NGHIÊN cứu, PHÁT TRIỂN hệ THỐNG tự ĐỘNG NHẬN DIỆN và PHÂN LOẠI một số BỆNH THÔNG THƯỜNG TRÊN THỎ NUÔI BẰNG CÔNG NGHỆ xử lý ẢNH THÂN NHIỆT

Sử dụng camera ảnh nhiệt để chuẩn đoán giúp ta có thể thu thập dữliệu một cách hiệu quả, chính xác và nhanh chóng mà không cần tiếp xúc trực tiếp.Hiện nay trên thế giới và Việt Nam đã và

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CƠ - ĐIỆN - -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU, PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG NHẬN DIỆN VÀ PHÂN LOẠI MỘT SỐ BỆNH THÔNG THƯỜNG TRÊN THỎ NUÔI BẰNG CÔNG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quảnghiên cứu được trình bày trong đồ án là trung thực, khách quan và chưa từng dùng

để bảo vệ cho bất kỳ đồ án môn học nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án đã được cám

ơn, các thông tin trích dẫn trong đồ án này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2021

Tác giả đồ án

LỜI CẢM ƠN

Em xin cám ơn Ban giám đốc Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Ban chủ nhiệmkhoa Cơ-Điện cùng toàn thể các thầy, cô giáo đã tận tình dạy dỗ, giúp đỡ em trongthời suốt quá trình học tập tại trường Học viện Nông nghiệp Việt Nam Xin cảm ơncác thầy cô đã trực tiếp giảng dạy em cũng như thầy cô đã gián tiếp giúp đỡ emtrong quá trình tìm kiếm tài liệu cho việc thực hiện đồ án tốt nghiệp này

Đặc biệt em xin trân trọng cảm ơn thầy TS Nguyễn Thái Học – Người đã tận tìnhhướng dẫn, cung cấp tài liệu và truyền đạt nhiều ý kiến thiết thực trong suốt quátrình thực hiện đồ án Những kinh nghiệm quý báu mà thầy truyền đạt sẽ là hànhtrang vững chắc giúp em tự tin hơn trong nghề nghiệp sau này

Xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã ủng hộ, động viên, giúp đỡ em vượt qua khókhăn trong suốt thời gian vừa qua để em có thể hoàn thành nhiệm vụ học tập cũngnhư đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng với kiến thức còn hạn hẹp và thời gian tiếpxúc với thực tế chưa nhiều, vì vậy bài báo cáo đồ án của em không thể tránh khỏinhiều thiếu sót Em rất mong có được những ý kiến đóng góp của các thầy cô và cácbạn để cho kiến thức trong cuốn báo cáo này được hoàn thiện hơn

Em xin trân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày 20 tháng 10 năm 2021

Sinh viên

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC…… III DANH MỤC HÌNH ẢNH V DANH MỤC BẢNG VIII

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài 2

3 Đối tượng nghiên cứu 2

4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 2

4.1 Nội dung 2

4.2 Phương pháp nghiên cứu 2

5 Giới hạn đề tài 3

6 Thời gian và địa điểm thực hiện 3

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 4

1.1 Cấu trúc cơ bản của một hệ thống ứng dụng công nghệ IOT 4

1.1.1 Vạn vật (Things) 4

1.1.2 Trạm kết nối (Gateways) 4

1.1.3 Hạ tầng mạng (Internet) 5

1.1.4 Lớp dịch vụ (Service) 5

1.2 Ứng dụng công nghệ IoT trong chăn nuôi 5

1.3 Tổng quan về camera ảnh nhiệt 6

1.4 Một số ứng dụng của camera nhiệt 7

1.4.1 Trong an ninh 7

1.4.2 Trong an ninh hàng hải 9

1.4.3 Trong tuần tra an ninh 9

1.4.4 Trong quân sự 10

1.4.5 Trong đo nhiệt độ 10

1.4.6 Trong kiểm tra phát hiện 10

1.5 Áp dụng camera ảnh nhiệt trong việc nuôi thỏ 13

1.5.1 Đọc hình ảnh thân nhiệt vật nuôi 13

1.5.2 Lợi ích trong việc theo dõi sức khỏe gia súc từ xa 14

1.6 Một số bệnh thường gặp trên thỏ gây biến đổi nhiệt 15

1.6.1 Bệnh bại huyết 15

1.6.2 Bệnh nhiễm khuẩn Listeria 16

1.6.3 Bệnh sổ mũi 17

1.6.4 Bệnh cầu trùng 18

1.7 Phương pháp đo thân nhiệt ở thỏ 18

1.8 Kết luận chương 1 19

CHƯƠNG 2.NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Yêu cầu thiết kế hệ thống 21

2.2 Sơ đồ công nghệ của hệ thống 21

2.3 Lựa chọn cấu trúc phần cứng và phần mềm điều khiển hệ thống 24

2.3.1 Camera Flir TG267 24

2.3.2 ESP8266 NodeMCU 25

2.4 Giới thiệu về ứng dụng blynk 29

2.5 Lập trình và upload cho Arduino 32

2.6 Tìm hiểu về ngôn ngữ lập trình Python và phần mềm OpenCV 33

2.6.1 Ngôn ngữ lập trình Python 33

2.6.2 Thư viện OpenCV 37

2.7 Cơ sở và lưu đồ thuật toán 38

2.7.1 Cơ sở thuật toán 38

2.7.2 Lưu đồ thuật toán 43

CHƯƠNG 3.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47

3.1 Kết quả phần cứng của hệ thống 47

3.2 Kết quả đo thân nhiệt gửi về ứng dụng Blynk cho người dùng 47

3.3 Giao diện quan sát của hệ thống 49

3.4 Một số kết quả thực nghiệm 50

3.5 Giá trị kinh tế 52

3.6 Kết quả đạt được 52

3.7 Kết quả chưa đạt được 53

3.8 Đánh giá 53

3.9 Kết luận chương 3 53

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC 56

DANH MỤC HÌNH ẢN

Hình 1 1 Bốn cấu phần cơ bản của một hệ thống IoT [1] 4

Hình 1 2 Lược đồ mô tả giải pháp ứng dụng IOT trong chăn nuôi 6

Hình 1 3 Hình ảnh bước sóng [2] 7

Hình 1 4 Camera ảnh nhiệt giám sát khu vực dân cư [3] 8

Hình 1 5 Camera ảnh nhiệt phát hiện và kiểm soát hoả hoạn [3] 9

Hình 1 6 Camera an ninh chống trộm [3] 9

Hình 1 7 Camera ảnh nhiệt trong lĩnh vực quân sự [3] 10

Hình 1 8 Sử dụng camera ảnh nhiệt trong hệ thống sản xuất, phát hiện quá nhiệt thiết bị vận hành [3] 11

Hình 1 9 Camera ảnh nhiệt trong xây dựng [3] 12

Hình 1 10 Thang nhiệt độ của thỏ [4] 14

Hình 1 11 Thỏ bị bệnh bại huyết [5] 16

Y Hình 2 1 Sơ đồ công nghệ hệ thống 20

Hình 2 2 Camera ảnh nhiệt cầm tay FLIR TG267[6] 22

Hình 2 3 ESP8266 Arduino[7] 24

Hình 2 4 Các phiên bản Module ESP [7] 25

Hình 2 5 Sơ đồ chân của Kit NodeMCU ESP8266-12E [7] 27

Hình 2 6 Cấu trúc nền tảng của blynk 28

Hình 2 7 Tạo tài khoản blynk 29

Hình 2 8 Vào custom chọn server 30

Hình 2 9 Giao diện blynk 30

Hình 2 10 Upload chương trình cho Arduino 31

Hình 2 11 Trackbars sau khi được tạo 33

Hình 2 12 Kết quả sau khi điều chỉnh các giá trị 33

Hình 2 13 Ảnh không gian màu HSV [8] 34

Hình 2 14 Ảnh sau khi được lọc màu 34

Hình 2 15 Ảnh sau khi xám hóa và nhị phân 35

Hình 2 16 Chuyển đổi hệ thống màu RGB sang Grayscale 35

Hình 2 17 Ví dụ minh họa với ngưỡng bằng 127 37

Hình 2 18 Lưu đồ thuật toán của hệ thống 39

Hình 3 1 Mạch kết nối hệ thống phân tích 47

Hình 3 2 Màn hình LCD hiển thị kết quả đo thân nhiệt thỏ 47

Hình 3 3 Thông báo kết nối blynk thành công 48

Hình 3 4 Giao diện màn hình và kết quả 49

Hình 3 5 Giao diện Calibration để điều chỉnh nhiệt độ 50

Hình 3 6 Thân nhiệt thỏ bình thường 50

Hình 3 7 Thân nhiệt thỏ có sự bất thường về nhiệt 51

DANH MỤC BẢY

Bảng 2 1 Thông số kỹ thuật của camera ảnh nhiệt cầm tay FLIR TG267 23Bảng 2 2 So sánh các thông số các loại module ESP8266 thông dụng trên thịtrường hiện nay 25Bảng 2 3 Thông số kỹ thuật ESP8266 Arduino 27

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Từ xưa đến nay, qua nhiều năm kinh nghiệm, con người ta đã có rất nhiềucách để chuẩn đoán, xác định các bệnh phổ biến trên các loài động vật nói chung vàloài thỏ nói riêng như: quan sát - nhìn, sờ nắn, gõ, nghe, Các phương pháp chuẩnđoán này cần tiếp xúc trực tiếp với cơ thể loài vật, điều này phần nào ảnh hưởng tớikết quả chuẩn đoán và tình trạng của chúng do khi tiếp xúc trực tiếp như vậy sẽ gâyhoảng loạn và tạo stress, đặc biệt đối với loài động vật có tính nhút nhát như thỏ,hơn nữa có thể làm cho bệnh nghiêm trọng hơn hoặc có thể gây lây nhiễm bệnh từthỏ qua người Do đó, việc ứng dụng camera ảnh nhiệt và công nghệ xử lý ảnh sẽđem lại hiệu quả ưu việt hơn các phương pháp chuẩn đoán truyền thống bằng cáchtiếp xúc vật lý Sử dụng camera ảnh nhiệt để chuẩn đoán giúp ta có thể thu thập dữliệu một cách hiệu quả, chính xác và nhanh chóng mà không cần tiếp xúc trực tiếp.Hiện nay trên thế giới và Việt Nam đã và đang ứng dụng rất hiệu quả công nghệcamera ảnh nhiệt và công nghệ xử lý ảnh trong việc chuẩn đoán một số bệnh thôngthường trên vật nuôi

Việc ứng dụng công nghệ đó mang lại nhiều ưu điểm trong việc chuẩn đoánbệnh trên cơ thể thỏ như:

- Đưa ra kết quả nhanh chóng và chính xác

- Giúp thu thập các thông tin quan trọng mà không cần tiếp xúc vật lý

- Cung cấp cho ta những thông tin sơ bộ về bệnh, mức độ nghiêm trọng củabệnh khi mà các biện pháp kiểm tra vật lý không thể phát hiện được

Mặc dù có nhiều ưu điểm trong việc chuẩn đoán bệnh như vậy nhưng việc sửdụng camera ảnh nhiệt để thu thập dữ liệu tồn tại một số nhược điểm như sau:

- Chỉ có thể áp dụng được với bệnh liên quan đến việc thay đổi nhiệt độ ở cơthể vật nuôi

- Nguồn pin có thời lượng sử dụng nhất định, cần kiểm tra và bổ sung kịp thời

để đảm bảo khả năng vận hành và không bị gián đoạn trong quá trình sửdụng

- Cần có hệ thống xử lý và người có trình độ chuyên môn cao để xử lý nên chỉ

áp dụng ở trang trại với các cán bộ có trình độ

Trong khuôn khổ của đề tài này em sẽ trình bày cho người đọc cái nhìn tổngquan về việc ứng dụng camera ảnh nhiệt và công nghệ xử lý ảnh trong việc chuẩnđoán một số bệnh trên gia súc, gia cầm đã và đang áp dụng trên thế giới và ViệtNam.

Từ tình hình thực tế, việc nghiên cứu và chế tạo mô hình hệ thống tự độngphát hiện và chuẩn đoán một số bệnh gây tăng thân nhiệt từ xa sẽ góp phần thúc đẩyngành chăn nuôi nước ta theo hướng hiện đại hóa Vì vậy em đã chọn ý tưởngnghiên cứu của mình là: “Nghiên cứu phát triển hệ thống tự động nhận diện và phânloại một số bênh thông thường trên thỏ nuôi bằng công nghệ xử lý ảnh thân nhiệt”

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Đề tài “Nghiên cứu phát triển hệ thống tự động nhận diện và phân loại một sốbệnh thông thường trên thỏ nuôi bằng công nghệ xử lý ảnh thân nhiệt” được xâydựng dựa trên các mục đích nghiên cứu như sau:

 Phát hiện được cá thể thỏ có nhiệt độ tăng bất thường trên ảnh thân nhiệt củađàn thỏ nuôi trong trang trại

 Xác định vị trí và giá trị nhiệt độ lớn nhất của cá thể thỏ bị nhiễm bệnh

 Nhận diện và phân loại một số loại bệnh trên thỏ do tăng nhiệt độ bấtthường

 Gửi cảnh báo về ứng dụng trên điện thoại của người quản lý đã được cài đặtsẵn

3 Đối tượng nghiên cứu

Các đối tượng nghiên cứu được sử dụng trong đề tài:

 Các phương pháp, thuật toán phục vụ cho việc phát hiện, nhận dạng và phânloại bệnh qua thân nhiệt

 Bộ thư viện xử lý ảnh OpenCv và ngôn ngữ lập trình Python

 Camera ảnh nhiệt

 Arduino, Module ESP8266 NodeMCU và ứng dụng blynk

4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

4.1 Nội dung

Chương 1: Tổng quan đề tài

Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Kết quả và thảo luận

4.2 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu kế thừa:

 Dựa vào các thuật toán đã có để phân tính đối tượng

 Kế thừa từ các công trình nghiên cứu khoa học và sử dụng các phần mềmOpencv, ngôn ngữ lập trình python

Phương pháp tham khảo tài liệu: bằng cách thu thập thông tin từ sách, tạp chí

về điện tử và truy cập internet

5 Giới hạn đề tài

Do điều kiện không cho phép nên em chỉ sử dụng phương pháp

phân tích ảnh off- line

6 Thời gian và địa điểm thực hiện

- Thời gian: Từ tháng 8/2021 đến 12/2021

- Địa điểm: Học viện Nông nghiệp Việt Nam và Xã Diễn Hùng – huyện Diễn Châu– tỉnh Nghệ An

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI1.1 Cấu trúc cơ bản của một hệ thống ứng dụng công nghệ IOT

Kiến trúc của IOT gồm bốn thành phần cơ bản chính gồm: Vạn vật (Things),trạm kết nối (Gateways), hạ tầng mạng (Internet) và cuối cùng là lớp dịch vụ(Service)

Hình 1 1 Bốn cấu phần cơ bản của một hệ thống IoT [1]

1.1.1 Vạn vật (Things)

Ngày nay có vô vàn vật dụng đang hiện hữu trong cuộc sống, ở trên các khucanh tác, ở trong nhà hoặc trên chính các thiết bị lưu động của người dùng Giảipháp IoT giúp các thiết bị thông minh được sàng lọc, kết nối và quản lý dữ liệu củađối tượng nông nghiệp một cách cục bộ, còn các thiết bị chưa thông minh thì có thểkết nối được thông qua các trạm kết nối Từ đó, các thiết bị, vật dụng sẽ có thể thựchiện nhiệm vụ của mình đối với đối tượng nông nghiệp cần quản lý

1.1.2 Trạm kết nối (Gateways)

Các trạm kết nối sẽ đóng vai trò là một vùng trung gian trực tiếp, cho phép cácvật dụng có sẵn này kết nối với điện toán đám mây một cách bảo mật và dễ dàng

quản lý Gateways có thể là một thiết bị vật lý hoặc là một phần mềm được dùng đểkết nối giữa Cloud (điện toán đám mây) và bộ điều khiển, các cảm biến, các thiết bịthông minh.

1.1.3 Hạ tầng mạng (Internet)

Internet là một hệ thống toàn cầu của nhiều mạng IP được kết nối với nhau vàliên kết với hệ thống máy tính Cơ sở hạ tầng mạng này bao gồm thiết bị định tuyến,trạm kết nối, thiết bị tổng hợp, thiếp bị lặp và nhiều thiết bị khác có thể kiểm soátlưu lượng dữ liệu lưu thông và cũng được kết nối đến mạng lưới viễn thông và cápđược triển khai bởi các nhà cung cấp dịch vụ

1.1.4 Lớp dịch vụ (Service)

Lớp dịch vụ là các ứng dụng được các hãng công nghệ, hoặc thậm chí ngườidùng tạo ra để dễ dàng sử dụng các sản phẩm IOT một cách hiệu quả và tận dụngđược hết giá trị của sản phẩm

1.2 Ứng dụng công nghệ IoT trong chăn nuôi

Nhiều nông dân đã quen thuộc với những công nghệ chăn nuôi tiên tiến Côngnghệ này vẫn đang phát triển như vũ bão; nắm bắt được cơ hội từ những lợi ích mà

nó mang lại sẽ quyết định sức cạnh tranh của trại nuôi.Các tác giả mô tả kỹ thuật đonhiệt trong chăn nuôi và ứng dụng trong thú y Kỹ thuật nhiệt học có vô số ứngdụng trong sinh học, nhờ vào các đặc tính linh hoạt, không xâm lấn và độ nhạy cao

Có lẽ hạn chế chính đối với hầu hết các khía cạnh quan trọng đối với ứng dụng của

nó trên động vật nằm ở tính dễ sử dụng và độ nhạy cực cao của nó Nguyên liệu vàphương pháp Đánh giá này cung cấp một cái nhìn tổng quan về các ứng dụng cóthể có của kỹ thuật kiểm tra trực quan bằng nhiệt, nhưng rõ ràng rằng mọi hiệntượng liên quan đến sự thay đổi nhiệt độ đều có thể được xác định bằng kỹ thuậtnày Sau đó, người vận hành phải xác định bối cảnh thí nghiệm tốt nhất để thu đượccàng nhiều thông tin càng tốt, liên quan đến các vấn đề sinh lý bệnh được xem xét.Kết quả đầu tiên cho thấy mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt và điểm số mà convật thu được trong quá trình kiểm tra hành vi Kết quả này gợi ý một ứng dụng thú

vị của phương pháp đo nhiệt độ hồng ngoại (IRT) để đo trạng thái sức khỏe củađộng vật theo cách không xâm lấn

- Sơ lược giải pháp ứng dụng IoT trong chăm sóc sức khỏe gia súc

Hình 1 2 Lược đồ mô tả giải pháp ứng dụng IOT trong chăn nuôi

1.3 Tổng quan về camera ảnh nhiệt

Camera ảnh nhiệt (Thermogram) là một hình ảnh thể hiện bức xạ nhiệt của mộtvật thể trên màn hình điện tử Hình ảnh nhiệt thu được thông qua camera cảm biếnthân nhiệt

Hình ảnh nhiệt cho phép người dùng có thể nhìn thấy chính xác nhiệt độ từ xacủa một vật thể Camera ảnh nhiệt có thể mô tả chính xác nhiệt độ của một vật thể

dù được chụp trong bóng tối

Camera chụp ảnh nhiệt là thiết bị chuyển năng lượng nhiệt (nhiệt) thành ánhsáng khả kiến để phân tích một vật thể hoặc cảnh cụ thể Hình ảnh được tạo ra đượcgọi là nhiệt kế và được phân tích thông qua một quá trình gọi là nhiệt kế Camerachụp ảnh nhiệt là thiết bị tinh vi xử lý hình ảnh được chụp và hiển thị trên màn hình.Chúng ta biết rằng, quang phổ bức xạ hay còn gọi là sóng ánh sáng mà mắtchúng ta cảm thụ được qua võng mạc chỉ là một phần nhỏ của một dải quang phổlớn Người ta gọi dải quang phổ nhìn thấy được là quang phổ "khả kiến" Mỗi loạivật thể ngoài quang phổ khả kiến đều có những bức xạ quang phổ khác nhau màphần lớn chúng là vô hình với con người, mỗi loại có bước sóng duy nhất Bức xạnhiệt là một trong số đó, có bước sóng dài hơn so với ánh sáng khả kiến, và do đóthường không nhìn thấy được bằng mắt người Công nghệ ảnh nhiệt sử dụng dảiquang phổ bức xạ nhiệt này để tái tạo hình ảnh dưới dải nhiệt mẫu

Hình 1 3 Hình ảnh bước sóng [2]

Bất kỳ vật thể nào có nhiệt độ trên độ 0 tuyệt đối đều phát ra một lượng bức xạ

có thể phát hiện được Nhiệt độ của vật thể càng cao thì càng phát ra nhiều bức xạ.Lợi dụng sự chênh lệch nhiệt độ giữa các vật thể, camera ảnh nhiệt làm cho bức xạnhiệt vô hình có thể nhìn thấy được ở dạng hình ảnh vùng nhiệt

- Chỗ có mức nhiệt cao nhất có hình ảnh màu trắng

- Mức nhiệt độ trung bình hiển thị bằng màu đỏ và vàng

- Phần có nhiệt độ thấp nhất biểu thị bằng màu đen

1.4 Một số ứng dụng của camera nhiệt

Trong lĩnh vực giám sát: bao gồm an ninh, kiểm soát hỏa hoạn, thực thi phápluật, hàng hải, quân sự…

