Xây dựng mô hình trồng rau thủy canh ứng dụng Công nghệ IoT
Abstract
Hydroponics has been one of the most efficient technologies for growing food. However, managing a hydroponic system is not simple. This paper presents a way for implementing IoT technology on a hydroponic system starting from scratch, which purpose is to simplify the hydroponic cultivation and make it more accessible to households as well as small farming households. Some enviromental parameters (light intensity, temperature and humidity) and quality of nutrient solution (total dissolved solid – TDS, temperature, and pH) are displayed on the Web Server. An algorithm for mixing nutrient solution is implemented with steady-state error withing 10%. The realization of the system by growing water spinach gives good results with more than 90% of plants growing to harvest.
Tóm tắt
Canh tác thủy canh đã và đang trở thành một trong những kỹ thuật trồng trọt hiệu quả nhất hiện nay. Tuy nhiên, việc quản lí một hệ thống thủy canh thì không dễ dàng. Bài báo trình bày phương pháp thiết kế và xây dựng mô hình trồng rau thủy canh ứng dụng công nghệ IoTs nhằm giúp việc canh tác rau thủy canh được đơn giản hóa từ đó tiếp cận nhiều hơn đến các hộ gia đình cũng như các hộ canh tác nhỏ lẻ. Một số thông số về môi trường (như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm) cũng như về chất lượng dung dịch dinh dưỡng (như tổng chất rắn hòa tan TDS, nhiệt độ nước và pH) được hiển thị lên Web Server. Thuật toán pha dung dịch tự động dựa trên thông số tổng chất rắn hòa tan TDS cũng được phát triển với sai số thực nghiệm không quá 10% so với giá trị đặt. Rau muống được trồng thử nghiệm trên hệ thống cũng cho kết quả khả quan với hơn 90% cây phát triển đến thu hoạch.
Tài liệu tham khảo
[1] C. L. Chang, G. F. Hong, and W. L. Fu, “Design and Implementation of a Knowledge-Based Nutrient Solution Irrigation System for Hydroponic Applications,” Trans. ASABE, vol. 61, no. 2, pp. 369–379, 2018, doi: https://doi.org/10.13031/trans.11564.
[2] S. Ruengittinun, S. Phongsamsuan, and P. Sureeratanakorn, “Applied internet of thing for smart hydroponic farming ecosystem (HFE),” in 2017 10th International Conference on Ubi-media Computing and Workshops (Ubi-Media), 2017, pp. 1–4, doi: 10.1109/UMEDIA.2017.8074148.
[3] R. S. V. Gonzalez, A. L. G. Garcia, E. V. Zapata, J. D. O. B. Sanchez, and J. C. S. Savedra, “A Review on Hydroponics and the Technologies Associated for Medium- and Small-Scale Operations,” Agriculture, vol. 12, no. 5, p. 646, Apr. 2022, doi: 10.3390/agriculture12050646.
[4] L. X. D. Pham, “Thiết kế hệ thống giám sát và kiểm soát thông số môi trường trồng rau thủy canh”, Luận văn thạc sĩ, Đại học Cần Thơ, 2021.
[5] T. Xuân, “Trồng rau thủy canh thông minh Greedy”. (2023) http://tapchimoitruong.vn/giai-phap-cong-nghe-xanh-22/M%C3%B4-h%C3%ACnh-tr%E1%BB%93ng-rau-th%E1%BB%A7y-canh-th%C3%B4ng-minh-Greendy-1
[6] C. J. G. Aliac and E. Maravillas, “IOT Hydroponics Management System,” in 2018 IEEE 10th International Conference on Humanoid, Nanotechnology, Information Technology,Communication and Control, Environment and Management (HNICEM), 2018, pp. 1–5, doi:10.1109/HNICEM.2018.8666372.
[7] R. Tandil, J. Yapson, W. Atmadja, S. Liawatimena, and R. Susanto, “Hydroponic nutrient mixing system based on STM32,” IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci., vol. 195, p. 12052, 2018, doi:10.1088/1755-1315/195/1/012052.
