Giới thiệu dự án

Nông nghiệp thông minh (Smart Agriculture) ứng dụng Internet vạn vật (Internet of Things - IoT) đang là xu hướng tất yếu nhằm tối ưu hóa năng suất và kiểm soát chất lượng nông sản. Tại Việt Nam, nghề trồng nấm rơm (Volvariella volvaceae) mang lại giá trị kinh tế cao nhờ chu kỳ thu hoạch ngắn (10–12 ngày cho đợt 1 và tổng chu kỳ 25–30 ngày). Nấm rơm có hàm lượng dinh dưỡng vượt trội: hàm lượng protein cao thứ hai sau thịt cá, giàu vitamin C (200mg/100g nấm tươi) và chứa 38.2% axit amin thiết yếu. Tuy nhiên, theo thống kê từ ngành nông nghiệp, hơn 85% hộ nông dân vẫn canh tác thủ công ngoài trời, phụ thuộc hoàn toàn vào thời tiết, khiến tỷ lệ thất thoát do sốc nhiệt và nấm nhiễm bệnh lên tới 35–45%.

                        +----------------------------+
                        |  MÔI TRƯỜNG TRỒNG NẤM RƠM  |
                        +--------------+-------------+
                                       |
                +----------------------+----------------------+
                |                                             |
     [ GIAI ĐOẠN NUÔI SỢI ]                       [ HÌNH THÀNH QUẢ THỂ ]
     - Nhiệt độ: 35 - 40°C                        - Nhiệt độ: 30 - 32°C
     - Độ ẩm cơ chất: 70 - 75%                    - Độ ẩm cơ chất: 65 - 70%
     - Độ ẩm không khí: 70 - 80%                  - Độ ẩm không khí: 85 - 95%
     - Ánh sáng: Tối hoàn toàn                     - Ánh sáng: Khuếch tán
     - Thông khí: Thấp                             - Thông khí: Cao (cần O2)

Nấm rơm là loài thực vật cực kỳ nhạy cảm với vi khí hậu:

  • Nhiệt độ: Sợi nấm phát triển tối ưu ở 35–40°C; giai đoạn quả thể yêu cầu 30–32°C. Nếu nhiệt độ hạ xuống dưới 20°C kéo dài trên 12 giờ, quả thể hình đinh ghim chết hoàn toàn. Nhiệt độ dưới 15°C hoặc trên 45°C triệt tiêu khả năng hình thành nấm.
  • Độ ẩm: Độ ẩm không khí dưới 60% gây teo đầu và chết quả thể; ngược lại, độ ẩm vượt quá 95% kết hợp nhiệt độ cao làm thối chân nấm và nứt dù.
  • Độ thông thoáng: Thiếu oxy ở giai đoạn quả thể ức chế hô hấp tế bào nấm.

Vấn đề thực tế (Problem Statement)

Phương pháp canh tác truyền thống gặp 3 điểm nghẽn nghiêm trọng:

  1. Thiếu khả năng kiểm soát chủ động: Biến động vi khí hậu ngoài trời làm suy giảm năng suất (chỉ đạt 120–200 kg nấm tươi/tấn rơm khô).
  2. Tốn công lao động giám sát: Nông dân phải đo lường thủ công nhiều lần trong ngày, dễ dẫn đến sai lệch thời điểm can thiệp (tưới ẩm, sưởi nhiệt).
  3. Mất dữ liệu theo dõi chu kỳ: Không lưu trữ được thông số sinh thái lịch sử để chuẩn hóa quy trình chăm sóc tối ưu.

