải đảm bảo nguồn nước sạch và cung cấp đầy đủ các chất điện giải vào mùa nóng Thay nước thường xuyên tránh các cặn bẩn hay chất thải của gà lắng đọng làm ô nhiễm nguồn nước
2.2.1.4 Chăm sóc và quản lý Đàn vật nuôi cần được phân ra các khu nuôi nhốt riêng theo độ tuổi và trọng lượng để dễ dàng quản lý và chăm sóc Kết hợp với việc vệ sinh chuồng trại thường xuyên, kiểm tra sức khỏe gà định kỳ, có biện pháp cách ly và điều trị kịp thời với các cá thể mắc bệnh
2.2.2 Các loại vắc-xin cần thiết
Nhằm để duy trì sức khỏe cũng như năng suất của đàn vật nuôi, việc tiêm ngừa theo khuyến cáo của các bộ ngành là rất quan trọng Dưới đây là một số loại vắc-xin cần thiết cho gà:
Bảng 2.1: Các loại vắc - xin khuyến nghị cho gà thịt [4]
Ngày tuổi Loại vắc - xin Ngừa bệnh Cách dùng
1 đến 3 Cocivac D Cầu trùng Cho uống (chỉ sử dụng đối với nuôi chuồng nền)
Newcastle/Newcastle và viêm phế quản truyền nhiễm
Nhỏ mắt, mũi, miệng Chủng da cách
14 Gumboro Gumboro Nhỏ mắt, mũi
15 H5N1 Cúm gia cầm Tiêm dưới da gáy
Newcastle/Newcastle và viêm phế quản truyền nhiễm
21 Gumboro Gumboro Nhỏ mắt, mũi hoặc cho uống
42 ND-Emultion Newcastle Tiêm dưới da cách
CÁC CHUẨN TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY
WiFi viết tắt của Wireless Fidelity, đây là công nghệ mạng không dây được sử dụng phổ biến nhất trên toàn thế giới Công nghệ này sử dụng sóng vô tuyến, tương tự như sóng điện thoại, radio và truyền hình được dùng rộng rãi trong các hộ gia đình, doanh nghiệp hay các không gian công cộng Để kết nối với mạng WiFi, người dùng cần có dây cáp từ nhà mạng nối đến modem hoặc router để phát sóng WiFi
Hiện nay, Wifi hầu như đã được phổ cập đến mọi ngóc ngách của đất nước và không còn xa lạ gì đối với mọi người bởi các thiết bị điện tử như máy tính, máy tính bảng, laptop, điện thoại thông minh, smart tivi hay các thiết bị thông minh khác đều có thể kết nối với Wifi
Các đặc điểm của công nghệ Wifi bao gồm:
− Sử dụng giao thức: 802.11 WLAN
− Tốc độ truyền dữ liệu có thể đạt tối đa 1.3 Gbit/s
− Phạm vi kết nối từ 30 đến 100 mét tùy theo điều kiện môi trường
− Mạng có cấu trúc dạng sao
− Tiêu thụ năng lượng khá lớn
− Hỗ trợ các cơ chế bảo mật như WPA3, WPA2 để mã hóa dữ liệu
Hình 2.2: Hệ thống kết nối mạng Wifi
Công nghệ Wifi đang trở thành lựa chọn hàng đầu trong lĩnh vực chăn nuôi, nhờ khả năng kết nối dễ dàng các thiết bị thông minh vào mạng cung cấp khả năng quản lý từ xa một cách dễ dàng và thuận tiện Người chăn nuôi có thể theo dõi và điều chỉnh các thông số như nhiệt độ, độ ẩm và lượng thức ăn qua ứng dụng di động hoặc giao diện web từ bất kỳ đâu chỉ cần có kết nối internet
Khả năng tích hợp linh hoạt của Wifi, kết nối đa dạng thiết bị từ nhiều nhà sản xuất khác nhau, giúp tạo ra hệ thống chăn nuôi thông minh hoàn chỉnh với cảm biến, thiết bị theo dõi và hệ thống điều khiển được liên kết chặt chẽ
2.3.2 Công nghệ Zigbee Đây là một công nghệ mạng không dây dành cho kết nối các thiết bị trong mạng khu vực cá nhân (PAN) thông qua tín hiệu vô tuyến Được giới thiệu vào năm
1998 bởi ZigBee Alliance và tuân thủ theo tiêu chuẩn IEEE 802.15.4, Zigbee thường được xem như một lựa chọn thay thế cho Wifi và Bluetooth trong một số ứng dụng, đặc biệt là cho các thiết bị sử dụng năng lượng thấp và không yêu cầu băng thông lớn Với khả năng kết nối linh hoạt và mở rộng lên đến 65.000 thiết bị, công nghệ này đang trở thành một trong những giải pháp được ưa chuộng trong các ứng dụng IoT Đặc điểm của công nghệ Zigbee:
− Sử dụng tiêu chuẩn IEEE 802.15.4 WPAN
− Tốc độ truyền dữ liệu thấp, khoảng 250 Kbps
− Mở rộng số lượng nút mạng lên đến 65.000 nút
− Tiêu tốn ít năng lượng
− Bao gồm các thành phần chính: Coordinator (ZC), Router (ZR), và End Device (ED)
Hình 2.3: Mạng không dây Zigbee
Công nghệ mạng Zigbee có thể áp dụng trong lĩnh vực chăn nuôi để tạo ra các giải pháp quản lý thông minh Tích hợp cảm biến cùng thiết bị thông minh vào hệ thống giúp đo lường, điều khiển các thông số quan trọng như nhiệt độ, độ ẩm, phát hiện chuyển động của vật nuôi hoặc các hành vi bất thường để kịp thời có biện pháp xử lý đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và an toàn cho đàn vật nuôi
Lợi ích của công nghệ này đối với các hệ thống kết nối không dây:
− Bảo mật tốt, đảm bảo an toàn cho hệ thống thông minh
− Dễ dàng mở rộng phạm vi, có thể kết nối hàng nghìn thiết bị
− Đường truyền tín hiệu mạnh, đảm bảo hoạt động ổn định mà không gặp phải tình trạng đơ hay trễ
Bluetooth Mesh xuất hiện vào tháng 7 năm 2017 nhằm mở rộng khả năng của Bluetooth để hỗ trợ các ứng dụng mạng lưới và IoT Nhờ vào sự mới mẻ hơn so với Zigbee và Wifi, kĩ thuật này cho phép nhiều thiết bị Bluetooth kết nối với nhau, tạo thành một mạng lưới rộng (mesh network) Khi đó, mỗi một thiết bị trong mạng lưới đóng vai trò là một điểm để truyền tin Tín hiệu được truyền từ thiết bị này đến thiết bị khác, mở rộng phạm vi kết nối để đáp ứng nhu cầu của mạng lưới truyền thông lớn và tiêu tốn năng lượng ít hơn so với Wifi Đặc điểm của công nghệ Bluetooth Mesh:
− Truyền thông dữ liệu thông lượng cao
− Sử dụng công nghệ Bluetooth Low Energy để tiết kiệm năng lượng và chi phí
− Bảo mật cao đối với tất cả các thiết bị kết nối bằng Bluetooth Mesh
Hình 2.4: Mô hình nhà thông minh được điều khiển bằng bluetooth
Công nghệ Bluetooth Mesh giúp tối ưu hóa quản lý chăn nuôi bằng cách giảm công đoạn thi công và tạo môi trường quản lý động vật hiệu quả Tích hợp dễ dàng và kiểm soát từ xa giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành
2.3.4 So sánh các chuẩn kết nối
Trong nông nghiệp nhất là lĩnh vực chăn nuôi, việc chọn chuẩn kết nối là một quyết định quan trọng Wifi thích hợp cho các hệ thống nhỏ, Zigbee phù hợp cho các hệ thống lớn và tiết kiệm năng lượng, trong khi Bluetooth Mesh lại tối ưu cho các hệ thống lớn và phức tạp cần kết nối ổn định Lựa chọn đúng chuẩn kết nối sẽ giúp tối ưu hóa hiệu quả quản lý và vận hành hệ thống chăn nuôi Tuy nhiên, quyết định cuối cùng vẫn phụ thuộc vào ngân sách và yêu cầu cụ thể của từng trang trại
Bảng 2.2: So sánh ưu và nhược điểm các chuẩn kết nối
