Đặt vấn đề: Việt Nam là một quốc gia đang phát triển, nông nghiệp vẫn giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế. Năm 2009, giá trị sản lượng của nông nghiệp đạt 71,473 nghìn tỷ đồng (giá so sánh với năm 1994), tăng 1,32% so với năm 2008 và chiếm 13,85% tổng sản phẩm trong nước. Tỷ trọng của nông nghiệp trong nền kinh tế bị sụt giảm trong những năm gần đây, trong khi các lĩnh vực kinh tế khác gia tăng. Đóng góp của nông nghiệp vào tạo việc làm còn lớn hơn cả đóng góp của ngành này vào GDP.
Trong năm 2005, có khoảng 60% lao động làm việc trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp, và thuỷ sản. Sản lượng nông nghiệp xuất khẩu chiếm khoảng 30% trong năm 2005. Việc tự do hóa sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là sản xuất lúa gạo, đã giúp Việt Nam là nước thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo. Những nông sản quan trọng khác là cà phê,sợi bông, đậu phộng,cao su,… nền nông nghiệp nước ta về cơ bản vẫn là nền sản xuất thô về sản phẩm, thấp về đẳng cấp, tiêu tốn nhiều nguồn lực, ứng dụng khoa học và công nghệ, cơ giới hóa trong nông nghiệp còn khiêm tốn, sức cạnh tranh với khu vực và thế giới chưa cao; thậm chí, ở một số lĩnh vực còn đi sau thế giới khá xa.
Các nguyên nhân của tình trạng này là do sản xuất nhỏ lẻ, manh mún, năng suất lao động thấp mà giá thành nông sản lại cao. Quá trình hội nhập quốc tế đòi hỏi chất lượng nông sản càng cao; cùng với diện tích đất bị thu hẹp do đô thị hóa, do biến đổi khí hậu trong khi dân số tăng nên nhu cầu lương thực không ngừng tăng lên… là những thách thức rất lớn đối với sản xuất nông nghiệp.1 Nông dân tưới nước thủ công 1 Tieu luan Xuất phát từ những vấn đề thực tiễn trên em đã lựa chọn và tiến hành thiết kế mô hình hệ thống tưới tự động nhằm giảm bớt sức người cũng như tăng năng suất sản phẩm.2 Mục đích đề tài Năm 2020 là năm có ý nghĩa rất quan trọng, ngành nông nghiệp và phát triển nông thôn cần tiếp tục thực hiện cơ cấu lại nông nghiệp gắn với đổi mới mô hình tăng trưởng và xây dựng nông thôn mới, với các mục tiêu, nhiệm vụ, giải pháp tập trung, quyết liệt, triển khai ngay từ những ngày đầu năm 2020. Để đáp ứng nhu cầu hội nhập quốc tế đòi hỏi nền nông nghiệp Việt Nam phải tăng cả năng suất cũng như chất lượng sản phẩm, song song với điều đó cũng cần phải làm giảm chi phí sản xuất để tăng tính cạnh tranh với quốc tế. Điều đó bắt buộc chúng ta phải áp dụng khoa học và công nghệ vào trong sản xuất.
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, phân tích và thiết kế được mạch có khả năng điều khiển và giám sát hệ thống tưới nước tự động thông qua các thông tin thu thập về. Thông tin độ ẩm môi trường, độ ẩm đất được cảm biến đo chuyển tới khối xử lý dữ liệu. Dựa vào các thông tin trên để điểu khiển máy bơm tưới nước tự động. Tieu luan Viện Điện tử Viễn Thông CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÍ THUYẾT Chương này tập trung vào các lí thuyết liên quan đến đề tài bao gồm các kiến thức về tự động và những ứng dụng thực tế của tự động trong đời sống.
Ngoài ra chương này còn đề cập đến các kĩ thuật tưới nước cho cây trồng.1 Khái niệm hệ thống tự động Hệ thống điều khiển tự động là hệ thống, bao gồm các phần tử tự động nhằm điều khiển các quy trình xảy ra trong thiên nhiên, cuộc sống mà không có sự tham gia trực tiếp của con người. Hiện nay, hệ thống tự động xuật hiện ngày càng phổ biến,gần như mọi lĩnh vực trong đời sống đều gắn với hệ thống tự động Trong y tế: Tự động hóa trong các quy trình khám chữa bệnh, chăm sóc sức khỏe. Nhiều bệnh viện đã triển khai các robot trong các hoạt động khám bệnh, chẩn đoán bệnh, quản lý… Điều này giúp cho các bệnh viện, cơ sở y tế không bị quá tải và giúp bù đắp thiếu hụt nhân lực. Trong giao thông: Hình 2.1 Robot cảnh sát giao thông Nhiều hoạt động như tìm kiếm xe cứu hộ, phòng tránh ùn tắc giao thông đều được ứng dụng tự động hóa.
Các hệ thống sẽ giám sát, cung cấp thông tin cho người dân để nắm bắt thông tin tốt nhất. Nó đã góp phần hỗ trợ kiểm soát giao thông, giúp đỡ hoạt động giao thông của người dân. Trong sinh hoạt hàng ngày: Các biến tần được sử dụng hợp lý trong các thiết bị quen thuộc. Điều này góp phần tiết kiệm năng lượng, chi phí cho người sử dụng.
Đi cùng đó vẫn là công suất Tieu luan hoạt động mạnh mẽ thuận tiện trong quá trình sử dụng. Tieu luan Tự động hóa máy mọc nông nghiệp: Việc phát triển nông nghiệp thông minh là vấn đề cấp thiết để cho ra nguồn thực phẩm sạch. Muốn có được nền nông nghiệp thông minh cần có sự kết hợp của nhiều lĩnh vực công nghệ. Đặc biệt các thiết bị máy móc sử dụng cần được ứng dụng tự động hóa – số hóa để tạo nên các chuỗi giá trị cho sản phẩm.
Các giải pháp tự động hóa được triển khai với quy mô lớn, tham gia vào hầu hết các khâu. Quá trình tự động hóa khi được áp dụng vào các thiết bị sẽ giúp tăng năng suất sản xuất. Đặc biệt tạo ra số lượng lớn nhưng vẫn đảm bảo nguồn thực phẩm sạch theo đúng quy chuẩn. Doanh nghiệp, cá nhân cần kiểm soát tốt các khâu trong quá trình sản xuất để tránh sai sót.2 Máy cày tự hành của CNH Industrial Tự động hóa máy móc công nghiệp: Hình 2.3 Robot lắp ráp công nghiệp Tieu luan Viện Điện tử Viễn Thông Tự động hóa trong công nghiệp đang ngày càng phát triển hơn.
Các doanh nghiệp đều nhận thức được cần phải ứng dụng tự động hóa vào trong quy trình sản xuất. Các nhà máy, dây chuyền sản xuất đều được thiết lập các hệ thống tự động hoặc sử dụng robot. Các robot có công dụng rất lớn, đặc biệt có ích đối với những ngành sản xuất độc hại. Các giải pháp tự động hóa đã góp phần nào giảm tải sức lao động của con người.
Cũng như phần nào giúp con người thực hiện cả những quá trình khó khăn, độc hại, tăng năng suất lên gấp đôi, thậm chí gấp ba. Các quy trình công nghiệp thường được thiết kế, lập trình các bộ điều khiển chung trong khi xử lý. Xu hướng hiện tại trong các doanh nghiệp đang gia tăng sử dụng các robot để thực hiện các chức năng kiểm tra, hướng dẫn xử lý.2 Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống tự động Ưu điểm Tăng thông lượng hoặc năng suất. Cải thiện chất lượng hoặc tăng khả năng dự báo về chất lượng.
Cải thiện mạnh mẽ (thống nhất), quy trình hay sản phẩm. Tăng tính nhất quán của đầu ra. Giảm chi phí nhân công trực tiếp và chi phí nhân lực Cung cấp công việc ở cấp cao hơn trong việc phát triển, triển khai, bảo trì và hoạt động của các quá trình tự động. Thực hiện nhiệm vụ đó là vượt quá khả năng của con người về kích thước, trọng lượng, tốc độ, sức chịu đựng, vv Khó khăn Dễ bị hư hỏng: Một hệ thống tự động có thể có một mức giới hạn của trí thông minh, nó cũng có thể bị trục trặc gây ra những việc ngoài ý muốn.
Do đó phải kiểm tra bảo trì định kỳ. Không thể đoán trước / chi phí phát triển quá mức: Các nghiên cứu và phát triển chi phí của tự động hoá một quá trình có thể vượt quá chi phí tiết kiệm bằng cách tự động hóa bản thân. Chi phí ban đầu cao: Việc tự động hóa của một mới sản phẩm hoặc thực vật thường đòi hỏi một sự đầu tư ban đầu rất lớn so với chi phí đơn vị sản phẩm, Tieu luan mặc dù chi phí tự động hóa có thể được lan truyền trong nhiều sản phẩm và thời gian. Đối mặt với tình trạng thất nghiệp: Khi các máy móc tự động hóa thay thế lao Tieu luan động tay chân sẽ dẫn đến giờ làm việc thấp hoặc yêu cầu người lao động phải có những kiến thức cao để có thể thay đổi công việc.3 Ứng dụng của tự động hóa trong tưới tiêu cây trồng Công trường thực vật là căn cứ địa sản xuất nông nghiệp của hiện đại hóa.
Toàn bộ quá trình đều có thể điều khiển tự động để giảm bớt sức người, nâng cao sản lượng… Mặc dù tự động hóa ứng dụng từ rất lâu cho việc tưới tiêu, song nó chỉ phát triển ở một số nước phát triển, còn đối với các nước chậm phát triển tuy nền nông nghiệp chiếm tỉ lệ lớn nhưng việc ứng dụng tự động hóa cho việc tưới cây vẫn còn rất chậm. Hiện nay, được sự trợ giúp của nước ngoài các nước đang phát triển đã đưa dần tự động hóa vào đời sống và sản xuất, đặc biệt là các nước Đông Nam Á nói chung và trong đó có Việt Nam.4 Hệ thống tưới nước nhỏ giọt Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ chế tạo thiết bị tự động hóa, kết hợp với thành tựu trong công nghệ vi điện tử và công nghệ thông tin, đã cho phép tạo nên một giải pháp tự động hóa trong mọi lĩnh vực không chỉ trên lĩnh vực nông nghiệp. Có thể nói tự động hóa trở thành xu hướng tất yếu cho bất kì quốc gia, vùng lãnh thổ nào muốn phát triển kinh tế trên Thế giới.4 Các dạng chính của tưới tự động Hệ thống tưới nước tự động có 4 dạng chính: 2.1 Tưới phun mưa: Đây là hệ thống tưới nước tạo các tia nước bắn ra xung quanh nhờ đầu phun tạo mưa, phun trực tiếp lên bề mặt lá cây. Hệ thống này giúp bà con nông dân tưới cây nhanh hơn, hiệu quả hơn, nâng cao hiệu quả kinh tế.
Phương pháp này có tác dụng làm tăng độ ẩm cho đất và làm mát cho cây trồng, tạo điều kiện Tieu luan kích thích cây Tieu luan Viện Điện tử Viễn Thông trồng sinh trưởng và phát triển. Hệ thống này được áp dụng phổ biến nhất do phù hợp với nhiều mô hình canh tác từ hoa màu cho đến cây ăn quả, cây công nghiệp. Nước ra vòi phun, béc phun theo dạng mưa, từng hạt, từng hạt có khả năng văng xa, tùy theo áp lực nước. Ưu điểm: Tưới phun mưa có hiệu quả sử dụng rất cao vì hạn chế cao độ tổn thất nước do bốc hơi vì tia phun ngắn.