Ứng dụng công nghệ IoT vào sản xuất rau

Ứng dụng công nghệ IoT

IoT là tên viết tắt của Internet of Things được hiểu là mạng lưới thiết bị kết nối Internet đang trở nên phổ biến, đặc biệt là với sự bùng nổ của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ Tư như hiện nay. Cụ thể hơn, IoT là mạng kết nối các đồ vật và thiết bị thông qua cảm biến, phần mềm và các công nghệ khác, cho phép các đồ vật và thiết bị thu thập và trao đổi dữ liệu với nhau. 

Tiềm năng ứng dụng của internet vạn vật (IoT) trải rộng trên mọi lĩnh vực. Tuy nhiên, mọi hệ thống IoT hoàn chỉnh đều có đủ 4 bước: Thu thập dữ liệu, chia sẻ dữ liệu, xử lý dữ liệu và đưa ra quyết định. Việc ứng dụng công nghệ IoT trong hoạt động sản xuất nông nghiệp giúp chủ sở hữu giảm thiểu chi phí vận hành, nâng cao hiệu suất và năng suất. Đồng thời đảm bảo chất lượng các sản phẩm đạt tiêu chuẩn và mở ra cơ hội chiếm lĩnh thị phần.

Mô hình thí điểm ứng dụng IoT vào trồng cây trong nhà lưới của HTX An Tâm Farm giúp giám sát và điều chỉnh chất dinh dưỡng, độ pH, độ ẩm từ xa qua internet. Mô hình này được triển khai trên diện tích 2.000m2. Việc ứng dụng nhiều hệ thống công nghệ thông minh như: hệ thống thuỷ canh, tưới nhỏ giọt công nghệ Isarel, quạt đối lưu không khí, phun sương trong nhà, tưới mái, các cảm biến nhiệt độ và độ ẩm... Tất cả được đấu nối với bộ điều khiển trung tâm có tác dụng nhận những thông số từ bộ cảm biến được lập trình sẵn để tự động điều chỉnh nước tưới, bón phân, thông gió, phun sương theo yêu cầu của từng loại cây trồng đảm bảo môi trường, chất dinh dưỡng lý tưởng cho cây phát triển.

Các hệ thống tưới mái và quạt đối lưu không khí, lưới cắt nắng được lập trình sẵn. Khi gặp thời tiết nắng nóng thì tự động vận hành để bơm tưới làm giảm nhiệt độ và lượng ánh nắng chiếu từ mái xuống; quạt hòa trộn không khí trong nhà màng, giúp các vùng nhiệt độ trong nhà đều nhau rồi đẩy không khí nóng ra qua cửa nóc. Quá trình này giúp triệt tiêu không khí nóng và tránh hiện tượng sốc nhiệt cho cây vào mùa nóng. Với mùa lạnh, đèn sưởi trong nhà màng giúp cây giữ ấm nên hoàn toàn chủ động được lịch gieo trồng mà không bị ảnh hưởng của yếu tố thời tiết đến mùa vụ.

Hiện nay, công nghệ IoT được sử dụng phổ biến trong ngành Công nghiệp nhưng nó lại khá mới trong ngành Nông nghiệp bởi vốn đầu tư ban đầu từ xây dựng mô hình đến chi phí thiết bị tiêu tốn không ít về nguồn vốn. Ông Vũ Thành Tâm - Chủ nhiệm HTX cho biết: Trên nền diện tích 2.000m2, ông đã phải chi phí hơn 2 tỷ để xây dựng nhà lưới và thiết bị dao động từ 120 đến 150 triệu. Do đó, đầu tư vào mô hình này cũng hết khá nhiều nhưng đổi lại thì nó rất thuận tiện trong quá trình sản xuất và giảm nhân công lao động rõ rệt, đặc biệt là sản lượng đạt tối đa.

Nâng cao năng suất, giảm nhiều loại chi phí

Nhờ vào IoT, dữ liệu này được truyền đến hệ thống tự động hoá nông nghiệp để đảm bảo kiểm soát tốt trong quá trình sản xuất. Tính năng nổi bật nhất của ứng dụng này là sự giám sát tập trung để kịp thời cân bằng nhiều yếu tố liên quan đến quá trình sinh trưởng của cây. Vì thế, IoT trở thành một công cụ cốt lõi trong việc đảm bảo sản xuất tự động an toàn, đảm bảo tối ưu nhất về hiệu quả kinh tế. Từ đó, có thể dễ dàng nhận thấy việc tự động hóa trong sản xuất sẽ giảm rõ rệt về nhân công lao động, giảm tiêu hao lượng phân bón và kịp thời điều tiết không khí, nước, dinh dưỡng,… cho cây trồng khi cần.

Một khi cây trồng được đảm bảo đủ mọi yếu tố để sinh trưởng sẽ đạt đến năng suất ở ngưỡng cao nhất. Điều đó được thể hiện rõ nhất sau gần 2 năm ứng dụng công nghệ IoT vào sản xuất tại mô hình của HTX. Cụ thể, mô hình sản xuất rau thuỷ canh hồi lưu với các loại rau ăn lá cho năng suất thành phẩm trung bình đạt khoảng 14 - 16 tấn/1.000m²/năm, cao hơn 30% so với năng suất rau truyền thống. Đối với áp dụng trồng cà chua cho năng suất trung bình đạt 9,5 - 11,5 tấn/1.000m²/năm. Đối với dưa leo, từ 10 - 12 tấn/1.000m²/năm, tăng hơn 20% so với trồng ngoài đồng. Hiện tại, toàn bộ sản phẩm rau, dưa leo và cà chua của mô hình đều được kết nối tiêu thụ tại thị trường TP. Vinh (tỉnh Nghệ An). Với diện tích 2.000m², lợi nhuận hằng tháng đạt khoảng 60 triệu đồng, sau khi trừ chi phí lãi ròng 40 triệu/ tháng.

Những hiệu quả bước đầu của dự án là cơ sở để đánh giá, nhân rộng, áp dụng trên nhiều đối tượng cây trồng khác nhau. “Ứng dụng công nghệ IoT vào sản xuất là hướng đi phù hợp với chủ trương về phát triển sản xuất nông nghiệp theo hướng hiện đại hóa, công nghệ cao đảm bảo phát triển sản xuất nâng mức thu nhập cho người dân. Đồng thời, mở ra một hướng sản xuất mới, hướng người dân phát triển sản xuất theo hướng bền vững, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, an toàn cho người tiêu dùng”, ông Nguyễn Hồng Khoan - Chủ tịch Hội Nông dân huyện Nghi Xuân chia sẻ. 

“Trồng rau thủy canh theo phương pháp thủ công, tốn nhiều nhân lực do công nhân phải trực tiếp pha, tưới chất dinh dưỡng. Với công nghệ IoT, mọi thứ được tự động hoá. Qua điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng, chúng tôi có thể điều chỉnh, giám sát lượng phân, nước tưới, theo dõi từng thời điểm phát triển của cây trồng. Từ chỗ cần 4 - 5 nhân công, nay HTX chỉ cần 1 nhân công vận hành và thu hoạch. Bên cạnh đó, chi phí tiền điện, nước tưới nhờ được kiểm soát nên tiết kiệm khá lớn”.
Ông Vũ Thành Tâm – Chủ nhiệm HTX.