nông trại thông minh hệ thống iotkiểm soát quy trình thủy sản

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANGKHOA THƯƠNG MẠI – BỘ MÔN LOGISTICS

5 Nguyễn Trân Như Quỳnh 2175106050122 70%

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN...3

LỜI MỞ ĐẦU...3

I. Giới thiệu về mơ hình:...4

1.1 Giới thiệu chung:...4

II. Quy trình thực hiện đồ án:...6

2.1 Khái niệm mơ hình...6

2.1.1 Sơ đồ khối của mơ hình (chính)...6

2.1.2 Ngun lý hoạt động...7

2.2 Mơ hình khối:...8

2.2.1 Bản vẽ 3D (Ví dụ)...8

2.2.2 Sơ đồ cấu tạo...9

2.2.3 Sơ đồ hệ thống tuần hoàn nước...9

2.2.4 Sơ đồ hệ thống bể:...10

2.3 Phân chia thời gian thực hiện đồ án:...10

2.3.1 Quá trình thực hiện đồ án...10

2.3.2 Quá trình thực nghiệm vận hành:...12

III. Kết luận chung:...13

Phụ lục A: Bảng phân cơng cơng việc của từng thành viên trong nhóm thực hiện đồ án theo các phần chính của mơ hình...14

Phụ lục B: Bảng mắc điện & sơ đồ mạch điện của mơ hình...15

Phụ lục C: Phần code lập trình cho mơ hình hoạt động...16

Phụ lục D: Bảng chi phí của các thành phần của mơ hình...25

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

LỜI CẢM ƠN

Lời nói đầu tiên, các thành viên trong nhóm 2 xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS. Tống ChíThơng – là giảng viên cũng như là cố vấn bộ mơn Các mơ hình ứng dụng trong Logistics và quản lýchuỗi cung ứng. Trong suốt quá trình thực hiện đồ án, thầy đã quan tâm và hướng dẫn cho nhóm rấtnhiều về mơ hình, giúp cho nhóm có thể có đầy đủ các kiến thức để có thể hồn thành việc nghiêncứu mơ hình này. Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Ngô Quang Trung, thầyNguyễn Văn Thành, thầy Nguyễn Viết Tịnh và thầy Syed Tâm Husain - những người đã giúp đỡ vàtạo cơ hội chúng em hoàn thành đồ án này. Trong quá trình làm bài, do hiểu biết của chúng em vềđề tài còn nhiều hạn chế nên bài làm khó tránh khỏi những thiếu sót. Mong thầy, cơ xem và góp ýthêm cho chúng em để bài làm càng hoàn thiện hơn. Một lần nữa, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâusắc đến thầy cô và chúc thầy cơ có thật nhiều sức khỏe, hạnh phúc và thành công trong sự nghiệp.

LỜI MỞ ĐẦU

Thủy hải sản Việt Nam rất đa dạng và phong phú. Hằng năm, theo viện nghiên cứu lượng hải sảnmà người dân chúng ta sử dụng cho bữa ăn ngày càng nhiều.Ngoài ra, hải sản biển của nước ta đượcrất nhiều quốc gia lớn sử dụng và quan tâm đặc biệt. Do đó, cho thấy tầm quan trọng của thủy hảisản của Việt Nam là như thế nào.

Ngành thủy hải sản Việt Nam đa dạng về các loài thủy sản, bao gồm cá, tơm, cua, ghẹ, mực, hàu, sị, bạch tuộc,..và các loại sản phẩm chế biến từ thủy sản như cá khô, mực khô, tôm khô, mắm cá, nước mắm,..

Tuy nhiên, như bất kỳ ngành nào khác, ngành thủy hải sản Việt Nam cũng đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm khó khăn trong quản lý và phát triển bền vững nguồn lợi thủy sản, thay đổi khí hậu và biến đổi khí hậu, cạnh tranh khốc liệt từ các quốc gia khác,..