Mục tiêu đề tài

Đồ án "Thiết kế và thi công mô hình hệ thống trồng nấm rơm" do sinh viên Nguyễn Hoàng Việt thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Ngô Lâm (Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM) đặt ra 4 mục tiêu trọng tâm:

  1. Thiết kế và thi công mô hình nhà nấm khép kín kích thước $44 \times 31 \times 30\text{ cm}$.
  2. Xây dựng mạch điều khiển trung tâm sử dụng vi điều khiển ESP32-WROOM-32 thu thập dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm không khí và độ ẩm đất qua cảm biến chuyên dụng.
  3. Lập trình thuật toán điều khiển vòng kín (Closed-loop Control) kích hoạt cơ cấu chấp hành (bơm tưới, đèn sợi đốt tạo nhiệt, quạt thông khí) tự động duy trì ngưỡng sinh thái tối ưu.
  4. Triển khai giao diện kép: hiển thị tại chỗ qua màn hình LCD 16x2 giao tiếp I2C và giám sát/điều khiển từ xa đa nền tảng qua ứng dụng Blynk IoT cùng cơ sở dữ liệu đám mây Google Firebase Realtime Database.

Phạm vi và giới hạn đề tài

  • Phạm vi: Mô hình hóa vi khí hậu nhà kính trồng nấm quy mô phòng thí nghiệm ($44 \times 31 \times 30\text{ cm}$), điều khiển nguồn phụ tải 12VDC/220VAC qua module relay.
  • Giới hạn: Cảm biến DHT11 sử dụng dải đo nhiệt độ 0–50°C ($\pm2^\circ\text{C}$), độ ẩm 20–90% RH ($\pm5%\text{ RH}$); hệ thống chưa tích hợp cảm biến đo nồng độ $CO_2$ quang học (NDIR).

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tiêu chí Canh tác truyền thống Tủ điều khiển cơ điện (Timer/Thermostat) Hệ thống IoT ESP32 (Đề tài)
Cơ chế thu thập dữ liệu Thủ công (Nhiệt kế cơ) Cảm biến lưỡng kim / Cặp nhiệt đơn Cảm biến số DHT11 & Cảm biến điện dung đất LM393
Điều khiển cơ cấu chấp hành Can thiệp bằng tay Đóng ngắt rơ le theo ngưỡng cố định Vòng điều khiển tự động / Bằng tay / Từ xa qua App
Giao thức truyền thông Không có Không có I2C, One-Wire, MQTT / WebSockets, HTTP REST
Hiển thị & Giám sát Ghi chép sổ sách Đèn báo LED / Đồng hồ số LCD 16x2 tại chỗ + Blynk Cloud Mobile App
Lưu trữ & Phân tích Không Không Firebase Realtime Database thời gian thực
Độ trễ phản hồi 2 – 6 giờ Tức thời (cục bộ) Tức thời (< 500ms cục bộ, < 1.5s qua Cloud)

Phân loại yêu cầu người dùng theo mô hình MoSCoW

  • Must have: Đo chính xác nhiệt độ ($28–35^\circ\text{C}$), độ ẩm ($60–90%$), tự động bật/tắt máy bơm 12VDC và đèn nhiệt 12VDC 5W, màn hình hiển thị LCD 16x2, công tắc chuyển đổi chế độ Auto/Manual.
  • Should have: Đồng bộ dữ liệu lên Blynk Dashboard, gửi dữ liệu thời gian thực về Firebase Realtime Database.
  • Could have: Cập nhật tham số cài đặt ngưỡng nhiệt/ẩm trực tiếp từ xa trên ứng dụng di động; cơ chế cảnh báo qua email khi vượt ngưỡng nguy hiểm.
  • Won't have (phiên bản hiện tại): Nhận diện bệnh nấm qua xử lý ảnh Camera AI, mạng cảm biến không dây phân tán diện rộng (LoRa Mesh).

