Thiết bị thông minh hỗ trợ trong nông nghiệp

Mong muốn đưa ứng dụng khoa học công nghệ vào sản xuất nông nghiệp, nâng cao hiệu quả năng suất cây trồng, Trần Lê Xuân Huy và Nguyễn Đại, sinh viên năm 4 Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa (Đại học Đà Nẵng) đã sáng chế “Thiết bị đo chất lượng đất 7in1 không dây LoRaWan”. Tháng 11 vừa qua, đề tài này xuất sắc giành giải nhất cuộc thi Smart Campus châu Á - Thái Bình Dương năm 2024 diễn ra tại Đại học Đà Nẵng.

Với “Thiết bị đo chất lượng đất 7in1 không dây LoRaWan” Trần Lê Xuân Huy và Nguyễn Đại xuất sắc giành giải nhất tại Cuộc thi Smart Campus châu Á-Thái Bình Dương năm 2024. Ảnh: C.M

Lớn lên trong gia đình làm nông nghiệp tại vùng quê Quảng Ngãi, từ nhỏ Trần Lê Xuân Huy, Nguyễn Đại chứng kiến sự vất vả của ba mẹ, hiểu rõ tầm quan trọng của dinh dưỡng trong đất đối với cây trồng nên muốn áp dụng những kiến thức đã học hỗ trợ người nông dân.

Xuân Huy cho biết, thông thường người nông dân sẽ canh tác theo cảm tính, sau khi thu hoạch cây trồng sẽ cho đất nghỉ một thời gian rồi cải tạo lại đất bằng cách bổ sung thêm các loại dinh dưỡng, phân bón chuẩn bị cho mùa vụ tiếp theo. Vì làm theo cảm tính nên họ sẽ không biết rõ được trong đất đang thiếu những chất gì, phù hợp loại cây nào để bổ sung cho hợp lý, dẫn đến năng suất các mùa không đồng đều. Từ thực tế này Huy và Đại đã cùng nhau nghiên cứu thiết bị đo lường chất lượng đất để có được các thông số cụ thể cho từng vùng đất.

Theo Xuân Huy, thiết bị đo chất lượng đất bao gồm một cảm biến, có thể đo được 7 thông số chất dinh dưỡng trong đất như: nhiệt độ, độ ẩm, EC (độ dẫn điện của nước hoặc đất, thể hiện khả năng dẫn điện của các ion hòa tan trong dung dịch như muối, khoáng chất), TDS (tổng lượng chất rắn hòa tan trong nước, bao gồm muối vô cơ như canxi, magiê, natri và một số chất hữu cơ), nitơ, phốt pho, kali, muối, pH…

Thiết bị sử dụng khá đơn giản, lập trình sẵn thời gian, sau khi cắm cảm biến xuống đất một khoảng thời gian nhất định sẽ cho ra kết quả. Tại đây các thông số được xử lý dữ liệu và gửi qua LoRaWan (hệ thống mạng và giao thức truyền thông dựa trên giao thức LoRa) giúp mở rộng phạm vi giám sát và đo được, biểu thị chất lượng dinh dưỡng đất. Sau đó, kết quả được trích xuất ra một phần mềm khác dưới dạng đồ thị và có thể lưu giá trị đo lường trong thời gian dài. Người dùng có thể so sánh kết quả dinh dưỡng của đất qua từng giai đoạn khác nhau để có thể bổ sung dinh dưỡng cho phù hợp.

Tuy nhiên, khi mới triển khai nhóm nghiên cứu gặp không ít khó khăn, nhất là việc ứng dụng hệ thống LoRaWan. Nguyễn Đại chia sẻ, ban đầu nhóm chưa tiếp cận công nghệ này nhiều nên phải dành thời gian nghiên cứu, tìm hiểu dưới sự hướng dẫn của giảng viên mới cơ bản nắm bắt và ứng dụng vào thực tế.

Sau khi làm chủ thiết bị, hai sinh viên kết nối người dân vùng rau an toàn Túy Loan (huyện Hòa Vang) để thí nghiệm, đo lường chất lượng đất. Theo Đại, việc sử dụng thiết bị để đánh giá, cải thiện chất lượng đất giúp tiết kiệm thời gian và công sức nhờ khả năng giám sát từ xa; tăng năng suất cây trồng nhờ cải thiện điều kiện dinh dưỡng đất; giảm chi phí phân bón, nước tưới qua việc sử dụng tối ưu các tài nguyên và dễ dàng lắp đặt, mở rộng quy mô…

Trực tiếp hướng dẫn đề tài cho nhóm sinh viên, Ths. Trần Văn Líc, giảng viên Khoa Điện tử - Viễn thông cho rằng từ những chuyến đi thực tế, khảo sát, thực địa của các sinh viên tại làng rau Túy Loan, thông qua các cuộc trò chuyện nắm bắt được vấn đề hiện tại của nông dân, các em đã lên được ý tưởng cho dự án này bằng việc ứng dụng công nghệ IoT, công nghệ cảm biến đo chất lượng đất, đo nhiều chỉ số đất khác nhau, biết được tình trạng đất thực tế. Việc ứng dụng công nghệ thông tin vào nông nghiệp sẽ góp phần phát triển nông nghiệp công nghệ cao, nông nghiệp thông minh gắn với chuyển đổi số xanh bền vững, đem lại nhiều giá trị hữu ích phục vụ cộng đồng.

Xuân Huy cho biết thêm, sau khi dự án được trao giải, từ nền tảng vốn có, hiện nhóm đang triển khai thêm phần mềm tích hợp để phân tích, đánh giá dữ liệu, đưa ra gợi ý cho người nông dân nên trồng cây gì phù hợp với  chất lượng dinh dưỡng trong đất.

CAO MINH