Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển mô hình Aquaponics dựa trên công nghệ IoT

TÓM TẮT

Bài báo này trình bày việc thiết kế hệ thống giám sát các thông số môi trường và điều khiển thiết bị

trong mô hình aquaponics dựa trên công nghệ Internet vạn vật (Internet of Things - IoT). Hệ thống

này cho phép người dùng giám sát và điều khiển hoạt động của các thiết bị thông qua ứng dụng

trên điện thoại thông minh, gồm: 3 máy bơm lưu thông dòng nước, 3 máy ôxy, cảm biến pH, cảm

biến ôxy hòa tan (DO), cảm biến nhiệt độ và cảm biến độ ẩm không khí, quạt thông gió và phun

sương. Các thiết bị này đều được giám sát và điều khiển theo hai chế độ: tự động và điều khiển

bằng tay. Đối với 3 máy bơm lưu thông dòng nước và 3 máy ôxy, ở chế độ tự động, cho phép người

dùng có thể thiết lập thời gian bơm luân phiên giữa các máy bơm và giữa các máy ôxy. Ở chế độ

điều khiển bằng tay, cho phép điều khiển các máy bơm, máy ôxy bằng nút nhấn trên ứng dụng

trên điện thoại thông minh. Giám sát độ pH, nồng độ DO và cho phép người dùng đặt ngưỡng

pH, DO để đưa ra cảnh báo khi độ pH, DO vượt ngưỡng. Giám sát các thông số nhiệt độ, độ ẩm

không khí trong nhà màng và cho phép đặt ngưỡng nhiệt độ và độ ẩm để điều khiển tương ứng

quạt thông gió và phun sương khi nhiệt độ và độ ẩm vượt ngưỡng cho phép. Hệ thống này được

thử nghiệm tại trang trại aquaponics - Đồng Tháp Aqua. Kết quả thử nghiệm bước đầu cho thấy

hệ thống hoạt động ổn định và đem lại nhiều lợi ích đáng kể cho mô hình aquaponics. Bên cạnh

đó cũng góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo sự phát triển nông nghiệp xanh bền

vững.

Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển mô hình Aquaponics dựa trên công nghệ IoT trang 1

Trang 1

Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển mô hình Aquaponics dựa trên công nghệ IoT trang 2

Trang 2

Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển mô hình Aquaponics dựa trên công nghệ IoT trang 3

Trang 3

Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển mô hình Aquaponics dựa trên công nghệ IoT trang 4

Trang 4

Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển mô hình Aquaponics dựa trên công nghệ IoT trang 5

Trang 5

Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển mô hình Aquaponics dựa trên công nghệ IoT trang 6

Trang 6

Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển mô hình Aquaponics dựa trên công nghệ IoT trang 7

Trang 7

Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển mô hình Aquaponics dựa trên công nghệ IoT trang 8

Trang 8

Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển mô hình Aquaponics dựa trên công nghệ IoT trang 9

Trang 9

Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển mô hình Aquaponics dựa trên công nghệ IoT trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 12 trang baonam 10180
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển mô hình Aquaponics dựa trên công nghệ IoT", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển mô hình Aquaponics dựa trên công nghệ IoT

Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển mô hình Aquaponics dựa trên công nghệ IoT
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Natural Sciences, 4(4):xxx-xxx
 Open Access Full Text Article Bài nghiên cứu
Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển mô hình Aquaponics dựa
trên công nghệ IoT
Nguyễn Chí Nhân1,2,*, Nguyễn Phước Hoàng Khang2, Nguyễn Hoàng Quân1, Nguyễn Văn Hiếu1,
Hồ Thanh Huy1
 TÓM TẮT
 Bài báo này trình bày việc thiết kế hệ thống giám sát các thông số môi trường và điều khiển thiết bị
 trong mô hình aquaponics dựa trên công nghệ Internet vạn vật (Internet of Things - IoT). Hệ thống
 Use your smartphone to scan this này cho phép người dùng giám sát và điều khiển hoạt động của các thiết bị thông qua ứng dụng
QR code and download this article trên điện thoại thông minh, gồm: 3 máy bơm lưu thông dòng nước, 3 máy ôxy, cảm biến pH, cảm
 biến ôxy hòa tan (DO), cảm biến nhiệt độ và cảm biến độ ẩm không khí, quạt thông gió và phun
 sương. Các thiết bị này đều được giám sát và điều khiển theo hai chế độ: tự động và điều khiển
 bằng tay. Đối với 3 máy bơm lưu thông dòng nước và 3 máy ôxy, ở chế độ tự động, cho phép người
 dùng có thể thiết lập thời gian bơm luân phiên giữa các máy bơm và giữa các máy ôxy. Ở chế độ
 điều khiển bằng tay, cho phép điều khiển các máy bơm, máy ôxy bằng nút nhấn trên ứng dụng
 trên điện thoại thông minh. Giám sát độ pH, nồng độ DO và cho phép người dùng đặt ngưỡng
 pH, DO để đưa ra cảnh báo khi độ pH, DO vượt ngưỡng. Giám sát các thông số nhiệt độ, độ ẩm
 không khí trong nhà màng và cho phép đặt ngưỡng nhiệt độ và độ ẩm để điều khiển tương ứng
 quạt thông gió và phun sương khi nhiệt độ và độ ẩm vượt ngưỡng cho phép. Hệ thống này được
 thử nghiệm tại trang trại aquaponics - Đồng Tháp Aqua. Kết quả thử nghiệm bước đầu cho thấy
 hệ thống hoạt động ổn định và đem lại nhiều lợi ích đáng kể cho mô hình aquaponics. Bên cạnh
 đó cũng góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo sự phát triển nông nghiệp xanh bền
 vững.
1
Khoa Vật lý - Vật lý Kỹ thuật, Trường Từ khoá: Internet vạn vật (IoT), hệ thống giám sát, điều khiển từ xa, aquaponics
Đại học Khoa học Tự Nhiên,
ĐHQG-HCM
2Phòng thí nghiệm Thiết kế vi mạch,
Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, GIỚI THIỆU và phát triển hệ thống trồng rau sạch kết hợp nuôi
ĐHQG-HCM
 cá dưới sự giám sát của người trồng thông qua phần
 Hiện nay, việc ứng dụng khoa học công nghệ tiên tiến
Liên hệ mềm giám sát và điều khiển trên điện thoại thông
 vào lĩnh vực nông nghiệp đang được chú trọng và phát
 minh. Trong hệ thống trồng rau sạch theo công nghệ
Nguyễn Chí Nhân, Khoa Vật lý - Vật lý Kỹ triển. Trong đó đặc biệt các kỹ thuật đo lường, điều
thuật, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, aquaponics thì ngoài việc kiểm soát sự phát triển của
ĐHQG-HCM khiển và thu thập dữ liệu môi trường từ xa được ứng
 rau cần kiểm soát quá trình phát triển của cá, đảm
 dụng trong việc phát triển nông nghiệp công nghệ cao
Phòng thí nghiệm Thiết kế vi mạch, Trường bảo sự cân bằng về môi trường phát triển cho cả hai
Đại học Khoa học Tự Nhiên, ĐHQG-HCM nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo sự phát
 (rau và cá). Một hệ thống giám sát và điều khiển ứng
Email: ncnhan@hcmus.edu.vn triển nông nghiệp xanh bền vững. Cuộc cách mạng
 dụng công nghệ IoT trong nông nghiệp nói chung và