Thiết kế hệ thống

flowchart TD
    subgraph SENSORS["Khối Cảm biến"]
        DHT11["DHT11 (Nhiệt độ & Độ ẩm không khí)"]
        SoilSensor["Cảm biến Độ ẩm đất (LM393)"]
    end

    subgraph MCU["Khối Xử lý Trung tâm"]
        ESP32["NodeMCU ESP32-WROOM-32\n(Dual-Core 240MHz, Wi-Fi & BLE)"]
    end

    subgraph LOCAL_UI["Khối Hiển thị & Điều khiển Cục bộ"]
        LCD["LCD 16x2 (PCF8574 I2C)"]
        Buttons["Nút nhấn chế độ (Manual/Auto)"]
    end

    subgraph ACTUATORS["Khối Cơ cấu Chấp hành"]
        Relay["Module Relay / Driver L298"]
        Pump["Máy bơm mini 12VDC (3W, 1.8L/phút)"]
        Heater["Đèn sợi đốt tạo nhiệt 12VDC (5W, 275 lm)"]
        Fan["Quạt thông khí 12VDC"]
    end

    subgraph CLOUD["Khối Nền tảng Đám mây & Mobile"]
        Blynk["Blynk Cloud Platform (Blynk App)"]
        Firebase["Google Firebase Realtime Database"]
    end

    SENSORS -->|One-Wire / Analog| ESP32
    Buttons -->|GPIO Interrupt| ESP32
    ESP32 -->|I2C Bus (SDA/SCL)| LCD
    ESP32 -->|GPIO Trigger| Relay
    Relay --> Pump
    Relay --> Heater
    Relay --> Fan
    ESP32 <-->|Wi-Fi / MQTT / REST API| Blynk
    ESP32 <-->|HTTPS / JSON Streams| Firebase

Ngăn xếp công nghệ (Technology Stack)

  • Phần cứng điều khiển: NodeMCU ESP32 (Espressif Systems), SoC ESP32-D0WDQ6, Dual-core Xtensa 32-bit LX6 @ 240MHz, 520KB SRAM, 4MB Flash.
  • Giao thức truyền thông vật lý: I2C (Inter-Integrated Circuit) tần số 100kHz nối LCD1602 qua chip đệm PCF8574; Single-bus One-Wire truyền dữ liệu DHT11; ADC 12-bit đọc điện áp cảm biến đất.
  • Tầng truyền thông mạng: TCP/IP, MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) qua Wi-Fi 802.11 b/g/n, giao thức HTTPS REST Client.
  • Nền tảng Cloud/Ứng dụng: Blynk IoT Framework v1.0.1, Google Firebase REST API / Firebase Arduino Client v2.x.
  • Khối chuyển đổi nguồn: Mạch hạ áp Buck LM2596S (Hiệu suất 92%, tần số đóng cắt 150kHz, điện áp vào 12VDC, ra 5VDC/3A ổn định).

Cấu trúc cơ sở dữ liệu Firebase Realtime Database

Dữ liệu lưu trữ dạng JSON Tree phục vụ truy xuất và vẽ biểu đồ phân tích vi khí hậu:

{
  "MushroomHouse_01": {
    "Config": {
      "AutoMode": true,
      "Temp_Min": 30.0,
      "Temp_Max": 35.0,
      "SoilMoist_Min": 65.0,
      "AirMoist_Min": 75.0
    },
    "Telemetry": {
      "AirTemperature": 31.4,
      "AirHumidity": 82.0,
      "SoilMoisture": 68.5,
      "Timestamp": 1659175200
    },
    "ActuatorsStatus": {
      "HeaterRelay": false,
      "PumpRelay": false,
      "FanRelay": true
    }
  }
}

Phương pháp luận phát triển (Methodology)

Dự án áp dụng mô hình kết hợp V-Model và Agile 16 tuần để đảm bảo tính khớp nối giữa mạch phần cứng và phần mềm nhúng:

  • Tuần 1–4: Khảo sát sinh học nấm rơm, tính toán công suất tải và phân tích yêu cầu linh kiện.
  • Tuần 5–8: Thiết kế sơ đồ nguyên lý (Schematic), layout mạch nguồn LM2596, module cảm biến và đóng gói khung buồng trồng ($44 \times 31 \times 30\text{ cm}$).
  • Tuần 9–12: Lập trình firmware ESP32 (xử lý ngắt, đọc cảm biến, thuật toán Hysteresis chống rung rơ le, tích hợp thư viện Blynk và Firebase).
  • Tuần 13–15: Thử nghiệm tích hợp toàn hệ thống, hiệu chuẩn cảm biến, kiểm thử tải và kiểm thử đóng ngắt trong điều kiện ẩm cao.
  • Tuần 16: Đánh giá năng suất nuôi cấy thực nghiệm và hoàn thiện báo cáo kỹ thuật.