1.4.1 Trong an ninh

Camera hồng ngoại được sử dụng để quan sát vào ban đêm Với khu vực nhỏnhư một phòng, loại camera được dùng là camera Day/Night Khi quan sát ở khuvực rộng mà ở đó việc chiếu sáng là tốn kém và có thể không thực hiện được, loạicamera được dùng là camera nhiệt Camera nhiệt có thể phát hiện xâm nhập màkhông cần đến chiếu sáng Các khu vực rộng có thể kể đến như sân bay, các doanhnghiệp mà có sự trưng bày sản phẩm ngoài trời như ô tô, thuyền hoặc các bãi trông

xe lớn

Hình 1 4 Camera ảnh nhiệt giám sát khu vực dân cư [3]

Kiểm soát hỏa hoạn: Sự dụng camera hồng ngoại có thể theo dõi trên phạm vilớn từ đó phát hiện sớm hỏa hoạn để kịp thời sử lý Khi đang diễn ra hỏa hoạn,camera hồng ngoại vẫn có thể quan sát vị trí cháy trong điều kiện khói, đếm tốihoặc sương mù Với khả năng này camera hồng ngoại có thể sử dụng trong phòngchống cháy rừng, cháy trên diện rộng

Hình 1 5 Camera ảnh nhiệt phát hiện và kiểm soát hoả hoạn [3]

Thực thi pháp luật: Camera hồng ngoại cho phép phát hiện các hoạt động phạmpháp thường được thực hiện vào ban đêm Ví dụ như buôn lậu, khai thác lậu tàinguyên.

Hình 1 6 Camera an ninh chống trộm [3]

Hoạt động tìm kiếm và cứu hộ: Tìm kiếm người mất tích hoặc bị nạn vào banđêm đặc biệt với trường hợp mất tích trong rừng, trên biển

1.4.2 Trong an ninh hàng hải

Camera hồng ngoại thường được sử dụng trong hàng hải vì việc chiếu sáng trênbiển là gần như không thể Ứng dụng chủ yếu là tuần tra trên biển vào ban đêm,phát hiện và tránh các vật cản trên biển.Những hình ảnh này có thể được sử dụng đểchẩn đoán ngay lập tức hoặc được xử lý thông qua phần mềm chuyên dụng để đánhgiá thêm, độ chính xác và báo cáo đầu ra Camera chụp ảnh nhiệt đưa nhiệt độ đolên cấp độ tiếp theo; thay vì lấy số cho nhiệt độ bạn có được hình ảnh cho thấy sựchênh lệch nhiệt độ của bề mặt

1.4.3 Trong tuần tra an ninh

Camera hồng ngoại được ngắn trên các phương tiện di động như ô tô, máy bay

để theo dõi một khu vực rộng lớn như tuần tra đường biên giới

1.4.4 Trong quân sự

Đây là lĩnh vực mà camera hồng ngoại được sử dụng đầu tiên Mục đích để pháthiện tấn công hay truy tìm mục tiêu.

Hình 1 7 Camera ảnh nhiệt trong lĩnh vực quân sự [3]

1.4.5 Trong đo nhiệt độ

Camera hồng ngoại được sử dụng để giám sát các quá trình sản xuất, sử dụngtrong các hệ thống tự động hóa Ngày nay, việc đo nhiệt độ từ xa ngày càng pháttriển và được ưa chuộng Thông thường các cảm biến hồng ngoại được sử dụng, tuynhiên dùng cảm biến chỉ cho phép đo tại một số điểm Khi cần có một cái nhìn tổngquát hệ về nhiệt độ của hệ thống thì camera nhiệt là lực chọn tất yếu

1.4.6 Trong kiểm tra phát hiện

- Theo dõi phát hiện du khách có bệnh: như phát hiện du khách bị cúm ở cácsân bay, cửa khẩu

- Bảo trì thiết bị cơ khí và điện trước khi xảy ra hỏng hóc

Hình 1 8 Sử dụng camera ảnh nhiệt trong hệ thống sản xuất, phát hiện quá nhiệt thiết bị

vận hành [3]

Quá nhiệt là hiện tượng có thể xảy ra ở tất cả các thiết bị điện từ máy phát, biến

áp, đầu nối, cách điện, các loại khí cụ điện đóng cắt… Các lỗi này là do quá dòng,quá áp, han rỉ, bụi bẩn, lắp đặt sai… có thể được sửa chữa, bao trì dễ dàng, nhưngnếu để lâu sẽ làm hỏng thiết bị có thể gây hỏng cho toàn hệ thống Ảnh nhiệt chophép nhìn, phát hiện các bộ phận quá nhiệt dễ dàng, từ đó có thể bảo trì kịp thời Các thiết bị cơ khí như động cơ điện, động cơ đốt trong, hộp số, băng chuyềnkhi hoạt động sẽ sinh ra nhiệt do ma sát giữa các bộ phận Ma sát sinh ra sẽ lớn khi

hệ thống bị kẹt, lỗi, đồng thời ma sát lớn sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị Camerahồng ngoại cho tìm ra vị trí có ma sát lớn, từ đó có thể phát hiện lỗi, bảo trì thiết bịtrước khi thiết bị hỏng

Ví dụ trong động cơ điện, ổ bi sẽ tạo ra nhiều nhiệt hơn nếu nó quá chặt, thiếubôi trơn hoặc đôi khi quá bôi trơn Điện trở của động cơ cũng sinh ra nhiệt Lớpcách điện sẽ bị hỏng nếu động cơ quá nóng Động cơ làm việc ở nhiệt độ cao hơn

10 oC so với thiết kế thì tuổi thọ của nó sẽ giảm một nửa

Kiểm tra các công trình xây dựng: Thông qua ảnh nhiệt của tường, mái, để pháthiện rò khí, hiện tượng thấm nước, rò nước…

Ví dụ: nếu có nước đọng trong tường hoặc trần nhà, thì khu vực thấm nước sẽ cónhiệt độ thấp hơn các khu vực khác

Hình 1 9 Camera ảnh nhiệt trong xây dựng [3]

Ngoài các ứng dụng trên, camera hồng ngoại còn được sử dụng trong nhiều ứngdụng khác như:

 Quản lý chất lượng môi trường sản xuất

 Chụp ảnh hóa học

 Nghiên cứu và phát triển các sản phẩm mới

 Phát hiện nguồn ô nhiễm

 Điều tra hiện tượng không bình thường

 Thiên văn học

 Khảo cổ học từ trên không

 Kiểm tra cách ly âm học để giảm tiếng ồn

 Trong y học như chụp ảnh nhiệt động vật, chụp ảnh nhiệt cơ thể người để hỗtrợ việc chuẩn đoán bệnh

1.5 Áp dụng camera ảnh nhiệt trong việc nuôi thỏ

1.5.1 Đọc hình ảnh thân nhiệt vật nuôi

Không thể chẩn đoán một bệnh cụ thể bằng hình ảnh nhiệt màu, mà chỉ có thểhình dung sự hiện diện của một "dị thường nhiệt" Mục đích của cuộc khảo sátthông qua phương pháp đo nhiệt chính xác là để tối ưu hóa các điều kiện và đưa vàobằng chứng một số ví dụ về những dị thường này Hình 1.7 cho thấy nhiệt độ củamột con thỏ Ở bên phải thang đo nhiệt độ màu tương ứng, các màu khác nhau cóliên quan đến nhiệt độ tương ứng Nền có màu đen vì nó được coi là nằm ngoài quy

mô, tức là nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ được báo cáo trong thang màu sai Lông thỏthể hiện nhiệt độ cao hơn một chút so với môi trường xung quanh, phản ánh khảnăng cách nhiệt tuyệt vời của nó, nhưng vẫn cho phép trao đổi nhiệt Mũi, tai vàmắt, nơi có da trần, là những nơi duy nhất có thể đọc chính xác nhiệt độ của độngvật Tuy nhiên, sự hiện diện của hơi ẩm ở mũi làm cho khu vực này mát hơn haiphần còn lại Nói chung, bay hơi từ da trần là một trong những cách quan trọng nhất

