Nghiên cứu, xây dựng hệ thống tích hợp đa cảm biến hỗ trợ giám sát các thông số môi trường nước lợ tại trang trại nuôi tôm khu vực TP. Hồ Chí Minh

Với địa hình trải dài trên 2000 km bờ biển, Việt Nam là nước có tiềm năng mạnh về phát triển kinh tế ven biển, thủy hải sản. Tuy nhiên cho đến nay, qua các phương tiện thông tin đại chúng ta thấy hiệu quả nuôi trồng thủy sản vẫn còn thấp so với các nước trong khu vực. Một trong các nguyên nhân gây ra hiệu quả thấp là hầu hết mô hình nuôi tôm của bà con nông dân còn lạc hậu, chưa ứng dụng kỹ thuật khoa học trong việc kiểm soát các thông số môi trường nước. Điều này gây ra dịch bệnh làm chết tôm, giảm năng suất và hiệu quả kinh doanh.

Các thông số môi trường nước như: độ hòa tan oxy trong nước, độ mặn, độ PH, độ dục và nhiệt độ là 5 yếu tố quan trọng nhất, đã được chứng minh là liên quan đến khả năng hấp thụ thức ăn cũng như khả năng sinh trưởng cho tôm và cá nước lợ. Khi một trong các thông số này thay đổi ví dụ quá cao hay quá thấp so với khoảng cho phép, có thể làm chết hay làm giảm sức ăn và đề kháng của tôm và cá. Chính vì thế việc giám sát các thông số này là rất quan trọng đối với các hộ nuôi trồng thủy sản. Tuy nhiên hạn chế hiện nay hầu hết mỗi thông số có một máy đo chuyên dụng riêng và việc đo đạc các thông số được thực hiện không liên tục và làm thủ công trong từng thời điểm. Điều này sẽ không đáp ứng yêu cầu theo dõi liên tục 24/24 dẫn đến không xử lý kịp thời trong các trường hợp sự cố xảy ra như độ mặn tăng cao do xâm thực của nước biển hay độ mặn xuống quá thấp do lượng mưa lớn hay lượng oxy xuống quá thấp do ao nuôi ô nhiễm. Để khắc phục vấn đề trên nhóm nghiên cứu do TS. Bùi Thư Cao, Đại Học Công Nghiệp TP. Hồ Chí Minh đứng đầu đã đề xuất thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, xây dựng hệ thống tích hợp đa cảm biến hỗ trợ giám sát các thông số môi trường nước lợ tại trang trại nuôi tôm khu vực TP. Hồ Chí Minh” nhằm làm chủ công nghệ giám sát môi trường nuôi tôm nước lợ trên cơ sở áp dụng công nghệ giám sát tự động, nâng cao hiệu quả sản xuất và góp phần thúc đẩy việc ứng dụng công nghệ trong nước đáp ứng nhu cầu nuôi tôm công nghệ cao phục vụ xuất khẩu và xây dựng hệ thống tích hợp đa cảm biến hỗ trợ giám sát các thông số môi trường nước lợ tại các trang trại nuôi tôm.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài đã đạt được các mục tiêu đề ra là xây dựng hệ thống giám sát tích hợp đa cảm biến online các thông số môi trường nước lợ. Hệ thống được thiết kế nhỏ gọn, chống nước, hoạt động tốt trong điều kiện khắc nghiệt của khí hậu, như mưa gió bão. Với những kết quả đã đạt được, nhóm nghiên cứu nhận thấy có thể làm chủ hoàn toàn công nghệ giám sát tự động hóa các môi trường nuôi tôm nước lợ ứng dụng công nghệ tự động hóa và IoT trong nuôi tôm công nghệ cao.

Một số điểm đóng góp mới và nổi bật của đề tài:

- Ứng dụng ghép tích hợp đa cảm biến và đo online các thông số môi trường và truyền dẫn sóng vô tuyến lên Cloud để giám sát online các thông số môi trường nước ao nuôi tôm.

- Ý tưởng mới trong việc sử dụng nước làm sạch đầu dò cảm biến một cách đơn giản, giúp duy trì và ổn định độ chính xác của thiết bị đo, đồng thời làm tăng thời gian sử dụng của thiết bị.

Từ những kết quả thu được, nhóm nghiên cứu nhận thấy hệ thống cần thêm một số cải tiến về ứng dụng quản lý giám sát và cảnh báo qua tin nhắn SMS khi có thông số ô nhiễm vượt để bà con nuôi tôm kịp thời xử lý. Hệ thống cần thêm một số cải tiến trong thiết kế cơ khí để tăng độ cứng độ bền, và có thể sản xuất và gia công bán ra thị trường với giá cả rẻ bằng ½ giá trị ngoại nhập.

Đề tài có thể phát triển rộng ra trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản và nông nghiệp công nghệ cao. Toàn bộ hệ thống trang trại được điều khiển và giám sát tự động hóa hoàn toàn. Với mô hình là một hệ thống điều khiển khép kín bao gồm các khâu từ giám sát online, xử lý tuần hoàn môi trường nước cho đến khâu cho ăn tự động thích nghi với từng giai đoạn tăng trưởng của tôm. Dữ liệu của toàn hệ thống được lưu trữ trên Cloud, hỗ trợ cho việc quản lý, điều khiển và truy xuất nguồn gốc thức ăn, tôm giống, qui trình nuôi cho đến các gia đoạn tăng trưởng của tôm. Đây là cơ sở để phát triển hiện đại hóa ngành nuôi trồng thủy sản, ứng dụng công nghệ cao I4.0 cho sản phẩm tôm Việt Nam để hướng tới đáp ứng các chỉ tiêu xuất khẩu ra thị trường thế giới

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 16587/2019) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)