Ứng dụng công nghệ IOT tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Internet of Things (IOT) là một hệ thống các thiết bị được kết nối với nhau qua mạng Internet. Chúng có khả năng trao đổi và truyền tải thông tin, dữ liệu một cách hiệu quả, tiện lợi thông qua mạng Internet mà không cần sự tương tác trực tiếp giữa người với thiết bị hay giữa người với người. Điều đó có nghĩa là khi mọi thiết bị đã được “Internet hóa”, chỉ với một thiết bị thông minh như máy tính hay điện thoại di động, người dùng có thể điều khiển chúng mọi lúc mọi nơi mà không bị giới hạn về mặt thời gian và không gian.

Cơ chế hoạt động của IOT trong nông nghiệp

Trong lĩnh vực nông nghiệp, các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phát triển của cây gồm có: khí hậu, độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng, CO2, oxy, thông gió,.. Tất cả yếu tố này được coi là một sensor thu tín hiệu. IOT có khả năng xử lý các yếu tố này trong nhà màng với hệ thống cảm biến.

Ví dụ, nhiệt độ trong nhà kính được khống chế là 25 độ. Nếu trên 25 độ, hệ thống thông gió sẽ được tự động kích hoạt, hệ thống sẽ cấp nước lạnh để giảm nhiệt, đến  25 độ hệ thống tự dừng.

Tương tự với các yếu tố khác như ánh sáng. Cường độ ánh sáng mặt trời mùa hè cao, nhưng mùa đông lại thấp. Hệ thống IOT được đặt trong nhà màng có các tấm phủ đen. Tùy thuộc vào yếu tố ánh sáng bên ngoài cao hay thấp thì hệ thống sẽ tự điều chỉnh tấm phủ cho hợp lý. Ngoài ra, khi nhân giống cây trồng chỉ sử dụng hai bước sóng, đó là bước sóng đỏ xa và bước sóng xanh. Ví dụ cây trồng chỉ cần cho ra ngọn, không ra củ thì điều khiển ánh sáng bằng cách trộn giữa ánh sáng đỏ và ánh sáng xanh theo một tỷ lệ nhất định. Tất cả những công việc này sẽ được cài đặt ở máy tính và bộ phận của máy tính sẽ tự làm tất cả.

Về vấn đề dinh dưỡng, hằng ngày cây cần dinh dưỡng ra sao, cần độ pH bao nhiêu, cần nhiệt độ cho bộ rễ là bao nhiêu thì toàn bộ các cảm biến sẽ làm việc khi con người ra lệnh cho nó.

Ví dụ: pH trong môi trường của ngưỡng của cây trồng là pH = 6, nếu nồng độ pH trên đó +/- 0,2 thì máy sẽ ra lệnh để cung cấp chất cần thiết để làm cân bằng dinh dưỡng. Tương tự đối với thức ăn, sẽ có ngưỡng khi cây đói là bao nhiêu, no là bao nhiêu. Nếu no nghĩa là nồng độ dinh dưỡng quá cao, hệ thống sẽ tự động cho thêm nước vào, nếu thấp quá thì thêm dinh dưỡng vào đạt đúng yêu cầu sẽ dừng.

Điểm thuận lợi là tất cả những vấn đề đó đều được phát tín hiệu chuyển báo vào cho điện thoại, cứ 10 giây cho một lần báo. Nếu các chế độ đó vượt ngưỡng thì sẽ cảnh báo ngay trên điện thoại và con người sẽ đến để kiểm tra, ngoài ra còn có camera giám sát ngay trên điện thoại.

Những ưu điểm vượt trội khi IOT được áp dụng vào nông nghiệp

Ứng dụng IOT được nghiên cứu và đưa vào sử dụng tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam bởi TS Nguyễn Xuân Trường – Viện trưởng Viện Sinh học Nông Nghiệp tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam cùng cộng sự nghiên cứu nông nghiệp người Hàn Quốc của ông. Ứng dụng này được nghiên cứu và phát triển từ năm 2017, năm 2018 – nay được đưa vào sử dụng và hiện nay vẫn đang dần hoàn thiện và phát triển. Phần mềm đã được chạy đến năm thứ 3, dự định trong năm nay sẽ đưa ra được phần mềm hoàn hảo nhất để đăng ký bản quyền sáng chế.

IOT có ưu điểm vượt trội là: nhân nhanh cây trồng sạch bệnh ở quy mô công nghiệp; giảm sức lao động, tăng chất lượng sản phẩm; hạ giá thành ở quy mô đồng đều; áp dụng kỹ thuật cho dân để cho ra năng suất cao, ổn định, chuyển lao động từ bằng tay sang máy, cơ giới hóa trong nông nghiệp.

Ứng dụng IOT đã được ứng dụng vào công nghệ trồng khoai tây. Hiện nay, trung bình mỗi năm Học viện Nông nghiệp Việt Nam cung cấp hơn 8000 tấn khoai tây chất lượng cao cho Orion. Dự định trong những năm tới, khi IOT được phát triển hơn, số lượng cung cấp nguyên liệu khoai tây cho Orion cũng sẽ tăng lên.

Một số hình ảnh trong việc áp dụng IOT vào trồng khoai tây tại Học viện Nông nghiệp của Viện trưởng Nguyễn Xuân Trường:

Trần Thùy – Linh Chi