Công nghệ Ưu điểm Nhược điểm
Wifi − Phạm vi phủ sóng rộng, thuận tiện cho các khu vực lớn
− Tốc độ truyền dữ liệu cao, thích hợp cho việc truyền tải dữ liệu lớn
− Ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực như gia đình, văn phòng, quán ăn,
− Tiêu thụ năng lượng lớn, không phù hợp cho các mô hình tiết kiệm năng lượng
− Dễ bị tấn công nếu không được bảo mật tốt
− Phụ thuộc vào Router, không thích hợp cho các mạng phân tán
Zigbee − Tiêu thụ năng lượng rất thấp, phù hợp cho các hệ thống hoạt động liên tục trong thời gian dài
− Mạng linh hoạt cung cấp khả năng mở rộng phạm vi kết nối và tăng tính linh hoạt hệ thống
− Độ tin cậy cao, đảm bảo kết nối ổn định ngay cả trong môi trường có nhiều nhiễu
− Tốc độ truyền dữ liệu thấp (20Kbps đến 250Kbps), không phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu truyền tải dữ liệu lớn
− Mỗi node chỉ có thể kết nối trong khoảng từ 10 – 100 m tùy vào điều kiện môi trường
− Ít tiêu hao năng lượng, thích hợp các thiết bị cảm biến
− Mạng Mesh linh hoạt cho việc mở rộng phạm vi kết nối
− Chi phí thấp, phù hợp cho các ứng dụng có ngân sách hạn chế
− Kết nối của các node có phạm vi từ 10 – 30m, tuy nhiên có thể mở rộng nhờ mesh
− Tốc độ truyền dữ liệu thấp (vài Mbps), không phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu truyền tải dữ liệu lớn
− Phụ thuộc vào số lượng và khoảng cách giữa các node, cần cân nhắc về địa hình và môi trường lắp đặt
GOOGLE FIREBASE
Firebase là một bộ công cụ phát triển ứng dụng và dịch vụ đám mây được cung cấp bởi Google Nền tảng này không chỉ lưu trữ cơ sở dữ liệu mà còn cung cấp các dịch vụ và tính năng như xác thực người dùng và tích hợp cho nhiều ứng dụng trên nhiều nền tảng khác nhau như Android, iOS, JavaScript, Node.js, Java, Unity, PHP và C++
Hình 2.5: Giao diện của Firebase
Firebase bắt đầu như một doanh nghiệp độc lập vào năm 2011, với mục tiêu cung cấp nền tảng thời gian thực cho ứng dụng di động Nhận vốn đầu tư từ các công ty nổi tiếng như Union Square Ventures và Flybridge Capital Partners vào năm 2012, Firebase tập trung vào phát triển Real-time Database Trong giai đoạn này, họ mở rộng nền tảng bằng các dịch vụ như Authentication và Storage Sau đó, Google mua lại Firebase vào năm 2014, biến nó thành một phần không thể thiếu trong cộng đồng phát triển ứng dụng Các dịch vụ chính của Firebase được chia thành 3 nhóm, phù hợp với từng giai đoạn trong chu kỳ phát triển ứng dụng [5]
Bảng 2.3: Các giai đoạn trong chu kỳ phát triển ứng dụng [5]
Giai đoạn Lợi ích chính Các dịch vụ
Xây dựng Giúp xây dựng ứng dụng nhanh chóng
− Cơ sở dữ liệu (Firestore + Realtime Database)
Cung cấp các công cụ kiểm tra, phân tích và phân phối, đảm bảo trải nghiệm ứng dụng mượt mà cho người dùng
Cung cấp công cụ nâng cao để tăng cường quá trình tương tác
16 của người dùng, giúp tiếp cận và thu hút khách hàng
TỔNG QUAN VỀ CÔNG CỤ MIT APP INVENTOR
MIT App Inventor là một ứng dụng web mã nguồn mở được Google ra mắt vào năm 2010 dưới tên Google App Inventor, trước khi được chuyển giao và duy trì bởi Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) vào năm 2012 Nền tảng này cho phép người dùng tạo ra các ứng dụng Android bằng cách sử dụng giao diện đồ họa kéo thả mà không cần phải có kiến thức về lập trình trước Cụ thể hơn, người dùng kéo và thả các khối mã (blocks) để tạo ra các ứng dụng có thể chạy trên thiết bị Android và trở thành một trong những nền tảng lập trình ứng dụng phổ biến toàn cầu Với MIT App Inventor, việc tạo ra các ứng dụng Android trở nên đơn giản và tiện lợi hơn bao giờ hết [6]
Phiên bản mới nhất của MIT App Inventor là 2.70, được cải tiến với giao diện và nhiều tính năng mới, bao gồm hỗ trợ Android SDK 34 (Android 14) và các thành phần AI mới như ChatBot và ImageBot, giúp tích hợp chức năng trí tuệ nhân tạo vào các ứng dụng Ngày nay, MIT đã hoàn thiện App Inventor và chia sẻ nó trực tiếp trên tài khoản Google, giúp người dùng dễ dàng truy cập và sử dụng Hơn thế nữa, nền tảng này còn hỗ trợ đa ngôn ngữ và có một cộng đồng người dùng rộng lớn, cung cấp tài liệu, khóa học và hỗ trợ kỹ thuật, giúp người dùng học tập và phát triển kỹ năng lập trình một cách hiệu quả [6]
Gồm 2 phần chính là Blocks và Designer:
− Blocks: Người dùng xây dựng logic và chức năng cho ứng dụng bằng cách sử dụng các khối mã được xây dựng sẵn Các khối này kết hợp với nhau dễ dàng như các mảnh lego của trò chơi xếp hình, từ đó tạo ra các hành động, điều kiện và chức năng khác nhau của ứng dụng Với giao diện trực quan và dễ hiểu, phần Blocks giúp người dùng dễ dàng thực hiện các tác vụ phức tạp mà không cần kiến thức về lập trình sâu
Hình 2.6: Giao diện lập trình của App Inventor
− Designer: Khu vực này sẽ cho người dùng khả năng tùy biến giao diện của ứng dụng bằng cách kéo và thả các thành phần như nút, hộp văn bản, hình ảnh và các đối tượng để tương tác với người dùng khác Một điều tuyệt vời khác, thông qua ô Viewer người thiết kế có thể xem trước những gì sẽ hiển thị khi ứng dụng được hoàn thiện
Hình 2.7: Giao diện Designer của App Inventor
− Kéo thả: Điểm nổi bật nhất của MIT App Inventor là khả năng kéo và thả các khối lệnh một cách dễ dàng, không cần phải viết các đoạn mã phức tạp Điều này giúp người dùng thiết kế ứng dụng một cách nhanh chóng và tiện lợi
− Kiểm tra thời gian thực: Trong lúc lập trình, người dùng có thể kiểm tra ứng dụng trực tiếp trên thiết bị di động có kết nối mạng Chức năng này hỗ trợ hiệu quả cho nhà phát triển giúp sửa lỗi ứng dụng kịp thời
− Hỗ trợ đa nền tảng: MIT App Inventor đã mở rộng hỗ trợ để phát triển ứng dụng trên cả hai hệ điều hành Android và iOS, hai nền tảng phổ biến nhất hiện nay Điều này mang lại cơ hội lớn cho các nhà phát triển mở rộng sự hiện diện của họ trên nhiều thiết bị và nền tảng khác nhau
Tóm lại, đây là một công cụ mạnh mẽ và rất dễ sử dụng, cung cấp cơ hội thực tiễn cho mọi người tích lũy kinh nghiệm hay nâng cao tay nghề, đặc biệt là học sinh và những người không chuyên muốn tìm hiểu, khám phá và sáng tạo trong việc phát triển ứng dụng di động.