 Internet vạn vật (Internet of Things - IoT) đã tạo nên
Lịch sử trong aquaponics nói riêng là cần thiết, nhằm nâng
• Ngày nhận: 9-9-2020
 những thay đổi đáng kể cho cuộc sống con người ở cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo sự phát triển nông
• Ngày chấp nhận: 21-10-2020
 hiện tại và trong tương lai. Với sự phát triển của In- 1–6
• Ngày đăng: xx-10-2020 nghiệp xanh bền vững . Đối với trong aquapon-
 ternet, điện thoại thông minh (smartphone) và đặc ics thì những thông số môi trường như: độ pH, nồng
DOI :
 biệt là các thiết bị cảm biến, IoT đang trở thành xu độ DO, nhiệt độ nước, nhiệt độ và độ ẩm trong nhà
 hướng mới của thế giới. Việc giám sát các thông số màng,  có vai trò quan trọng, nó tác động lớn đến
 môi trường là một vấn đề rất quan trọng trong các tất cả các khía cạnh của aquaponics. Để đảm bảo cho
 ngành công nghiệp cũng như nông nghiệp. hệ thống aquaponics hoạt động ổn định và các sinh
Bản quyền
 Hệ thống aquaponics cũng là một trong những hệ vật phát triển tốt thì cần phải thường xuyên kiểm tra
© ĐHQG Tp.HCM. Đây là bài báo công bố
 thống nông nghiệp. Với nền tảng hệ thống trồng rau
mở được phát hành theo các điều khoản của giám sát các thông số môi trường và cảnh báo để có
the Creative Commons Attribution 4.0 sạch dựa trên mô hình canh tác aquaponics (trồng rau cách xử lý kịp thời.
International license. kết hợp nuôi cá) đã được triển khai trên diện rộng, Trong phạm vi bài báo này chúng tôi tập trung nghiên
 đồng thời với xu thế ứng dụng IoT đang trở nên phổ cứu và thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển trong
 biến. Do đó cần thiết cho việc xây dựng giải pháp mô hình aquaponics ứng dụng công nghệ IoT. Hệ
 Trích dẫn bài báo này: Nhân N C, Khang N P H, Quân N H, Hiếu N V, Huy H T. Thiết kế hệ thống giám sát
 và điều khi ... iám sát và điều khiển cho mô hình
 dưới của DO và đưa ra cảnh báo khi nồng độ DO vượt aquaponics được kiểm tra hoạt động tại trang trại
 ngưỡng cho phép. Sử dụng cảm biến DO SV1.0 để đo trồng rau thủy canh Đồng Tháp Aqua. Phương pháp
 nồng độ ôxy hòa tan trong nước. Lưu đồ thuật toán và thực hiện kiểm tra hoạt động của hệ thống gồm các
 giao diện giám sát trực tuyến nồng độ DO được trình bước: lắp đặt hệ thống, thử nghiệm hoạt động giám
 5
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Natural Sciences, 4(4):xxx-xxx
 Hình 5: Giao diện ứng dụng giám sát và điều khiển. (a) Giao diện điều khiển máy bơm và máy ôxy; (b) Giao diện
 giám sát độ pH; (c) Giao diện giám sát nồng độ DO (d) Giao diện điều khiển quạt gió và phun sương
 Hình 8: Lưu đồ thuật toán giám sát độ pH
 sát và điều khiển, nhận xét đánh giá kết quả hoạt động
 của hệ thống.
 Lắp đặt mô hình
 Sơ đồ lắp đặt, thử nghiệm hệ thống giám sát và điều
 khiển trong mô hình aquaponics được trình bày trong
 Hình 14. Kết nối bộ tích hợp cảm biến đến bộ gám
 sát và điều khiển trung tâm. Các cảm biến pH, DO và
 Hình 7: Giao diện giám sát và điều khiển máy bơm cảm biến nhiệt độ nước được đặt trong bể nuôi thủy
 và máy ôxy sản để giám sát độ pH, nồng độ DO và nhiệt độ nước
 và thiết lập chế độ hoạt động Auto để tự động cảnh
 báo khi các thông số này vượt ngưỡng cho phép. Cảm
 biến nhiệt độ, độ ẩm không khí được đặt trong nhà
 6
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Natural Sciences, 4(4):xxx-xxx
 Hình 9: Giao diện giám sát độ pH
 Hình 11: Giao diện giám sát DO
