Thiết kế mô hình aquaponics trên nền tảng điện toán đám mây

Bài viết đề xuất mô hình Aquaponics trên nền tảng điện toán đám mây cho phép mở rộng khả năng lưu trữ dữ liệu phục vụ việc phân tích hiệu quả nuôi trồng và cho phép dễ dàng mở rộng hệ thống trên diện rộng thông qua các hệ thống aquaponic thành phần ở các vị trí khác nhau. Hệ thống đã được thử nghiệm thành công cho thấy khả năng đáp ứng được việc triển khai trên diện rộng trong thực tế. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế mô hình aquaponics trên nền tảng điện toán đám mây Thiết Kế Mô Hình Aquaponics Trên Nền Tảng Điện Toán Đám Mây Nguyễn Đình Nam và Lê Anh Ngọc Khoa Điện Tử Viễn Thông, Đại Học Điện Lực Số 235 Hoàng Quốc Việt, Hà nội Email: namnguyendinh@hc.com.vn, anhngoc@epu.edu.vn Abstract — Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất mô hình II. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG AQUAPONIC Aquaponics trên nền tảng điện toán đám mây cho phép mở rộng VÀ DỊCH VỤ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY khả năng lưu trữ dữ liệu phục vụ việc phân tích hiệu quả nuôi a. Tổng quan về Aquaponic trồng và cho phép dễ dàng mở rộng hệ thống trên diện rộng thông qua các hệ thống aquaponic thành phần ở các vị trí khác nhau. Mô hình Aquaponics là sự kết hợp của cả hai hệ thống: Nuôi Hệ thống đã được thử nghiệm thành công cho thấy khả năng đáp trồng thủy sản (aquaculture) và trồng cây theo phương pháp ứng được việc triển khai trên diện rộng trong thực tế. thủy canh (hydroponics). Sự kết hợp này mang lại lợi ích thiết thực và tính độc đáo. Thay vì bổ sung phân bón và các hóa Keywords - Aquaponics, điện toán đám mây chất để trồng cây, mô hình này sử dụng chất thải từ cá nhờ sự chuyển hóa từ các loài vi sinh vật thành chất dinh dưỡng cần I. GIỚI THIỆU thiết và đầy đủ cho sự phát triển của cây. Ngược lại, thay vì xả Hiện nay, vấn đề an toàn thực phẩm đang được xã hội hết nước ra môi trường, nó sử dụng cây trồng để làm sạch nước và sức quan tâm, đặc biệt là đối với những loại thực phẩm thiết trả lại cho bể cá. Nước này có thể được tái sử dụng vô thời hạn yếu như rau và cá. Lý do chính là bởi nguồn nước cho nuôi và chỉ cần thay thế khi nó bị mất do bay hơi. Đây là một hệ trồng bị ô nhiễm, việc sử dụng phân bón hóa học và thuốc trừ thống tuần hoàn khép kín hoàn hảo (hình 1). sâu làm cho đất canh tác bị ô nhiễm, bạc màu. Bên cạnh đó diện tích nuôi trồng ngày càng bị thu hẹp, đặc biệt là ở các khu vực thành thị, điều đó làm cho nguồn thực phẩm an toàn ngày càng khan hiếm và đắt đỏ. Để giải quyết vấn đề trên thì một trong những mô hình đã được nghiên cứu và áp dụng tại những nơi có diện tích hạn chế, chẳng hạn như tại các hộ gia đình ở thành phố…, đó là mô hình Aquaponics tức là trồng rau theo phương pháp thủy canh kết hợp với nuôi thủy sản. Đây là hệ thống tuần hoàn khép kín độc đáo vừa cung cấp nguồn thực phẩm an toàn vừa tạo cảnh quan môi trường lành mạnh [2-4]. Trong thực tế, nhiều hệ thống Aquaponics đã được triển khai [1], tuy nhiên quy trình sản xuất còn mang tính thủ công và rất khó để có thể theo dõi được quá trình sinh trưởng của cây trồng và vật nuôi. Bên cạnh đó các hệ thống này đa số không có tính năng cảnh báo, giám sát chất lượng môi trường nước trong bể nuôi cá dẫn đến cá có thể bị chết do môi trường nước bị ô Hình 1. Mô hình Aquaponic nhiễm, kéo theo chất lượng của cây cũng bị ảnh hưởng. Các mô Một số yếu tố chính cần quan tâm của Aquaponics: hình đã được triển khai chưa tối ưu được khả năng lưu trữ dữ Oxy hòa tan: Cá cần oxy để sống vì vậy cũng cần chú ý đến liệu của hệ thống, hoạt động độc lập và thiếu tính liên kết. việc đảm bảo hàm lượng oxy thích hợp cho cá phát triển. Hàm Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy mô hình điện lượng oxy hòa tan thường thấp vào lúc sáng sớm và phụ thuộc toán đám mây đáp ứng được yêu cầu lưu trữ dữ liệu lớn, các vào nhiều yếu tố khác như mật độ cá, nhiệt độ nước, độ mặn,… thao tác giám sát và điều khiển đơn giản, có thể đáp ứng được người sử dụng nên có bộ dụng cụ kiểm tra hàm lượng oxy hàng các yêu cầu trên, chính vì vậy bài báo đề xuất một giải pháp xây ngày để đảm bảo cho cá phát triển tốt. dựng mô hình aquaponics tích hợp trên nền tảng điện toán đám Nhiệt độ: Nhiệt độ nước rất quan trọng trong Aquaponics. mây nhằm khắc phục nhược điểm của các hệ thống đã có, khó Nhiệt độ nước cao quá sẽ làm cá sốc và có thể chết ảnh hưởng khăn trong vận hành sẽ được giảm bớt , đồng thời tăng thêm độ đến sự phát triển của cây trồng. Ngược lại, khi nhiệt độ hạ tin cậy và bền vững cho hệ thống. xuống thấp cũng gây hại cho cây trồng và cá. Vì vậy người sử Phần còn lại của bài báo được tổ chức như sau: Phần II giới dụng cũng nên thường xuyên theo dõi để có biện pháp hợp lí thiệu tổng quan về aquaponnic và dịch vụ điện toán đám mây. giữ nhiệt độ nước ổn định giúp cho hệ thống phát triển tốt đẹp. Trong phần III, chúng tôi giới thiệu mô hình đề xuất Giá trị pH: Đây cũng là một yếu tố quan trọng cần quan Aquaponics trên nền điện toán đám mây. Phần IV cung cấp các tâm theo dõi trong hệ thống. Độ pH chính là độ axit hay độ kết quả thử nghiệm và ...