TỔNG QUAN VỀ CÔNG CỤ VISUAL STUDIO CODE
Visual Studio Code (VS Code) là một công cụ chỉnh sửa mã nguồn mở và hoàn toàn miễn phí do Microsoft nghiên cứu và phát triển Nó đã nhanh chóng gây được tiếng vang lớn khi phát hành và trở thành một trong những trình soạn thảo mã phổ biến nhất trong cộng đồng lập trình viên nhờ vào tính linh hoạt, hiệu suất cao và khả năng tùy biến (custom) thân thiện với các nhà phát triển phần mềm
Công cụ này lần đầu tiên được công bố vào tháng 4 năm 2015 và không mất nhiều thời gian để trở thành công cụ yêu thích của các lập trình viên trên toàn cầu Bên cạnh đó, nó còn hỗ trợ đa ngôn ngữ lập trình và các công nghệ phát triển web mạnh mẽ Cùng với sự phát triển như vũ bão của AI, Microsoft cũng không đứng ngoài cuộc đua và đã đầu tư mạnh tay cho công cụ AI như ChatGPT và nó đã nhanh chóng được tích hợp vào VS Code để hỗ trợ các nhà phát triển gỡ lỗi cũng như cải thiện hiệu suất làm việc
2.6.1 Giao diện và tính năng
− Sidebar: Hiển thị cấu trúc thư mục của dự án, giúp dễ dàng quan sát và quản lý các tập tin trong dự án
− Editor: Đây là khu vực chính để viết mã, có hỗ trợ chia cửa sổ (split) giúp người dùng có cái nhìn bao quát và so sánh hai đoạn mã nếu cần
− Terminal: Tích hợp terminal, cho phép chạy các lệnh ngay trong VS Code
− Extensions: Cửa hàng tiện ích mở rộng giúp mở rộng tính năng của VS Code Nơi đây có đầy đủ các tiện ích cần thiết cho nhà phát triển và cả công cụ AI như ChatGPT
− Hỗ Trợ Đa Ngôn Ngữ: Phần mềm hỗ trợ các ngôn ngữ lập trình phổ biến như JavaScript, Python, Java, C++, C#, PHP, và nhiều ngôn ngữ khác
− Tích Hợp Git: Hỗ trợ tích hợp Git giúp theo dõi thay đổi mã, quản lý phiên bản và làm việc với các kho mã nguồn từ xa
− Debugger: Công cụ gỡ lỗi mạnh mẽ cho nhiều ngôn ngữ lập trình, giúp tìm và sửa lỗi hiệu quả
− IntelliSense: Tính năng tự động hoàn thành mã thông minh, cung cấp đề xuất mã và thông tin về ngữ pháp
Hình 2.8: Giao diện làm việc của Visual Code
Với độ phổ biến và khả năng tùy biến linh hoạt tuyệt vời của mình, Visual Studio Code được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực phát triển phần mềm:
− Phát Triển Website: Hỗ trợ HTML, CSS, JavaScript và các framework như React, Angular, Vue.js
− Phát Triển Ứng Dụng Di Động: Sử dụng với React Native, Flutter và các công cụ khác
− Phát Triển Ứng Dụng Máy Tính: Hỗ trợ C#, Java và các ngôn ngữ khác để phát triển ứng dụng dành cho desktop
− Phát Triển Data Science: Hỗ trợ Python và R, kết hợp với các tiện ích mở rộng như Jupyter để làm việc với dữ liệu
Nhìn chung đây là một công cụ mạnh mẽ và linh hoạt, phù hợp với nhiều loại dự án và đối tượng người dùng khác nhau Kết hợp với khả năng cá nhân hóa cao, thêm vào đó là vô vàn những tính năng phong phú và sự hỗ trợ mạnh mẽ từ cộng đồng, VS Code đã và sẽ luôn là lựa chọn hàng đầu của nhiều thế hệ sinh viên, lập trình viên không những tại Việt Nam và còn trên toàn thế giới
THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG
KHẢO SÁT TRANG TRẠI THỰC TẾ
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo sát thực tế ở địa bàn Huyện Trảng Boom, Tỉnh Đồng Nai Đây là một mô hình chăn nuôi gà hộ gia đình, quy mô khoảng 1000 con với diện tích 100 m 2 Chuồng trại được đặt trên một khu đất cao, vách được xây dựng bằng gạch ống cố định cao khoảng 1 mét phía trên là lưới sắt để tạo sự thông thoáng, mái che tôn kết hợp với bạt nhựa để che nắng cũng như hạn chế ảnh hưởng của mưa gió Khu vực nuôi được chia thành 2 chuồng riêng biệt với diện tích mỗi chuồng lần lượt là 40 m 2 và60 m 2 được lót một lớp trấu tự nhiên giúp giữ ấm và dễ dàng vệ sinh chất thải của gà
Nguồn nước được cung cấp tự động qua hệ thống thùng chứa có máy bơm và đường ống được thiết kế bao phủ toàn trang trại, nước sẽ chạy theo dây dẫn xả vào các máng nhựa đặt cách mặt đất 1 khoảng 15 – 20 cm để hạn chế chất thải rơi vào làm ô nhiễm nguồn nước (hình ảnh thực tế từ trang trại như hình bên dưới)
Hình 3.1: Chuồng nuôi gà thịt hơn 1 tháng tuổi
Chủ trang trại sử dụng thức ăn công nghiệp với khối lượng 25kg/bao, kết hợp cùng một số loại muối khoáng chứa chất điện giải giúp gà có sức đề kháng tốt hơn vào các mùa thời tiết nắng nóng Theo chia sẻ, với số lượng gà hiện tại mỗi ngày trang trại tiêu thụ khoảng 100kg thức ăn và lượng nước cũng tương đương 100 lít Quan trọng hơn, chủ trại cũng tuân thủ các biện pháp phòng chóng bệnh dịch và tiêm phòng cho gà đầy đủ theo khuyến cáo của Bộ Nông Nghiệp
Hình 3.2: Thức ăn công nghiệp dạng viên cho gà thịt
Ngoài việc khảo sát trang trại thực tế ở địa phương như trên, nhóm nghiên cứu cũng tiến hành tham khảo thêm các mô hình chăn nuôi ứng dụng công nghệ cao ở nước ngoài để học hỏi thêm kinh nghiệm
Các trang trại thông minh này không chỉ sử dụng các cảm biến và hệ thống điều khiển tự động để quản lý môi trường chuồng nuôi, mà còn ứng dụng các công nghệ tiên tiến như Internet vạn vật (IoT) và trí tuệ nhân tạo (AI) để giám sát sức khỏe và hành vi của đàn gà Những giải pháp này giúp tối ưu hóa quy trình nuôi, giảm thiểu chi phí và nâng cao năng suất
Hình 3.3: Không gian bên trong chuồng gà
Trang trại gà này có diện tích 30 m² và được quản lý hoàn toàn qua hệ thống Wifi Từng chi tiết của trang trại, từ chiều dài, chiều rộng đến chu vi của các thanh chuồng, chiều cao của khay thức ăn và hệ thống thông gió đều được tính toán và đo đạc tỉ mỉ Hơn nữa, không chỉ có luồng không khí được điều chỉnh cẩn thận mà nhiệt độ và độ ẩm cũng được giám sát và điều chỉnh một cách cụ thể nhằm đảm bảo một môi trường sống tối ưu cho gà [7]
Hình 3.4: Hệ thống nuôi, cho gà ăn, xử lý chất thải
Trước đây, việc dọn dẹp chuồng gà luôn là một thách thức lớn đối với những ai muốn nuôi gà Tuy nhiên, vấn đề này nay đã được giải quyết nhờ vào khay đựng phân tự phân hủy Toàn bộ hệ thống hoạt động tự động, được điều khiển bởi phần mềm AI mang tên Albert Eggstein [7]
Hình 3.5: Theo dõi toàn bộ quá trình nuôi gà từ các camera
Hệ thống còn được trang bị khả năng nhận diện và xua đuổi những kẻ săn mồi tiềm ẩn như chuột, diều hâu, cáo, và thậm chí là gấu khi chúng dám bén mảng đến gần khu vực nuôi gà Tính năng này không chỉ đảm bảo an toàn tuyệt đối cho những chú gà, mà còn giảm bớt căng thẳng và lo lắng cho người nuôi [7]