 Hình 10: Lưu đồ thật toán giám sát nồng độ DO
 màng để đo thông số nhiệt độ, độ ẩm đồng thời điều
 khiển quạt gió và phun sương để đảm bảo nhiệt độ và
 độ ẩm trong nhà màng được ổn định. Các máy bơm
 đặt trong bồn hồi để bơm nước vào các bể nuôi thủy
 sản nhằm đảm bảo sự lưu thông dòng nước trong hệ
 Hình 12: Lưu đồ thật toán điều khiển quạt gió, phun
 thống aquaponics. Các máy ôxy được bố trí để cung
 sương theo nhiệt độ, độ ẩm không khí
 cấp ôxy cho bể nuôi thủy sản nhằm đảm bảo lượng
 ôxy hòa tan luôn được duy trì ở mức thích hợp cho
 thủy sản phát triển tốt.
 7
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Natural Sciences, 4(4):xxx-xxx
 Hình 14: Lắp đặt hệ thống giám sát và điều khiển trong mô hình aquaponics
 Xác định thời gian luân chuyển nước giữa
 các máy bơm
 Trong một chu kỳ tuần hoàn liên tục, nước được bơm
 từ bồn hồi nước vào một trong ba bể nuôi thủy sản,
 bằng hệ thống điều khiển thời gian. Thời gian bơm
 vào mỗi bể thủy sản được lập trình tùy theo lượng cá
 có trong mỗi bể, nhằm đảm bảo phân thải của cá được
 đưa ra ngoài một cách tối ưu nhất. Thời gian bơm
 nước vào mỗi bể thủy sản được tính toán theo phương
 pháp: lượng nước mỗi lần bơm bằng với lượng nước
 có trong bể. Máy bơm được lựa chọn với lưu lượng 12
 m3/h. Thời gian bơm cho mỗi bể cá được tính toán
 và cho máy bơm chạy lần lượt theo thứ tự và thời gian
 bơm như trình bày trong Bảng 1.
 Bảng 1: Thời gian luân chuyển nước giữa các máy
 bơm.
 Thứ tự bơm Thứ tự Thời gian Lượng
 bể thủy bơm nước
 sản luân
 chuyển
 Máy bơm 1 B1 30 phút 6 m3
 Máy bơm 2 B2 30 phút 6 m3
 Hình 13: Giao diện chức năng điều khiển quạt gió Máy bơm 3 B3 20 phút 4 m3
 và phun sương
 Tổng: 80 phút 16 m3
 Thời gian bơm của từng máy bơm có thể điều chỉnh
 cho phù hợp với lượng nước luân chuyển cần thiết.
 8
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Natural Sciences, 4(4):xxx-xxx
 Tương tự chúng tôi thực hiện kiểm tra hoạt động của
 máy oxy theo các chế độ hoạt động. Đặt cho máy bơm
 oxy liên tục hoặc theo thời gian luân chuyển giữa các
 máy oxy.
 Giám sát độ pH
 Thực hiện đo pH trực tiếp trong bể thủy sản sử dụng
 đồng thời cảm biến đo pH của bộ giám sát và máy đo
 pH (Hanna) (Hình 15) để so sánh với kết quả đo giữa
 hai thiết bị. Kết quả đo được trình bày trong Bảng 2.
 Hình 16: Đo nồng độ DO trong bể thủy sản
 Trong hệ thống aquaponics, nồng độ DO tối ưu cho
 mỗi sinh vật phát triển tốt nhất nằm trong khoảng từ
 Hình 15: Đo độ pH trong bể thủy sản
 5 mg/L – 8 mg/L và nhiệt độ nước nằm trong khoảng
 18 oC - 30 oC. Qua kết quả đo đạt được cho thấy rằng
 nồng độ DO và nhiệt độ nước trong bể nuôi thủy sản
 Bảng 2: Kết quả đo độ pH. đều nằm trong ngưỡng cho phép. Nồng độ DO đo từ
 cảm biến DO của bộ giám sát và đo từ máy đo DO
 Thời gian đo Cảm biến pH Máy đo pH (Milwaukee) chênh lệch nhau gần 1 mg/L. Nhiệt độ
 (hh:mm) (bộ giám sát) (Hanna)
 nước đo trên bộ giám sát và trên máy đo nhiệt độ nước
 13:45 5,46 5,37 (Hanna) lệch nhau không đáng kể.
 13:50 5,39 5,32
 Điều khiển quạt gió và phun sương
 13:55 5,32 5,33
 Thực hiện việc điều khiển quạt gió và phun sương dựa
 14:00 5,26 5,27 trên ngưỡng nhiệt độ và độ ẩm không khí trong nhà
 14:05 5,22 5,23 màng aquaponics. Đặt ngưỡng nhiệt độ không khí ở
 28 oC, nếu giá trị nhiệt độ không khí vượt ngưỡng
 14:10 5,27 5,24 cho phép thì hệ thống sẽ đóng rơ le để bật quạt thông
