Ứng dụng công nghệ internet vạn vật cho quản lí chăn nuôi

Nông nghiệp thông minh đang đứng vị trí thứ 6 trong top 10 ứng dụng phổ biến của IoT và đang có xu hướng phát triển. Trong tương lai việc giám sát quá trình chăn nuôi qua Internet có thể là một cuộc cách mạng trong phương thức làm việc của người nông dân (theo IoT-Analytics). Bài viết này sẽ trình bày nghiên cứu về ứng dụng công nghệ internet vạn vật cho quản lí chăn nuôi. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng công nghệ internet vạn vật cho quản lí chăn nuôi Năm học 2016 - 2017 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ INTERNET VẠN VẬT CHO QUẢN LÍ CHĂN NUÔI Dương Thúy Vy (Sinh viên năm 4, Khoa Công nghệ Thông tin) GVHD: ThS Trần Sơn Hải 1. Lí do chọn đề tài Xu thế công nghệ vạn vật kết nối Internet (Internet of Thing – viết tắt IoT) đang bùng nổ làm cho các thiết bị trong nhà hay bất cứ nơi đâu cũng trở nên thông minh hơn do chúng được trang bị khả năng tính toán, khả năng kết nối mạng và khả năng cảm biến môi trường. Các thiết bị này rất đa dạng, có thể là điện thoại, tivi, đồng hồ thông minh, máy giặt, khóa cửa, tủ lạnh, đèn chiếu sáng… và dễ thấy xu hướng mới là lắp đặt camera quan sát và cảm biến nhiệt. Nông nghiệp thông minh đang đứng vị trí thứ 6 trong top 10 ứng dụng phổ biến của IoT và đang có xu hướng phát triển. Trong tương lai việc giám sát quá trình chăn nuôi qua Internet có thể là một cuộc cách mạng trong phương thức làm việc của người nông dân (theo IoT-Analytics). Hình 1. Mười ứng dụng phổ biến của IoT trong quý III năm 2016 Ở Việt Nam, việc ứng dụng IoT vào nông nghiệp cũng đang được chú ý và ngày càng có nhiều dự án khởi nghiệp thuộc lĩnh vực này. Tuy nhiên, ứng dụng IoT cho nông nghiệp chăn nuôi vẫn đang còn bỏ ngỏ. 3 Kỉ yếu Hội nghị sinh viên NCKH Chăn nuôi gà đạt chuẩn VietGAP có thể đem lại hiệu quả kinh tế cao cho các nông hộ ở nông thôn. Tuy nhiên, vấn đề là phải luôn đối mặt với tình hình dịch bệnh ở gà hiện nay. Nhiệt độ, ẩm độ là yếu tố quan trọng nhất đối với đàn gà, đặc biệt là gà con. Vì nhiệt độ quá cao hay quá thấp so với điều kiện chuẩn đều ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức khỏe của gà, làm tăng tỉ lệ tiêu chảy, hô hấp và tỉ lệ chết nếu gà bị stress nhiệt. Chuồng trại cần phải được kiểm soát chặt chẽ, ổn định nhiệt độ, độ ẩm để nâng cao hiệu quả sản xuất và cần quan sát thường xuyên hoạt động, biểu hiện của gà để phát hiện, xử lí kịp thời diễn biến bệnh tật trên đàn gà. Vì vậy, việc nghiên cứu và xây dựng ứng dụng hỗ trợ theo dõi chăn nuôi qua Internet là cấp thiết, có ý nghĩa khoa học công nghệ lẫn thực tế. 2. Mục tiêu đề tài, phương pháp – phạm vi nghiên cứu 2.1. Mục tiêu đề tài - Theo dõi và kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm trong chuồng trại; - Theo dõi hình ảnh hoạt động và biểu hiện của đàn gà; - Phát hiện có người di chuyển trước cửa ra vào, phát cảnh báo và ghi nhật kí để xem lại video khi cần thiết. 2.2. Phương pháp – phạm vi nghiên cứu - Tiếp cận từ thực tiễn, khảo sát; - Nghiên cứu ứng dụng công nghệ vào thực tiễn, khảo sát công nghệ và thực nghiệm; - Phạm vi nghiên cứu: tích hợp cảm biến nhiệt, cảm biến chuyển động, theo dõi giám sát bằng camera. 3. Hệ thống quản lí chăn nuôi trên nền IoT 3.1. Linh kiện Bảng 1. Bảng chi tiết linh kiện STT Tên linh kiện Số lượng Hình ảnh 1 USB UART CP2102 1 Mạch thu phát wifi 2 1 ESP8266 V7 4 Năm học 2016 - 2017 Đế ra chân ESP8266 3 1 V7 Cảm biến nhiệt độ, độ 4 1 ẩm DHT22 ra chân Module 2 relay kích 5 1 H/L (5VDC) 6 Breadboard 2 Dây cắm đực đực, đực 7 20 cái, cái cái Mạch giảm áp 3.3V 8 1 AMS1117 Cảm biến thân nhiệt 9 chuyển động PIR HC- 1 SR501 5 Kỉ yếu Hội nghị sinh viên NCKH 3.2. Kiến trúc hệ thống 3.2.1. Thiết kế lắp ráp thiết bị Hình 2. Sơ đồ mạch điều khiển Kết nối cảm biến nhiệt, relay và cảm biến chuyển động vào nguồn 5V. Mạch ESP8266 nối vào nguồn 3.3V. Dây tín hiệu của cảm biến DHT22, relay và cảm biến PIR được nối với mạch ESP8266 như sau: ESP8266 v7 GPIO02 Signal DHT22 GPIO04 Relay 1 GPIO05 Relay 2 GPIO14 Signal PIR 6 Năm học 2016 - 2017 3.2.2. Quy trình mạch điều khiển thực hiện Hình 3. Quy trình mạch điều khiển thực hiện Đầu tiên cần cài đặt tên wifi và password để mạch esp8266 có thể kết nối wifi. const char* ssid = “TenWifi”; const char* password = “MatKhauWifi”; Tạo một server port 80 #define LISTEN_PORT 80 WiFiServer server(LISTEN_PORT) ; Trong hàm setup(), ESP8266 kết nối mạng wifi WiFi.begin(ssid, password); 7 Kỉ yếu Hội nghị sinh viên NCKH while(Wifi.status()!=WL_CONNECTED) delay(500); Serial.print(“.”); Sau đó, bắt đầu khởi động server và in địa chỉ IP ra cổng Serial server.begin(); Serial.println(WiFi.localIP()); Trong vòng lặp loop(), đọc nhiệt độ, độ ẩm từ cảm biến temperature = dht.readTemperature(); humidity = dht.readHumidity(); Đồng thời, đọc tín hiệu của cảm biến chuyển động để gửi đến webpage int new_motion_sensor_state = digitalRead(14); 3.2.3. Kiến trúc hệ thống Hình 4. Kiến trúc hệ thống myapi.js – là Javascript code phía server sử dụng Node và Express framework để tạo một web server đơn giản. index.html – trang giao diện web hiển thị ch ...