để điều nhiệt ở động vật có lông

Hình 1 10 Thang nhiệt độ của thỏ [4]

Trong trường hợp đo nhiệt độ da vật nuôi, việc đánh giá chính xác chúng đượcthực hiện thuận lợi vì đối tượng sống cao hơn nhiệt độ môi trường vài độ và vì cácvật liệu và môi trường xung quanh nói chung có giá trị phát xạ thấp hơn Trongnhững điều kiện này, dễ dàng nhận được trong phòng thí nghiệm, bất kỳ tín hiệunhiễu nào như sự thay đổi nhỏ về nhiệt độ môi trường, hoặc nguồn bức xạ IR ở xa,

có thể được coi là không ảnh hưởng đến nhiệt độ thực tế của da vật nuôi

1.5.2 Lợi ích trong việc theo dõi sức khỏe gia súc từ xa

Một trong những lợi ích rõ ràng nhất của những giải pháp kết nối cho chăn nuôi

là khả năng theo dõi sức khỏe Người nông dân hiện đang phải mất rất nhiều thờigian để theo dõi sức khỏe của gia súc bằng các phương thức truyền thống Hơn thếnữa, không phải các bệnh nào cũng có các triệu chứng biểu hiện ra bên ngoài đểngười nông dân có thể dễ dàng phát hiện hoặc khi phát hiện ra thì đã quá muộn.Bằng cách sử dụng các thiết bị kết nối IoT, người nông dân (chủ trang trại) giảmđáng kể thời gian này, và do đó, họ xử lý hoặc cách ly các động vật nhanh hơn Ví

dụ, bằng việc sửu dụng camera ảnh nhiệt trong chăn nuôi thỏ có thể thu thập vàtruyền dữ liệu sinh trắc học và hành vi qua đó thông báo cho người nông dân (chủtrang trại) theo thời gian thực nếu phát hiện các triệu chứng

ra sai sót Các giải pháp IoT được thiết kế để giải quyết vấn đề này Chúng sử dụngcảm biến để phát hiện chính xác thời điểm động dục của thỏ Khi phát hiện sự kiệnđộng dục, chủ trang trại được thông báo ngay lập tức qua văn bản, email, trên bảngđiều khiển hoặc cuộc gọi điện thoại, ví dụ: Giải pháp của Moocall sử dụng các cảmbiến của hãng theo dõi thỏ Theo dõi hoạt động liên quan đến sinh sản (theo dõi đểbiết thời gian động dục, thời gian sinh đẻ) qua đó cảnh báo cho người nông dân dựatrên ứng dụng

- Cảnh báo sớm các bệnh của thỏ

Trong việc chăn nuôi thỏ, sức khỏe của thỏ vô cùng quan trọng Một số cănbệnh thường gặp như là: bệnh cầu trùng, bệnh viêm mũi, bệnh sán lá gan, bệnh cầutrùng, các bệnh sau khi sinh sản Tuy nhiên, việc chữa các căn bệnh này ở giai đoạn

để giảm thiểu chi phí chữa trị là một việc dễ dàng Tuy nhiên rất khó để xác địnhcác dấu hiệu hoặc triệu chứng của bệnh, mà thường khi đã xác định được thì cũng

đã muộn Phần tốt nhất của IoT là nó có thể làm được các công việc vượt khả năngcủa một người bình thường Mặc dù chủ hoặc công nhân của họ rất khó phát hiệnbệnh ở giai đoạn đầu và theo dõi thỏ 24/7 để biết các triệu chứng và cảnh báo sứckhỏe, thì IoT lại thực hiện chúng một cách dễ dàng nhờ vào việc sử dụng các cảmbiến thế hệ mới để theo dõi nhiệt độ, hoạt động và hành vi của thỏ Điều này khiếncho chủ trang trại gần như không bỏ qua bất cứ điều có thể liên quan đến sức khỏecủa đàn thỏ của họ Qua đó, khiến cho quản lý của họ đơn giản hơn mà còn giữ chonhững con thỏ của họ khỏe mạnh và đạt năng suất cao

1.6 Một số bệnh thường gặp trên thỏ gây biến đổi nhiệt

Kỹ thuật chăn nuôi thỏ thịt lưu ý bà con về các bệnh thường gặp ở thỏ Thỏ ăn ởrất sạch sẽ nhưng lại dễ mắc bệnh, bên trên thỏ lây lan nhanh, có tính chất phức tạp,gây thiệt hại rất lớn

1.6.1 Bệnh bại huyết

Bệnh bại huyết do virus Calicivirus gây ra (báo cáo lần đầu tiên ở Trung Quốcvào năm 1884) [5] Riêng năm 2003, bệnh này khiến các tỉnh nuôi thỏ ở phía namnước ta thiệt hại đến 80%

Hình 1 11 Thỏ bị bệnh bại huyết [5]

Bệnh này thường xuất hiện ở thỏ con từ 2 tháng tuổi trở nên, lây lan nhanh, phứctạp Từ thời điểm bị bệnh đến khi chết chỉ 14 – 25 giờ Biểu hiện: thỏ sốt cao từ 40– 41 độ C nhưng nhiệt độ cơ thể giảm nhanh trước khi chết, khó thở, co giật, nhảycẫng lên, có xuất hiện máu lẫn bọt trào ra ở mũi, khi chết đầu ngước về phía sau,các cơ quan nội tạng gần như bị hoại tử.[5]

1.6.2 Bệnh nhiễm khuẩn Listeria

Nguyên nhân:

Thỏ bị bệnh nhiễm Listeria hoặc bệnh nhiễm khuẩn Listeria, do vi khuẩn Listeriamonocytogenes gây ra Thỏ có hệ miễn dịch yếu do bệnh tật hoặc thuốc có nguy cơmắc bệnh nhiễm khuẩn Listeria cao hơn

Bệnh của thỏ khi nhiễm khuẩn Listeria có thể gây nhiễm trùng dòng máu và sưngnão hoặc lớp màng bao não và tủy sống Nhiễm trùng ở thỏ mang thai có thể dẫnđến sẩy thai hoặc thai chết lưu Đây là loại bệnh ở thỏ rất nguy hiểm Người nuôithỏ cần phải phòng ngừa bệnh này cho đàn thỏ của mình

Bệnh nhiễm khuẩn Listeria có thể gây ra các triệu chứng nhẹ hoặc không có triệuchứng gì trong một số trường hợp Người nuôi thỏ cần phải quan sát con vật khi bịbệnh để có giải pháp kịp thời

Triệu chứng của bệnh Listeria:

Thời kỳ ủ bệnh của Thỏ là 2 – 8 ngày, triệu chứng sẽ có biểu hiện khác nhau ở badạng tình trạng Dạng cấp tính, thường thấy ở thỏ con mới sinh Nhiệt độ cơ thể sẽtăng cao trên 40 độ Tinh thần bất an, không ăn, khoang mũi chảy dịch

Thỏ bị bệnh này thường tử vong trong 1 – 2 ngày Dạng bán cấp tính, xuất hiệntrạng thái thần kinh Ví dụ như co giật, toàn thân rung động, nhãn cầu lồi ra Cóđộng tác vòng tròn, đầu thường hướng sang một bên, vận động mất cân bằng

Thỏ cái có thai thường sảy thai hoặc thỏ con sau khi sinh ra sẽ tử vong sau 4~7ngày Dạng mãn tính, chủ yếu có biểu hiện là thỏ mẹ bị viêm tử cung, đẻ non và có

dịch màu đỏ nâu chảy ra từ âm đạo Sau khi hồi phục sức khỏe trong thời gian dàikhông thể có thai.

1.6.3 Bệnh sổ mũi

Xoang mũi thỏ có rất nhiều vách ngăn phức tạp trong đó thường chứa đọng các

vi khuẩn tiềm sinh và bụi bặm Nếu bị tác động của môi trường không khí ngộtngạt, thay đổi thời tiết đột ngột, gió lùa mạnh, ẩm thấp, vận chuyển đường dài thỏmệt nhọc thì bệnh viêm mũi phát ra, đôi khi kết hợp với bệnh khác như tụ huyếttrùng, tụ cầu trùng… thì bệnh trở nên nặng và phức tạp hơn

Thỏ bị viêm mũi sẽ hắt hơi, chảy nước mũi, khó thở và thở có tiếng ran, sau đó

có dịch mủ chảy ra và sốt Thỏ thường lấy hai chân trước dụi mũi, nên lông phíatrong hai bàn chân trước rối dính bết lại

Khi thỏ mới bị viêm mũi cần phải thay đổi môi trường hợp vệ sinh và nhỏ thuốcnhư Chloramphenicol, Streptomycin, Kanamycin vào hai lỗ mũi, mỗi ngày nhỏ hailần cho đến khi khỏi Nếu bị nặng thì cần tiêm thêm streptomycin lieu 0,1g/kg thểtrọng hoặc tiêm Kanamycin với liều 0,05 g/kg thể trọng trong 3 ngày liền

Biện pháp phòng bệnh chủ yếu là tạo nên môi trường phù hợp, vệ sinh sạch sẽ,đặc biệt là khi vận chuyển đi xa cần tránh mưa nắng, gió lùa mạnh, lồng vận chuyểnphải có vách ngăn, có đồ lót khô, sạch, không nhốt quá chật để thỏ đè lên nhau Quanhững nghiên cứu trên có thể thấy rằng, ứng dụng IoT trong chăn nuôi là một ýtưởng tốt mang lại những giá trị thiết thực Bởi vì IoT có thể làm được những côngviệc vượt ra ngoài khả năng của người, nó có thể giám sát con thỏ của người nôngdân một cách liên tục theo thời gian thực, do đó nó sẽ giúp người nông dân có thểbiết chính xác tình trạng con thỏ của họ (như là vị trí địa lý, thân nhiệt, tình hình sứckhỏe, tình trạng sinh sản) Từ những thông tin trên sẽ giúp người dân đưa ra nhữngquyết định chính xác nhất, qua đó giúp họ giảm chi phí hoạt động, chữa trị bệnh tật,tăng năng suất chất lượng sản phẩm [6]

1.6.4 Bệnh cầu trùng

Bệnh cầu trùng trên thỏ thường tồn tại ở 2 thể: cầu trùng gan và cầu trùng ruộtnon

Cầu trùng gan do một loài cầu ký trùng có tên là Eimeria stiedae gây ra Thỏ bịnhiễm bệnh chủ yếu là do ăn phải bào tử gây nhiễm, tỷ lệ nhiễm bệnh tương đối cao(vừa phải đến cao) Eimeria stiedae sống ký sinh trong tá tràng, từ đó chúng xâmnhiễm vào gan qua máu hoặc qua tế bào Lympho xâm nhập vào các tế bào biểu môcủa mạch máu và bắt đầu sinh sản bằng cách phân chia liên tục.

Triệu chứng thường biểu hiện rõ ở thỏ con bao gồm biếng ăn, suy nhược cơ thể,phần bụng thường to và thõng xuống (bụng sệ) Khi chúng ta sờ nắn vào vùng bụng

sẽ thấy gan bị sưng to do các khối ung thư của gan Tỷ lệ chết thướng thấp ngoại trừthỏ con)

Với một số biểu hiện bệnh lí đặc trưng như: Gan của thỏ bệnh thường sưng tolên gấp nhiều lần, bề mặt gan nhẵn bóng, có nhiều hạt màu trắng xám có chứa mủmàu vàng bên trong)

Cầu trùng ruột non thường do nhiều loại cầu ký trùng gây nên như: Eimeriamagna, Eimeria irresidua, Eimeria perforans và Eimeria media gây ra Tất cả chúngđều xâm nhiễm qua đường tiêu hoá, chúng có khả năng bám dính vào các tế bàobiểu mô ruột non và nhân lên ở đó Thỏ bị nhiễm bệnh chủ yếu là do ăn phải bào tửgây nhiễm, tỷ lệ nhiễm bệnh và tỷ lệ chết tương đối cao

Triệu chứng có thể thay đổi khác nhau và thể hiện rõ ở thỏ con Bao gồm: thỏcòi cọc chậm lớn (giảm cân) Con vật thường bị ỉa chảy, tuỳ theo mức độ nặng haynhẹ mà trong phân có lẫn dịch nhầy hoặc máu tươi Thỉnh thoảng Thỏ non thườngchết cấp tính Thỏ lớn thường đào thải noãn nang ra ngoài môi trường mà không thểhiện triệu chứng lâm sàng [7]

1.7 Phương pháp đo thân nhiệt ở thỏ

 Cơ chế sinh nhiệt trên cơ thể vật nuôi

Thân nhiệt phản ánh rất nhiều đặc tính sinh lý, sinh hóa của cơ thể vật nuôi (nhưdinh dưỡng cơ thể, vật nuôi no hay đói, mức độ hoạt động (chạy, nhảy,…), vật nuôi

có bị kích động không, hay đơn giản vật nuôi có bị stress hay không) Mỗi khi cácđặc tính sinh lý, sinh hóa trên thay đổi, cũng làm nhiệt độ thân nhiệt của vật nuôibiến đổi Vậy cơ chế sinh nhiệt trên cơ thể sống hoạt động như thế nào? Khi nắm

được bản chất của việc sinh nhiệt trên cơ thể sống ở các loài khác nhau, hay đơngiản ở các vị trí khác nhau trên cơ thể sẽ giúp chúng ta tạo ra những bộ đo thânnhiệt phù hợp, có độ chính xác cao.

Theo nhiều nghiên cứu lâm sàng thì cho thấy thân nhiệt ở một số loại động vật

có vú hay gia cầm biến đổi trong hai quá trình chính sau: Thân nhiệt sẽ thay đổi rấtlớn tùy thuộc vào sự hoạt động của một số bộ phận chính trên cơ thể như não, tim,gan thận,… Trong đó, khi hoạt động bình thường, các bộ phận chính của cơ thể này

có thể sinh ra lên đến 60% lượng nhiệt của toàn cơ thể Quá trình biến đổi thân nhiệtthứ hai đó là kết quả của quá trình bù trừ giữa sự sinh nhiệt bởi hoạt động của cácmúi cơ trên cơ thể và sự mất nhiệt ở các bộ phận cơ thể khác Ở đây có thể dễ dàngthấy thông qua dòng máu lưu thông, nhiệt độ cơ thể sẽ mất đi thông qua dẫn, bức

xạ, đối lưu hay bay hơi thông qua các vết thương Do đó thân nhiệt sẽ biến đổi rấtlớn phụ thuộc vào các thông số sinh lý, sinh hóa bên trong cơ thể và bên ngoài môitrường sống tác động lên cơ thể đó Dựa vào nguyên lý này thì một số bộ phận gâytổn hao nhiệt nhiều nhất trên cơ thể gia súc gia cầm có thể kể như là mũi, tai, da,chân, lớp vảy, sừng,… Ngoài ra các trạng thái đặc biệt của cơ thể như trong quátrình động dục, mang thai, hay thời gian đầu sau đẻ cũng làm tăng thân nhiệt rõ rệt.Thân nhiệt vật nuôi cũng có thể biến đổi rõ rệt do các quá trình hô hấp, tiêu hóa hayloại và cường độ vận động của chúng Theo kết quả nghiên cứu, khi bị nhiễm bệnhhoặc bị thương, cơ thể vật nuôi thường có thân nhiệt cao và có thể xuất hiện một sốđốm, vệt hoặc đám đỏ bất thường trên cơ thể

1.8 Kết luận chương 1

Qua việc tìm hiểu, nghiên cứu ở chương 1 về tổng quan công nghệ xử lý ảnhthân nhiệt và một số ứng dụng trong thực tế của camera ảnh nhiệt Ngoài ra còn tìmhiểu về cơ chế sinh nhiệt và các cách đo thân nhiệt vật nuôi, đưa ra các công trìnhnghiên cứu về việc sử dụng camera ảnh nhiệt trong việc chuẩn đoán và phát hiệnsớm một số bệnh thông thường ở thỏ Từ đó rút ra các ưu, nhược điểm của việc sửdụng camera ảnh nhiệt trong việc chuẩn đoán và phát hiện sớm một số bệnh thôngthường ở thỏ so với các phương pháp cũ

Để giải quyết bài toán sử dụng camera ảnh nhiệt và công nghệ xử lý ảnh đểchuẩn đoán, phát hiện sớm một số bệnh ở vật nuôi tôi tiến hành nghiên cứu đề tài

“Nghiên cứu hệ thống tự động nhận diện và phân loại một số bệnh thông thườngtrên thỏ nuôi bằng công nghệ xử lý ảnh thân nhiệt”

Khi đề tài được đi vào thực tiễn thì sẽ giúp người chăn nuôi quản lý được đànvật nuôi của mình

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Yêu cầu thiết kế hệ thống

Với đề tài “Nghiên cứu phát triển hệ thống tự động nhận diện và phân loạimột số bệnh thông thường trên thỏ nuôi bằng công nghệ xử lý ảnh thân nhiệt” này,phạm vi mô hình của em là thực hiện việc nhận diện, phát hiện và phân loại một sốbệnh cơ bản cho thỏ trong các trang trại nuôi

Thiết kế hệ thống tự động nhận diện và phân loại một số bệnh thông thường trên

thỏ nuôi bằng công nghệ xử lý ảnh thân nhiệt đảm bảo các yêu cầu sau đây:

 Hệ thống có thể phát hiện, nhận diện được thân nhiệt bất thường đã nhiễmbệnh của thỏ thông qua hình ảnh thân nhiệt

 Hệ thống gửi thông tin cảnh báo về điện thoại cho người nuôi thông quaứng dụng blynk

 Sử dụng OpenCV và camera đo thân nhiệt

 Giao diện thân thiện, dễ sử dụng

 Độ chính xác đạt trên 90%

 An toàn và tiết kiệm chi phí

Dựa trên toàn bộ những yêu cầu của bài toán như trên, ta bắt đầu xây dựng lưu đồthuật toán và hoàn thiện giao diện chương trình nhận dạng

2.2 Sơ đồ công nghệ của hệ thống

 Vật nuôi: Là đối tượng được theo dõi tự động bởi camera thân nhiệt trongnghiên cứu là thỏ Do điều kiện không cho phép giới hạn về kinh tế và kiếnthức nên tôi nghiên cứu về bệnh bại huyết và bệnh sổ mũi ở thỏ

 Lấy ảnh thân nhiệt: Có nhiệm vụ làm dữ liệu phân tích cho chương trình Chươngtrình phân tích xử lý ảnh nhiệt trực tiếp lấy ảnh thân nhiệt của cả đàn thỏ đangnuôi nhốt

 Bộ điều khiển trung tâm: Có nhiệm vụ thu thập lưu trữ các ảnh thân nhiệtchụp được để làm dữ liệu phân tích cho chương trình Chương trình phântích xử lý ảnh nhiệt, phân tích, xử lý ảnh thân nhiệt tìm sau đó xác định tọa

độ của vùng nhiệt bất thường đó trên ảnh

 Kết quả loại bệnh được phát hiện: Sau khi tìm được vùng nhiệt bất thường chương

trình sẽ xác định và đưa ra kết quả loại bệnh mà thỏ có thể nhiễm

 Đưa thông báo về khả năng nhiễm bênh qua thông báo trên ứng dụng blynk

được cài đặt trên điện thoại: Bệnh của thỏ đã được xác định khi đó thông tin

về bệnh có khả năng bị nhiễm sẽ được gửi đến người quản lý thông qua ứngdụng

 Người quản lý: Người quản lý là người sẽ nhận được thông báo về khả năng

nhiễm bệnh của lợn, sẽ đưa ra phác đồ điều trị phù hợp cho cá thể nhiễmbệnh và cách ly cá thể đó ra khỏi đàn tránh sự lây lan

Hình 2 1 Sơ đồ công nghệ hệ thống

Nguyên lý hoạt động:

Nhân viên sử dụng camera ảnh nhiêt Flir TG267 để chụp ảnh thân nhiệt trên cơthể của đàn thỏ nuôi Sau đó, sử dụng chương trình kết quả của đề tài phân tích cáchình ảnh chụp được Chương trình sẽ xử lý phân tích bằng công nghệ xử lý ảnh đểtìm ra các vùng có dấu hiệu bất thường về nhiệt Khi xác định được vùng nhiệt bấtthường chương trình sẽ gửi thông báo về khả năng nhiễm bễnh thông qua cảnh báo

trên ứng dụng blynk đến người quản lý Người quản lý nhận thông tin qua ứng dụng

và đưa ra pháp đồ điều trị phù hợp cho cá thể thỏ nhiễm bệnh

Bước 1: Camera nhiệt thu nhận ảnh nhiệt của vật nuôi

Bước 2: Máy tính nhận và xử lý ảnh thân nhiệt, sau đó gửi tín hiệu nhiệt độ sangmạch ESP

Bước 3: Mạch ESP8266 nhận dữ liệu từ máy tính sang cổng COM

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống

Yêu cầu hệ thống:

- Xác định được cá thể có giá trị nhiệt độ bất thường theo yêu cầu

- Xác định chính xác tọa độ những khu vực có giá trị nhiệt cao bất thường

- Xác định được tọa độ và giá trị nhiệt độ cao nhất trong vùng nhiệt độ bấtthường tìm được, giá trị nhiệt độ xác định được có sai số cho phép không quá0.5° C (1.3%)

Sau khi tìm được vùng nhiệt độ bất thường phải gửi được tin nhắn cảnh báo tới ứngdụng blynk cài đặt sẵn theo đúng nội dung quy định

2.3 Lựa chọn cấu trúc phần cứng và phần mềm điều khiển hệ thống

Dẫn đầu trong công nghệ nhìn hồng ngoại trên thế giới hiện nay là hãngFLIR Systems, trụ sở chính đặt tại Hoa Kỳ, đây là hãng cung cấp hầu hết cho quânđội Mỹ và đồng minh trong các hợp đồng thiết bị truy tìm và dẫn hướng hồng ngoạiứng dụng trong máy bay chiến đấu, tàu chiến, xe humvee và bộ binh Ngoài ra, đểphục vụ trong dân dụng nhằm ngăn chặn các đại dịch toàn cầu, lần đầu tiên, FLIR

đã công bố và cho sử dụng các Camera ảnh nhiệt sử dụng để dò tìm bệnh nhân nghinhiễm Covid-19 Nhờ các thiết bị của FLIR, dịch Covid-19 đã và đang dần đượcngăn chặn

2.3.1 Camera Flir TG267

Flir TG267 là dòng camera nhiệt tiên tiến của Flir Mỹ với khả năng đo trongkhoảng từ 25 ° C đến 380 ° C với độ chính xác cao Camera thuộc series mới ra mắtnên áp dụng công nghệ tiên tiến mới nhất của hãng Flir Camera nhiệt Flir TG267

có trường nhìn rộng, độ phân giải 160×120 được áp dụng để xác định các vấn đề vềquá nhiệt của động cơ, tủ điện, hệ thống máy móc…

Hình 2 2 Camera ảnh nhiệt cầm tay FLIR TG267[6]

Bảng 2 1 Thông số kỹ thuật của camera ảnh nhiệt cầm tay FLIR TG267

Màn hình 320 × 240 pixel, màn hình LCD 2,4 màu

Loại pin Pin Lion 3,7V có thể sạc lại

Độ chính xác ± 1,5 ° C (2,7 ° F) cho nhiệt độ 50 ÷ 100 ° C (122 ÷ 212 °

F); lên đến ± 3 ° C (± 5,4 ° F) cho −25 ÷ 50 ° C (−13 ÷ 122

° F)

Độ phân giải hồng ngoại 160 × 120 pixel

Laze Laze loại 1 chỉ định vùng đo nhiệt độ; kích hoạt nút

Truyền thông USB 2.0, Bluetooth

USB: USB Type-C truyền dữ liệu/ nguồn

USB - Tiêu chuẩn USB 2.0 tốc độ cao

Dung lượng lưu trữ hình

ảnh

4 GB để lưu trữ tới 50.000 hình ảnh

2.3.2 ESP8266 NodeMCU

ESP8266 là một vi mạch trong gói QFN có khả năng của cả bộ TCP/IP và

bộ vi điều khiển ESP8266 cung cấp giải pháp WiFi tích hợp cao đáp ứng nhu cầucủa các ứng dụng IoT (Internet of Things) như chi phí thấp, sử dụng năng lượnghiệu quả, hiệu suất đáng tin cậy và thiết kế nhỏ gọn Nó được sản xuất bởi EspressifSystems ở Thượng Hải, Trung Quốc

Có khả năng kết nối mạng WiFi hoàn chỉnh, ESP8266 có thể hoạt động nhưmột thiết bị tớ cho một bộ vi điều khiển chủ hoặc như một ứng dụng độc lập Khichúng ta nói thiết bị tớ cho vi điều khiển chủ, điều đó có nghĩa là nó có thể sử dụnglàm bộ điều hợp WiFi cho bất kỳ vi điều khiển nào sử dụng giao tiếp SPI hoặcUART Trong khi sử dụng độc lập, nó có thể thực hiện được các chức năng của một

bộ vi điều khiển và mạng WiFi

ESP8266 dựa trên dòng L106 Diamond của Tensilica, là bộ xử lý 32-bit và cóSRAM trên chip Đồng thời tích hợp module nguồn, balun RF, bộ thu và phát RF,

bộ thu và phát tương tự, băng tần số, bộ khuếch đại, bộ lọc và một số thành phần tốithiểu khác

Hình 2 3 ESP8266 Arduino[7]

 Các loại Module ESP8266

ESP8266 có nhiều phiên bản khác nhau như được thể hiện trong hình bên dưới.Hiện nay, NodeMCU ESP-12E là phiên bản phổ biến nhất vì nó dễ kết nối, lập trình

và có nhiều chân GPIO

Hình 2 4 Các phiên bản Module ESP [7]

ESP8266 cần ít nhất thêm 7 linh kiện nữa mới có thể hoạt động, trong đó phầnkhó nhất là Antena Đòi hỏi phải được sản xuất, kiểm tra với các thiết bị hiện đại

Do đó, trên thị trường xuất hiện nhiều Module và Board mạch phát triển đảm đươnghết để người dùng đơn giản nhất trong việc phát triển ứng dụng Một số Module vàBoard phát triển phổ biến:

Bảng 2 2 So sánh các thông số các loại module ESP8266 thông dụng trên thị trường hiện nay

Phiên

bản Số chân pitch

form factor LEDs

2×4

14.2 x14.2ESP-03 14 2mm 2×7notch No Ceramic No No 17.3 x12.1

14.2 x14.2ESP-06

12+GN

16.3 x13.1

2×8pinhole Yes Ceramic Yes Yes

20.0 x16.0

2×7

17.0 x16.0ESP-08

ESP-09 12+GND misc 4×3 dice No None No No 10.0 x10.0

1.27mm

1×8

17.3 x12.1

2×8notch Yes

24.0 x16.0

2×8notch Yes

24.0 x16.0

Etched

15.0 x18.6

ESP8266 NodeMCU (Node MicroController Unit) là một môi trường phát triểnphần mềm và phần cứng mã nguồn mở được xây dựng trên một hệ thống trên chip(SoC) được gọi là ESP8266 ESP8266, được thiết kế và sản xuất bởi EspressifSystems, chứa các thành phần quan trọng của một máy tính: CPU, RAM, mạng(WiFi), thậm chí cả hệ điều hành và SDK hiện đại

Board mạch thu phát wifi ESP8266 NodeMCU với kích thước nhỏ gọn, giá rẻđược dùng nhiều cho các thiết bị IoT, các ứng dụng cần kết nối mạng wifi

Sơ đồ chân:

Các module ESP8266 được sử dụng rộng rãi nhất là ESP-01, ESP8266NodeMCU (ESP8266-12E) và Wemos D1 Mini Hình bên dưới cho thấy sơ đồ châncủa Kit NodeMCU ESP8266-12E

Hình 2 5 Sơ đồ chân của Kit NodeMCU ESP8266-12E [7]

Bảng 2 3 Thông số kỹ thuật ESP8266 Arduino

WiFi 2.4 GHz hỗ trợ chuẩn 802.11 b/g/n

Điện áp hoạt động 5VDC thông qua cổng micro USB