Báo cáo nhóm 1 mô hình iot ứng dụng vào nuôi trồng thủy sản

lOMoARcPSD|39474592

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
NHẬP MÔN KỸ THUẬT
*

BÁO CÁO NHĨM 1

MƠ HÌNH IOT ỨNG DỤNG

VÀO NI TRỒNG THỦY SẢN

Sinh viên thực hiện: Cao Lê Duy An (Nhóm trưởng)

Đồng Văn Đức

Vũ Duy Thanh

Nguyễn Khoa Đăng

Phạm Minh Đức

Nguyễn Viết Vinh

Đỗ Đức Quân

Giáo viên hướng dẫn: Tống Văn Luyên

Lớp : 2022DHTTMT01

Hà Nam, Tháng 12 năm 2022

Downloaded by nhim nhim ()

lOMoARcPSD|39474592

Nhóm 1 – 2022DHTTMT01 Báo cáo nhập môn kỹ thuật

Mở đầu

Nuôi trồng thủy sản thông minh là một phương thức sản xuất thơng minh. Nó
sử dụng IoT, dữ liệu lớn, trí tuệ nhân tạo, 5G, điện tốn cloud, robot, thông qua
điều khiển từ xa hoặc điều khiển độc lập bằng robot đối với các cơ sở nuôi trồng
thủy sản, thiết bị và máy móc để hồn thành tất cả các hoạt động sản xuất và quản
lý. Đó là sự tích hợp của cơng nghệ thơng tin hiện đại và tồn bộ chuỗi cơng
nghiệp sản xuất, vận hành, quản lý và dịch vụ ni trồng thủy sản. Nó là một hình
thức kinh doanh mới của sự phát triển nuôi trồng thủy sản hiện đại. IoT là nền tảng
của nuôi trồng thủy sản thông minh, trong khi việc thu thập dữ liệu lớn và nghiên
cứu dữ liệu lớn sẽ thúc đẩy nghiên cứu cơng nghệ trí tuệ nhân tạo được sử dụng
trong ni trồng thủy sản. Ngồi ra, dữ liệu lớn và trí tuệ nhân tạo là cốt lõi của
hoạt động thơng minh của IoT, đó là điều cần thiết để đạt được độ chính xác của
việc kiểm sốt nuôi trồng thủy sản. Thiết bị thông minh được điều khiển bởi IoT là
nền tảng của nuôi trồng thủy sản thơng minh, có thể giải quyết các hạn chế về lực
lượng lao động và giảm thiểu các vấn đề về môi trường và tài nguyên do nuôi
trồng thủy sản gây ra.

Và nhóm em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Tống Văn Luyên – người đã đưa ra
các hướng dẫn, góp ý cho đề tài, trong q trình thực hiện đề tài của nhóm em.
truyền đạt những kiến thức, kĩ năng cho bọn em trong thời gian học hỏi và làm
việc vừa qua. Nhập môn kĩ thuật là mơn học thú vị và có tính thực tế cao, qua đề
tài lần này nhóm bọn em đã tiếp thu được một lượng kiến thức không hề nhỏ.

Chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành bài báo cáo một cách chỉn chu nhất.
Nếu có sai sót, kính mong thầy xem xét và góp ý để bài báo cáo của bọn em được
hoàn thiện và tốt hơn.

Nhóm bọn em xin chân thành cảm ơn!

