Nghiên cứu hệ thống điều khiển giám sát tưới thông minh cho cây trồng trên sườn đồi dốc
Do điều kiện địa hình dễ bị xói mòn, rửa trôi và chịu nhiều ảnh hưởng của thay đổi thời tiết nên việc lựa chọn cây trồng trên vùng sườn đồi núi phải đảm bảo cho chúng có khả năng chống chịu tốt với thiên tai, sâu bệnh, đem lại năng suất và hiệu quả kinh tế cao. Vì thế, các cây trồng được ưu tiên trồng ở khu vực này thường là các cây ăn quả như: dứa, nhãn, vải, cam, bưởi hay các cây lương thực như: ngô, sắn,…
2. Thiết kế hệ thống
Chúng tôi đã thiết kế 1 hệ thống phục vụ cho việc tưới thông minh cho cây trồng trên sườn đồi dốc. Sơ đồ khối hệ thống được mô tả như trên Hình 2. Trong đó, hệ thống gồm 1 trạm trung tâm (Server) và nhiều trạm khách (Client) sử dụng truyền thông Wifi theo mô hình Client/Server.
- Thiết bị thu thập cục bộ (Local Device - LD): có chức năng thu thập các thông số nhiệt độ, độ ẩm không khí, độ ẩm đất và gửi tới Server. Thực tế sẽ có nhiều thiết bị thu thập đặt ở nhiều điểm đo khác nhau. Mô tả về trạm này thể hiện trên Hình sau:
+ Giao diện giám sát cho phép hiển thị trực quan các thông số thu thập được từ các trạm cục bộ và các trạng thái mưa, trạng thái hoạt động của các bơm, van.
+ Giao diện điều khiển cung cấp 4 chế độ tưới khác nhau, trong đó có các chế độ tưới tiết kiệm và có thể được cài đặt một cách dễ dàng thông qua máy tính hoặc Smart Phone.
+ Giao diện cài đặt cho phép cấu hình chung hoạt động của hệ thống, nhập vào đặc điểm địa hình và đối tượng để đưa ra các tính toán phù hợp cho quá trình tưới.
+ Giao diện quản lý dữ liệu cung cấp cho người dùng các công cụ để theo dõi, phân tích, truy xuất các dữ liệu thu thập được cũng như các dữ liệu về trạng thái hệ thống.
- Ứng dụng Android: cho phép người dùng điều khiển bằng Smart Phone qua Wifi hoặc điều khiển qua tin nhắn SMS trên ứng dụng Android.
3. Kết quả đạt được
Nhóm nghiên cứu bước đầu đã đã thiết kế và chế tạo thành công 2 thiết bị Local Device thu thập dữ liệu, 1 thiết bị Server, 1 phần mềm giám sát điều khiển trên máy tính và 1 ứng dụng điện thoại Android. Mô tả về hệ thống được thể hiện như hình dưới:
Giao diện điều khiển được thiết kế với 4 chế độ tưới khác nhau tích hợp trong hệ thống. Các chế độ này đã được thử nghiệm và hoạt động tốt.
Ứng dụng điện thoại Android cho phép điều khiển các chế độ tưới cơ bản qua Wifi và tin nhắn.
Sau khi tiến hành các thử nghiệm với các thiết bị đơn lẻ, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm các chế độ tưới khác nhau phù hợp cho cây trồng trên sườn đồi dốc và kết quả bước đầu cho thấy hệ thống đã hoạt động đúng như yêu cầu đặt ra. Các số liệu về độ ẩm của đất, độ ẩm và nhiệt độ không khí, thông tin về mưa đã được thu thập và truyền về máy tính điều khiển và giám sát trung tâm. Trạm điều khiển đã nhận lệnh từ trung tâm để thực hiện việc điều khiển bơm và valve thông qua các rơ le.
4. Kết luận
LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)
LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)
LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
[1] C. Ke-Tao, Z. Hai-Hui, W. Ting-Ting, H. Jin, Z. Chang-Yuan, W. Dan, Design of Monitoring System for Multilayer Soil Temperature and Moisture Based on WSN, 2014 International Conference on Wireless Communication and Sensor Network, pp.425-430, 34-14 Dec. , 2014, Wuhan, China, (2014).
[2] Bùi Đăng Thảnh, Nguyễn Hoàng Nam, Lại Văn Song, Giải pháp khoa học công nghệ tưới cho cây trồng trong điều kiện canh tác trên sườn đồi dốc, Hội nghị khoa học- Câu lạc bộ Khoa học các trường Đại học kỹ thuật lần thứ 49 , trang.11-19, 4 Nov. 2016, Hà Giang, Việt Nam (2016).
[3] Nguyễn Viết Khoa - Võ Đại Hải - Nguyễn Đức Thanh, “Kỹ thuật canh tác trên đất dốc”, NXB Nông Nghiệp - Hà Nội 2008.
Tác giả:
Lê Khắc Hưng1, Nguyễn Văn Hiển1, Vũ Anh Văn1, Bùi Đăng Thảnh1,2 (1 Viện Điện; 2 Viện Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa, ĐH Bách khoa Hà Nội).