 gió, ngược lại thì ngắt rơ le để tắt quạt thông gió. Đặt
 Kết quả đo độ pH trong bể thủy sản cho thấy giá trị ngưỡng độ ẩm không khí ở 70 %, nếu giá trị độ ẩm
 độ pH đo được từ cảm biến của bộ giám sát và từ máy không khí thấp dưới ngưỡng cho phép thì hệ thống sẽ
 đo pH (Hanna) gần bằng nhau tại cùng một thời điểm đóng rơ le để bật phun sương, ngược lại thì ngắt rơ le
 đo. Giá trị độ pH trung bình là 5,3 thấp hơn ngưỡng để tắt phun sương. Kết quả kiểm tra hoạt động được
 cho phép của pH (ngưỡng pH từ 6 - 7) nên hệ thống trình bày trong Hình 17, thời gian đáp ứng tự động
 giám sát đã bật LED cảnh báo trên ứng dụng di động. bật tắt thiết bị khi vượt ngưỡng khoảng 2 giây.
 Nhận xét đánh giá kết quả hoạt động của hệ thống:
 Giám sát nồng độ DO và nhiệt độ nước Hệ thống giám sát và điều khiển được thử nghiệm
 Thực hiện đo nồng độ DO và nhiệt độ nước trong bể thực tế tại trang trại trồng rau thủy canh Đồng Tháp
 thủy sản sử dụng đồng thời cảm biến đo DO, cảm biến Aqua. Các dữ liệu được thu thập liên tục từ các cảm
 nhiệt độ nước của bộ giám sát và máy đo DO (Mil- biến truyền lên ứng dụng người dùng trên điện thoại
 waukee), máy đo nhiệt độ nước (Hanna), Hình 16. thông minh. Các thông số trong mô hình aquaponics
 Kết quả đo được trình bày trong Bảng 3. (pH, DO, nhiệt độ nước) được đo đạt bằng các cảm
 9
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Natural Sciences, 4(4):xxx-xxx
 Bảng 3: Kết quả đo nồng độ DO.
 Thời gian Cảm biến DO của bộ Máy đo DO Milwau- Cảm biến nhiệt độ nước Máy đo nhiệt độ
 (hh:mm) giám sát kee (mg/L) của bộ giám sát (oC) nước Hanna (oC)
 (mg/L)
 14:40 5,0 5,6 30,9 30,5
 14:45 4,7 5,9 31,0 30,6
 15:30 5,4 6,4 31,0 30,6
 15:35 5,4 6,4 31,1 30,5
 15:40 5,3 6,3 31,3 30,6
 aquaponics. Hệ thống cho phép giám sát các thông số
 môi trường trong mô hình aquaponics như: độ pH,
 nồng độ DO, nhiệt độ và độ ẩm không khí, nhiệt độ
 nước và đồng thời đưa ra cảnh báo khi vượt ngưỡng
 cho phép. Bên cạnh đó hệ thống có thể điều khiển tự
 động theo các thông số đã cài đặt trước hoặc người
 dùng có thể tự điều khiển bằng các nút nhấn trên ứng
 dụng trên điện thoại thông minh. Hệ thống được thiết
 kế theo từng module phần cứng và firmware sau đó
 tích hợp lại thành bộ giám sát và điều khiển. Thiết
 kế ứng dụng người dùng trên điện thoại thông minh
 sử dụng Blynk App. Hệ thống giám sát và điều khiển
 được thử nghiệm thực tế tại trang trại trồng rau thủy
 canh Đồng Tháp Aqua. Kết quả đo đạt từ các cảm
 biến của bộ giám sát được so sánh, đánh giá với kết
 quả đo từ các máy đo chuyên dụng. Qua đó cho thấy
 sự chênh lệch của các thông số không đáng kể giữa bộ
 giám sát và máy đo chuyên dụng. Hệ thống giám sát
 và điều khiển đáp ứng được yêu cầu trong mô hình
 aquaponics. Đây là một giải pháp góp phần làm tăng
 năng suất, chất lượng của cây trồng, vật nuôi, loại bỏ
 sự can thiệp bằng tay và tối giản chi phí sản xuất so
 Hình 17: Giao diện chức năng điều khiển quạt gió
 và phun sương với phương thức giám sát và điều khiển thủ công.
 LỜI CẢM ƠN
 Nghiên cứu được tài trợ bởi Chương trình Khoa học
 biến của bộ giám sát và các máy đo chuyên dụng tại
 và Công nghệ phục vụ phát triển bền vững vùng Tây
 cùng một thời điểm để làm cơ sở so sánh kết quả đo.
 Nam Bộ (Mã số: 25/2018/HĐ-KHCN-TNB.ĐT/14-
 Qua đó cho thấy các thông số đo đạt được có sự chênh
 19/C37).
 lệch không đáng kể giữa bộ giám sát và máy đo chuyên