1

Downloaded by nhim nhim ()

lOMoARcPSD|39474592

Nhóm 1 – 2022DHTTMT01 Báo cáo nhập môn kỹ thuật

Mục lục

Mở đầu……………………………………..………….……….1
Mục lục…………………………………………………………2
I. Giới thiêu chung……………………………..……………...3
II. Quá trình thực hiện dự án

II.1. Lên ý tưởng và phân công nhiệm vụ………………4
II.2. Tìm hiểu kỹ thuật sử dụng Cisco Packet tracer….5
II.3. Tìm hiểu về các thiết bị cảm biến…………….……7
II.4. Xây dựng mơ hình IoT trên Packet tracer…..……8
II.5. Kiểm tra và đánh giá……………….………..……12
II.6. Hoàn thiện báo cáo và sản phẩm………………..12
III. Khả năng áp dụng vào thực tiễn của mơ hình
III.1. Nhu cầu của người dân……..…….……………..12
III.2. Mức độ thực tiễn của mô hình………….….……13

2

Downloaded by nhim nhim ()

lOMoARcPSD|39474592

Nhóm 1 – 2022DHTTMT01 Báo cáo nhập môn kỹ thuật

I. Giới thiệu chung

IoT là viết tắt của Internet of Things, tiếng Việt thường gọi là vạn vật kết nối
Internet. IoT mô tả mạng lưới các đối tượng vật lý - "things" – chứa các cảm
biến, phần mềm và các cơng nghệ khác nhằm mục đích kết nối và trao đổi dữ liệu
với các thiết bị và hệ thống khác qua internet. Các thiết bị này bao gồm từ các đồ
vật gia đình thơng thường đến các công cụ công nghiệp tinh vi. Bằng cách kết
hợp các thiết bị được kết nối này với hệ thống tự động, IoT thu thập thơng tin,
phân tích và điều khiển thiết bị để thực hiện một nhiệm vụ cụ thể hoặc xây dựng
cơ sở tri thức. Những ứng dụng thực tế của IoT bao gồm từ đơn giản như gương
thông minh (smart mirror) đến phức tạp như xe tự lái. Mơ hình IoT trong ni
trồng thủy sản nói đơn giản là 1 chuỗi các thiết bị liên kết với nhau qua 1 máy
chủ điều khiển để cùng nhau thực hiện các nhiệm vụ các chức năng của các thiết
bị đó.

Điều khiển từ xa (remote control) và tự động hóa (automotive) là những lợi
ích gần nhất mà IoT có thể đem lại cho con người. Lấy ví dụ trong các hệ thống
smarthome, mọi vật dụng trong nhà từ tủ lạnh, máy giặt, đèn, điều hòa, hệ thống
giải trí,… đều được kết nối đến Internet. Chủ nhân các hệ thống này chỉ cần một
thiết bị duy nhất như smartphone để điều khiển cả ngôi nhà từ bất cứ nơi đâu,
hoặc tiện lợi hơn là tự động hóa mọi tác vụ nhờ sự hỗ trợ của các nền tảng

smarthome của Google, Samsung hay Apple. Một lợi ích khác của IoT là khối
lượng dữ liệu khổng lồ thu thập được từ hàng tỷ thiết bị trong các mạng lưới.
Bằng cơng nghệ điện tốn chi phí thấp, đám mây hay dữ liệu lớn, những thiết bị
vật lý có thể chia sẻ và thu thập dữ liệu với sự can thiệp tối thiểu của con người.
Trong thế giới siêu kết nối này, các hệ thống kỹ thuật số có thể ghi lại trạng thái
của từng thiết bị và môi trường xung quanh theo thời gian thực, tạo nên một kho
dữ liệu khổng lồ có thể khai thác vào vơ số ứng dụng, điển hình như huấn luyện
các hệ thống điều khiển cho xe tự hành.

3

Downloaded by nhim nhim ()

lOMoARcPSD|39474592

Nhóm 1 – 2022DHTTMT01 Báo cáo nhập môn kỹ thuật

II. QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN DỰ ÁN

II.1. Lên ý tưởng và phân công nhiệm vụ
Ý tưởng của cả nhóm xuất phát từ khó khăn của nghề chăn ni nói chung và

nghề ni trồng thủy sản nói riêng. Trước đó cả nhóm đã lên một số ý tưởng khác
nhau tuy nhiên vừa đúng với ngành học vừa có thể tạo lập một mơ hình tương đối
chính xác khi mang vào thực tế thông qua phần mềm cisco packet tracer. Bên
cạnh đó nhóm cũng đã tìm hiểu qua một số các cảm biến có thể áp dụng trong mơ
hình. Vậy nên nhóm đã thống nhất dự án cuối cùng đó là xây dựng Mơ hình IoT
trong mơi trường ni trồng thủy sản. Cả nhóm đã bắt đầu phân chia nhiệm vụ
cho các thành viên để bắt tay vào việc thực hiện những công việc đầu tiên:

