Xây dựng giải pháp quan trắc môi trường và điều khiển thông qua thiết bị di động áp dụng công nghệ internet-of-things

Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học 153 XÂY DỰNG GIẢI PHÁP QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN THÔNG QUA THIẾT BỊ DI ĐỘNG ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ INTERNET-OF-THINGS Nguyễn Thị Huyền My*, Mai Hữu Tài Trường Đại học Nông lâm TP. Hồ Chí Minh *Tác giả liên hệ: htmynguyen@gmail.com TÓM TẮT Xây dựng giải pháp quan trắc tự động trên những thiết bị đo lường thông dụng dễ phát triển. Hệ thống đảm bảo lấy dữ liệu của môi trường(nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, áp suất,) liên tục theo thời gian thực. Người dùng sử dụng thiết bị di động(điện thoại di động, máy tính bảng,) để theo dõi những thay đổi của môi trường theo thời gian thực. Đồng thời điều khiển hệ thống như cho phép tin chỉnh thông số, điều khiển thiết bị tự động hoạt động. Từ khóa: IoT, Particle. BUILDING MONITORING AND CONTROLS ENVIRONMENTAL THROUGH MOBILE DEVICES APPLIED TO TECHNOLOGY INTERNET-OF-THINGS Nguyen Thi Huyen My*, Mai Huu Tai University of Agriculture Ho Chi Minh City *Corresponding Author: htmynguyen@gmail.com ABSTRACT Developing automatically monitoring system based on avaiable metrology tools that is easy to apply. These systems ensure continously data input from enviroment (such as temperature, humidity, light, pressure, etc.) by real time. Users can user their mobile devide (mobile, tablet, ect.) to review change of evironment by real time, also control system such as refine parameters and other automatic devides. Keywords: IoT, Particle. TỒNG QUAN Giúp xây dựng giải pháp quan trắc tự động trên những thiết bị đo lường thông dụng dễ phát triển. Hệ thống đảm bảo lấy dữ liệu của môi trường(nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, áp suất,) liên tục theo thời gian thực. Người dùng sử dụng thiết bị di động (điện thoại di động, máy tính bảng,) để theo dõi những thay đổi của môi trường theo thời gian thực. Đồng thời điều khiển hệ thống như cho phép tin chỉnh thông số, điều khiển thiết bị tự động hoạt động. Giai đoạn 2: Mở rộng phạm vi nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực hơn như nông nghiệp, công nghiệp, giao thông, y tế, giáo dục dựa trên nền tảng công trình nghiên cứu này. Cụ thể ở trong đề này nhóm đã xây dựng được giải pháp quan trắc môi trường và điều khiển thiết bị hoạt động tự động. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Dựa trên nền tảng công nghệ nổi trội “Internet Of Things” (Vạn vật kết nối) và điện toán đám mây. Internet of Things có thể thay đổi hoàn toàn cách sống của con người trong tương lai. Khi mọi thứ đã được “Internet hóa”, người dùng hoàn toàn có thể điều khiển chúng từ bất cứ đâu, chỉ cần một thiệt bị thông minh có kết nối Internet. Internet of Things chính là xu hướng của tương lai. Giúp cho cải thiện năng suất, nâng cao tính chính xác và hiệu quả kinh tế trong lĩnh vực môi trường, nông nghiệp, công nghiệp, giao thông, y tế, giáo dục, Cụ thể là về tính chính xác của dữ liệu thu thập được với khối lượng quản lý dữ liệu lớn được quản lý một cách dễ dàng, thuận tiện và nhanh chóng; tự động điều khiển khi có những thay đổi bất thường giúp việc quản lý hiệu quả, giúp hệ thống vận hành theo một quy trình chuẩn. Nên nhóm muốn tìm hiểu vận dụng phát triển đề tài nghiên cứu này nhằm giúp mọi người tiếp cận công nghệ nâng cao chất lượng cuộc sống nắm trong tay chìa khóa thành công. Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học 154 Hình 1. Mô hình Internet of Things KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Sau quá trình nghiên cứu nhóm đã xây dựng giải pháp cho hệ thống quan trắc tự động. Hệ thống thu thập số lượng lớn thông số của môi trường(nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, áp suất,) liên tục theo thời gian thực. Một ứng dụng chạy trên thiết bị di động. Ứng dụng cho phép người dùng xem các thông tin môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, lượng mưa, được thu thập theo thời gian thực từ các cảm biến. Ứng dụng cũng cho phép tinh chỉnh hệ thống chạy theo ý của người dùng. Thông báo cho người sử dụng khi thông số vượt ngưỡng quy định. Hệ thống tự động sẽ giúp ích trong việc cập nhật thông tin tức thời, tiết kiệm công sức của con người và tăng cường độ chính xác của thông tin. Kết quả phân tích được trình bày trong Hình 2 như sau. (a) Xem số liệu thu thập theo thời gian thực (b) Xem số liệu thu thập theo biểu đồ thống kê (c) Xem biểu đồ thống kê của dữ liệu quan trắc theo thời gian thực Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học 155 (d) Hình hiển thị vị trí thiết bị và chỉ đường (e) Hình thông báo khi vượt ngưỡng nhiệt độ (f) Hình chức năng điều khiển thiết bị Hình 2. Chức năng của ứng dụng KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Sau quá trình nghiên cứu nhóm đã hoàn thành mục tiêu ban đầu là xây dựng được giải pháp quan trắc môi trường và điều khiển thiết bị hoạt động tự động. Hướng phát triển Tiếp tục nghiên cứu tích hợp thiết bị đo lưu lượng mưa vào hệ thống. Tích hợp pin năng lượng mặt trời. Mở rộng ứng dụng để tương thích với các hệ điều hành di động khác như iOS hay Universal app. Phát triển hệ thống xử lý điều khiển thiết bị tự động vào bài toán cụ thể như: thủy canh, ứng dụng giúp ích cho con người Triển khai hệ thống vào trong thực tế. Cụ thể hơn là nhóm đang tiếp tục nghiên cứu tích họp chức năng mới giúp phát triển hệ thống được nêu ở trên và xây dựng một mô hình cụ thể là “XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRỒNG NẤM TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG IOT”. Trong nông nghiệp có nhiều lựa chọn cây trồng khác nhau nhưng lý do nhóm đang phát triển trên NẤM vì nấm dễ trồng và nhanh thu hoạch thuận tiện trong mô hình thực nghiêm. Nhóm vạch ra hướng đi và công việc để mô hình này có thể đi vào thương mại chứ không còn ở trên giấy tờ. Lộ trình nhóm vạch ra có 3 khâu: + Xây dựng nhà trồng nấm + Xây dựng ứng dụng điều khiển nhà trồng nấm tự động và thật dễ dàng cho người sử dụng phổ thông + Xây dựng nơi trao đổi buôn bán sản phẩm nấm thu được. Cụ thể ở đây có 2 hướng là trang web bán hàng cung cấp nấm sạch cho mọi người. Thứ 2 là nơi để người dùng có thể liên hệ yêu cầu công ty setup mô hình trồng nấm đến với từng gia đình từng nhà có thể tự động trồng nấm một cách dễ dàng khi ứng dụng IoT. Hướng đến tiêu chí “Nấm sạch và an toàn”. TÀI LIỆU THAM KHẢO KEVIN ASHTON, Book Making sense of IoT “How the Internet of Things became humanity’s nervous system”. OVIDIU VERMESAN IS WITH SINTEF, Norway EBook Internet of Things – Form Research and Innovation to Market Develoyment, Nhà xuất bản River Publishers (June 12, 2014), 364 trang. STAN SCHNEIDER, Understanding The Protocols Behind The Internet Of Things, Oct 09, 2013.