Ngoài việc bảo vệ, hệ thống còn giám sát sức khỏe của đàn gà liên tục thông qua các cảm biến gắn trên từng cá thể Điều này giúp phát hiện sớm bất kỳ dấu hiệu bất thường nào về sức khỏe, từ đó can thiệp kịp thời để ngăn chặn dịch bệnh lan rộng Việc kiểm soát môi trường nuôi một cách chính xác cũng đảm bảo rằng gà luôn phát triển trong điều kiện tối ưu, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm
Phần mềm AI Albert Eggstein không chỉ tự động điều chỉnh các thông số môi trường như nhiệt độ và độ ẩm mà còn phân tích dữ liệu để tối ưu hóa quy trình nuôi
Từ việc phân bổ thức ăn hợp lý, điều chỉnh ánh sáng, đến việc quản lý nước uống, tất cả đều được tự động hóa và tối ưu Điều này giúp người nuôi tiết kiệm thời gian và công sức, đồng thời tối đa hóa hiệu quả sản xuất
3.1.2 Đánh giá và đề xuất
Nhìn chung đây là một mô hình nuôi nhốt phổ biến kết hợp với hệ thống cung cấp nước uống tự động, tương đối hiệu quả với quy mô trang trại vừa và nhỏ Dễ dàng quản lý chỉ từ 1 đến 2 người Chế độ dinh dưỡng hợp lý giúp gà có sức khỏe tương đối tốt Cơ sở chăn nuôi cũng tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về tiêm phòng và điều trị bệnh cho gà
Tóm lại, đây là mô hình chăn nuôi còn phụ thuộc nhiều vào sức người, thô sơ so với các mô hình chăn nuôi công nghiệp và chưa có khả năng cạnh tranh trên thị trường Cơ sở có thể xem xét tích hợp thêm hệ thống IoT để thu thập thông tin về nhiệt độ, độ ẩm hay ánh sáng từ đó có những biện pháp điều chỉnh phù hợp Hơn thế nữa, chủ trại còn có thể tích hợp thêm hệ thống cho ăn hay quét dọn tự động cũng như khu vực làm ấm bằng đèn sưởi cho gà vào các ngày thời tiết trở lạnh Cuối cùng là đưa tất cả dữ liệu nêu trên vào ứng dụng điện thoại hoặc trang web để dễ dàng theo dõi, quản lý và phân tích số liệu để đưa ra các cải tiến phù hợp nâng cao năng suất trang trại.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG
− Dễ sử dụng: Giao diện gười dùng trên website/app phải thân thiện và dễ sử dụng, ngay cả đối với những người không có kỹ năng công nghệ cao
− Giám sát từ xa: Người dùng có thể giám sát tình trạng của trang trại từ bất kỳ đâu thông qua kết nối internet Hiển thị dữ liệu thời gian thực về nhiệt độ, độ ẩm, tình trạng thức ăn và các thông số khác
− Cảnh báo và thông báo: Hệ thống phải gửi cảnh báo ngay lập tức đến người dùng qua app khi có sự cố (ví dụ: nhiệt độ quá cao/thấp)
− Tự động hóa: Người dùng có thể thiết lập và điều chỉnh các thông số vận hành của hệ thống như ngưỡng nhiệt độ, thời gian cho ăn từ xa Bên cạnh đó, hệ thống phải
26 tự động điều chỉnh các thiết bị như quạt, máy sưởi, hệ thống cho ăn dựa trên các thiết lập từ trước của người dùng
− Lưu trữ và phân tích dữ liệu: Lưu trữ dữ liệu lịch sử về các thông số môi trường và hoạt động của trang trại Cung cấp công cụ phân tích dữ liệu để người dùng có thể xem xu hướng và tối ưu hóa quy trình chăn nuôi
− Có thể sử dụng mã QR để truy xuất thông tin về nguồn gốc từng lứa gà và các loại vắc-xin đã được tiêm ngừa
Các cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, lượng thức ăn phải có độ chính xác cao và bền bỉ theo thời gian trong môi trường chăn nuôi Sử dụng bộ xử lý trung tâm phù hợp với quy mô trang trại đảm bảo kết nối và khả năng xử lý dữ liệu
Nguồn điện được cung cấp liên tục và ổn định, có biện pháp phòng ngừa khi gặp sự cố như mất điện
Giao diện người dùng phải trực quan, sinh động Tương thích với nhiều thiết bị như máy tính, điện thoại, ipad,…
Phần mềm có khản năng nhận và xử lý lưu trữ dữ liệu từ các ngoại vi hiệu quả Cảnh báo các trường hợp khẩn cấp một cách nhanh chóng và chính xác
Hệ thống phải hỗ trợ kết nối không dây (Wifi) để gửi và nhận dữ liệu từ bộ xử lý, các cảm biến và thiết bị điều khiển Đảm bảo an toàn thông tin và bảo mật dữ liệu người dùng
3.2.2.4 Tích hợp và tương thích
Hệ thống phải dễ dàng tích hợp với các thiết bị hiện có trong trang trại và có khả năng mở rộng trong tương lai
27 Ứng dụng web và app phải tương thích với các hệ điều hành phổ biến như Windows hay MacOS
3.2.2.5 Bảo trì và nâng cấp
Thiết kế hệ thống để dễ dàng bảo trì và thay thế các linh kiện khi cần thiết Cùng với cơ chế cập nhật phần mềm để cải thiện tính năng và sửa lỗi
Ngoài ra, hệ thống cũng phải được thiết kế để sẵn sàng tích hợp thêm các tính năng khác đáp ứng với nhu cầu sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau
3.2.3 Sơ đồ khối hệ thống
Dựa vào những lựa chọn đã đề ra, nhóm nghiên cứu tiến hành lắp ráp các linh kiện và thiết bị theo sơ đồ nguyên lý thiết kế Phần vật liệu chính, nhóm quyết định chọn loại giấy mô hình fomex với kích thước 400x300mm, keo 502 để dán cố định và một số dụng cụ hỗ trợ khác như dao, kéo, mỏ hàn, băng keo,…
Hình 3.6: Sơ đồ đặc tả hệ thống
Mô hình tổng quát của hệ thống được nhóm lên ý tưởng thiết kế gồm các khối: khối xử lý trung tâm, khối thiết bị, khối cảm biến, khối hiển thị, khối nguồn, firsebase và web/app
Hình 3.7: Sơ đồ khối hệ thống
− Khối nguồn: Cung cấp nguồn điện cho toàn hệ thống, đảm bảo hoạt động an toàn và ổn định
− Khối xử lý trung tâm: Đây là bộ não của hệ thống, giúp thu thập và xử lý dữ liệu đo đạt được từ cảm biến và điều khiển các khối ngoại vi khác Nó còn đóng vai trò giao tiếp không dây với giao diện Website/App để gửi nhận dữ liệu và điều khiển thiết bị
− Khối cảm biến: Thu thập thông tin về nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng từ môi trường gửi đến khối xử lý trung tâm
− Khối hiển thị: Hiển thị các nội dung để người dùng cần giám sát và giao tiếp với hệ thống
− Khối thiết bị: Nhận tín hiệu điều khiển từ khối xử lý để thực thi các tác vụ theo đúng yêu cầu của hệ thống
− Firebase: Cơ sở dữ liệu đám mây để lưu trữ và đồng bộ dữ liệu
− Android app: Ứng dụng để người dùng theo dõi và tương tác với hệ thống từ điện thoại
− Website: Trang web để người dùng quản lý và điều khiển thiết bị thông qua trình duyệt web
❖ Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm
Với thiết kế nhỏ gọn, giá thành phải chăng và tính linh hoạt trong việc tích hợp vào các dự án, DHT11 có khả năng kết nối linh hoạt với nhiều loại vi điều khiển phổ biến trên thị trường như Arduino, Raspberry Pi hay ESP Hơn nữa, do chỉ sử dụng một dây tín hiệu duy nhất để truyền dữ liệu giúp giảm số lượng dây cần thiết Nó thường được sử dụng trong các ứng dụng như giám sát môi trường, điều khiển tự động và các dự án DIY khác
Bảng 3.1: So sánh giữa các loại cảm biến nhiệt độ - độ ẩm
Thông số DHT11 DHT22 Yêu cầu thực tế Điện áp hoạt động 3.3V đến 5.5V 3.3V đến 6V 3.3V đến 5V
Dòng hoạt động 0.5 mA 2.5 mA 0.5 – 1 mA
Khoảng đo độ ẩm và sai số
Từ 20%RH đến 90%RH Sai số: ±5%RH
Từ 0%RH đến 100%RH Sai số: ±2-5%RH
Từ 10%RH đến 90%RH Sai số: ±5%RH
Khoảng đo nhiệt độ và sai số
Mặc dù DHT11 có độ chính xác không cao bằng một số loại khác như bảng so sánh nêu trên, nhưng nó đủ tốt cho các mục đích của nhóm với dải đo nhiệt độ và độ ẩm phù hợp, có khả năng thay thế dễ dàng vì độ phổ biến cũng như các tài liệu và thư
THIẾT KẾ WEBSITE
Trong phần này, nhóm nghiên cứu sẽ trình bày chi tiết quy trình thiết kế và triển khai website để giám sát và điều khiển hệ thống chuồng nuôi gà tự động Hệ thống này sử dụng nền tảng ESP32 để thu thập dữ liệu từ các cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng và loadcell, sau đó gửi dữ liệu đến Firebase
Website được xây dựng bằng phần mềm Visual Studio Code với ngôn ngữ chính là HTML để tạo và xác định cấu trúc hay khung sườn của trang web kết hợp cùng với CSS để định kiểu và bố cục cho các phần tử HTML, nó cho phép người dùng tùy biến các màu sắc, font chữ, kích thước cùng vô vàn những thuộc tính khác, cuối cùng là JavaScript để tạo các phần tử tương tác động, cho phép thực hiện các hành động khi người dùng tương tác trực tiếp với trang web ví dụ như nhấp chuột, cuộn trang hay nhập liệu,…
Với mục tiêu cung cấp một giao diện trực quan và dễ sử dụng, cho phép người dùng giám sát các thông số môi trường trong chuồng nuôi, điều khiển các thiết bị hỗ trợ và thiết lập các ngưỡng cảnh báo một cách hiệu quả
Cấu trúc của website được mô tả dưới dạng sơ đồ như sau:
Hình 3.16: Sơ đồ cây mô tả cấu trúc website
3.3.2 Lưu đồ giải thuật hoạt động của website
Hình 3.17: Lưu đồ giải thuật hoạt động của website Đầu tiên, hệ thống khai báo các thư viện và tạo giao diện cho website, sau đó liên kết Wifi Từ đây, quy trình dẫn đến trang chủ (Home), nơi có thể xem và truy cập phần giới thiệu về đặc điểm các giống gà Kế đến, người dùng có thể chuyển sang phần Shop, cho phép truy cập trang mua hàng Cuối cùng, là trang quản lý (Manage) Tại đây, người dùng phải bắt buộc đăng nhập vì đây là tính tăng dành cho chủ hệ
43 thống quản lý các thông tin bảo mật, khi đăng nhập thành công, trang web sẽ đưa bạn đến hệ thống quản lý trại Nếu đăng nhập thất bại, hệ thống sẽ quay lại yêu cầu đăng nhập lại Sau khi hoàn tất các bước, quy trình kết thúc
❖ Lưu đồ giải thuật trang mua hàng
Hình 3.18: Lưu đồ giải thuật trang mua hàng
Người dùng đầu tiên sẽ duyệt qua danh mục sản phẩm Sau đó, họ chọn một sản phẩm cụ thể Nếu chọn sai, quy trình sẽ quay lại danh mục sản phẩm Nếu chọn đúng, người dùng sẽ được chuyển đến trang điền thông tin mua hàng
Tại trang điền thông tin mua hàng, người dùng nhập các thông tin cần thiết và đồng ý mua hàng Nếu không đồng ý, quy trình sẽ đưa ra cảnh báo mua hàng không thành công và quay lại bước chọn sản phẩm Ngược lại nếu, đồng ý mua hàng, hệ thống sẽ liên kết với Google Sheets để lưu trữ thông tin đơn hàng
Khi việc liên kết với Google Sheets không thành công, quy trình sẽ đưa ra cảnh báo mua hàng không thành công và yêu cầu người mua hàng thực hiện điền lại thông tin đơn hàng Liên kết thành công, thông tin đơn hàng sẽ được lưu trữ và hệ thống sẽ thông báo mua hàng thành công, kết thúc quy trình
❖ Lưu đồ giải thuật trang quản lý
Hình 3.19: Lưu đồ giải thuật hệ thống quản lý trại
Cuối cùng là trang web hiển thị các thông tin quan trọng của trang trại, quy trình bắt đầu với việc thiết lập liên kết đến dữ liệu Firebase Sau đó, người dùng truy cập vào trang quản lý, nơi có bốn lựa chọn: Device, Observe, Chart, và Order Nếu chọn Device, hệ thống sẽ điều khiển bật/tắt thiết bị như đèn, quạt và servo Nếu chọn
Observe, hệ thống quản lý các thông số nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, ngưỡng nhiệt, và khối lượng Nếu nhiệt độ vượt ngưỡng, cảnh báo sẽ được đưa ra và hệ thống sẽ hẹn giờ cho ăn, thiết lập khối lượng thức ăn tối đa, sau đó gửi và nhận giá trị từ Firebase Nếu chọn Chart, hệ thống sẽ vẽ biểu đồ cho các giá trị nhiệt độ và độ ẩm Nếu chọn Order, hệ thống liên kết với Google Sheets để quản lý đơn hàng Các bước sai ở bất kỳ điểm nào sẽ quay lại trang quản lý hoặc thực hiện các bước tiếp theo như quy định.
THIẾT KẾ APP
Nhằm giảm thiểu thời gian và quản lý dễ dàng từ xa, nhóm thực hiện đề tài đã có ý tưởng thiết kế một ứng dụng điện thoại giúp người dùng dễ tiếp cận và quản lý các thiết bị cũng như thông tin số liệu của mỗi chuồng nuôi gà Nhóm sẽ sử dụng ứng dụng MIT App Inventor để lập trình với giao diện kéo thả Sau khi hoàn thành mã code, nhóm sẽ tạo ra một mã QR để tải ứng dụng
Sau đây là mô tả chi tiết cấu trúc của ứng dụng:
Hình 3.20: Sơ đồ cây mô tả cấu trúc app
3.4.2 Lưu đồ giải thuật chương trình trên app điện thoại
Hình 3.21: Lưu đồ giải thuật chương trình trên app điện thoại
Sử dụng phần mềm MIT App Inventor để thiết kế giao diện điều khiển và quản lý trang trại Đầu tiên, sắp xếp và thiết kế giao diện cho màn hình điện thoại một cách trực quan và dễ sử dụng Tiếp theo, thiết lập các dữ liệu từ điện thoại để gửi lên Firebase để xử lý Ứng dụng điện thoại sẽ có khả năng đọc các giá trị từ cảm biến, khối lượng cân tối đa, và thời gian cho ăn Đồng thời, ứng dụng sẽ đọc trạng thái của các thiết bị từ Firebase và ngược lại, cập nhật thông tin theo thời gian thực Ngoài ra, ứng dụng sẽ được tích hợp chức năng điều khiển bằng giọng nói, cho phép người
49 dùng điều khiển các thiết bị một cách thuận tiện và hiện đại hơn Tất cả các dữ liệu và trạng thái này sẽ được trao đổi liên tục với Firebase, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.
THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
3.5.1 Ý tưởng thiết kế phần cứng
Hệ thống gồm 2 chuồng nuôi riêng biệt đặt cạnh nhau và hệ thống điều khiển đặt phía ngoài cùng một số thiết bị ngoại vi, mỗi chuồng được thiết kế để nuôi gà con và gà trưởng thành với các thiết lập khác nhau về nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng
Nhóm nghiên cứu quyết định dùng ESP32 làm vi điều khiển chính, nó là một vi điều khiển có thể kết nối với WiFi và Bluetooth rất phổ biến cùng khả năng xử lý và kết nối mạng một cách hiệu quả Thường được sử dụng để điều khiển và giám sát các thiết bị IoT
Các thiết bị đi kèm với hệ thống:
− Quạt tản nhiệt: Để duy trì nhiệt độ ổn định trong chuồng
− Đèn sưởi: Cung cấp nhiệt cho gà trong mùa lạnh
− Cảm biến DHT11: Đo độ ẩm và nhiệt độ
− Cảm biến ánh sáng: Đo mức độ ánh sáng trong chuồng
− Còi buzzer và các LED báo hiệu: Để cảnh báo quá ngưỡng nhiệt độ và hiển thị trạng thái của thiết bị
− Nút nhấn: Giúp người dùng thao tác trực tiếp với phần cứng hệ thống
− Màn hình LCD 20x4: Hiển thị được nhiều thông tin hơn so với LCD 16x2 giúp hiển thị các thông số quan trọng và trạng thái hoạt động của hệ thống
− Cảm biến cân loadcell và servo: Được sử dụng để đo lượng thức ăn còn lại và điều khiển van thức ăn
Mục đích của hệ thống giúp người chăn nuôi tự động hóa việc quản lý môi trường nuôi gà, giảm thiểu sự can thiệp thủ công và đảm bảo rằng các điều kiện nuôi là lý tưởng cho từng giai đoạn phát triển của gà Các thành phần điều khiển và cảm
50 biến thông minh sẽ giúp tiết kiệm năng lượng, tăng tính ổn định và hiệu quả trong việc quản lý chuồng trại
3.5.2 Lưu đồ giải thuật giao tiếp với Firebase
Hình 3.22: Lưu đồ giải thuật giao tiếp với Firebase Đầu tiên, kết nối ESP32 với Wifi và thiết lập liên kết với cơ sở dữ liệu Firebase Tại đây, Firebase sẽ lưu trữ và truyền tải dữ liệu tới ESP32, website và ứng dụng điện thoại Nó cũng cho phép thiết lập các ngưỡng nhiệt độ, khối lượng tối đa, và thời gian
51 cho ăn Ứng dụng điện thoại sẽ đọc các giá trị từ cảm biến và trạng thái thiết bị từ Firebase, cũng như gửi các lệnh điều khiển và thông số mới lên Firebase Website sẽ kết nối với Firebase để hiển thị trạng thái hệ thống và cho phép người dùng thực hiện thay đổi
Nhờ Firebase, dữ liệu được đồng bộ hóa liên tục giữa các thiết bị, đảm bảo hệ thống hoạt động mượt mà và chính xác Firebase đóng vai trò trung tâm trong việc quản lý và điều khiển toàn bộ hệ thống, tạo nên một môi trường quản lý trang trại thông minh và hiệu quả
3.5.3 Lưu đồ giải thuật phần cứng
Dựa trên yêu cầu hoạt động của hệ thống, nhóm thực hiện đề tài đã thiết kế lưu đồ giải thuật để mô tả rõ ràng quy trình hoạt động của chương trình điều khiển các thiết bị Dưới đây là phần mô tả lưu đồ giải thuật cho phần cứng của hệ thống:
Hình 3.23: Lưu đồ giải thuật phần cứng
53 Đầu tiên, chương trình khởi động bằng việc khai báo thư viện và khởi tạo ESP32 sau khi được cấp nguồn 5V Người dùng sẽ nhận thấy màn hình chào đón trên LCD khi thiết bị khởi động
Tiếp theo, hệ thống yêu cầu người dùng kết nối với mạng WiFi Nếu kết nối không thành công, chương trình sẽ tiếp tục hiển thị màn hình chào đón để người dùng có thể thử lại Ngược lại, khi kết nối thành công, chương trình sẽ chuyển sang chế độ chọn menu Trong chế độ menu, người dùng có thể lựa chọn các chế độ sau để cập nhật thông tin:
− Chế độ menu 1: Đọc cảm biến DHT 11 và thiết lập ngưỡng nhiệt độ được hiển thị lên màn hình LCD
− Chế độ menu 2: Đọc giá trị cảm biến ánh sáng được hiển thị lên màn hình LCD
− Chế độ menu 3: Đọc cảm biến cân Loadcell và thiết lập khối lượng tối đa được hiển thị lên màn hình LCD
− Chế độ menu 4: Hẹn giờ cho ăn được hiển thị lên màn hình LCD
− Chế độ menu 5: Chế độ thủ công
Ngoài các chế độ menu 1, 2, 3 và 4, các thông số như nhiệt độ, độ ẩm, cảnh báo nhiệt độ, cảm biến ánh sáng đều được cập nhật liên tục Người dùng có thể điều chỉnh khối lượng thức ăn và thiết lập thời gian cho việc cho ăn thông qua ứng dụng trên điện thoại hoặc trang web
❖ Lưu đồ chương trình con đọc cảm biến DHT 11 và thiết lập ngưỡng nhiệt độ
Hình 3.24: Lưu đồ đọc cảm biến DHT 11 và thiết lập ngưỡng nhiệt độ
Chương trình sẽ đọc dữ liệu từ cảm biến DHT11 ngoài ra người dùng có thể thiết lập ngưỡng nhiệt độ để nhận cảnh báo khi nhiệt độ vượt quá giới hạn cho phép Nếu
55 nhiệt độ vượt ngưỡng này, đèn sưởi sẽ tắt và còi cảnh báo sẽ kêu để cảnh báo người dùng Ngoài ra, để giảm nhiệt độ, nhóm thực hiện đã lắp thêm quạt
Trong trường hợp quạt bị hỏng hoặc không hoạt động, nhóm đã lắp thêm cảm biến dòng để kiểm tra tình trạng hoạt động của quạt Nếu quạt hoạt động, dòng điện sẽ chạy qua và đèn LED báo hiệu sẽ sáng, thông báo cho người dùng rằng quạt đang hoạt động Ngược lại, nếu dây điện bị đứt hoặc quạt bị hỏng, sẽ không có dòng điện và đèn LED sẽ tắt, báo hiệu rằng quạt đang gặp sự cố Chương trình sẽ lặp lại quá trình này liên tục
❖ Lưu đồ chương trình con đọc cảm biến ánh sáng
Hình 3.25: Lưu đồ đọc cảm biến ánh sáng
Hệ thống sẽ bắt đầu đọc dữ liệu từ cảm biến ánh sáng Nếu độ sáng đo được lớn hơn hoặc bằng 30%, đèn sưởi sẽ tự động tắt để tiết kiệm năng lượng và tránh quá
56 nhiệt Ngược lại, nếu độ sáng thấp hơn ngưỡng 30%, đèn sưởi sẽ bật lại để duy trì nhiệt độ ổn định trong không gian
Chương trình sẽ liên tục lặp lại quá trình này để đảm bảo rằng điều kiện ánh sáng luôn được giám sát và đèn sưởi được điều chỉnh phù hợp Điều này giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và đảm bảo rằng môi trường được duy trì ở nhiệt độ thích hợp, đồng thời giảm thiểu sự can thiệp thủ công từ người dùng Quá trình kiểm tra và điều chỉnh này sẽ diễn ra tự động, tạo sự tiện lợi và hiệu quả cho người sử dụng
❖ Lưu đồ chương trình con đọc cảm biến cân Loadcell và thiết lập khối lượng tối đa cho ăn
