Bộ giám sát điều khiển chỉ số sinh hóa cây trồng: Hỗ trợ tích cực cho nông dân

– Với mục tiêu xây dựng được hệ thống IoT (Internet vạn vật) trong nông nghiệp giám sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, sinh viên Lã Văn Thịnh, Trường Cao đẳng nghề Lạng Sơn (năm học 2022 – 2023) đã nghiên cứu “Chế tạo bộ giám sát điều khiển một số chỉ số sinh hoá cây trồng phục vụ phát triển nông nghiệp vùng đông Bắc bộ”. Đây là sản phẩm xuất sắc đoạt giải Nhì (không có giải nhất) tại cuộc thi Sáng tạo kỹ thuật tỉnh Lạng Sơn năm 2023.

Tác giả (ngoài cùng bên trái) nhận giải Nhì tại lễ tổng kết cuộc thi Sáng tạo
kỹ thuật tỉnh Lạng Sơn năm 2023

Em Lã Văn Thịnh, Trường Cao đẳng nghề Lạng Sơn cho biết: Trên thị trường có nhiều thiết bị giám sát các điều kiện sinh trưởng và phát triển của cây trồng nhưng vẫn tồn tại một số hạn chế như: Chỉ giám sát theo thời gian, theo độ ẩm, điều kiện nhiệt độ… Cũng có những thiết bị tích hợp một số tính năng giám sát, tuy nhiên lại có giá thành cao nên ít người sử dụng. Trên địa bàn tỉnh Lạng Sơn điều kiện khí hậu có những đặc trưng như: mùa đông nhiệt độ rất thấp, độ ẩm thay đổi nhanh; mùa hè nóng ẩm, mưa nhiều… đây là điều kiện bất lợi cho cây trồng phát triển, cần có sự điều chỉnh trong việc chăm sóc. Chính vì vậy, trong năm học 2022 – 2023, em đã nghiên cứu “Chế tạo bộ Giám sát điều khiển một số chỉ số sinh hoá cây trồng phục vụ phát triển nông nghiệp vùng đông bắc bộ” với mong muốn giúp nông dân nâng cao hiệu quả canh tác, tăng năng suất, chất lượng sản phẩm nông nghiệp.

Hệ thống Giám sát điều khiển chỉ số sinh hoá cây trồng gồm: Khối điều khiển trung tâm, khối nguồn, khối cảm biến, khối hiển thị, thiết bị ngoại vi, khối Web và wifi. Trong đó, khối nguồn cung cấp điện cho toàn bộ hệ thống. Khối cảm biến được đặt tại các vị trí cần đo trong trang trại (cắm vào đất, trên luống rau, hàng cây…) để thu thập thông tin về độ pH, nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, chất lượng không khí, ánh sáng… Thông tin do khối cảm biến thu thập sẽ được gửi đến khối điều khiển trung tâm, tại đây, khối này sẽ phân tích các dữ liệu, so sánh với giá trị người dùng cài đặt trước đó rồi đưa lên màn hình LCD hoặc gửi đến điện thoại thông minh của người dùng thông qua ứng dụng trên web. Dựa trên các thông số kỹ thuật này, người dùng sẽ điều chỉnh chế độ chăm sóc cho phù hợp như: tưới nước, phun sương, giảm độ sáng, bón phân… cho phù hợp. Bên cạnh hiển thị thông tin, hệ thống giám sát cũng cho phép kết nối với các thiết bị ngoại vi để nâng cao tỷ lệ tự động hóa trong nông trại như: kết nối với máy bơm để tự động kích hoạt hệ thống phun sương, tưới nước; kết nối với hệ thống quạt thông gió, cửa nhà kính, mái che nhằm làm giảm nhiệt độ…

Hệ thống Giám sát chỉ số sinh hoá cây trồng có giá khoảng 2 triệu đồng, rẻ hơn nhiều so với sản phẩm cùng loại trên thị trường và lại có thể theo dõi được nhiều thông số khác nhau. Hệ thống có thể tắt hoặc mở tự động các thiết bị ngoại vi, khi thông số ở mức ổn định cho sự sinh trưởng và phát triển của cây, bơm nước tự động tắt và ngược lại, do đó, lượng điện tiêu thụ cho hệ thống rất thấp. Sau khi hoàn thiện, bộ giám sát điều khiển một số chỉ số sinh hoá cây trồng phục vụ phát triển nông nghiệp vùng đông bắc bộ được thử nghiệm tại vườn trường với quy mô 1.000m2; thử nghiệm trên mô hình trồng rau thuỷ canh phục vụ công tác dạy và học tại Khoa Nông lâm nghiệp và tại 1 gia đình trên địa bàn thành phố Lạng Sơn bước đầu đã mang lại hiệu quả tích cực trong việc chăm sóc cây trồng, đảm bảo an toàn, tiết kiệm thời gian chăm sóc.

Ông Lương Minh Đức, phường Hoàng Văn Thụ, thành phố Lạng Sơn cho biết: Gia đình tôi có hệ thống trồng rau thủy canh với quy mô 200 hốc. Trước đây, tôi mất rất nhiều công sức để chăm sóc do tôi trồng chủ yếu là các loại rau ăn lá, nếu không chú ý đến các yếu tố như dinh dưỡng, nhiệt độ, gió… thì cây rất dễ bị vàng, héo, chậm phát triển. Từ khi thử nghiệm hệ thống giám sát, điều khiển ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, các thông số được gửi đến điện thoại thông minh nên tôi không mất nhiều thời gian chăm sóc, kiểm tra vì có thể điều chỉnh các yếu tố tạo điều kiện thuận lợi cho cây trồng phát triển. Nhờ đó, vườn rau tuy nhỏ nhưng đáp ứng được nhu cầu rau xanh hằng ngày của gia đình.

Sau khi thử nghiệm thành công, tác giả đã nhận được 4 đơn đặt hàng sản xuất bộ giám sát điều khiển từ một số nhà vườn trên địa bàn tỉnh. Muốn nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm trong nông nghiệp thì cần có chế độ chăm sóc phù hợp, để làm được điều đó thì cần có các thiết bị theo dõi chỉ tiêu sinh hóa trong môi trường sinh trưởng phát triển của cây. Ứng dụng bộ giám sát điều khiển một số chỉ số sinh hoá cây trồng chính là giải pháp hiệu quả theo dõi các điều kiện giúp cho cây trồng phát triển tốt, từ đó góp phần làm tăng năng suất, chất lượng các sản phẩm nông nghiệp.