I. Giới thiệu về Mô hình Vườn Thông Minh tại HCMUTE
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và thi công mô hình vườn thông minh" tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (HCMUTE) do sinh viên Phan Hữu Phước và Bùi Đức Sang thực hiện, tập trung vào việc thiết kế và xây dựng một hệ thống giám sát và điều khiển tự động cho một mô hình vườn nhỏ. Hệ thống này sử dụng các cảm biến để thu thập dữ liệu về nhiệt độ, độ ẩm không khí, độ ẩm đất, và điều khiển máy bơm tưới nước thông qua một ứng dụng di động trên nền tảng Android. Công nghệ được sử dụng bao gồm vi điều khiển Arduino Uno R3, module ESP8266, và nền tảng đám mây Firebase. Đồ án nhấn mạnh vào việc ứng dụng công nghệ vào nông nghiệp, giải quyết vấn đề rau sạch và tự động hóa trong canh tác. Ứng dụng di động cho phép người dùng theo dõi các thông số môi trường và điều khiển hệ thống từ xa.
1.1 Mục tiêu và Phạm vi Nghiên cứu
Mục tiêu chính là xây dựng một mô hình vườn thông minh hoạt động hiệu quả. Đồ án đề cập đến việc thiết kế và tích hợp các thành phần phần cứng, bao gồm vi điều khiển, cảm biến, và hệ thống điều khiển máy bơm. Phần mềm bao gồm ứng dụng di động Android và giao tiếp với cơ sở dữ liệu Firebase. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc giám sát và điều khiển các yếu tố môi trường (nhiệt độ, độ ẩm không khí, độ ẩm đất) để tối ưu hóa quá trình tưới tiêu. Hệ thống được thiết kế để hoạt động với 6 khu vực trồng riêng biệt. Dữ liệu được thu thập và hiển thị trên ứng dụng di động, cho phép người dùng giám sát tình trạng vườn và can thiệp nếu cần thiết. Một điểm nhấn khác là việc ứng dụng công nghệ này vào việc sản xuất rau sạch, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội về thực phẩm an toàn.
1.2 Công nghệ và Phương pháp
Đồ án sử dụng Arduino Uno R3 làm trung tâm điều khiển. ESP8266 kết nối với Arduino để truyền dữ liệu không dây qua Wifi. Cảm biến DHT11 đo nhiệt độ và độ ẩm không khí, cảm biến độ ẩm đất đo độ ẩm đất. Dữ liệu được truyền lên nền tảng đám mây Firebase và hiển thị trên ứng dụng Android do nhóm phát triển. Ứng dụng cho phép giám sát, điều khiển máy bơm tưới nước tự động hoặc thủ công. Google Firebase được sử dụng làm cơ sở dữ liệu thời gian thực, đảm bảo tính cập nhật của dữ liệu. Thiết kế phần mềm sử dụng ngôn ngữ lập trình phù hợp với các nền tảng phần cứng và phần mềm đã chọn. Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực hành, từ việc nghiên cứu các công nghệ liên quan đến việc thiết kế, lắp ráp, lập trình và thử nghiệm hệ thống.
II. Phân tích Kết quả và Đánh giá
Đồ án trình bày kết quả xây dựng thành công mô hình vườn thông minh, bao gồm phần cứng và phần mềm hoạt động ổn định. Hệ thống thu thập và hiển thị dữ liệu chính xác. Ứng dụng Android thân thiện, dễ sử dụng. Tuy nhiên, đồ án chưa đề cập đến các yếu tố như bảo mật dữ liệu hay khả năng mở rộng hệ thống cho quy mô lớn hơn. Việc sử dụng Firebase có thể gây ra chi phí nếu hệ thống được mở rộng. Khả năng tích hợp thêm các loại cảm biến khác cũng cần được xem xét để nâng cao tính năng của hệ thống.
2.1 Đánh giá về tính khả thi
Mô hình vườn thông minh được xây dựng trên nền tảng phần cứng và phần mềm phổ biến, chi phí tương đối thấp, dễ tiếp cận. Thiết kế hệ thống đơn giản, dễ hiểu và dễ dàng triển khai. Ứng dụng Android hoạt động ổn định, giao diện trực quan, người dùng dễ dàng thao tác. Hệ thống cho thấy tính khả thi cao trong việc ứng dụng vào thực tiễn, đặc biệt là trong việc giám sát và điều khiển tự động hệ thống tưới tiêu cho các vườn rau quy mô nhỏ. Tuy nhiên, khả năng mở rộng cho các hệ thống lớn hơn cần được nghiên cứu thêm để đánh giá tính khả thi lâu dài.
2.2 Giá trị ứng dụng thực tiễn
Đồ án có giá trị thực tiễn cao. Mô hình vườn thông minh giúp tự động hóa quá trình tưới tiêu, tiết kiệm nước và nhân công. Việc giám sát từ xa giúp người dùng chủ động hơn trong việc chăm sóc cây trồng. Ứng dụng trong sản xuất rau sạch giúp nâng cao chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, để ứng dụng rộng rãi, cần giải quyết vấn đề về chi phí, bảo mật và khả năng mở rộng hệ thống. Cần nghiên cứu thêm để tích hợp các chức năng khác như điều khiển ánh sáng, phân bón, kiểm soát sâu bệnh… để hệ thống trở nên hoàn thiện hơn. Việc áp dụng cho các mô hình vườn lớn hơn cần thêm nghiên cứu về khả năng quản lý dữ liệu và khả năng mở rộng hệ thống.