 dụng. Hầu hết các thông số trong mô hình aquapon- DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
 ics đều nằm trong ngưỡng cho phép. Các trường hợp
 IoT (Internet of Things): Internet vạn vật
 thông số vượt ngưỡng đều được hệ thống cảnh báo kịp
 DO (Dissolved Oxygen): ôxy hòa tan
 thời cho người dùng để có phương án xử lý thích hợp
 nhằm đảm bảo cho hệ thống aquaponics hoạt động MCU (Micro Controller Unit): vi điều khiển
 ổn định. pH (Power of Hydrogen): độ hoạt động của hydro
 VDC (Volt DC): nguồn điện một chiều
 KẾT LUẬN BNC (British Naval Connector): đầu kết nối dây cáp
 Hệ thống giám sát và điều khiển dựa trên công nghệ đồng trục
 IoT đã được thiết kế nhằm ứng dụng trong mô hình LED (Light Emitting Diode): điốt phát quang
 10
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Natural Sciences, 4(4):xxx-xxx
 XUNG ĐỘT LỢI ÍCH 3. Naser BAA, Saleem AL, et al. Design and construction of smart
 IoT-based aquaponics powered by PV cells. International Jour-
 Các tác giả cam kết không có bất kỳ xung đột lợi ích nal of Energy and Environment (IJEE). 2019;10(3):127–134.
 nào trong công bố bài báo. 4. Dutta A, Kumar S. IoT based Aquaponics Monitoring System.
 1st KEC Conference Proceedings. 2018;1:75–80.
 ĐÓNG GÓP CỦA TÁC GIẢ 5. Gondchawar N, Kawitkar DRS. IoT based Smart Agriculture.
 International Journal of Advanced Research in Computer and
 - Nguyễn Chí Nhân: thiết kế phần cứng, xây dựng Communication Engineering. 2016;5(6):838–842. Available
 from: 10.17148/IJARCCE.2016.56188.
 thuật toán và chương trình cho bộ giám sát và điều 6. Supriadi O, Sunardi A, Baskara HA and Safei A. Controlling pH
 khiển, soạn bản thảo và hoàn thiện bản thảo, phản and temperature aquaponics use proportional control with
 hồi các câu hỏi, yêu cầu của phản biện và ban biên tập Arduino and Raspberry. IOP Conf. Series: Materials Science
 and Engineering. 2019;550:012016. Available from: https:
 tạp chí. //doi.org/10.1088/1757-899X/550/1/012016.
 - Nguyễn Phước Hoàng Khang: hỗ trợ thiết kế phần 7. Rakocy JE, Masser MP, Losordo TM. Recirculating aquaculture
 cứng bộ giám sát và điều khiển. tank production systems: Aquaponics - integrating fish and
 plant culture (PDF) (454). Southern Regional Aquaculture Cen-
 - Nguyễn Hoàng Quân: hỗ trợ lắp đặt và thử nghiệm ter. Retrieved. 2013;.
 hoạt động của hệ thống. 8. Rakocy JE, Shultz RC, Bailey DS, Thoman ES. M.A. Nichols,
 - Nguyễn Văn Hiếu: hỗ trợ đo đạt các thông số môi ed. Aquaponic production of tilapia and basil: Comparing
 a batch and staggered cropping system(PDF). Acta Horticul-
 trường trong mô hình Aquaponics. turae. International Society for Horticultural Science (648).
 - Hồ Thanh Huy: hỗ trợ thiết kế hệ thống giám sát và Archived from the original (PDF) on June 12, 2013. Retrieved
 điều khiển, phân tích dữ liệu, so sánh và đánh giá các April 24, 2013. . 2004;Available from: https://doi.org/10.17660/
 ActaHortic.2004.648.8.
 thông số đo đạt. 9. Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella,
 Austin Stankus, Alessandro Lovatelli. Small-scale aquaponic
 TÀI LIỆU THAM KHẢO food production Integrated fish and plant farming. Food and
 1. Nhân NC, Tuấn PN, Hoàng NH. Mạng cảm biến không dây ứng Agriculture Organization of the United Nations (FAO). Fish-
 dụng cho nông nghiệp công nghệ cao. Tạp chí Phát triển Khoa eries And Aquaculture Technical. 2014;p. 589.
 học và Công nghệ - Khoa học Tự nhiên. 2019;3(4):259–270. 10. Ermi M, Syufrijal, Muhammad R. Internet of Things (IoT):
 2. Oommen AK, Saji A, Joseph S, Kuriakose PB. Automated BLYNK Framework for Smart Home. 3rd UNJ International
 Water Quality Monitoring System for Aquaponics. Interna- Conference on Technical and Vocational Education and Train-
 tional Research Journal of Engineering and Technology (IR- ing . KnE Social Science. 2018;p. 579–586. Available from:
 JET). 2019;6(5):7832–7841. https://doi.org/10.18502/kss.v3i12.4128.
 11
Science & Technology Development Journal – Natural Sciences, 4(4):xxx-xxx
 Open Access Full Text Article Research Article
Design of a monitoring and control system for Aquaponics based
on Iot technology
Nguyen Chi Nhan1,2,*, Nguyen Phuoc Hoang Khang2, Nguyen Hoang Quan1, Nguyen Van Hieu1,
Ho Thanh Huy1
 ABSTRACT
 This paper presents the design of environmental monitoring and control system in aquaponics
 based on Internet of Things (IoT) technology. This system allows users to monitor and control
 Use your smartphone to scan this the operation of devices through the application on smartphones, including: 3 water pumps, 3 air
 QR code and download this article pumps, pH sensor, dissolved oxygen (DO) sensor, temperature sensor and humidity sensor, exhaust
 fan and misting. These devices are monitored and controlled in two modes: automatic and manual
 control. For 3 pumps and 3 air pumps, in automatic mode, allows the user to set the pump time
 between water pumps and between air pumps. In manual control mode, allows the user to control
 water pumps and air pumps by the push of a button on a smartphone application. Monitor pH, DO
 and allows the user to set the pH threshold and DO threshold to give an alert when the pH and DO
 exceed the threshold. Monitor the parameters of temperature, humidity in the membrane house
 and allow setting the temperature threshold and humidity threshold to control the exhaust fan and
 misting respectively when the temperature and humidity exceed the threshold. This system tested
 at aquaponics farm - Dong Thap Aqua. The results show that this system is working reliably and
 promising which brings significantly benefits to aquaponics. Besides, it also contributes to improve
 production efficiency and sustainable development of green agriculture.
 Key words: Internet of things (IoT), monitoring system, remote control, aquaponics
 1Faculty of Physics and Engineering
 Physics, University of Science,
 VNU-HCM
 2Integrated Circuits Design Laboratory,
 University of Science, VNU-HCM
 Correspondence
 Nguyen Chi Nhan, Faculty of Physics and
 Engineering Physics, University of
 Science, VNU-HCM
 Integrated Circuits Design Laboratory,
 University of Science, VNU-HCM
 Email: ncnhan@hcmus.edu.vn
 History
 • Received: 9-9-2020
 • Accepted: 21-10-2020
 • Published: xx-10-2020
 DOI :
 Copyright
 © VNU-HCM Press. This is an open-
 access article distributed under the
 terms of the Creative Commons
 Attribution 4.0 International license.
 Cite this article : Nhan N C, Khang N P H, Quan N H, Hieu N V, Huy H T. Design of a monitoring and
 control system for Aquaponics based on Iot technology. Sci. Tech. Dev. J. - Nat. Sci.; 4(4):xxx-xxx.
 1

File đính kèm:

  • pdfthiet_ke_he_thong_giam_sat_va_dieu_khien_mo_hinh_aquaponics.pdf