Hình 3.26: Lưu đồ đọc cảm biến cân Loadcell và thiết lập khối lượng tối đa
KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
KẾT QUẢ THI CÔNG PHẦN CỨNG
Mô hình gồm khu vực chuồng nuôi chính được chia thành 2 ngăn dành cho gà con và gà trưởng thành, phía trên là thùng chứa và xả thức ăn, hộp điện được đặt ngay cạnh chuồng phía ngoài chứa bộ xử lý trung tâm, màn hình LCD và nút nhấn
Cụ thể hơn, mỗi chuồng sẽ được lắp đặt một hệ thống riêng biệt với ngưỡng cài đặt khác nhau bao gồm một cảm biến nhiệt độ - độ ẩm, một cảm biến ánh sáng, một buzzer cảnh báo, một đèn sưởi, một quạt làm mát, cuối cùng là một bàn cân lượng thức ăn và servo để đóng mở khi muốn xả thức ăn Ngoài ra còn có bộ xử lý trung tâm ESP32, màn hình LCD và 5 nút nhấn để người dùng thao tác trực tiếp với hệ thống mà không cần thông qua website hay app
Cuối cùng, nhóm tiến hành lắp đặt linh kiện và bố trí đường dây điện một cách hợp lý nhất để tạo độ thẩm mỹ và dễ dàng thay thế sau này, tránh ảnh hưởng đến khu vực sinh hoạt của gà
Hình 4.1: Mô hình hoàn thiện nhìn từ trên xuống
Hình 4.2: Mô hình hoàn thiện nhìn từ mặt trước
Hình 4.3: Tổng thể bố trí bên trong mô hình
Nhìn chung, hệ thống đáp ứng đầy đủ các nhu cầu của một hệ thống quản lý chăn nuôi gia cầm hiện đại với khả năng đo đạc và điều chỉnh các thông số nhiệt độ
- độ ẩm, ánh sáng một cách chính xác với sai số thấp Tích hợp đèn, quạt và cân điện tử giúp cho ăn tự động và hỗ trợ người nuôi đảm bảo điều kiện sống tốt nhất cho gà
4.1.2 Kết quả hoạt động của cảm biến
Hình 4.4: Màn hình hiển thị thông số nhiệt độ - độ ẩm và ngưỡng nhiệt độ
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành đo đạc số liệu của cảm biến DHT11 nhiều lần ở các thời điểm khác nhau trong ngày và điều kiện thời tiết khác nhau, cụ thể được trình bày ở bảng sau:
Bảng 4.1: So sánh giữa cảm biến DHT11 với Nhiệt/Ẩm kế
Nhiệt độ (°C) Độ ẩm (%) Nhiệt độ (°C) Độ ẩm (%)
Nhìn vào bảng kết quả ta dễ dàng nhận thấy được cảm biến đo được thông số với đọ chính xác và sai số thấp, chấp nhận được, đảm bảo an toàn cho hệ thống Cụ thể hơn, dựa vào bảng số liệu trên nhóm thực hiện đã tính toán được sai số trung bình của cảm biến DHT11 như sau:
− Nhiệt độ: khoảng từ 0.3°C đến 0.6°C
− Độ ẩm: khoảng từ 1% đến 3%
Mô hình tích hợp ngưỡng nhiệt độ cho gia cầm không chỉ là một công cụ hiệu quả mà còn là bước tiến quan trọng trong chăm sóc và nuôi dưỡng chúng Điều chỉnh tự động nhiệt độ giúp người chăn nuôi mở rộng quy mô sản xuất mà không lo ngại về các tác động tiêu cực của thời tiết Hơn nữa, việc tối ưu hóa chi phí vận hành bằng cách tiết kiệm năng lượng và nguyên liệu nuôi dưỡng không chỉ giúp gia tăng lợi nhuận mà còn làm giảm sự can thiệp thủ công, tăng tính hiệu quả trong quản lý Điều này không chỉ bảo vệ môi trường nuôi mà còn giúp duy trì một môi trường an toàn và sạch sẽ, từ đó nâng cao chất lượng và giá trị thương phẩm của sản phẩm gia cầm
Hình 4.5: Màn hình hiển thị thông số mức sáng
Cảm biến ánh sáng làm việc hiệu quả với độ nhạy và chính xác cao, đáp ứng tốt với các điều kiện sáng phức tạp Bên cạnh đó, việc nhóm sử dụng hai loại cảm
64 biến áng sáng khác nhau cho 2 chuồng nên dễ dàng nhận thấy được cảm biến Photodiode có độ nhạy cao hơn so với Photoresistor trong việc phát hiện ánh sáng Phản ứng nhanh với các thay đổi về ánh sáng, ngược lại so với Photodiode, Photoresistor có độ nhạy thấp hơn, đáp ứng chậm hơn với thay đổi về ánh sáng so với Photodiode
4.1.3 Kết quả hoạt động của quạt và đèn sưởi
Mô hình còn được trang bị quạt tản nhiệt với khả năng cảnh báo ngay lập tức khi quạt xảy ra xự cố hư hỏng hay mất nguồn Đây là một chức năng vô cùng hữu ích giúp đảm bảo an toàn cho đàn vật nuôi khi hệ thống xảy ra hư hỏng và giúp người chăn nuôi tiếp nhận thông tin kịp thời để có biện pháp sửa chữa khắc phục sự cố
Khi quạt bật đồng nghĩa với nhiệt độ chuồng đang ở mức cao và cần được hạ nhiệt, đối với những lúc chuồng nuôi có nhiệt độ thấp đèn sưởi sẽ được bật tự động khi đó quạt sẽ tắt và đèn bắt đầu tỏ nhiệt để sưởi ấm cho gà
Hình 4.6: Đèn và quạt cùng hoạt động ở chế độ thủ công Đánh giá chung quạt và đèn đều hoàn thành tốt nhiệm vụ được lập trình với khả năng đáp ứng nhanh trong 1 – 2s khi nhấn nút điều khiển trong chế độ thủ công, hoạt động mượt mà và bển bỉ trong thời gian dài Đối với chế độ tự động dựa theo cảm biến đèn và quạt cũng phản hồi trong độ trễ thấp từ 2 – 4s phù hợp với yêu cầu đề ra của hệ thống với độ trễ dưới 5s
4.1.4 Kết quả hoạt động của loadcell và servo
Hình 4.7: Màn hình hiển thị khối lượng cân
Loadcell hoạt động ổn định và tương đối chính xác, ở chế độ tự động khi thiết lập thời gian cho ăn người dùng có thể sử dụng thời gian thực để cài đặt và độ trễ khi servo đóng mở là trong khoảng 1 – 2s, khi thức ăn đã xả vượt quá ngưỡng cài đặt servo sẽ tự đóng và hệ thống ngưng xả thức ăn Bên cạnh đó, khi ở chế độ thủ công người dùng có thể tùy ý đóng mở servo để cho ăn với độ trễ tương đương với chế độ tự động và trong chế độ này kết quả cân của loadcell sẽ không ảnh hưởng đến việc đóng/mở servo
Sử dụng bàn cân loadcell là một công nghệ tiên tiến trong chăm sóc gia cầm, giúp người chăn nuôi điều chỉnh chính xác lượng thức ăn theo từng lứa và nhu cầu dinh dưỡng của chúng Công nghệ này không chỉ giảm thiểu lãng phí thức ăn và chi phí nuôi dưỡng mà còn tự động hóa quá trình cho ăn, từ đó tối ưu hóa hiệu suất sản xuất và cải thiện sức khỏe gia cầm
KẾT QUẢ THI CÔNG PHẦN MỀM
Nhằm tối ưu hóa việc quản lý các thiết bị và thông số của từng chuồng trại, nhóm thực hiện đề tài đã phát triển một trang web hỗ trợ người dùng Trang web này không chỉ giúp quản lý chuồng trại một cách hiệu quả hơn mà còn tích hợp thêm một chức năng mua sắm trực tuyến Với chức năng này, người tiêu dùng có thể dễ dàng tra cứu thông tin sản phẩm và lựa chọn mua hàng theo nhu cầu cá nhân của mình