Triển khai thực nghiệm và Kết quả

Quá trình phát triển firmware

Firmware được xây dựng trên nền tảng Arduino Core for ESP32 với cấu trúc module hóa hướng đối tượng. Giải thuật xử lý điều khiển vi khí hậu sử dụng thuật toán đóng ngắt kèm trễ (Hysteresis Band) nhằm tránh hiện tượng rơ le dao động liên tục khi thông số dao động quanh điểm ngưỡng:

#include <WiFi.h>
#include <DHT.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <BlynkSimpleEsp32.h>

#define DHTPIN 4
#define DHTTYPE DHT11
#define SOIL_ANALOG_PIN 34
#define RELAY_HEATER_PIN 25
#define RELAY_PUMP_PIN 26
#define RELAY_FAN_PIN 27

#define TEMP_THRESHOLD_LOW  30.0  // Bật sưởi khi T < 30°C
#define TEMP_THRESHOLD_HIGH 33.0  // Tắt sưởi khi T >= 33°C
#define SOIL_MOIST_LOW      60.0  // Bật bơm khi ẩm đất < 60%
#define SOIL_MOIST_HIGH     75.0  // Tắt bơm khi ẩm đất >= 75%

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
bool isAutoMode = true;

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    dht.begin();
    lcd.init();
    lcd.backlight();
    
    pinMode(RELAY_HEATER_PIN, OUTPUT);
    pinMode(RELAY_PUMP_PIN, OUTPUT);
    pinMode(RELAY_FAN_PIN, OUTPUT);
    
    // Khởi tạo mức tích cực thấp (Active LOW) ngắt tải an toàn
    digitalWrite(RELAY_HEATER_PIN, HIGH);
    digitalWrite(RELAY_PUMP_PIN, HIGH);
    digitalWrite(RELAY_FAN_PIN, HIGH);
}

void processClimateControl(float temp, float humidity, float soilMoist) {
    if (!isAutoMode) return; // Chế độ thủ công bỏ qua xử lý tự động
    
    // Điều khiển sưởi nhiệt (Đèn sợi đốt 12V 5W)
    if (temp < TEMP_THRESHOLD_LOW) {
        digitalWrite(RELAY_HEATER_PIN, LOW);  // Bật sưởi
    } else if (temp >= TEMP_THRESHOLD_HIGH) {
        digitalWrite(RELAY_HEATER_PIN, HIGH); // Tắt sưởi
    }
    
    // Điều khiển tưới ẩm (Máy bơm mini 12V 3W)
    if (soilMoist < SOIL_MOIST_LOW) {
        digitalWrite(RELAY_PUMP_PIN, LOW);    // Bật bơm
    } else if (soilMoist >= SOIL_MOIST_HIGH) {
        digitalWrite(RELAY_PUMP_PIN, HIGH);   // Tắt bơm
    }
}

Kết quả đo kiểm và Thẩm định

Hệ thống được vận hành thử nghiệm liên tục trong 14 ngày (chu kỳ nuôi trồng hoàn chỉnh một đợt nấm rơm) với các chỉ số đo kiểm:

[Hiệu năng duy trì nhiệt ẩm buồng nấm trong 24 giờ thử nghiệm]
35°C +----------------------------------------+ Ngưỡng trên (35°C)
     |       ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~              | Nhiệt độ thực tế: 30.5°C - 32.8°C
30°C +-------~~~~~~~~~~~~~~~~~~~--------------+ Ngưỡng dưới (30°C)
     |                                        |
     +----------------------------------------+
      00:00    06:00    12:00    18:00    24:00
  1. Hiệu năng phần cứng & công suất:
    • Công suất tiêu thụ toàn hệ thống ở chế độ cực đại (bật đồng thời bơm 3W, đèn sưởi 5W, ESP32 và màn hình): $P_{\text{total}} = 2.58\text{W} + 5\text{W} + 1.2\text{W} = 8.78\text{W}$, hoàn toàn nằm trong giới hạn định mức của Adapter 12V 2A ($P_{\text{supply}} = 24\text{W}$).
    • Nguồn hạ áp LM2596 duy trì điện áp $5.02\text{VDC} \pm 0.05\text{V}$, độ gợn sóng (ripple voltage) dưới $30\text{mV}$, đảm bảo ESP32 và LCD không bị sụt áp hoặc treo reset vi điều khiển.
  2. Thời gian đáp ứng và độ tin cậy:
    • Tần suất lấy mẫu cảm biến: 2000ms/lần (phù hợp với chu kỳ đáp ứng của DHT11).
    • Độ trễ kích hoạt Relay từ lúc phát hiện vi khí hậu lệch ngưỡng: $< 15\text{ms}$.
    • Độ trễ truyền dữ liệu lên Blynk Cloud và Firebase: $280\text{ms} – 450\text{ms}$ (với kết nối Wi-Fi băng thông 2.4GHz thông thường).
  3. Chỉ số năng suất sinh học:
    • Tỷ lệ đinh ghim nấm hình thành và phát triển thành quả thể đạt 91.4% (so với 55–65% của mô hình đối chứng ngoài trời trong cùng điều kiện mùa vụ).
    • Sản lượng nấm tươi thu hoạch đợt 1 đạt 178 kg/tấn rơm khô, tăng 27.1% so với phương pháp thủ công truyền thống.

Đổi mới và Đóng góp kỹ thuật

  1. Kiến trúc điều khiển Hybrid thông minh: Kết hợp khả năng vận hành tự trị (Autonomous Local Execution) và điều khiển đám mây (Cloud Telemetry). Trong trường hợp mất kết nối Wi-Fi/Internet, thuật toán nội tại trên ESP32 vẫn duy trì chu trình chăm sóc tự động mà không làm gián đoạn vi khí hậu nhà nấm.
  2. Tối ưu hóa chi phí phần cứng (BOM Cost): Thay thế các bộ điều khiển PLC công nghiệp đắt đỏ bằng SoC ESP32 kết hợp mạch hạ áp Buck LM2596 và module relay giá rẻ, hạ giá thành sản xuất nguyên mẫu xuống dưới 650.000 VNĐ (~26 USD).
  3. Độ chính xác và tính năng vượt trội so với giải pháp hiện hành:
Đặc tính kỹ thuật Mô hình Timer/Rơ le cơ Hệ thống Smart Home thông thường Giải pháp Đề tài ESP32
Logic điều khiển Theo thời gian định trước Ngưỡng nhiệt thô Ngưỡng vi khí hậu chuyên biệt cho nấm
Bảo vệ phần cứng Không có Cơ bản Hysteresis chống nảy tiếp điểm rơ le
Giao tiếp dự phòng N/A Chỉ qua Cloud Kép: Màn hình LCD + Mobile App
Khả năng tùy biến Cố định phần cứng Phụ thuộc App hãng Mã nguồn mở, dễ dàng mở rộng thuật toán

Ứng dụng thực tế và Triển khai

Kịch bản ứng dụng thực tế

  • Mô hình nông hộ đô thị (Urban Farming): Trồng nấm sạch tại gia đình trong các không gian nhỏ hẹp (ban công, tầng thượng, nhà kho) với diện tích dưới $5\text{ m}^2$.
  • Hợp tác xã nông nghiệp công nghệ cao: Mở rộng thành các nhà nấm module hóa quy mô $50–200\text{ m}^2$, quản lý hàng trăm buồng nuôi tập trung thông qua bảng điều khiển Web Dashboard.
[ CẤU TRÚC MỞ RỘNG NHÀ KÍNH QUY MÔ TRANG TRẠI ]
                      +-------------------+
                      |   Cloud Server    |
                      | (Firebase/Blynk)  |
                      +---------+---------+
                                | (Wi-Fi/4G Gateway)
        +-----------------------+-----------------------+
        |                                               |
+-------+-------+                               +-------+-------+
|  Node ESP32   |                               |  Node ESP32   |
| (Buồng Nấm 1) |                               | (Buồng Nấm n) |
+-------+-------+                               +-------+-------+
        |                                               |
  +-----+-----+                                   +-----+-----+
  |   Cảm biến|                                   |   Cảm biến|
  | & Chấp hành|                                   | & Chấp hành|
  +-----------+                                   +-----------+

Phân tích hiệu quả kinh tế (ROI)

  • Chi phí đầu tư ban đầu (CapEx): Khoảng 850.000 VNĐ cho buồng nấm thể tích $0.5\text{ m}^3$ (bao gồm khung composite, mạch điều khiển, máy bơm, đèn sưởi và quạt).
  • Chi phí vận hành (OpEx): Điện năng tiêu thụ trung bình $0.15\text{ kWh/ngày} \approx 450\text{ VNĐ/ngày}$.
  • Hiệu quả kinh tế: Giảm 80% thời gian nhân công chăm sóc, nâng tỷ lệ nấm loại 1 từ 60% lên 88%. Thời gian hoàn vốn đầu tư ước tính: 3.5 tháng canh tác liên tục (khoảng 3 chu kỳ nuôi trồng).

Hạn chế và Hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

  • Cảm biến DHT11 có sai số độ ẩm $\pm5%$ và dễ bão hòa khi hoạt động lâu dài trong môi trường độ ẩm cực cao (>90% RH).
  • Cảm biến độ ẩm đất dạng điện trở dễ bị ăn mòn điện hóa sau 2–3 tháng ngâm trong giá thể rơm ẩm ướt.
  • Chưa tích hợp cảm biến đo nồng độ khí $CO_2$ và giải thuật điều khiển quạt thông khí biến tần theo hàm lượng oxy.

Hướng phát triển tiếp theo

  1. Nâng cấp cảm biến công nghiệp: Thay thế DHT11 bằng cảm biến kỹ thuật số SHT30/SHT35 (chuẩn IP65, sai số $\pm1.5%\text{ RH}$) và cảm biến độ ẩm đất điện dung (Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2) chống ăn mòn.
  2. Tích hợp cảm biến quang học NDIR: Bổ sung cảm biến $CO_2$ MH-Z19B để kích hoạt quạt đối lưu không khí tự động khi nồng độ $CO_2 > 1000\text{ ppm}$ trong giai đoạn ra quả thể.
  3. Ứng dụng giải thuật điều khiển mờ (Fuzzy Logic / PID): Điều khiển băm xung PWM điều tiết công suất đèn nhiệt và lưu lượng phun sương thay vì đóng ngắt rơ le ON/OFF thông thường.
  4. Mạng cảm biến diện rộng: Ứng dụng giao thức ESP-NOW hoặc LoRaWAN để kết nối hàng trăm buồng nấm về một trạm Gateway duy nhất mà không phụ thuộc vào hạ tầng Wi-Fi cục bộ.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông / Tự động hóa / IoT: Tài liệu tham khảo toàn diện về việc thiết kế hệ thống nhúng từ sơ đồ nguyên lý phần cứng, phân tích tải nguồn, chuẩn giao tiếp I2C/One-Wire đến lập trình firmware và kết nối Cloud.
  • Kỹ sư và Lập trình viên IoT: Cung cấp pattern mẫu về xử lý dữ liệu cảm biến, giải thuật đóng ngắt chống nhiễu rơ le và kiến trúc giao tiếp song song giữa LCD cục bộ và Web/App Cloud.
  • Nông hộ và Doanh nghiệp nông nghiệp: Bản thiết kế khả thi với chi phí thấp để chuyển đổi số mô hình trồng nấm truyền thống sang nông nghiệp chính xác, gia tăng sản lượng và kiểm soát rủi ro thời tiết.
  • Nhà nghiên cứu Sinh học / Nông học: Công cụ thu thập dữ liệu vi sinh thái chính xác, liên tục phục vụ cho việc nghiên cứu các đặc tính phát triển của các chủng giống nấm mới.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật tối thiểu để triển khai hệ thống là gì?

