Hệ Thống Quan Trắc Chất Lượng Nước Phục Vụ Cho Môi Trường Nuôi Tôm

• Tác giả: Nguyễn Minh Nhật
• Người hướng dẫn: ThS. Huỳnh Thị Thu Hiền
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hệ Thống Nhúng Và IoT
• Đề tài: Hệ Thống Quan Trắc Chất Lượng Nước Phục Vụ Cho Môi Trường Nuôi Tôm
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. GIỚI THIỆU
• 1.2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
• 1.3. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
• 1.3.1. Tình hình trong nước
• 1.3.2. Tình hình ngoài nước
• 1.4. PHƯƠNG PHÁP
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. KỸ THUẬT NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG
• 2.1.1. Đặc điểm sinh học của tôm thẻ chân trắng
• 2.1.2. Thông số pH
• 2.1.3. Thông số nồng độ Oxy hòa tan (DO)
• 2.1.4. Thông số độ mặn (EC)
• 2.1.5. Thông số nhiệt độ (T)
• 2.2. THIẾT BỊ PHẦN CỨNG
• 2.2.1. Cảm Biến Độ PH DFRobot Gravity
• 2.2.2. Cảm Biến Độ Dẫn Điện EC DFRobot Gravity
• 2.2.3. Cảm Biến Oxy Hòa Tan DO DFRobot Gravity
• 2.2.4. Cảm biến nhiệt độ DS18B20
• 2.2.6. LCD 2004 nền xanh dương chữ trắng 5V kèm I2C Driver20x4
• 2.2.7. Module 4 relay 5V kích mức Cao/Thấp
• 2.2.8. Nguồn tổ ong 12V - 3A
• 2.2.10. Module Lora Ra02
• 2.3. GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG
• 2.3.1. Giao thức SPI
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG
• 3.1.1. Chức năng hệ thống
• 3.1.2. Sơ đồ khối tổng thể của hệ thống
• 3.1.3. Chức năng từng khối
• 3.2. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
• 3.2.1. Yêu cầu phần cứng
• 3.2.2. Lưu đồ giải thuật phần cứng
• 3.3. THIẾT KẾ PHẦN MỀM
• 3.3.1. Yêu cầu phần mềm
• 3.3.2. Thiết kế giao diện App
• 3.3.3. Lưu đồ giải thuật phần mềm
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
• 4.1. KẾT QUẢ THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
• 4.2. KẾT QUẢ PHẦN MỀM
• 4.2.1. Đánh giá phần mềm
• 4.3. NHẬN XÉT KẾT QUẢ
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.2. ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM
• 5.3. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Hệ Thống Quan Trắc Chất Lượng Nước Nuôi Tôm Sử Dụng IoT

Hệ thống quan trắc chất lượng nước nuôi tôm sử dụng công nghệ IoT đang trở thành một giải pháp quan trọng trong ngành nuôi trồng thủy sản. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, việc áp dụng IoT giúp người nuôi tôm theo dõi và quản lý chất lượng nước một cách hiệu quả hơn. Hệ thống này không chỉ giúp giảm thiểu rủi ro mà còn nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Việc giám sát liên tục các thông số như pH, độ mặn, và nồng độ oxy hòa tan là rất cần thiết để đảm bảo môi trường sống tốt nhất cho tôm.

1.1. IoT Trong Nuôi Tôm Giới Thiệu Và Lợi Ích

Công nghệ IoT trong nuôi tôm mang lại nhiều lợi ích như giám sát liên tục và tự động hóa quy trình. Hệ thống này cho phép người nuôi tôm nhận thông tin về chất lượng nước ngay lập tức, từ đó có thể điều chỉnh kịp thời các thông số cần thiết.

1.2. Các Thành Phần Chính Của Hệ Thống Quan Trắc

Hệ thống quan trắc bao gồm các cảm biến đo đạc, thiết bị truyền dữ liệu và phần mềm phân tích. Các cảm biến này giúp thu thập dữ liệu về các thông số môi trường nước, từ đó gửi thông tin đến người dùng qua ứng dụng di động.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Nuôi Tôm Hiện Nay

Ngành nuôi tôm hiện đang đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt là trong việc quản lý chất lượng nước. Việc sử dụng các phương pháp truyền thống như lấy mẫu nước để kiểm tra không còn hiệu quả do thời gian chờ đợi lâu và không thể phát hiện kịp thời các biến đổi bất thường. Điều này dẫn đến thiệt hại lớn cho người nuôi tôm.

2.1. Những Rủi Ro Khi Không Giám Sát Chất Lượng Nước

Thiếu sự giám sát liên tục có thể dẫn đến tình trạng tôm chết hàng loạt do môi trường nước không đạt yêu cầu. Các yếu tố như độ pH, nhiệt độ và nồng độ oxy hòa tan cần được theo dõi thường xuyên để đảm bảo sức khỏe cho tôm.

2.2. Chi Phí Cao Và Khó Khăn Trong Việc Ứng Dụng Công Nghệ

Mặc dù công nghệ IoT mang lại nhiều lợi ích, nhưng chi phí đầu tư ban đầu vẫn là một rào cản lớn đối với nhiều hộ nuôi tôm. Nhiều người vẫn chưa sẵn sàng đầu tư vào các thiết bị hiện đại do lo ngại về giá cả và khả năng bảo trì.

III. Phương Pháp Giải Quyết Vấn Đề Chất Lượng Nước Nuôi Tôm

Để giải quyết các vấn đề về chất lượng nước, việc áp dụng hệ thống quan trắc tự động là rất cần thiết. Hệ thống này không chỉ giúp theo dõi mà còn tự động điều chỉnh các thông số môi trường nước, từ đó nâng cao hiệu quả nuôi tôm.

3.1. Giải Pháp Công Nghệ IoT Trong Giám Sát Chất Lượng Nước

Hệ thống IoT cho phép thu thập dữ liệu từ nhiều cảm biến khác nhau và gửi thông tin đến người nuôi tôm qua ứng dụng di động. Điều này giúp người nuôi có thể theo dõi chất lượng nước mọi lúc mọi nơi.

3.2. Tự Động Hóa Quy Trình Quản Lý Nước

Hệ thống có khả năng tự động điều chỉnh các thông số như thay nước khi nồng độ oxy giảm xuống dưới mức an toàn. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro và tiết kiệm thời gian cho người nuôi.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hệ Thống Quan Trắc Chất Lượng Nước

Hệ thống quan trắc chất lượng nước đã được triển khai tại nhiều hộ nuôi tôm và cho thấy hiệu quả rõ rệt. Người nuôi có thể theo dõi chất lượng nước từ xa và nhận cảnh báo khi có sự thay đổi bất thường.

4.1. Kết Quả Nghiên Cứu Từ Các Hộ Nuôi

Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng hệ thống IoT đã giúp tăng năng suất nuôi tôm lên đến 20%. Người nuôi có thể điều chỉnh kịp thời các thông số môi trường, từ đó giảm thiểu thiệt hại.

4.2. Phản Hồi Từ Người Dùng Về Hệ Thống

Người nuôi tôm đã phản hồi tích cực về hệ thống quan trắc, cho rằng nó giúp họ tiết kiệm thời gian và chi phí. Hệ thống cũng giúp họ cảm thấy yên tâm hơn khi nuôi tôm.

V. Kết Luận Và Tương Lai Của Hệ Thống Quan Trắc Chất Lượng Nước

Hệ thống quan trắc chất lượng nước nuôi tôm sử dụng IoT không chỉ là một giải pháp công nghệ mà còn là một bước tiến quan trọng trong ngành nuôi trồng thủy sản. Tương lai của hệ thống này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị hơn nữa cho người nuôi tôm.

5.1. Tương Lai Của Công Nghệ IoT Trong Nuôi Tôm

Công nghệ IoT sẽ tiếp tục phát triển và mở rộng ứng dụng trong ngành nuôi tôm, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu rủi ro cho người nuôi.

5.2. Khuyến Khích Đầu Tư Vào Công Nghệ Mới

Cần có các chính sách khuyến khích đầu tư vào công nghệ IoT để giúp người nuôi tôm tiếp cận dễ dàng hơn với các giải pháp hiện đại, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.