Hình 4.8: Trang giới thiệu sản phẩm
Trang web này được thiết kế đặc biệt dành riêng cho người mua hàng Tại đây, người dùng có thể dễ dàng tra cứu thông tin chi tiết về các mặt hàng mà họ quan tâm Nếu người mua muốn tiến hành mua sắm, chỉ cần nhấp vào mục "Shop" để thực hiện lựa chọn mặt hàng
Hình 4.9: Trang lựa chọn và mua hàng
Trang này sẽ là nơi cung cấp thông tin chi tiết về các sản phẩm, bao gồm giá cả và các đặc điểm nổi bật, để người tiêu dùng dễ dàng lựa chọn Mỗi khi khách hàng muốn mua một sản phẩm, họ chỉ cần nhấn vào nút "Mua hàng" Hệ thống sẽ tự động chuyển họ đến trang điền thông tin khách hàng để hoàn tất quá trình mua sắm
Hình 4.10: Trang điền thông tin mua hàng
68 Để hoàn tất quy trình mua hàng, khách hàng cần cung cấp đầy đủ thông tin cá nhân và lựa chọn các sản phẩm mong muốn Sau khi nhập số lượng sản phẩm, hệ thống sẽ tự động tính toán và hiển thị tổng số tiền cần thanh toán Khi khách hàng hoàn tất việc điền đơn và xác nhận đơn hàng, toàn bộ thông tin sẽ được lưu trữ an toàn trên Google Sheets của bên quản lý Thông tin khách hàng sẽ được bảo mật tuyệt đối, đảm bảo quyền riêng tư và an toàn dữ liệu ở mức cao nhất
Hình 4.11: Trang đăng nhập dành cho việc quản lý Đối với mục "Manage", chúng tôi đã thiết kế một trang đăng nhập riêng biệt nhằm bảo vệ thông tin quan trọng Trang này chỉ dành cho những người quản lý có quyền truy cập Chỉ những ai có mật khẩu chính xác mới có thể đăng nhập vào hệ thống để quản lý và xem các thông tin quang trọng Điều này đảm bảo rằng các dữ liệu quan trọng được bảo mật tối đa, ngăn chặn truy cập trái phép và bảo vệ thông tin của khách hàng cũng như hoạt động kinh doanh
Hình 4.12: Trang điều khiển thiết bị
Khi người quản lý đăng nhập thành công vào hệ thống, họ sẽ có quyền điều khiển các thiết bị như đèn, quạt và cung cấp thức ăn thông qua mục "Device" Điều này giúp họ có thể dễ dàng quản lý các hoạt động hàng ngày của chuồng gà một cách hiệu quả và thuận tiện, đồng thời đảm bảo các điều kiện sống và sản xuất cho gia súc được tối ưu hóa
Hình 4.13: Trang quản lý và thiết lập thông số chuồng 1
Hình 4.14: Trang quản lý và thiết lập thông số chuồng 2 Để xem các thông số chi tiết, cài đặt ngưỡng, hẹn giờ cho ăn và khối lượng thức ăn, người quản lý có thể truy cập vào mục "Observe" Mục này cho phép họ xem thông tin của cả hai chuồng, giúp quản lý và điều chỉnh các hoạt động một cách toàn diện và thuận tiện
Hình 4.15: Thông tin về việc tiêm phòng chuồng 1
Hình 4.16: Thông tin về việc tiêm phòng chuồng 2
Với mục tiêu tăng cường hiệu quả trong việc tiêm phòng cho gà, nhóm thực hiện đã thiết lập hai trang Google Sheets dành riêng cho hai chuồng Đồng thời, để thuận tiện cho việc quản lý, nhóm đã tạo ra hai mã QR tương ứng Nhờ vào những mã QR này, người quản lý có thể dễ dàng truy cập và theo dõi thông tin tiêm ngừa một cách nhanh chóng và chính xác
Hình 4.17: Trang biểu đồ đường
Nhóm thực hiện đề tài đã phát triển thêm chức năng vẽ biểu đồ đường cập nhật theo thời gian dựa trên dữ liệu từ các cảm biến nhiệt độ và độ ẩm Chức năng này giúp cho người quản lý dễ dàng theo dõi và quan sát sự thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm theo thời gian
Hình 4.18: Google sheet lưu thông tin đơn hàng
Hình 4.19: Bảng thống kê số đơn hàng
Mục "Order" sẽ dẫn người quản lý đến trang Google Sheet, nơi họ có thể xem thông tin chi tiết về các sản phẩm và các đơn hàng mà khách hàng đã chọn Hệ thống cũng sẽ tổng hợp và hiển thị tổng số lượng sản phẩm đã được mua thông qua biểu đồ cột, giúp người quản lý dễ dàng theo dõi và phân tích tình hình bán hàng Điều này giúp tối ưu hóa quản lý và đưa ra các chiến lược kinh doanh hiệu quả hơn cho hệ thống
Nhóm nghiên cứu đã đánh giá kỹ lưỡng về phần mềm trang web, và nhận thấy rằng nó giúp người tiêu dùng dễ dàng tiếp cận hơn so với việc mua hàng truyền thống Người dùng có thể xem thông tin chi tiết về mặt hàng và giá cả thị trường, tạo điều kiện thuận lợi cho việc so sánh và đưa ra quyết định mua sắm Hơn nữa, việc quản lý trang web cũng trở nên thuận tiện và dễ dàng hơn khi người dùng có thể theo dõi được các thông số mồi trường và điều khiển cũng như thiết lập các ngưỡng và thời gian cho ăn từ xa
Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế liên quan đến việc mua hàng Khách hàng không thể theo dõi tình trạng đơn hàng của mình, cũng như không có thông tin chi tiết về những mặt hàng đã mua Đối với việc quản lý, vẫn còn một số vấn đề chưa được giải quyết, như thời gian trễ trong hệ thống và thiếu các cảnh báo cụ thể cho từng thông tin Bên cạnh đó, biểu đồ đường của nhiệt độ và độ ẩm chưa thể lưu trữ dữ liệu trong một thời gian dài
4.2.2 App điện thoại Để nâng cao hiệu quả quản lý trong hoạt động chăn nuôi, nhóm thực hiện đề tài đã phát triển thêm một giao diện điện thoại để hỗ trợ người dùng Giao diện này cho phép người dùng quản lý và điều khiển các thiết bị từ xa cũng như giám sát các thông số quan trọng của môi trường chăn nuôi
Hình 4.20: Mã QR của ứng app điện thoại
Mã QR được sử dụng để giúp người quản lý trong hoạt động chăn nuôi dễ dàng hơn khi tải ứng dụng MIT AI2 Companion như hình 4.5 về điện thoại để kết nối với hệ thống điều khiển Bằng cách quét mã QR, người dùng có thể nhanh chóng truy cập và sử dụng ứng dụng từ xa
Hình 4.21: Ứng dụng MIT AI2 Companion
Hình 4.22: Giao diện khi vào ứng dụng MIT AI2 Companion
Người dùng có thể dễ dàng tải ứng dụng và nhanh chóng quét mã QR để khởi động Sau khi quét mã QR thành công, lập tức sẽ được chuyển đến giao diện quản lý trực tiếp tại màn hình chuồng số 1 Điều này giúp đơn giản hóa quá trình truy cập và bắt đầu sử dụng ứng dụng, mang lại sự thuận tiện và tiết kiệm thời gian cho người dùng khi điều hành các hoạt động chăn nuôi
Hình 4.23: Giao diện điều khiển chuồng 1 trên app
