ddddddddddđ dddddddddddddđ ddddddddđ dddddddddddddddddddddddddddddddddddddd dddddddddddddddddddddddddddddddddddddđ ddddddddddddd d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d
Trang 1Công ty TNHH Công Nghệ Năng Lượng Xanh THTECH
Thông tin Sinh viên: Lớp:
Thông tin Cán bộ hướng dẫn:
GVHD: TS Ngô Đình Thanh
CBHD (tại đơn vị): Hoàng Văn Bình
Đà Nẵng, tháng 03 năm 2023
Trang 2LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và thực tập tốt nghiệp chúng em luôn được sự quantâm,hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong khoa cùng với sự độngviên giúp đỡ của bạn bè
Lời đầu tiên chúng em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệuTrường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng, cùng các thầy cô Khoa Điện đã tận tìnhgiúp đỡ cho em suốt thời gian học tại trường
Đặc biệt xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo Ngô Đình Thanh đãtrực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn chúng em hoàn thành bài báo cáo này
Chúng em xin trân trọng cảm ơn!
Trang 3
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG
XANH THTECH 8
1.1 Giới thiệu chung: 8
1.2 Sứ mệnh và tầm nhìn: 8
1.3 Giá trị cốt lõi của THTECH: 9
1.4 Chiến lược phát triển: 9
1.5 Các sản phẩm chính 10
CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ ỨNG DỤNG IOT TRONG NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO 11
2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến nuôi trồng thủy sản 11
2.1.1 Vị trí địa lý: 11
2.1.2 Các yếu tố tự nhiên: 11
2.2 Các công trình nghiên cứu có sẵn: 12
2.2.1 Advanced Technology Application on Monitoring and Forecasting Lobster Farming Environment in Phu Yen(Ứng dụng công nghệ tiên tiến trong quan trắc và dự báo môi trường nuôi tôm hùm tại Phú Yên) 12
2.2.2 Design of a Wireless Sensor Network for Open Ocean Aquaculture Based on 802.11ac Wireless Bridge and LoRaTM Technology 13
2.2.3 The Preliminary Design of Water Quality Monitor System for the Ecological Pond based on LoRaWAN 14
CHƯƠNG 3: CÁC CHUẨN TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY PHỔ BIẾN 16
3.1 LoRa 16
3.2 LoRaWAN: 16
3.3 WiFi 18
CHƯƠNG IV : YÊU CẦU DỰ ÁN 19
4.1 Mục đích: 19
4.2 Xây dựng hệ thống IOT dựa trên mạng LoRaWAN: 19
4.3 Giám sát chất lượng nước cho người nuôi cá 19
4.3.1 Nồng độ Oxy hoà tan trong nước: 19
4.3.5 Oxy hóa khử (ORP): 20
4.4 Hiển thị và cảnh báo: 20
Trang 4CHƯƠNG V: GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG IOT QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG
NƯỚC ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG 21
5.1 Tổng quan giải pháp 21
5.1.1 Hạn chế 21
5.1.2 Giải pháp công nghệ 21
5.2 Thiết bị: 22
5.3 Thực nghiệm sử dụng STM32 và board UCA: 23
Trang 5Tên công ty/Đơn vị: Công ty TNHH Công Nghệ Năng Lượng Xanh THTECH
DANH MỤC CÔNG VIỆC ĐƯỢC THỰC HIỆN
Họ và tên sinh viên thực tập: MSV: Lớp:
hiện
Kết quả đạt được Xác
nhận của cánbộ
14 Gặp anh Bình Nghe anh giới thiệu về công
ty, các đề tài nghiên cứu
để thực tập - Nắm kế hoạch,
cách thức đợtthực tập
- Chọn được đềtài thực tập
- Làm xongchương I trongbáo cáo thực tập
- Được hướng dẫn
về thực tập và định hướng công việc
- Chia nhóm nghiên cứu,phân công nhóm trưởng,lập kế hoạch, thỏa thuận cách thức cập nhật thôngtin, thông báo, báo cáo
- Chọn đề tài
17/02/2023
16 Họp nhóm, phân tích
đề tài và các yếu tố cần tìm hiểu để phân công công việc
- Bắt đầu làm chương I trong báo cáo dựa theo yêu cầu của người hướng dẫn nhóm
21 Tìm và đọc các công trình nghiên cứu đã được công bố để tìm hiểu ưu nhược điểm của từng công trình từ đó
- Hiểu được tầm quan trọng của IoT trong nuôi trồng thủy sản
- Biết được các vấn đề, giải pháp đã được thực hiện
-Làm xong chương I trong
24/02/2023 - Tiếp tục công việc làm báo cáo thực tập và làm
23-chương II tìm hiểu về IoT trong nuôi trồng thủy sản qua đó hiểu hơn về dự án mình đang
Trang 6- Tìm hiểu sơ bộ về LoRa/LoRaWAN
- Thực hành lập trình truyền nhận dữ liệu trên board phát triển UCA
- Hiểu về các giaothức
LoRa/LoRaWAN
- Hoàn thành báo cáo
04/03/2023 - Làm báo cáo chương III
07-08-09 Thực hành lập trình truyền nhận trên STM32
- Tìm hiểu các thông số của LoRa
- Làm báo cáo chương III, chương IV, chương V
- Hoàn thành báo cáo
- Bước đầu hiểu được ý nghĩa của các thông số đến việc truyền nhận
dữ liệu
Trang 7CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ
NĂNG LƯỢNG XANH THTECH
1.1 Giới thiệu chung:
Tên giao dịch quốc tế: THTECH GREEN ENERGY TECHNOLOGY COMPANY
LIMITED
Công ty TNHH Công nghệ Năng lượng xanh THTECH là một công ty chuyên nghiên cứu và phát triển công nghệ LPWAN, cung cấp giải pháp và thiết bị cho các hệ thống thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển từ xa, chuyển đổi số trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp và tạo ra các ứng dụng thông minh với yêu cầu tiêu thụ năng lượng thấp và truyền dữ liệu khoảng cách xa một cách tin cậy và an toàn.
Công ty cung cấp dịch vụ trọn vẹn từ tư vấn thiết kế kỹ thuật, phần mềm SCADA cho các trung tâm điều khiển vận hành, sản xuất thiết bị, thí nghiệm hiệu chỉnh, bàn giao vận hành đến bảo trì và bảo dưỡng hệ thống Với sự tự tin và khả năng đáp ứng mọi yêu cầu kỹ thuật của khách hàng, công ty đã chính thức đem lại dịch vụ thiết kế giải pháp công nghiệp chuyên nghiệp từ đầu năm 2021.
Công ty TNHH Công nghệ Năng lượng xanh THTECH tin rằng sự ủng hộ và tin tưởng của khách hàng sẽ trở thành nguồn cảm hứng lớn lao để biến những ý tưởng và giải pháp kỹ thuật thành hiện thực Nếu bạn đang quan tâm đến các giải pháp công nghiệp và năng lượng xanh, công ty này có thể là một lựa chọn tốt để tham khảo.
1.2 Sứ mệnh và tầm nhìn:
Tầm nhìn: THTECH trở thành công ty đổi mới sáng tạo công nghệ tạo ra sản
phẩm công nghiệp hữu ích cho cộng đồng.
Sứ mạng:
- Sáng tạo sản phẩm thay thế công nghệ ngoại nhập thông qua nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ Phát triển các giải pháp công nghệ tiên tiến nhằm đáp ứng nhu cầu của khách hàng trong việc thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển từ xa, chuyển đổi số trong các lĩnh vực công nghiệp và nông nghiệp, đóng góp vào sự phát triển của xã hội thông minh và bền vững.
- Cung cấp những giải pháp, sản phẩm và dịch vụ uy tín, hiệu quả đáp ứng các nhu cầu thực tiễn của khách hàng.
- Thực hiện trách nhiệm xã hội và phục vụ cộng đồng.
Trang 81.3 Giá trị cốt lõi của THTECH:
Tận tâm với khách hàng: Tận tâm với khách hàng là giá trị cốt lõi của THTECH.Chúng tôi luôn lắng nghe, tư vấn và hỗ trợ khách hàng một cách tận tình để đảm bảocác giải pháp và sản phẩm của chúng tôi đáp ứng được nhu cầu của họ
Sáng tạo và đổi mới: THTECH luôn nỗ lực sáng tạo và đổi mới để mang lại các giảipháp công nghệ tiên tiến nhất cho khách hàng
Tận dụng công nghệ tiên tiến: THTECH luôn tận dụng những công nghệ tiên tiến đểđưa ra các giải pháp hiệu quả, tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường
Chất lượng và độ tin cậy: Chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm và dịch vụ là ưutiên hàng đầu của THTECH Chúng tôi cam kết đưa ra những sản phẩm và dịch vụ cóchất lượng tốt nhất để đảm bảo sự hài lòng và tin cậy của khách hàng
1.4 Chiến lược phát triển:
Tập trung vào phát triển công nghệ LPWAN và sản xuất các thiết bị thu thập dữ liệu,giám sát và điều khiển từ xa Công ty nên tập trung vào nghiên cứu và phát triển côngnghệ mới, đảm bảo rằng các sản phẩm và dịch vụ của công ty luôn đáp ứng được yêucầu của khách hàng và đáp ứng được nhu cầu của thị trường
Mở rộng thị trường tiềm năng bằng cách cung cấp giải pháp và thiết bị cho các lĩnhvực công nghiệp, nông nghiệp và các ứng dụng thông minh Đây là các lĩnh vực đangphát triển nhanh chóng và đang có nhu cầu cao về công nghệ LPWAN và IoT
Xây dựng một hệ thống phân phối và bán hàng rộng khắp để đưa sản phẩm và dịch
vụ của công ty đến các khách hàng tiềm năng Điều này có thể bao gồm việc hợp tác vớicác đối tác phân phối, triển khai các chiến dịch quảng cáo và marketing hiệu quả để tăngkhả năng tiếp cận và nhận thức của thị trường đối với sản phẩm và dịch vụ của công ty.Đảm bảo rằng công ty luôn cung cấp cho khách hàng sản phẩm và dịch vụ chất lượngcao, đảm bảo tính ổn định và tin cậy trong quá trình sử dụng Điều này sẽ giúp tạo ralòng tin và sự tin tưởng từ khách hang
Đào tạo và thu hút nhân tài: Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, công tyTHTECH nên đào tạo và thu hút nhân tài có năng lực, tư duy sáng tạo để đáp ứng nhucầu phát triển công ty và nghiên cứu các giải pháp mới
Trang 91.5 Các sản phẩm chính
- Bộ thu thập dữ liệu Datalogger
- Bộ chuyển đổi năng lượng mặt trời
- Trung tâm điều khiển và giám sát
Trang 10CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ ỨNG DỤNG IOT TRONG NÔNG
NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO
2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến nuôi trồng thủy sản.
2.1.1 Vị trí địa lý:
Vị trí địa lí tạo ra những khả năng thuận lợi cho việc phát triển ngành thủy sản một cách toàn diện Đối với các nước giáp biển, trong đó có Việt Nam, nuôi trồng và khai thác hải sản trở thành ngành thể mạnh Khu vực đầm, phá, vũng, vịnh nước nông kín gió rất lý tưởng dễ nuôi trồng các loài hải sản giá trị kinh tế cao như ngọc trai, tôm hùm,hầu, rong biển, tảo biển, Mặt khác, diện tích vùng biển rộng lớn cung cấp nguồn hải sản tự nhiên phong phủ và đa dạng
2.1.2 Các yếu tố tự nhiên:
* Nguồn nước – Diện tích mặt nước:
Muốn sản xuất thủy sản cần có thủy vực Nó được xem như tư liệu sản xuất khôngthể thay thế cửa ngành này Trong vùng nội địa, có thể sản xuất thủy sản ở các khu vực
ao, hồ, sông, suối,… Tại vùng ven biển, người ta nuôi nhuyển thể tại các bãi triều gầncửa sông Hoặc những nơi có địa hình bờ biển khúc khuỷu hình thành các đầm, phá,vũng, vịnh nước nông tạo diều kiện phát triển nuôi trồng hải sản
* Chất lượng nguồn nước:
Chất lượng nguồn nước ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng, phát triển thủy sản
và năng suất thu hoạch Các yêu cầu về chất lượng nước sẽ được quyết định bởi giốngsinh vật được nuôi trồng và các thành phần khác đan xen vào nhau Những yếu tố chínhliên quan đến phát triển của thủy sản nhiệt độ, pH, DO độ mặn Các yếu tố ô nhiễmgây độc: COD, NH3, NO2, H2S, kim loại nặng…
DO trong nước rất cần thiết cho đời sống của thủy sản Nhu cầu oxy phụ thuộc vàotừng loài, từng giai đoạn phát triển, trạng thái sinh lý, nhiệt độ Nhu cầu DO trong nướctối thiểu của cá là 3 mg/l, với tôm là 5 mg/l Trường hợp DO thấp hơn mức gây chết kéodài làm cho động vật thủy sản bị sốc, ảnh hưởng xấu đến tỷ lệ sống, sinh trưởng và phátdục của chúng Giới hạn gây chết của DO cho tôm sú và tôm thẻ chân trắng giống là1,17 – 1,21 mg/l (Seidman và Lawrence, 1985)
Ở vùng đất phèn, pH của nước sẽ thấp Mỗi loài cá có khả năng chịu đựng mộtkhoảng pH khác nhau pH có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển phôi, đến quá trìnhdinh dưỡng, sinh trưởng và sinh sản của cả pH của môi trường quá cao hay quá thápđều không có lợi cho đời sống của cá Quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh hấpthu CO2 làm tăng pH Sức chịu đựng của cá đối với sự sụt giảm hàm lượng oxy trongnước sẽ kém đi khi pH thấp ph thích hợp cho cả nuôi là từ 6,5-9, tối nhất la 7-8
Trang 11* Khí hậu:
Nuôi trồng thủy sản chịu ảnh hưởng nhiều của nhiệt độ Nó ảnh hưởng trực tiếp đếnkhả năng thích nghi của từng loài, từng giai đoạn sống, sinh trưởng của cácloài thủy sảnkhác nhau, từ đó có biện pháp nuôi trồng đan xen, đa dạng thủy sản trên cùng một diệntích mặt nước Ở những vùng ven biển, nhiệt độ nước tăng lên cũng có thể ảnh hưởngđến sản xuất tảo và sự có sẵn của ánh sáng, oxy và carbon đối với các loài khác Nhiệt
độ nước tăng cũng ảnh hưởng đến các quá trình quan trọng như vi khuẩn cố định đạm
và khử nitơ Nhiệt độ nước quy định oxy và độ hòa tan cacbonat, bệnh dịch do virus, pH
và độ dẫn, quang hợp và tỷ lệ hô hấp của thực vật phù du
Nhiệt độ nước quả cao hoặc quá thấp đều không thuận lợi cho đời sống của thủy sản Nhiệt độ thích hợp cho thủy sản nuôi là 26-32°C Với cá tra và basa từ 26- 30°C (với cábột 28-30°C) Khi nhiệt độ thay đổi đột ngột 3-4°C có thể ảnh hưởng đến khả năngkháng bệnh của tôm, cá Nếu nhiệt độ vượt quá giới hạn cho phép có thể dẫn đến độngvật thủy sản chết, thậm chí chết hàng loạt Chẳng hạn như khi nhiệt độ nước giảmxuống 13 – 14°C, rét kéo dài có thể làm chết tôm càng xanh Nhiệt độ dưới 6°C hoặctrên 42°C làm cá rô phi chết Khi nhiệt độ nước trong ao là 35°C tỷ lệ sống của tôm sú
là 100%, nhưng ở nhiệt độ 37,5°C tỷ lệ tôm sống 60%, nhiệt độ 40°C tỷ lệ là 40%
hệ sinh thái vùng nước, phát triển bền vững
Sinh vật còn có thể là ngồn thức ăn phục vụ cho ngành nuôi trồng thủy sản chẳng hạnnhư động vật nổi sử dụng tảo, vi sinh vật làm thức ăn và nó lại là thức ăn cho tôm cá Sựtập trung số lượng động vật nổi ven bờ tỷ lệ thuận với sự phát triển phong phú của khuvực hệ thực vật nổi Trong số các động vật nổi, nhóm chiếm ưu thể nhất và quyết địnhchất lượng thức ăn cho cả và các động vật không xương sống lớn khác là nhómcopepoda
2.2 Các công trình nghiên cứu có sẵn:
2.2.1 Advanced Technology Application on Monitoring and Forecasting
Lobster Farming Environment in Phu Yen(Ứng dụng công nghệ tiên tiến trong
Trang 12quan trắc và dự báo môi trường nuôi tôm hùm tại Phú Yên).
* Vấn đề: Đặc trưng của tôm hùm là lột xác trong quá trình sinh trưởng, mỗi lần lột
xác có sự tăng lên về kích thước và trọng lượng Chu kỳ lột xác của mỗi loài tôm hùmphụ thuộc vào các yếu tố ngoại cảnh như: nhiệt độ nước, ánh sáng, độ mặn, thức ăn,…
và các yếu tố nội tại của cơ thể như sự điều tiết của các hormon lột xác hay hormon ứcchế lột xác,… Các yếu tố này luôn có mối quan hệ mật thiết, ảnh hưởng lẫn nhau và ảnhhưởng đến sự sinh trưởng của tôm hùm Từ đó đề xuất giải pháp để phân tích các thôngsố: nhiệt độ, pH, DO, độ mặn, độ đục, NH4+/NH3,
* Giải pháp:
- Trạm quan trắc có định vị GPS và truyền thông LoRa để trao đổi thông tin với trạmtrung tâm, được tích hợp module cấp nguồn và dự trữ NLMT để đảm bảo hoạt động thờigian dài
- Trạm thu thập dữ liệu từ các trạm quan trắc: truyền thông GSM/3G, LoRa Giaotiếp với với server qua hạ tầng hệ thống thông tin di động(GSM/3G) hoặc Internet Cấpnguồn bằng điện lưới hoặc NLMT
- Server có nhiệm vụ lưu trữ CSDL để quan trắc theo thời gian thực và phục vụ choviệc giám sát của người dùng bao gồm các biểu đồ tham số theo thời gian và các thông
số của nước
Trang 132.2.2 Design of a Wireless Sensor Network for Open Ocean Aquaculture Based on 802.11ac Wireless Bridge and LoRaTM Technology
* Vấn đề: với nhu cầu tiêu thụ cá và các loại hải sản biển đang tăng mạnh thì nuôi
trồng thủy sản biển là 1 ý tưởng hứa hẹn để cung cấp nguồn thực phẩm để đáp ứng nhucầu Ở Penghu và Pingtung(Đài Loan) nuôi trồng rất nhiều loại hải sản có giá trị caonhư cá mú, cá tráp đỏ, cá hồng nên việc kiểm soát các yếu tố DO, độ đục, nhiệt độ, độmặn,… cần được giám sát
* Giải pháp: hệ thống giám sát bao gồm các cảm biến và camera dưới nước Dữ
liệu từ cảm biến được truyền trực tiếp về trung tâm thu thập dữ liệu thông qua truyềnthông LoRa, tín hiệu video được gửi thông qua Wifi
Mạng cảm biến không dây được hợp thành từ 2 công nghệ truyền thông không dây
có khoảng cách truyền đi xa WiFi được sử dụng để truyền dữ liệu camera dưới nướcnhờ băng thông video rất cao Module LoRa/Arduino với khả năng truyền dữ liệu đi xa
và tiêu thụ năng lượng thấp được sử dụng cho việc truyền không dây từ những cảm biếnkhác WiFi hoạt động ở dải 5 GHz trong khi đó LoRa hoạt động ở 915MHz
Do sự giới hạn về dung lượng pin được lắp đặt nên chế độ tiết kiệm năng lượng được
đề xuất ra để kéo dài thời gian hoạt động của hệ thông
Sau cùng, tất cả những dữ liệu được thu thập sẽ được tự động đưa về trung tâm dữliệu NTOU(National Taiwan Ocean University)
2.2.3 The Preliminary Design of Water Quality Monitor System for the Ecological Pond based on LoRaWAN
* Vấn đề: trong nuôi trồng thủy sản hiện đại, việc giám sát các yếu tố của môitrường trong các ứng dụng hệ thống giám sát thông minh ngày càng nhận được nhiều sự