Mặc dù vậy, ngành thủy hải sản Việt Nam đang được đẩy mạnh phát triển bền vững, đặc biệt là trong lĩnh vực xuất khẩu thủy sản, nhờ vào nỗ lực cải tiến chất lượng sản phẩm, nâng cao giá trị gia tăng và mở rộng thị trường xuất khẩu.

3

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

I. Giới thiệu về mơ hình:

Hệ thống cơng nghệ cao ni cua biển trong nhà có ưu điểm nổi bật là khơng cần nhiều lượng nướcđầu vào nhờ ngun lý tuần hồn, sục khí tạo oxi. Khi đưa nước vào hộp nuôi cua, thức ăn thừa vàchất cặn bẩn thải qua và đi qua hệ thống lọc thơ, sau đó ra bể vi sinh và hệ thống khử khuẩn bằng tiaUV. Những vi sinh sống nhờ vào hạt nhựa kaldnes có vai trị như san hô để lọc thức ăn thừa và chấtthải giúp mooi trường sống của cua được sạch hơn. Nhờ vậy, nguồn nước trong mơ hình được tái sửdụng 99,5%. Cua được nuôi và thu hoạch liên tục, chất lượng sản phẩm có thể kiểm sốt dễ dàngtrước khi đưa vào thị trường. mơ hình tốn ít diện tích nhưng cho năng suất cao, sản phẩm đảm bảoan toàn thực phẩm, khơng chứa thuốc kháng sinh.

Mơ hình ni cua bằng hệ thống IoT là một ứng dụng của công nghệ IoT (Internet of Things) tronglĩnh vực nuôi trồng thủy sản. Hệ thống này sử dụng các thiết bị cảm biến và mạng internet để giámsát và điều khiển các thao tác nuôi cua một cách tự động.

Hệ thống IoT cho phép người nuôi cua giám sát và quản lý các thông số quan trọng của môi trườngnuôi cua như nhiệt độ, độ pH, độ mặn, lượng oxy hòa tan trong nước, ánh sáng và lưu lượng nước.Nhờ đó, người ni có thể điều chỉnh và cải thiện điều kiện sống cho cua để đạt được năng suất caovà giảm thiểu rủi ro bệnh tật.

Hệ thống IoT cũng cho phép người nuôi cua nhận được thông tin về sức khỏe của cua, như thểtrạng, tốc độ tăng trưởng và thời gian nuôi. Nhờ đó, người ni có thể đưa ra các quyết định vềchăm sóc và đưa ra kế hoạch ni cua hiệu quả hơn.

Bằng cách sử dụng mơ hình ni cua bằng hệ thống IoT, người ni cua có thể tiết kiệm thời gianvà chi phí cho việc quản lý mơi trường ni cua. Đồng thời, hệ thống này cịn giúp tăng năng suấtvà chất lượng sản phẩm cua.

1.1 Giới thiệu chung:

1.1.1 Vấn đề nghiên cứu:

Trong thời điểm cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa năm 2022, cơ sở hạ tầng của Thành phố Hồ Chí Minh và các thành phố lớn khác của Việt Nam tăng rõ rệt. Cùng với sự phát triển của doanh nghiệp, dân số Thành phố Hồ Chí Minh cũng tăng theo số lượng dân nhập cư . Do vậy, lượng rác thải ra của các con sông, cửa biển ngày càng tăng mạnh. Điều này làm gián tiếp ảnh hưởng đến sự phát triển của các sinh vật phù du cótrong nước biển. Song, các lồi thủy sản đang được chăn nuôi ở khu vực Cần Giờ và Miền Tây bị thiếu nguồn thức ăn tự nhiên và chậm lớn. Trong tình hình thiếu hụt nguồn cung hải sản, dân số ở thành phố tăng làm tăng thêm nhu cầu tiêu thụ thủy sản. Vì vậy, việc phát triển các mơ hình chăn ni thủy sản nướcmặn mới, có khả năng đặt nơi cung cấp tươi sống trong thành phố sẽ làm tăng giá trị chuỗi cung ứng thủy sản qua việc đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng và giảm chi phí vận chuyển.

1.1.2 Giới hạn phạm vi nghiên cứu:

Mơ hình ni cua bằng hệ thống IoT có những hạn chế như:

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

- Mơ hình cần diện tích rộng, vì lồng cua và bể có kích thước khá lớn, với việc ni cua với quy mơ lớn thì mơ hình này cần một nơi có diện tích lớn, phù hợp với quy mơ.- Mơ hình cần nằm ở gần nơi có nguồn nước, mơ hình cần phải sử dụng một lượng nước

khá nhiều để có thể chạy tuần hồn nước.

- Vì nước ni cua là nước mặn nên các khung sắt đặt lồng cua dễ bị oxi hóa.

- Mơ hình cần phải đặt ở nơi có nhiệt độ ổn định, nếu đặt ở nơi có nhiệt độ thất thường sẽ dễ làm cua bị sốc nhiệt dẫn đến cua không thể sống được.

1.2 Mục tiêu:

1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu:

Xây dựng một mơ hình kích cỡ nhỏ của hệ thống ni trồng thủy sản thực tế đối với loại cua Dung yếm vàng và áp dụng công nghệ IoT nhằm gia tăng hiệu suất kiểm sốt mơi trường sống thủy sản. Từ đó, giảm chi phi nhân cơng và cung cấp giải pháp kiểm soát hệ thống từ xa.

1.3 Hạn chế:

Hạn chế của mơ hình.

Chi phí đầu tư ban đầu: Để triển khai hệ thống IoT cho việc nuôi cua, bạn cần phải đầu tư một số lượng lớn tiền để mua các thiết bị và cảm biến. Điều này có thể là khó khăn đối với các trang trại nhỏ hoặc người nuôi cua cá nhân.

Kết nối mạng không ổn định: Hệ thống IoT yêu cầu kết nối mạng để truyền tải dữ liệu. Tuy nhiên, đôi khi kết nối mạng không ổn định hoặc bị gián đoạn, điều này có thể làm gián đoạn việc thu thậpvà phân tích dữ liệu.

Khả năng đọc dữ liệu khơng chính xác: Các cảm biến IoT có thể đọc sai dữ liệu nếu chúng bị lỗi hoặc không được cài đặt đúng cách. Điều này có thể dẫn đến thơng tin sai lệch về tình trạng cua vàdẫn đến những quyết định sai lầm trong việc quản lý cua.

Khơng thể thay thế hồn toàn các kỹ thuật truyền thống: Mặc dù hệ thống IoT có thể giúp người ni cua quản lý cua hiệu quả hơn, nhưng nó khơng thể hồn tồn thay thế các kỹ thuật truyền thống. Người nuôi cua vẫn cần phải giám sát trực tiếp và thực hiện các cơng việc như sửa chữa và bảo trì trang trại.

Sự phụ thuộc vào cơng nghệ: Hệ thống IoT địi hỏi sự phụ thuộc vào công nghệ, đặc biệt là về phần mềm và phần cứng. Nếu các thiết bị hoặc phần mềm của hệ thống bị lỗi hoặc không tương thích, việc quản lý cua có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

5

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

II. Quy trình thực hiện đồ án:

2.1 Khái niệm mơ hình

2.1.1 Sơ đồ khối của mơ hình (chính)

Hình 3: Sơ đồ khối của mơ hình.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

2.1.2 Ngun lý hoạt động.

Nơng trại cua thông minh bao gồm 1 hệ thống lồng nuôi cua được đặt trên cao và trong tầm vớicủa kiểm sốt viên, hệ thống xử lý nước mặn tuần hồn và hệ thống IoT báo cáo thông số pH,độ mặn, nhiệt độ của nước qua Internet ( Local).

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

2.2 Mơ hình khối:

2.2.1 Bản vẽ 3D (Ví dụ)

Hình 4: Mặt bên trái của mơ hình. Hình 5: Mặt bên phải của mơ hình.

Hình 6: Mơ hình từ trên xuống Hình 7: Phía trước của mơ hình.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

2.2.2 Sơ đồ cấu tạo

Hình 8: Sơ đồ cấu tạo của mơ hình.- Hệ thống tuần hồn nước: ống nước, lồng cua, bể, máy bơm- Hệ thống bể: bể lắng, bể sục, bể đá/Tia UV

- Hệ thống điện: dây điện, hộp điện, ổ điền- Khối xử lý: ESP8266, 16-channel analog multiplexer

2.2.3 Sơ đồ hệ thống tuần hồn nước.

Hình 9: Sơ đồ khối của hệ thống 1.9

HỆ THỐNGTUẦN HOÀN

HỆ THỐNGĐIỆN

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

2.2.4 Sơ đồ hệ thống bể:

Hình 10: Sơ đồ khối của hệ thống 2.

2.3 Phân chia thời gian thực hiện đồ án:

2.3.1 Quá trình thực hiện đồ ánTuần

1^Tuần2^Tuần3^Tuần4^Tuần5^Tuần6^Tuần7^Tuần8^Tuần9^Tuần10^Tuần11^Tuần12Học lý

thuyếtMua phần

cứngGia cơngphần cứngViết code

Mua linhkiệnDựng mơ

hìnhRáp codeViết báo cáo

Bảng 1: Quy trình thực hiện đồ án.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

- Ở hai tuần đầu tiên: Nhóm họp lại với thầy cố vấn để tìm hiểu về mơ hình và lên danh sách Bill of Materials ( BOM )

- Cũng trong hai tuần đầu, nhóm tiến hành chia nhỏ mơ hình làm 3 phần (cơ + mua linh kiện, điện, code).

- Tuần thứ 2 và tuần thứ 3 nhóm bắt đầu tìm và mua phần cứng, linh kiện. Nhóm ưu tiên mua đồ làm khung để đặt lồng cua

- Tuần 4 – tuần 10, nhóm bắt đầu gia cơng phần cơ. Ở tuần 7, Nhóm bắt đầu chạy tuần hồn nước.

- Tuần 8 – tuần 12: Nhóm bắt đầu viết code

- Tuần 9 – tuần 12: Nhóm ráp code và bắt đầu viết báo cáo, làm powerpoint.

19/12/2022 Lý thuyết môn học: Giới thiệu môn học và các Dự án

26/12/2022 ^{Lý thuyết môn học: Tổng quan về Logistics và Quản}lý Chuỗi cung ứng

02/01/2023 ^{Tìm và mua đồ làm khung, phần cứng và linh kiện để}_{đặt lồng nuôi cua}

03/01/2023 Ráp khung và dựng lồng cua

07/01/2023 Dán vách ngăn cho bể

06/02/2023 ^{Lý thuyết môn học: Hướng dẫn các nguyên lý cơ bản}_{về cơ điện tử và lập trình}

9/01/2023 ^{Lý thuyết mơn học: Hướng dẫn thực hành tại phịng}_{thí nghiệm}

13/02/2023 ^{Lý thuyết mơn học: Hướng dẫn các nguyên lý cơ bản}_{về cơ điện tử và lập trình}

22/02/2023 ^{Bắt đầu nối đường ống nước, thả hạt nhựa và thử}_{chạy tuần hoàn nước}

13/03/2023 Ráp code và viết báo cáo

11

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Serial.println(F("Failed to read from sensors!")); return;

}

if (!client.connected()) { connectAWS(); } else { client.loop();

if (millis() - lastMillis > 5000) { lastMillis = millis(); // gửi giá trị cảm biến publishMessage(); }

}}

25

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

Phụ lục D: Bảng chi phí của các thành phần của mơ hình

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

Vi mạch điện tử(ESP 8266)

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

Tổng:

35

</div>