Hệ thống yêu cầu nguồn điện lưới 220VAC (qua Adapter chuyển đổi 12VDC/2A), kết nối mạng Wi-Fi băng tần 2.4GHz (chuẩn 802.11 b/g/n) có truy cập Internet để đồng bộ dữ liệu lên Blynk/Firebase, và buồng trồng cách nhiệt có thể tích tương thích với công suất cơ cấu chấp hành.

2. Khi mất kết nối Internet, hệ thống có tiếp tục điều khiển tự động được không?

Có. Firmware trên vi điều khiển ESP32 chạy độc lập vòng lặp xử lý logic vi khí hậu cục bộ. Việc mất mạng chỉ làm gián đoạn tính năng giám sát/điều khiển từ xa trên điện thoại và lưu trữ Firebase, toàn bộ hoạt động đọc cảm biến, hiển thị LCD và đóng ngắt máy bơm/đèn sưởi vẫn hoạt động chính xác 100%.

3. Có thể thay đổi ngưỡng nhiệt độ và độ ẩm cho các loại nấm khác (nấm linh chi, nấm bào ngư) không?

Hoàn toàn được. Người dùng có thể tùy chỉnh lại các biến hằng số TEMP_THRESHOLD và SOIL_MOIST trong mã nguồn firmware hoặc điều chỉnh trực tiếp thông qua các thanh trượt (Slider Widget) trên giao diện ứng dụng Blynk mà không cần nạp lại code cho vi điều khiển.

4. Chi phí bảo trì và chu kỳ hiệu chuẩn cảm biến như thế nào?

Chi phí bảo trì hệ thống rất thấp (< 100.000 VNĐ/năm). Chu kỳ vệ sinh bề mặt cảm biến DHT11 khuyến nghị là 30 ngày/lần để tránh bụi mùn cưa/rơm rạ bám vào màng lọc ẩm; cảm biến đất cần kiểm tra và cân chỉnh lại điểm chuẩn (calibration) sau mỗi 2 chu kỳ thu hoạch.

5. Khả năng mở rộng quy mô (Scale-up) của hệ thống ra sao?

Để mở rộng cho nhà nấm quy mô lớn ($100–500\text{ m}^2$), kiến trúc phần mềm cho phép giữ nguyên lõi xử lý, chỉ cần thay thế module Relay dòng nhỏ bằng khởi động từ (Contactor AC) để điều khiển máy phun sương siêu âm công nghiệp công suất lớn và dàn quạt hút thông gió công nghiệp.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và thi công mô hình hệ thống trồng nấm rơm" của sinh viên Nguyễn Hoàng Việt đã giải quyết thành công bài toán vi khí hậu trong canh tác nấm rơm công nghệ cao. Bằng việc làm chủ công nghệ vi điều khiển ESP32 kết hợp cùng nền tảng đám mây Blynk IoT và Google Firebase, hệ thống không chỉ tự động hóa toàn diện quá trình cấp ẩm, sưởi nhiệt mà còn mang đến giải pháp giám sát trực quan, tin cậy cho người sản xuất. Kết quả thực nghiệm khẳng định tỷ lệ hình thành quả thể đạt trên 91% và năng suất nấm tươi tăng 27.1%, chứng minh tính đúng đắn, giá trị khoa học và tiềm năng thương mại hóa rộng rãi của giải pháp trong xu thế chuyển đổi số nền nông nghiệp hiện đại.