Công việc Tuần 3 4 5 6 7 8 9

Lên ý tưởng và phân cơng
nhiệm vụ

Tìm hiểu kỹ thuật sử dụng
phần mềm packet tracer

Tìm hiểu về các thiết bị
cảm biến

Xây dựng mơ hình trên
packet tracer

Kiểm tra và đánh giá

Hồn thiện và báo cáo sản
phẩm

: Cả nhóm : Duy An,Đồng Đức, Duy Thanh
: Duy An, Đồng Đức, Vinh : Duy Thanh, Vinh
: Phạm Đức, Khoa Đăng : Duy An, Phạm Đức

4

Downloaded by nhim nhim ()

lOMoARcPSD|39474592

Nhóm 1 – 2022DHTTMT01 Báo cáo nhập môn kỹ thuật

Sau khi hồn thành cơng việc lên ý tưởng và phân cơng nhiệm vụ ở tuần 3 nhóm
sẽ chính thức tiến vào việc thực hiện dự án giai đoạn đầu tiên.

II.2. Tìm hiểu kỹ thuật sử dụng packet tracer
Sau khi được phân công nhiệm vụ ở tuần 3, công việc đầu tiên đầu tiên của

dự án, tìm hiểu về kỹ thuật sử dụng packet tracer bắt đầu thực hiện vào tuần 4.
Những thành viên đảm nhiệm cơng việc này đó là Cao Lê Duy An, Đồng Văn
Đức, Nguyễn Viết Vinh. Trong đó Duy An và Đồng Đức sẽ là những người đảm
nhiệm chính cơng việc này, Vinh sẽ là người hỗ trợ, người bổ sung những thiếu
sót trong q trình tìm hiểu. Bên cạnh đó cịn có sự hỗ trợ của các trang thơng
tin, các kênh youtube,… để các thành viên bước đầu tiếp cận với phần mềm
cisco packet tracer.

1. Khái niệm

Packet Tracer là một phần mềm giả lập mạng dùng trong học tập sử dụng
các thiết bị mạng (router/switch) của Cisco.

2. Chức năng

Nó được hãng Cisco cung cấp MIỄN PHÍ cho các trường lớp, sinh viên
đang giảng dạy/ theo học chương trình mạng của Cisco. Sản phẩm cung cấp
một công cụ để nghiên cứu các nguyên tắc cơ bản của mạng và các kỹ năng
làm việc với hệ thống Cisco.

3. Ưu và nhược điểm

Ưu điểm:

 Là phần mềm miễn phí

5

Downloaded by nhim nhim ()

lOMoARcPSD|39474592

Nhóm 1 – 2022DHTTMT01 Báo cáo nhập môn kỹ thuật

 Sinh viên và giảng viên dễ tiếp cận các công cụ trong packet tracer
do Cisco cung cấp.

Nhược điểm:

 Chỉ sử dụng một ít chức năng được cung cấp trên Cisco IOS. Vì vậy,
Packet Tracer không thích hợp làm mơ hình mạng lưới sản xuất.

 Vì phần mềm cung cấp giới hạn một số chức năng, nó chỉ dùng để
phụ trợ chứ không thay thế thiết bị Router hay Switch trong quá
trình học.

Đa phần các thơng tin trên đây được lấy từ nguồn chính đó là wikipedia và cũng
là kiến thức các thành viên thực hiện nhiệm vụ này rút ra trong q trình thực
hiện cơng việc.

Sau khi hồn tất việc tìm hiểu về nội dung, chức năng, khả năng mà packet
tracer có thể đạt được, cơng việc tiếp theo đó chính là các thành viên trong
nhiệm vụ này sẽ tải phần mềm về và thực hành trực tiếp trên máy tính.

6

Downloaded by nhim nhim ()

lOMoARcPSD|39474592

Nhóm 1 – 2022DHTTMT01 Báo cáo nhập môn kỹ thuật

Đây là hình ành khi các thành viên thực hành tạo lập mơ hình mạng lưới trong
thời gian đầu.
II.3. Tìm hiểu về các thiết bị cảm biến

Là công việc được tiến hành song song với việc tìm hiểu tìm hiểu các kỹ
thuật sử dụng phần mềm packet tracer. Đảm nhận công việc này là 2 thành viên,
Phạm Minh Đức và Nguyễn Khoa Đăng. Sản phẩm sau khi hồn tất cơng việc là
1 bản danh sách nhỏ về các cảm biến cần thiết để áp dụng vào mơ hình IoT.

Phiên bản cuối cùng của trình theo dõi gói Cisco bao gồm một số tính năng
mới có thể giúp chúng tơi thực hiện mơ phỏng IoT. Các tính năng mới đó là thiết
bị thơng minh, cảm biến, thiết bị truyền động và vi điều khiển. Một số thiết bị
thông minh được bao gồm trong trình theo dõi gói là cửa sổ thơng minh, quạt
thơng minh, thơng minh đèn, cịi báo động. Chúng tơi cũng có thể tìm thấy một
số cảm biến như mực nước, nhiệt độ, độ ẩm, CO2. Có các tùy chọn cáp khác
nhau trong trình theo dõi gói mới, đó là cáp đồng thẳng, cáp đồng chéo và cáp
quang Ethernet nhanh và cáp tùy chỉnh IoT.

Các thiết bị IoT trong Cisco Packet Tracer có thể được sử dụng để xây dựng
và mô phỏng ứng dụng IoT khác nhau như nhà thông minh,thủy sản thông
minh... Lợi ích của việc sử dụng trình theo dõi gói Cisco là người dùng có thể

tương tác với các thiết bị giống nhau cách họ làm trong các thiết bị thực. Ngoài
ra, với chức năng đa người dùng,đa người dùng có thể làm việc cùng nhau để
xây dựng mạng ảo thông qua mạng thực.

Các cảm biến trong mô hình IoT ni trồng thủy sản có chức năng thu thập
thông tin thông qua các cảm biến nhiệt độ và độ ẩm khác nhau, cảm biến CO 2 ,
cảm biến ánh sáng, cảm biến oxy hòa tan, nhiều loại cảm biến khác cho các
thông số chất lượng nước, máy ảnh và thiết bị thu thập dữ liệu hình ảnh kỹ thuật
số khác. Truyền dữ liệu thu thập được đến trung tâm điều khiển thông qua các

7

Downloaded by nhim nhim ()

lOMoARcPSD|39474592

Nhóm 1 – 2022DHTTMT01 Báo cáo nhập môn kỹ thuật

nút giao tiếp. Thơng tin này có thể bao gồm sự tăng trưởng của cá, các thông số
môi trường, hoạt động và phân bổ tài nguyên:

 Cảm biến môi trường: Cảm biếến môi trường chung Phát hiện bấết kỳ
biếnế môi trường nào và xuấết giá trị thông qua chấn analog. Đặc trưng
là sử dụng tab Thuộc tính để đặt ID môi trường Đầu ra giá trị tương tự
Các mức Bật (CAO trên D0) và Tắt (THẤP trên D0) được đặt trên tab
thuộc tính. ID mơi trường được xác định phải tương ứng với một đối
tượng Môi trường cụ thể. Cấp độ Bật và Tắt phải là các giá trị hợp lệ
dành riêng cho đối tượng Môi trường. Bật Cấp độ phải lớn hơn Tắt
Cấp độ.

 Cảm biến chất lượng nước: Máy dò nước một cảm biến phát hiện
nước hiện diện. Đặc trưng là phát hiện nước Cách sử dụng, không áp
dụng Kiểm sốt trực tiếp, khơng áp dụng kiểm sốt ở địa phương.

 Cảm biến chuyển động: Một cảm biến phát hiện chuyển động. Đặc
trưng: Phát hiện chuyển động từ chuyển động của cá,tôm... Tự động tắt
sau 5 giây mà khơng có bất kỳ chuyển động nào.

 Cảm biến nhiệt độ: Cảm biến nhiệt độ là một cảm biến cho ra nhiệt độ
tính bằng độ C và hoạt động ở -100 độ C đến 100 độ C

 Các cảm biến khác:….

II.4. Xây dựng mơ hình trên phần mềm packet tracer
Từ việc thống kê lại những thơng tin mà nhóm có được sau khi hồn tất cơng

việc 2 và 3, mơ hình IoT đã được tiến hành xây dựng. Thực hiện công việc gồm
3 thành viên Duy An, Đồng Đức, Duy Thanh. Trong đó thực hiện xây dựng
chính là Duy An và Đồng Đức, Duy Thanh sẽ mang vai trò như một người giám
sát, cố vấn hỗ trợ trong q trình xây dựng mơ hình.

8

Downloaded by nhim nhim ()

lOMoARcPSD|39474592

Nhóm 1 – 2022DHTTMT01 Báo cáo nhập môn kỹ thuật

Theo như nghiên cứu của nhóm, nguyên lý hoạt động của mơ hình đơn giản

là: Sau khi mơi trường đang theo dõi phát ra tín hiệu gửi đến các thiết bị cảm
biến thì những tín hiệu đó sẽ được mã hóa thành thơng tin. Thơng tin đó lại tiếp
tục được gửi đến máy chủ để được xử lý. Nhiệm vụ của máy chủ sẽ là xử lý
thông tin vừa nhận được và đưa ra biện pháp giải quyết vấn đề rồi ra lệnh cho
thiết bị xử lý giải quyết vấn đề đó của mơi trường. Ta có thể theo dõi tồn bộ q
trình trên có thể ra lệnh thủ công thông qua các thiết bị theo dõi hoặc để các thiết
bị chạy tự động.

Trên thực tế thì nguyên lý hoạt động và việc vận hành mơ hình có thế sẽ khó
hơn nhưng để cho người làm nơng có thể hiểu và tiếp cân dễ dàng nhất thì nhóm
đã tóm tắt, đơn giản hóa sự vận hành của mơ hình. Chắc chắn khơng thể hồn
tồn tường tận từng chi tiết nhưng phần nào đó sẽ khiến mơ hình trở nên dễ hiểu
hơn.

Đây là sơ đồ mơ tả q trình vận hành của mơ hình:

Tín hiệu Thiết bị cảm biến Thông tin

Môi trường Thiết bị theo Máy chủ
dõi

Xử lý Thiết bị xử lý Biện pháp xử lý

9

Downloaded by nhim nhim ()

lOMoARcPSD|39474592 Báo cáo nhập mơn kỹ thuật

Nhóm 1 – 2022DHTTMT01

Sơ đồ được nhóm thiết kế nhằm đưa ra cái nhìn tổng quan hơn về nguyên lý hoạt
động của mơ hình cũng là nhằm mục đích để người sử dụng dễ tiếp cận hơn với
mơ hình.

Các thiết bị cảm biến được nhóm đưa vào trong mơ hình là:

 Cảm biến môi trường.
 Cảm biến chất lượng nước.
 Cảm biến chuyển động.xx
 Cảm biến nhiệt độ.
 Cảm biến nồng độ CO.
 Cảm biến nồng độ .
 Cảm biến mực nước.
 Camera

Hệ thống máy chủ được sử dụng là home gateway

Về phần thiết bị xử lý sẽ bao gồm các thiết bị như:

 Còi báo.
 Máy bơm.
 Thoát nước.
 Hệ thống làm mát.
…

Các thiết bị xử lý này về sau sẽ được nâng cấp và bổ sung thêm nhiều thiết bị
khác cần thiết trong quá trình sử dụng và phát triển mơ hình.

Mơ hình sẽ được thiết kế đa phần là các thiết bị khơng dây, vậy nên người

dùng cũng có thể theo dõi các thiết bị, điều khiển máy chủ thông qua các thiết bị
không dây như: smartphone; laptop; …

Dưới đây là một số hình ảnh về mơ hình:

10

Downloaded by nhim nhim ()

lOMoARcPSD|39474592 Báo cáo nhập mơn kỹ thuật

Nhóm 1 – 2022DHTTMT01

Hình ảnh tổng quan về mơ hình IoT được xây dựng trên nên tảng packet tracer.

Hình ảnh về cấu hình kết nối chung của các thiết bị trong mơ hình.

11

Downloaded by nhim nhim ()

lOMoARcPSD|39474592

Nhóm 1 – 2022DHTTMT01 Báo cáo nhập môn kỹ thuật

II.5. Kiểm tra và đánh giá
Đây gần như là bước cuối trong khâu hoàn thiện mơ hình. Duy Thanh và

Vinh sẽ là 2 người đảm nhận công việc này. 2 thành viên này sẽ đóng vai trị như
những người sử dụng sản phẩm đầu tiên, qua đó đưa ra điểm số cho sản phẩm,

những đánh giá cả chủ quan lẫn khách quan. Chỉ ra những chỗ chưa vừa ý hay
những chỗ cần cải thiện để những thành viên đảm nhận nhiệm vụ xây dựng mô
hình có thể sửa chữa, cải tiến mơ hình trở nên hồn thiện nhất có thể. Là một
công việc, một quá trình, một giai đoạn rất quan trọng và cần thiết.

II.6. Hoàn thiện báo cáo và sản phẩm.
Là bước cuối cùng của dự án, sau khi những đánh giá cuối cùng được đưa ra

và mơ hình cũng đã được hồn thiện thì bài báo cáo này được viết ra. Nhằm tổng
kết lại q trình hoạt động của nhóm, và sản phẩm đạt được khi hoàn tất tất cả
các công việc, nhiệm vụ.

III. KHẢ NĂNG ÁP DỤNG VÀO THỰC TIỄN CỦA MƠ HÌNH

III.1. Nhu cầu của người dân

Thực tế cho thấy việc công nghệ hiện nay đang dần phát triển bởi vậy việc
sản xuất, nuôi chồng nói chung và ni trồng thủy sản nói riêng dần bị giảm.
Nguyên nhân là do thu nhập kinh tế khơng đủ, chi phí xây dựng lớn nhưng lợi
nhuận nhận lại không nhiều, ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khách quan như: thời
tiết,… Có thể thấy việc thay đổi lợi nhuận khi sản xuất nuôi trồng thủy sản là
không thể, tuy nhiên chúng ta có thể cải tiến tốc độ sản, độ ổn định trong sản
xuất nhờ mơ hình IoT này.

III.2. Mức độ thực tiễn của mơ hình

12

Downloaded by nhim nhim ()

lOMoARcPSD|39474592

Nhóm 1 – 2022DHTTMT01 Báo cáo nhập môn kỹ thuật

Sau khi nghiên cứu kĩ lưỡng và cùng với việc tham khảo thêm một số mơ
hình IoT khác từ trong và ngồi nước nhóm xin dám chắc mơ hình này khả thi
khi xây dựng trong thực tế, áp dụng vào các ao cá ao tôm của người dân.

13

Downloaded by nhim nhim ()