1. Mở đầu
Do điều kiện địa hình dễ bị xói mòn, rửa trôi và chịu nhiều ảnh hưởng của thay đổi thời tiết nên việc lựa chọn cây trồng trên vùng sườn đồi núi phải đảm bảo cho chúng có khả năng chống chịu tốt với thiên tai, sâu bệnh, đem lại năng suất và hiệu quả kinh tế cao. Vì thế, các cây trồng được ưu tiên trồng ở khu vực này thường là các cây ăn quả như: dứa, nhãn, vải, cam, bưởi hay các cây lương thực như: ngô, sắn,…
2. Thiết kế hệ thống
Chúng tôi đã thiết kế 1 hệ thống phục vụ cho việc tưới thông minh cho cây trồng trên sườn đồi dốc. Sơ đồ khối hệ thống được mô tả như trên Hình 2. Trong đó, hệ thống gồm 1 trạm trung tâm (Server) và nhiều trạm khách (Client) sử dụng truyền thông Wifi theo mô hình Client/Server.
- Thiết bị thu thập cục bộ (Local Device - LD): có chức năng thu thập các thông số nhiệt độ, độ ẩm không khí, độ ẩm đất và gửi tới Server. Thực tế sẽ có nhiều thiết bị thu thập đặt ở nhiều điểm đo khác nhau. Mô tả về trạm này thể hiện trên Hình sau:
+ Giao diện giám sát cho phép hiển thị trực quan các thông số thu thập được từ các trạm cục bộ và các trạng thái mưa, trạng thái hoạt động của các bơm, van.
+ Giao diện điều khiển cung cấp 4 chế độ tưới khác nhau, trong đó có các chế độ tưới tiết kiệm và có thể được cài đặt một cách dễ dàng thông qua máy tính hoặc Smart Phone.
+ Giao diện cài đặt cho phép cấu hình chung hoạt động của hệ thống, nhập vào đặc điểm địa hình và đối tượng để đưa ra các tính toán phù hợp cho quá trình tưới.
+ Giao diện quản lý dữ liệu cung cấp cho người dùng các công cụ để theo dõi, phân tích, truy xuất các dữ liệu thu thập được cũng như các dữ liệu về trạng thái hệ thống.
- Ứng dụng Android: cho phép người dùng điều khiển bằng Smart Phone qua Wifi hoặc điều khiển qua tin nhắn SMS trên ứng dụng Android.
3. Kết quả đạt được
Nhóm nghiên cứu bước đầu đã đã thiết kế và chế tạo thành công 2 thiết bị Local Device thu thập dữ liệu, 1 thiết bị Server, 1 phần mềm giám sát điều khiển trên máy tính và 1 ứng dụng điện thoại Android. Mô tả về hệ thống được thể hiện như hình dưới:
Giao diện điều khiển được thiết kế với 4 chế độ tưới khác nhau tích hợp trong hệ thống. Các chế độ này đã được thử nghiệm và hoạt động tốt.
Ứng dụng điện thoại Android cho phép điều khiển các chế độ tưới cơ bản qua Wifi và tin nhắn.
Sau khi tiến hành các thử nghiệm với các thiết bị đơn lẻ, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm các chế độ tưới khác nhau phù hợp cho cây trồng trên sườn đồi dốc và kết quả bước đầu cho thấy hệ thống đã hoạt động đúng như yêu cầu đặt ra. Các số liệu về độ ẩm của đất, độ ẩm và nhiệt độ không khí, thông tin về mưa đã được thu thập và truyền về máy tính điều khiển và giám sát trung tâm. Trạm điều khiển đã nhận lệnh từ trung tâm để thực hiện việc điều khiển bơm và valve thông qua các rơ le.
4. Kết luận
LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)
LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)
LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
[1] C. Ke-Tao, Z. Hai-Hui, W. Ting-Ting, H. Jin, Z. Chang-Yuan, W. Dan, Design of Monitoring System for Multilayer Soil Temperature and Moisture Based on WSN, 2014 International Conference on Wireless Communication and Sensor Network, pp.425-430, 34-14 Dec. , 2014, Wuhan, China, (2014).
[2] Bùi Đăng Thảnh, Nguyễn Hoàng Nam, Lại Văn Song, Giải pháp khoa học công nghệ tưới cho cây trồng trong điều kiện canh tác trên sườn đồi dốc, Hội nghị khoa học- Câu lạc bộ Khoa học các trường Đại học kỹ thuật lần thứ 49 , trang.11-19, 4 Nov. 2016, Hà Giang, Việt Nam (2016).
[3] Nguyễn Viết Khoa - Võ Đại Hải - Nguyễn Đức Thanh, “Kỹ thuật canh tác trên đất dốc”, NXB Nông Nghiệp - Hà Nội 2008.
Tác giả:
Lê Khắc Hưng1, Nguyễn Văn Hiển1, Vũ Anh Văn1, Bùi Đăng Thảnh1,2 (1 Viện Điện; 2 Viện Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa, ĐH Bách khoa Hà Nội).
Không có nhận xét nào: