Mô hình ứng dụng hệ thống iot trong chăn nuôi gà, giải pháp hiệu quả cho các hộ chăn nuôi gà bán công nghiệp ở nông thôn góp phần nâng cao giá trị kinh tế gia đình

821 MÔ HÌNH ỨNG DỤNG HỆ THỐNG IOT TRONG CHĂN NUÔI GÀ, GIẢI PHÁP HIỆU QUẢ CHO CÁC HỘ CHĂN NUÔI GÀ BÁN CÔNG NGHIỆP Ở NÔNG THÔN GÓP PHẦN NÂNG CAO GIÁ TRỊ KINH TẾ GIA ĐÌNH Phạm Minh Thuận, Nguyễn Hồng Tài[.]

MÔ HÌNH ỨNG DỤNG HỆ THỐNG IOT TRONG CHĂN NUÔI

GÀ, GIẢI PHÁP HIỆU QUẢ CHO CÁC HỘ CHĂN NUÔI

GÀ BÁN CÔNG NGHIỆP Ở NÔNG THÔN GÓP PHẦN

NÂNG CAO GIÁ TRỊ KINH TẾ GIA ĐÌNH

Phạm Minh Thuận, Nguyễn Hồng Tài, Lâm Quang Nhựt

Viện Công nghệ Việt – Nhật, Trường Đại học Công nghệ TP Hồ Chí Minh

GVHD: ThS Nguy ễn Thị Ngọc Anh 75

TÓM TẮT

Hiện nay gà công nghiệp có số lượng bày bán rất nhiều nhưng chất lượng thịt không ngon do gà được nuôi nhốt theo hướng công nghiệp ít được vận động và ăn cám tăng trọng Ngoài ra, nuôi theo hướng công nghiệp nguồn vốn đầu tư trang thiết bị hiện đại rất cao Bên cạnh đó người tiêu dùng cũng mong muốn nguồn thịt gà có chất lượng cao Do vậy, đã xuất hiện hình thức nuôi gà bán công nghiệp với chi phí đầu tư hợp lý, thịt gà ngon hơn do được vận động chăn thả kết hợp nuôi nhốt Tuy nhiên, vấn đề là người dân khi nuôi theo hình thức này chưa quan tâm đến việc áp dụng Khoa học – Công nghệ dẫn đến gặp khó khăn trong khâu quản lý đàn gà và phải tốn nhiều

sức trong khâu cho ăn, uống nước, Giải pháp của nhóm là sẽ tạo ra một “Mô hình ứng dụng hệ thống IoT trong chăn nuôi gà” giúp người dân tiết kiệm chi phí, đảm bảo vệ sinh chuồng trại, tự

động hóa trong một số khâu giúp quá trình chăn nuôi hiệu quả hơn

Từ khóa: Chăn nuôi gà, hệ thống IoT, gà bán công nghiệp, thịt gà, khoa học kỹ thuật

1 PHÁT HIỆN VẤN ĐỀ

Theo thống kê do Việt Nam chưa sử dụng công nghệ cao trong chăn nuôi nên chi phí sản xuất chăn nuôi trong nước cao hơn các nước Ấn Độ, Malaysia, riêng ở Mỹ giá thịt rẻ hơn VN đến 40% Giá thức ăn ở nước ta cũng cao hơn thế giới 15-20%, nếu không ứng dụng công nghệ cao trong chăn nuôi, cơ hội cạnh tranh sản phẩm chăn nuôi trong nước với nhập khẩu thấp

Cho gà uống nước của các hộ chăn nuôi đều thực hiện bằng tay Lượng nước gà uống còn phụ thuộc vào thời tiết nên lượng nước khi cho gà uống là khác nhau, các hộ chăn nuôi chỉ canh thời gian trong ngày cho gà uống nước nên không giám sát được lượng nước gà uống đã đủ hay còn thiếu Ngoài ra người dân sử dụng máng ăn không hợp lý, khiến thức ăn và phân sẽ bị trộn lẫn với nhau vì gà có thể di chuyển và giẫm đạp lên thức ăn gây mất vệ sinh Đây là một trong các nguyên nhân phát sinh bệnh truyền nhiễm nguy hiểm

Gà chết là do kỹ thuật sưởi ấm không đều nên khiến gà bị lạnh Ngoài ra người chăn nuôi khó có thể kiểm soát tình hình dịch bệnh cũng như quản lý các chỉ số cần thiết khi chăn nuôi gà một cách hiệu quả

Hình 1: Người dân chưa áp dụng khoa học kỹ thuật vào chăn nuôi gà bán công nghiệp ở nông thôn

2 NỘI DUNG

2.1 Khảo sát thực trạng của vấn đề

Trong thời điểm hiện nay, xuất hiện những thách thức và nguy cơ ngày càng rõ rệt đang đe dọa đến sự phát triển bền vững của ngành chăn nuôi Việt Nam, đặc biệt nhất là trong tình hình hội nhập và cạnh tranh kinh tế càng gay gắt

Hình 1: Bình cho gà uống nước bị đổ nước ra nền Hình 2: Người chăn nuôi cho gà ăn

Ở Hình 1 và Hình 2 do nhóm chúng tôi chụp ảnh thực tế tại các chuồng chăn nuôi khu vực phía Nam cho thấy thực trạng chăn nuôi ở các vùng nông thôn nước ta đang còn rất lạc hậu chưa đảm bảo được vấn đề vệ sinh trong chăn nuôi

2.2 Khảo sát nhu cầu giải quyết vấn đề

Hiện nay các nước tiến bộ hầu hết đã áp dụng khoa học kỹ thuật vào trong nhiều lĩnh vực Nhiều quốc gia phát triển hơn Việt Nam như Nhật Bản, Mỹ, Hàn Quốc đã tiến hành áp dụng công nghệ vào chăn nuôi từ lâu

Hình 3: Tầm quan trọng của công nghệ đối với nền chăn nuôi nước nhà (nguồn: kinhtenongthon.vn)

Chúng tôi đã tiến hành một cuộc khảo sát nhỏ về nhu cầu áp dụng khoa học kỹ thuật vào chăn nuôi gà để tạo ra nguồn thịt sạch với kết quả khảo sát như sau:

Đối tượng: Người tiêu dùng

Phương pháp: Khảo sát online trên google biểu mẫu

Câu hỏi: “Hiện nay có rất nhiều sản phẩm thịt gia cầm trôi nổi không rõ nguồn gốc Nếu như áp dụng công nghệ, kỹ thuật vào trong chăn nuôi và giúp người mua có thể truy xuất nguồn gốc, an tâm về chất lượng, độ an toàn thì giá thịt sẽ cao hơn giá thị trường một chút Anh/Chị sẽ ủng hộ không?”

Số lượng mẫu: 41 câu trả lời

Hình 4: Biểu đồ thể hiện nhu cầu mong muốn sử dụng sản phẩm sạch từ chăn nuôi

áp dụng khoa học kỹ thuật của người dùng Kết quả khảo sát cho thấy, đa số người dùng đều muốn áp dụng khoa học kỹ thuật vào chăn nuôi thay cho chăn nuôi truyền thống và kết hợp với việc truy suất nguồn gốc chăn nuôi gà được nuôi trước khi chọn dùng sản phẩm thịt Như vậy rõ ràng rằng đại đa số người tiêu dùng đều muốn có một giải pháp nào đó để thay đổi thực trạng này dù cho giá cả thế nào

2.3 Khảo sát các giải pháp hiện có

Bảng 1: Các giải pháp hiện có cho vấn đề có trên thị trường Giải pháp Ưu điểm Nhược điểm

Bình uống nước tự động

cho gà:

– Gà được cung cấp đủ lượng nước

– Lắp đặt 1 lần và sử dụng lâu dài

– Gà luôn được cấp nước liên tục

– Khó khăn trong việc vệ sinh bên trong bình

– Người chăn nuôi chưa quan tâm nhiều

– Chi phí đầu tư ban đầu cao

Núm cho gà uống nước tự

động:

– Nhỏ gọn dễ vận chuyển

– Chi phí thấp

– Cung cấp nước gà uống liên tục

– Chưa được phổ biến tiếp cận rộng rãi đến người dân

– Nhiều con gà không thể uống cùng một lúc

– Lắp đặt hệ thống ống nước phức tạp trong chuồng trại

Giải pháp Ưu điểm Nhược điểm

Hệ thống cho gà ăn tự

động:

– Cho ăn nhanh và tiện lợi

– Dễ dàng làm sạch, vệ sinh máng

– Có cảm biến để nhận biết, điều khiển lượng thức ăn phù hợp với từng máng

– Giá thành cao

– Chỉ phù hợp với mô hình nuôi gà số lượng lớn

Các giải pháp hiện có trên thị trường chưa thật sự được quan tâm và phổ biến rộng rãi đến người dân Vì vậy để có một mô hình chuẩn ứng dụng các thiết bị khoa học – kỹ thuật để người dân áp dụng phù hợp hơn với thực trạng hiệu quả hơn

2.4 Xác định nguyên nhân cụ thể gây ra vấn đề

Để tìm ra một giải pháp tối ưu hơn Chúng tôi đã tiến hành liệt kê ra các nguyên nhân dẫn đến việc làm cho người dân vẫn chưa áp dụng hiệu quả công nghệ trong việc chăn nuôi gia cầm

Hình 5: Biểu đồ xương cá xác định các nguyên nhân gây ra vấn đề

Sau quá trình khảo sát và thảo luận, nhóm tác giả kết luận một trong những lý do chính khiến người dân vẫn chưa áp dụng hiệu quả công nghệ trong việc chăn nuôi gia cầm là “Do người dân chưa thấy được sự hiệu quả của công nghệ”

2.5 Đề xuất giải pháp và mục tiêu thiết kế

Đề xuất giải pháp: Thiết kế hệ thống IoT chăn nuôi gà, giải pháp hiệu quả cho các hộ chăn nuôi

gà bán công nghiệp

Mục tiêu thiết kế: Cho gà ăn bằng máng treo để tiết kiệm thức ăn, sử dụng hệ thống ròng rọc di

chuyển máng ăn lên xuống để tránh việc gà đi phân vào dễ phát sinh bệnh, nước uống được cung cấp liên tục, nhiệt độ trong chuồng ổn định từ 20 oC – 30 oC và đèn thắp sáng liên tục vào buổi tối

dù có mất điện Ứng dụng IoT để điều khiển các thiết bị thông qua smartphone và sử dụng mã QR

để truy xuất nguồn gốc, giúp người dân yên tâm về sản phẩm thịt gia cầm có xuất xứ nguồn gốc rõ ràng

3 HỆ THỐNG IOT TRONG CHĂN NUÔI GÀ

3.1 Mô tả hệ thống

Đây là hệ thống cho gà ăn bằng cách sử dụng động cơ nâng hạ các máng ăn, máng uống hạn chế sử dụng sức lao động cho người chăn nuôi bên cạnh đó hệ thống còn tích hợp thêm rơle dùng

để bật tắt các thiết bị như: đèn, máy bơm nước, quạt, Có sử dụng năng mặt trời, mã QR để truy xuất nguồn gốc, có thể bật tắt thiết bị từ khoảng cách xa bằng smartphone rất thuận tiện khi người lao động không có mặt tại chuồng nuôi để thao tác trực tiếp

3.2 Tính sáng tạo

Mô hình là một chuẩn chăn nuôi khi áp dụng vào thực tế, có thể thay đổi suy nghĩ của người chăn nuôi ở các vùng nông thôn về tầm quan trọng của khoa học – kỹ thuật trong thời kỳ mà công nghệ ngày càng phát triển nhanh như hiện nay Thay vì phải chăm nước, cho ăn, tắt mở đèn bằng tay, thì chỉ cần lắp đặt “hệ thống IoT chăn nuôi gà” là có thể điều khiển, giám sát đều bằng smart phone về lâu dài sẽ rút ngắn thời gian chăn nuôi, kiểm soát được dịch bệnh tăng khả năng cạnh tranh, góp phần nâng cao giá trị kinh tế tăng năng suất lên rất nhiều lần

3.3 Sơ đồ khối và thiết kế mạch hoàn chỉnh

Hình 6: Sơ đồ khối hệ thống Hình 7: Sơ đồ thực tế các khối

(chưa bao gồm khối chấp hành)

Nguyên lý hoạt động: Hệ thống có 2 chế độ hoạt động là tự động và điều khiển bằng tay thông qua smartphone Ở chế độ điều khiển tự động hệ thống sử dụng module ESP8266 để kết nối với internet để có thể truy cập vào MQTT (gọi là broker) để có thể chia sẻ và nhận thông tin các cảm

biến, xử lý và điều khiển các thiết bị điện thông qua các relay, động cơ Ngoài ra ESP8266 còn được dùng để truy cập hệ thống thời gian thực NTP (Network Time Protocol) lấy thời gian thực về để cài đặt thời gian điều khiển thiết bị Ở chế độ điều khiển bằng tay thì người dùng có thể trực tiếp điều khiển các thiết bị trong chuồng gà khi cần thiết mà không cần sử dụng đến cảm biến như bơm nước, cho gà ăn, quạt,… Do đó, khi áp dụng hệ thống này trong chăn nuôi gà sẽ tiết kiệm nhiều thời gian và công sức cho các hộ chăn nuôi gia cầm

3.4 Đánh giá giải pháp

Ưu điểm:

– Có thể giám sát được chuồng bằng smart phone

– Thay thế một số thao tác bằng tay truyền thống sang tự động

– Đảm bảo vệ sinh chăn nuôi

– Rút ngắn được thời gian chăn nuôi

– Giúp tăng năng suất chăn nuôi

Nhược điểm:

– Chi phí đầu tư các thiết bị ban đầu cao

– Người dân chưa biết rộng rãi về khoa học-kỹ thuật

– Giao diện tương tác chưa bắt mắt

4 KẾT LUẬN

Việc thực hiện giải pháp ứng dụng kỹ thuật công nghệ IoT với mong muốn tìm ra giải pháp giúp người dân tiếp cận với nền công nghệ đang ngày càng phát triển của thế giới nhằm tăng khả năng cạnh tranh của sản phẩm chăn nuôi của Việt Nam với các quốc gia trong khu vực và xa hơn là Thế Giới Với sự quyết tâm và khát khao cháy bỏng của sinh viên năm 4 chúng tôi luôn muốn đóng góp một phần công sức của mình vào sự phát triển của đất nước Qua đồ án này giúp chúng tôi hiểu hơn về quy trình thực hiện dự án, biết ứng dụng kiến thức chuyên ngành của mình vào thực tế, và tương lai chúng tôi có thể tiếp tục hiện thực hiện hóa ý tưởng này

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] ThS Nguyễn Thị Ngọc Anh (2018) Bài giảng Thiết kế dự án II Trường Đại học Công nghệ Hutech

[2] Không áp dụng công nghệ 4.0 vào chăn nuôi sẽ gặp khó (2018) Theo Thanh Tam/kinhtenongthon.vn Link (http://tapchitaichinh.vn/nghien-cuu-trao-doi/khong-ap-dung-cong-nghe-40-chan-nuoi-se-gap-kho- 144669.html )

[3] Quy trình nuôi gà thả vườn theo tiêu chuẩn VietGAHP (2017) Theo trang Vietgap.com Link: