Nghiên cứu công nghệ smarthome và xây dựng hệ thống điều khiển thiết bị hỗ trợ việc trồng nấm bằng điện thoại di động

Điều này áp dụng công nghệ thông tin hiện đại sẽ giúp cho chủ nhà nấm có thể quản lý từ xa và cập nhật thông tin về tình trạng nhà nấm của mình tại bất cứ nơi đâu bằng thiết bị di động t

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ VĂN MINH

NGHỆ AN, 03/2017

Trang 1

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả cam đoan rằng luận văn này: “Nghiên Cứu công nghệ SmartHome và xây dựng hệ thống điều khiển thiết bị hỗ trợ việc trồng nấm bằng điện thoại di động” là bài nghiên cứu của chính tác giả

Ngoại trừ những tài liệu tham khảo được trích dẫn trong luận văn này, tác giả cam đoan rằng toàn luận văn này chưa từng được công bố hay được sử dụng để nhận bằng cấp ở những nơi khác

Luận văn này chưa bao giờ được nộp để nhận bất kỳ bằng cấp nào tại các trường đại học hoặc cơ sở đào tạo khác

Mặc dù đã cố gắng, nhưng do những hạn chế của người viết về mặt kiến thức, kinh nghiệm, thời gian, trang thiết bị và tài liệu nên nội dung và hình thức không tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận được những góp ý chân thành từ thầy cô và các bạn đọc để luận văn được hoàn thiện hơn

Phạm Trần Phương Thanh

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới TS Lê Văn Minh, thầy đã tận tình hướng dẫn, định hướng, giúp đỡ và động viên em trong suốt thời gian nghiên cứu thực hiện luận văn này Thầy đã giúp đỡ em tiếp cận với khoa học, những tri thức mới trong xã hội và đạt được thành công trong lĩnh vực nghiên cứu của mình

Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ thông tin – Viện đào tạo sau đại học – Trường Đại học VINH Các thầy

cô đã luôn nhiệt tình hướng dẫn và tạo điều kiện cho em học tập và nghiên cứu trong suốt thời gian qua

Tôi xin cám ơn đến chủ nhà trồng nấm Cần Giuộc – Long An đã tạo điều kiện cho tôi trong việc thực hành thực nghiệm đề tài và cảm ơn đến các bạn cùng lớp đã cho tôi những ý kiến đóng góp đáng giá, mở ra nhiều hướng tiếp cận mới làm phong phú khả năng thực tế của khóa luận

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các thành viên trong gia đình, những người luôn ở bên động viên và tạo điều kiện cho tôi thực hiện tốt khóa luận này

Long An năm 2017 Tác giả luận văn

Phạm Trần Phương Thanh

Trang 3

MỤC LỤC

MỤC LỤC 3

Chương 1 10

MỞ ĐẦU 10

1.1 Lý do chọn đề tài 10

1.2 Câu hỏi và giả thiết nghiên cứu 12

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 12

1.4 Đối tượng nghiên cứu 12

1.5 Phạm vi nghiên cứu 13

1.6 Phương pháp nghiên cứu 13

1.6.1 Phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin: 13

1.6.2 Phương pháp nghiên cứu điển hình: 13

1.6.3 Phương pháp nghiên cứu chuyên gia: 13

1.6.4 Phương pháp thực nghiệm: 14

1.7 Những nội dung chính cần nghiên cứu 14

Chương 2 15

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG NGHỆ TRONG VIỆC PHÁT TRIỂN NHÀ THÔNG MINH SMARTHOME 15

2.1 Biểu diễn tri thức sử dụng luật dẫn xuất 15

2.1.1 Khái niệm: 15

2.1.2 Động cơ suy diễn (inference engine) 17

2.1.3 Ưu điểm và nhược điểm của biểu diễn tri thức bằng luật 17

2.1.4 Áp dụng vào bài toán cụ thể 18

2.2 Một số giải pháp công nghệ điều khiển thiết bị điện gia dụng từ xa đang được phát triển 19

Trang 4

2.2.1 Công nghệ không dây X10 19

2.2.2 Công nghệ không dây Insteon 21

2.2.3 Công nghệ không dây Zigbee 23

2.2.4 Công nghệ Z-wave 25

2.2.5 Công nghệ Wifi với Bo mạch Raspberry Pi 27

2.2.6 Công tắc Maker giúp biến đồ gia dụng "ngớ ngẩn" thành "thông minh" của Belkin 30

2.2.7 Bộ sản phẩm nhà thông minh Iris của Lowe's 31

2.2.8 SmartThings Labs 33

2.2.9 Giải pháp nhà thông minh Wiser home control 34

2.2.10 Giải pháp ngôi nhà thông minh Clipsal 36

2.3 Phân tích, đánh giá và đề xuất công nghệ: 37

2.4 Các bước cơ bản của việc trồng nấm 37

2.4.1 Chuẩn bị nguyên liệu, chuẩn bị nhà nấm và cấy meo giống 37

2.4.2 Đưa bịch phôi nấm vào nhà trồng và chăm sóc: 39

2.4.3 Thu hoạch nấm 41

2.5 Giải pháp của ứng dụng trong việc trồng nấm 41

2.6 Các chức năng của hệ thống 41

Chương 3 43

XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ HỔ TRỢ VIỆC TRỒNG NẤM 43

3.1 Tổng quát hoạt động của hệ thống 43

3.2 Xây dựng chức năng điều khiển bật/tắt thiết bị thủ công 44

3.2.1 Mô tả chức năng 44

3.2.2 Xây dựng tập sự kiện 45

3.2.3 Xây dựng tập luật 46

3.2.4 Các trường hợp tương tác giữa người dùng và hệ thống 47

Trang 5

3.2.5 Sơ đồ hoạt động 49

3.3 Xây dựng chức năng điều khiển bật/tắt thiết bị tự động 50

3.3.1 Mô tả chức năng 50

3.3.2 Xây dựng các tập sự kiện 50

3.3.3 Xây dựng các luật 51

3.3.4 Các trường hợp tương tác giữa cảm biến và hệ thống xử lý 53

3.3.5 Sơ đồ hoạt động 54

3.4 Xây dựng chức năng hỗ trợ giữa điều khiển tự động và thủ công 56

3.4.1 Mô tả chức năng 56

3.4.2 Xây dựng các tập sự kiện 56

3.4.3 Xây dựng các tập luật 57

3.4.4 Các trường hợp tương tác với người dùng 58

3.4.5 Sơ đồ hoạt động 59

Chương 4 60

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM 60

4.1 Vị trí địa lý 60

4.2 Hiện trạng nhà nấm 62

4.3 Đề xuất hệ thống 64

4.4 So sánh, đánh giá 67

KẾT LUẬN 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

PHỤ LỤC– CÀI ĐẶT HỆ THỐNG 73

1 Cài đặt Raspberry Pi 73

1.1 Cài đặt hệ điều hành 73

1.2 Cấu hình Raspberry Pi: 75

2 Cài đặt và sử dụng WebIOPI 82

2.1 Cài đặt WebIOPI 82

Trang 6

2.2 Sử dụng WebIOPI 83

2.3 Bật tắt WebIopi tự động 84

2.4 Truy cập WebIopi trên mạng LAN 84

2.5 Thay đổi giao diện điều khiển 85

2.6 Truy cập WebIOPI qua mạng internet 85

3 Cài đặt cảm biến DHT11 87

3.1 Giới thiệu cảm biến DHT11: 87

3.2 Nguyên lý hoạt động: 88

3.3 Chạy trực tiếp trên nền web mobile: 91

Trang 8

DANH MỤC HÌNH VẼ

1 Hình 1.1 Giải pháp điều khiển thiết bị từ xa qua thiết bị di động 9

2 Hình 2.1: Sơ đồ tự động nhà thông minh với công nghệ X10 19

3 Hình 2.2: Hệ thống nhà thông minh sử dụng công nghệ INSTEON 20

4 Hình 2.3: Mô hình nhà thông minh sử dung công nghệ Zigbee 23

5 Hình 2.4: Mô hình điều khiển nhà thông minh với z-wave 25

6 Hình 2.5: Hình ảnh thật của Raspberry Pi Model B+ 27

7 Hình 2.6: Công tắc Maker giúp biến đồ gia dụng "ngớ ngẩn" thành

8 Hình 2.7: Bộ sản phẩm nhà thông minh Iris của Lowe's 30

9 Hình 2.8: Camera an ninh Samsung SmartCam HD và SmartCam

10 Hình 2.9: Bộ điều khiển trung tâm của SmartThings Labs 32

11 Hình 2.10: Giải pháp nhà thông minh Wiser home control 33

13 Hình 3.1: Giao diện các chức năng trên màn hình 43

14 Hình 3.2: Sơ đồ hoạt động ở chế độ điều khiển thủ công 48

15 Hình 3.3: Sơ đồ hoạt động ở chế độ điều khiển tự động 54

16 Hình 3.4: Sơ đồ hoạt động hỗ trợ giữa điều khiển tự động và thủ

17 Hình 4.1: Vị trí nhà nấm trên google maps 59

18 Hình 4.2: Nhà trồng nấm ở Cần Giuộc – Long An 60

19 Hình 4.3: Nấm đang trong giai đoạn phát triển 61

20 Hình 4.4: Tưới nấm bằng phương pháp thủ công 62

21 Hình 4.5: Phun sương cho nấm bằng phương pháp thủ công 63

22 Hình 4.6: Hệ thống đường ống phun sương tự động 65

23 Hình 4.7: Bo mạch điều khiển thiết bị 65

24 Hình PL1: Chọn đường dẫn cài hệ điều hành Raspbian 72

25 Hình PL2: Chọn cấu hình để đặt tên máy 74

26 Hình PL3: Cấu hình thay đổi mật khẩu 75

27 Hình PL4: Cấu hình chọn chế độ khởi động 76

28 Hình PL5: Cấu hình chọn chế độ khởi động tiếp theo 76

31 Hình PL8: Cấu hình chọn múi giờ HCM 78

Trang 9

36 Hình PL13: Màn hình hiển thị WebIopi 83

37 Hình PL14: Đăng ký tài khoản email trên Weaved 85

39 Hình PL16: Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11 87

41 Hình PL18: Màn hình giao diện chính của hệ thống 90

DANH MỤC BẢNG, BIỂU

1 Bảng 2.1: Ưu nhược điểm của công nghệ Zigbee 23

2 Bảng 3.1: Tập sự kiện về giả thiết trong điều khiển thủ công 44

3 Bảng 3.2: Tập sự kiện về kết quả trong điều khiển thủ công 44

4 Bảng 3.3: Tương tác người dùng và hệ thống trong điều khiển thủ

5 Bảng 3.4: Tập sự kiện về giả thiết trong điều khiển tự động 50

6 Bảng 3.5: Tập sự kiện về kết quả trong điều khiển tự động 50

7 Bảng 3.6: Tương tác cảm biến và hệ thống trong điều khiển tự

8 Bảng 3.7: Tập sự kiện về giả thiết trong việc hỗ trợ lẫn nhau giữa

9 Bảng 3.8: Tập sự kiện về kết quả trong việc hỗ trợ lẫn nhau giữa

10 Bảng 3.9: Các trường hợp tương tác người dùng trong việc hỗ trợ

lẫn nhau giữa điều khiển tự động và thủ công 57

11 Bảng 4.1: Dự tính chi phí đầu tư trong trường hợp chăm sóc nấm

Trang 10

Chương 1

MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài

Nước Việt Nam chúng ta, với thế mạnh về điều kiện tự nhiên như nhiệt

độ quanh năm không thay đổi nhiều, độ ẩm thích hợp cho sự phát triển của cây nấm (độ ẩm cao do lượng mưa hàng năm khá lớn), nguồn nguyên liệu sản xuất nấm sẵn có tại địa phương (nhiều chất thải nông nghiệp như: rơm rạ, trấu, mùn cưa,…) nên trồng nấm đang từng bước trở thành nghề phổ biến cho người nông dân Tuy nhiên, việc theo dõi việc trồng nấm bằng thủ công sẽ tốn nhiều thời gian, công sức của người nông dân

Thứ hai, không phải chủ nhà nấm lúc nào cũng túc trực bên nhà nấm để theo dõi tình trạng phát triển của nấm, do đó sẽ bất tiện cho việc quan sát theo dõi nhà nấm từ xa như xem thông tin về nhiệt độ, độ ẩm hiện tại của nhà nấm

để đưa ra hướng xử lý kịp thời Điều này áp dụng công nghệ thông tin hiện đại sẽ giúp cho chủ nhà nấm có thể quản lý từ xa và cập nhật thông tin về tình trạng nhà nấm của mình tại bất cứ nơi đâu bằng thiết bị di động thông qua mạng internet, không còn lệ thuộc vào không gian và thời gian

Trang 11

Hình 1.1 Giải pháp điều khiển thiết bị từ xa qua thiết bị di động

Thứ ba, công nghệ điều khiển từ xa bây giờ được tăng cường bởi sự chuyên dụng của thiết bị di động như là điện thoại thông minh và máy tính bảng Số người sử dụng điện thoại thông minh ngày một gia tăng, kể cả bà con nông dân ở thôn quê, việc điều khiển tự động không còn giới hạn bởi các thiết bị và khoảng cách Chủ nhà có thể kiểm soát hầu như tất cả các thiết bị Điện gia dụng của mình thông qua điện thoại thông minh IOS/Android và máy tính bảng với kết nối internet, WiFi hoặc 3G

Với tất cả những lý do đã trình bày ở trên, việc nghiên cứu, ứng dụng thiết bị công nghệ vào việc trồng nấm là nhu cầu rất cần thiết thiết vì sẽ cho tỷ

lệ thành công cao do kiểm soát theo dõi được môi trường thực tế, tiết kiệm được nhiều thời gian đi lại, công sức quản lý, cuối cùng là tiết kiệm năng lượng điện, nước vì các thiết bị tưới tiêu sẽ tự động ngắt khi không cần dùng

đến Xuất phát từ thực tế đó, tác giả đã chọn đề tài “Nghiên Cứu công nghệ SmartHome và xây dựng hệ thống điều khiển thiết bị hỗ trợ việc trồng

Trang 12

nấm bằng điện thoại di động” để làm đề tài luận văn thạc sĩ với các chức

năng cụ thể như:

- Điều khiển bật/tắt từ xa đèn chiếu sáng bằng thủ công

- Điều khiển bật/tắt từ xa máy phun sương bằng thủ công

- Điều khiển bật/tắt từ xa đèn chiếu sáng tự động thông qua cảm biến

- Điều khiển bật/tắt từ xa máy phun sương tự động thông qua cảm biến

- Theo dõi từ xa nhiệt độ, độ ẩm qua điện thoại di động

- Quan sát tình trạng hoạt động của thiết bị qua camera quan sát

1.2 Câu hỏi và giả thiết nghiên cứu

- Điều khiển thiết bị điện từ xa bằng cách nào ?

- Hệ thống có đảm bảo thiết bị luôn chạy đúng yêu cầu ?

- Có điều khiển thiết bị trong nhà nấm như đèn chiếu sáng, quạt hút, máy phun sương qua thiết bị di động được hay không ?

- Hệ thống ứng dụng công nghệ gì ?

- Khả năng ứng dụng trong thực tế của đề tài như thế nào?

- Chi phí có phù hợp cho nhà đầu tư hay không?

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

Đề tài này được nghiên cứu nhằm đạt được các mục đích sau:

- Giúp bà con nông dân hạn chế đi lại trong việc tưới nước, phun sương

- Tiết kiệm năng lượng điện, nước khi hệ thống hoạt động ở chế độ tự động

- Giúp bà con nông dân theo dõi thông số môi trường như độ ẩm, nhiệt độ tức thời

1.4 Đối tượng nghiên cứu

Điều khiển thiết bị điện từ xa sử dụng công nghệ wifi với bo mạch

Raspberry Pi làm bộ phận điều khiển trung tâm và các nhóm thiết bị:

- Nhóm thiết bị nhiệt độ: Máy bơm nước, quạt hút, quạt thổi, đèn chiếu sáng

Trang 13

- Nhóm thiết bị độ ẩm: Máy phun sương, cảm biến đo nhiệt độ

- Nhóm thiết bị quan sát: Camera quan sát

1.5 Phạm vi nghiên cứu

Xây dựng hệ thống điều khiển thiết bị điện trong nhà trồng nấm từ xa bằng thiết bị di động Hệ thống cần đáp ứng ở 3 mức độ:

- Điều khiển thiết bị thông thường

- Điều khiển thiết bị tự động

- Quan sát và theo dõi tình trạng nhà nấm (nhiệt độ, độ ẩm) tức thời qua camera quan sát

1.6 Phương pháp nghiên cứu

1.6.1 Phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin:

Nghiên cứu các tài liệu về điều khiển thiết bị điện từ xa với công nghệ wifi với bo mạch Raspberry Pi Thử nghiệm một số phương pháp điều khiển hiện có Nghiên cứu gắn kết, giao tiếp các thiết bị điều khiển với nhau Từ

nghiên cứu đó sẽ áp du ̣ng xây dựng hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà

trồng nấm từ xa qua thiết bị di động

1.6.2 Phương pháp nghiên cứu điển hình:

Dựa vào những tình huống điển hình, những nhu cầu điển hình trong thực tế để xây dựng hệ thống điều khiển thiết bị hỗ trợ trồng nấm một cách tự động

1.6.3 Phương pháp nghiên cứu chuyên gia:

- Chuyên gia trồng nấm: Đến gặp các chuyên gia trồng nấm ở Cần Giuộc – Long An để có biết được kỹ thuật và kinh nghiệm trồng nấm và nghiên cứu

về những gợi ý của họ

- Chuyên gia về công nghệ không dây

Trang 14

- Từ hai chuyên gia này tôi xây dựng hệ thống với các chức năng đáp ứng cho việc trồng nấm tự động phối hợp và điều khiển nhịp nhàng các yếu tố: nhiệt độ, độ ẩm

1.6.4 Phương pháp thực nghiệm:

Hệ thống sẽ được thực nghiệm tại một cơ sở trồng nấm tại Cần Giuộc – Long An nhằm kiểm tra những thiếu sót, kiểm tra tính linh hoạt của hệ thống khi áp dụng vào thực tế

1.7 Những nội dung chính cần nghiên cứu

Để thực hiện mục đích nêu trên, luận văn có các nhiệm vụ cụ thể sau đây:

- Về mặt nghiệp vụ: Tìm hiểu các kỹ thuật cơ bản trong việc trồng và chăm sóc cây nấm Giới hạn đề tài chỉ tham gia vào bước chăm sóc nấm cụ thể là quan sát, theo dõi nhiệt độ, độ ẩm môi trường và điều khiển thiết bị để phun sương, tưới nước, đèn chiếu sáng để tạo môi trường tốt nhất cho nấm phát triển một cách tự động kịp thời

- Nghiên cứu lập trình điều khiển thiết bị từ xa qua điện thoại di động

- Thiết kế hệ thống, triển khai và cài đặt hệ thống

- Xây dựng, tích hợp những ngữ cảnh vào hệ thống dựa trên những tình huống điển hình và nhu cầu thực tế trong việc trồng nấm

Trang 15

Chương 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG NGHỆ TRONG VIỆC PHÁT

TRIỂN NHÀ THÔNG MINH SMARTHOME

2.1 Biểu diễn tri thức sử dụng luật dẫn xuất

2.1.1.Khái niệm:

Phương pháp biểu diễn tri thức bằng luật sinh được phát minh bởi

Newell và Simon trong lúc hai ông đang cố gắng xây dựng một hệ giải bài

toán tổng quát Đây là một kiểu biểu diễn tri thức có cấu trúc Ý tưởng cơ bản

là tri thức có thể được cấu trúc bằng một cặp điều kiện – hành động: "NẾU

điều kiện xảy ra THÌ hành động sẽ được thi hành"

Ví dụ: NẾU đèn giao thông là đỏ THÌ bạn không được đi thẳng, NẾU máy tính đã mở mà không khởi động được THÌ kiểm tra nguồn điện, …

Ngày nay, các luật sinh đã trở nên phổ biến và được áp dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống trí tuệ nhân tạo khác nhau Luật sinh có thể là một công

cụ mô tả để giải quyết các vấn đề thực tế thay cho các kiểu phân tích vấn đề truyền thống Trong trường hợp này, các luật được dùng như là những chỉ dẫn (tuy có thể không hoàn chỉnh) nhưng rất hữu ích để trợ giúp cho các quyết định trong quá trình tìm kiếm, từ đó làm giảm không gian tìm kiếm

Một cách tổng quát luật sinh có dạng như sau:

P1˄ P2 ˄ … ˄ Pn  Q (2.1)

Trang 16

Tùy vào các vấn đề đang quan tâm mà luật sinh có những ngữ nghĩa hay cấu tạo khác nhau:

Trong logic vị từ: P1, P2, , Pn, Q là những biểu thức logic

Trong ngôn ngữ lập trình, mỗi một luật sinh là một câu lệnh:

IF (P1 AND P2 AND AND Pn) THEN Q

Trong lý thuyết hiểu ngôn ngữ tự nhiên, mỗi luật sinh là một phép dịch:

Trang 17

2.1.2.Động cơ suy diễn (inference engine)

Động cơ suy diễn áp dụng tri thức cho việc giải quyết các bài toán thực

tế Về căn bản nó là một trình thông dịch cho cơ sở tri thức Trong hệ sinh (production system), động cơ suy diễn thực hiện chu trình điều khiển nhận dạng hành động (recognize-act control cycle) Việc tách biệt cơ sở tri thức ra khỏi động cơ suy diễn là rất quan trọng , sự tách biệt của tri thức dùng để giải quyết vấn đề và động cơ suy diễn sẽ tạo điều kiện cho việc biểu diễn tri thức theo một cách tự nhiên hơn Sự phân chia tri thức và điều khiển cho phép thay đổi một phần cơ sở tri thức mà không tạo ra các hiệu ứng lề trên các phần khác của chương trình

Có hai phương pháp suy diễn:

- Suy diễn tiến: Là quá trình suy luận xuất phát từ một số sự kiện ban đầu,

xác định các sự kiện có thể được “sinh” ra từ sự kiện này

- Suy diễn lùi: Là phương pháp tiến hành lập luận theo chiều ngược lại Từ

một giả thuyết (như là kết luận), hệ thống sẽ đưa ra một tình huống trả lời gồm các sự kiện là cơ sở của giả thuyết đã chọn này

2.1.3.Ưu điểm và nhược điểm của biểu diễn tri thức bằng luật

Ưu điểm:

Biểu diễn tri thức bằng luật đặc biệt hữu hiệu trong những tình huống

hệ thống cần đưa ra những hành động dựa vào những sự kiện có thể quan sát được Nó có những ưu điểm chính yếu sau đây:

- Các luật rất dễ hiểu nên có thể dễ dàng dùng để trao đổi với người dùng (vì

nó là một trong những dạng tự nhiên của ngôn ngữ)

Trang 18

- Có thể dễ dàng xây dựng được cơ chế suy luận và giải thích từ các luật

- Việc hiệu chỉnh và bảo trì hệ thống là tương đối dễ dàng

- Có thể cải tiến dễ dàng để tích hợp các luật mờ

- Các luật thường ít phụ thuộc vào nhau

- Cơ sở tri thức luật sinh lớn sẽ làm giới hạn khả năng tìm kiếm của chương trình điều khiển Nhiều hệ thống gặp khó khăn trong việc đánh giá các hệ dựa trên luật sinh cũng như gặp khó khăn khi suy luận trên luật sinh

2.1.4.Áp dụng vào bài toán cụ thể

Luận văn áp dụng phương pháp biểu diễn tri thức bằng luật dẫn suất chi tiết cụ thể ở chương 3, trong đó xây dựng các sự kiện và các tập luật cụ thể

cho các trường hợp để hệ thống xử lý (tương tác với phần cứng tương ứng)

Trang 19

2.2 Một số giải pháp công nghệ điều khiển thiết bị điện gia dụng từ xa đang được phát triển

2.2.1.Công nghệ không dây X10

X10 là công nghệ điều khiển thiết bị điện kỹ thuật số Khi mới ra mắt, X10 dựa vào giao thức truyền tín hiệu trong đường điện Các module X10 giao tiếp với nhau qua mạng điện trong nhà Nhà thông minh X10 được điều khiển hoàn toàn bằng mã lệnh truyền trên cáp cấp nguồn điện đến từng thiết

bị, theo nguyên tắc đặt mã là một chữ cái từ A đến Z và chữ số từ 1 đến 16 Người dùng có thể thiết lập 256 mã lệnh dựa vào lượng ký tự và chữ số Mỗi

mã lệnh có thể gán cho một hoặc nhiều thiết bị với các lệnh điều khiển khác nhau (như bật, tắt…) Dần dần, công nghệ X10 đã được cải tiến để sử dụng sóng radio nhiều hơn và cho phép điều khiển ngôi nhà thông qua Internet X10 tham gia vào mọi hệ thống điều khiển trong tòa nhà: như Hệ thống điều hòa không khí, Hệ thống điều khiển ánh sáng, Hệ thống điều khiển cổng vào/ra, Hệ thống điều khiển đảm bảo an toàn

Hệ thống thiết bị của X10 bao gồm 1 bộ điều khiển từ xa nối với máy tính và 1 bộ nhận sóng radio để truyền và nhận tín hiệu X10 từ tất cả các module Các module lại có 1 module điều khiển đèn dây tóc (để chỉnh độ sáng), 1 module ngầm điều khiển 2 đèn neon; 1 module điều khiển các thiết bị khác như bình nước nóng, điều hoà, máy giặt… Hệ thống còn có các bộ cảm ứng chuyển động để bật đèn ở những chỗ thích hợp như cầu thang, nhà kho và module chuông chỉ hoạt động khi cảm biến chuyển động phát hiện có người

Có tuổi đời được hơn 40 năm, công nghệ này đã có bước chuyển biến lớn từ điều khiển có dây sang không dây X10 thường không được sử dụng

Trang 20

cho các hệ thống đòi hỏi tốc độ cao hoặc giao tiếp cực mạnh giữa các thiết bị trong hệ thống tự động gia đình

Hình 2.1: Sơ đồ tự động nhà thông minh với công nghệ X10

Ưu điểm: Ưu điểm lớn nhất của nhà thông minh X10 chính là mức giá thành

không quá đắt đỏ: Bạn có thể có một hệ thống tự động hóa hoàn chỉnh cho nhà mình với chi phí chỉ trên dưới 1000 USD Tuy nhiên, tính bảo mật và an ninh của công nghệ này không cao, chủ yếu phù hợp với yêu cầu điều khiển các thiết bị gia dụng

Nhược điểm:

- Nhiễu tín hiệu: Vì tín hiệu được truyền trên mạng lưới điện dùng chung nên rất khó kiểm soát nếu các nhà gần nhau đều dùng thiết bị X10 Ngoài ra bản thân tín hiệu điện cũng gây nhiễu cho tín hiệu điều khiển Do đó, nhà bạn có thể bị điều khiển bởi một cậu bé hàng xóm hoặc bạn muốn đóng cửa nhưng

2.2.2.Công nghệ không dây Insteon

INSTEON là công nghệ mạng điều khiển thiết bị gia dụng không dây,

là công nghệ mang nhiều tính năng vượt trội dơn giản về cấu trúc, giá bán phù hợp dễ dàng tích hợp vào những thiết bị có sẵn tạo ra giá trị sử dụng cao

Hình 2.2: Hệ thống nhà thông minh sử dụng công nghệ INSTEON

INSTEON là mạng mắt lưới thông minh mang nhiều tính năng đặc biệt, là sự kết hợp giữa hệ thống thu phát điều khiển không dây và hệ thống dây dẫn

Dễ dàng sử dụng

Mỗi thiết bị INSTEON có một địa chỉ ID thống nhất nên không cần thiết phải đặt địa chỉ hay quy định mã Kết nối giưa hai thiết bị INSTEON đơn giản bằng cách nhấn nut On trên thiết bị thứ nhất khoảng 10 giây, sau đó lại nhấn nut “On” trên thiết bị thứ hai 10 giây INSTEON không cần bất cứ sự can

thiệp nào của máy tính vào mạng nên rất tiện lợi và dễ sử dụng

Độ tin cậy cao

Độ tin cậy là tiêu chuẩn hàng đầu của hệ thống mạng INSTEON Được xây dựng trên nền tảng là mạng ngang hàng dạng mắt lưới, INSTEON khẳng định rằng tất cả các tin xuất phát từ thiết bị đều đến đích Nếu có một tin bị ngắt quãng thì sẽ tự động truyền lại Bởi vì tất cả các thiết bị INSTEON đều hoạt động giống như một bộ lặp hai chiều nên mạng lưới INSTEON trở lên mạnh

và rất đáng tin cậy

Giá cả phù hợp

INSTEON là công nghệ có giá thành phù hợp, chấp nhận được để điều khiển

và tích hợp toàn bộ hệ thống chiếu sáng và thiết bị gia dụng Giá cho một thiết

bị INSTEON đang dự kiến là không quá 30 USD

Tốc độ truyền nhanh

INSTEON sử dụng công nghệ sử lý tín hiệu số hiện đại để mã hóa và truyền bản tin Cho phép truyền với tốc độ cao các bản tin giữa hai thiết bị Các bản

Trang 23

tin INSTEON đơn lẻ có thể chiếm đến 14 bytes dữ liệu để điều khiển các ứng dụng

Có thể hoạt động chung với công nghệ X10

INSTEON cho phép hỗ trợ hoạt động chung với thiết bị dùng công nghệ X10 Các mạng công nghệ X10 hiện nay có thể dẽ dàng tích hợp thêm thiết bị công nghệ INSTEON Nhưng lưu ý rằng các thiết bị INSTEON chỉ lặp và khuyếch đại tín hiệu INSTEON chứ không phải là tín hiệu X10

2.2.3.Công nghệ không dây Zigbee

ZigBee là hệ thống mạng không dây mở tương tự nhưng tốt hơn giao thức Bluetooth Bluetooth sẽ giao tiếp theo cặp thiết bị với nhau ít hơn bảy thiết bị trong khi đó ZigBee có thể giao tiếp theo cặp với hàng trăm thiết bị

ZigBee là một chuẩn không dây 802 của IEEE Một trong những thành phần chính của chuẩn này chính là IEEE 802.15.4 cho phép các thiết bị điện, cảm biến, trong khoảng cách gần 10-100m trong một mạng lưới có thể giao tiếp ngang hàng với nhau ZigBee sử dụng rất ít năng lượng để vận hành

Trang 24

Hình 2.3: Mô hình nhà thông minh sử dung công nghệ Zigbee

Ưu điểm và nhược điểm của Zigbee:

Để thấy được ưu điểm và nhược điểm của giao thức Zigbee có thể theo dõi bảng dưới đây:

- Giá thành thấp

- Tiêu thụ công suất nhỏ

- Kiến trúc mạng linh hoạt

- Được hỗ trợ bởi nhiều

Bảng 2.1: Ưu nhược điểm của công nghệ Zigbee

Điểm hạn chế của ZigBee là các thiết bị được sản xuất từ các nhà chế tạo khác nhau và không tương thích với nhau do ZigBee chỉ quy định tiêu

Trang 25

chuẩn ở lớp giao thức thấp (radio layer) và các nhà chế tạo khác nhau sẽ thiết

kế các lớp phần mềm khác nhau Một hạn chế nữa của Zigbee là ít được nhà sản xuất hỗ trợ, do vậy tính chuyển đổi lẫn nhau không cao Bạn sẽ dễ bị dính chặt với một nhà sản xuất thiết bị nào đó

2.2.4.Công nghệ Z-wave

Z-Wave - công nghệ sử dụng sóng không dây thế hệ mới nhất cho phép các thiết bị điện trong nhà có thể giao tiếp với nhau, các thiết bị giao tiếp với người sử dụng thông qua các thiết bị điều khiển từ xa, máy tính, điện thoại thông minh, máy tính bảng Z-Wave được sử dụng đơn giản, ổn định, tin cậy, mức độ phát sóng radio gần như bằng không (1/4.000 so với phát sóng radio của điện thoại di động) Z-Wave dễ dàng truyền tín hiệu qua tường, sàn nhà

và tủ Z-Wave có thể điều khiển hầu hết các thiết bị điện tử trong nhà, thậm chí những thiết bị được cho là không thông minh như các thiết bị điện, rèm cửa sổ, điều hòa, chiếu sáng căn nhà

Z-Wave tích hợp tất cả các thiết bị điện vào hệ thống mạng không dây trong nhà Hệ thống không yêu cầu lập trình phức tạp, không yêu cầu việc đi dây mới bổ sung Bất kỳ thiết bị Z-Wave có thể dễ dàng đăng nhập vào hệ thống mạng, các thiết bị không sử dụng công nghệ Z-Wave có thể được làm tương thích với hệ thống bằng việc sử dụng với các modul phụ Z-Wave Các thiết bị được đăng nhập vào hệ thống mạng và có thể giao tiếp không dây với các thiết bị Z-Wave khác và bộ điều khiển

Các điểm mạnh của Z-Wave còn đáp ứng cho các hệ thống phức tạp, tuy nhiên việc sử dụng lại rất đơn giản giúp chủ nhà giảm các chi phí hóa đơn tiền điện

Việc kết nối đơn giản này cho phép người sử dụng có thể bắt đầy lắp đặt hệ thống cho căn nhà đơn giản và xây dựng hệ thống đầy đủ, phức tạp bằng việc bổ sung thêm các thiết bị trên cơ sở nhu cầu theo thời gian

Mỗi modul Z-Wave có thể hoạt động như bộ lặp tín hiệu và lệnh điều khiển có thể định tuyến thông qua tới bốn thiết bị khác Chức năng này cho phép thiết lập hệ thống tối đa trong khoảng cách tới 120m Các thiết bị bao gồm ổ cắm, công tắc, điều khiển từ xa, các cảm biến, camera, bộ gateway có thể thiết lập các sự kiện, bộ thời gian theo nhu cầu mong muốn

Hình 2.4: Mô hình điều khiển nhà thông minh với z-wave

Trang 27

2.2.5.Công nghệ Wifi với Bo mạch Raspberry Pi

Wifi, đây chính là giao thức mạng chúng ta thường hay sử dụng hiện nay cho chia sẻ kết nối giữa các máy laptop, game console và nhiều thứ khác Wi-Fi có tốc độ nhanh và phổ biến Đó cũng là lý do tại sao nhiều nhà sản xuất thiết bị tự động hay ưu tiên cho công nghệ này Tuy nhiên, Wi-Fi lại dùng nhiều năng lượng và băng thông hơn các giao thức khác

Raspberry Pi là một máy tính giá rẻ, có kích thước cực kì nhỏ gọn, chỉ bằng một thẻ tín dụng Khi cắm màn hình (màn hình máy tính, tivi), chuột và bàn phím vào Raspberry Pi để sử dụng như một chiếc máy tính thực thụ Nó

mở ra cho mọi người ở tất cả lứa tuổi cơ hội để khám phá máy tính, tìm hiểu

và lập trình bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau, chẳng hạn như Scratch, Python, PHP, … Nó có khả năng làm được mọi thứ như một máy tính để bàn, từ trình duyệt web, xem video độ nét cao, xử lý bảng tính (spreadsheets), xử lý văn bản (word processing) và thậm chí là chơi game

Raspberry Pi không thay thế hoàn toàn hệ thống để bàn hoặc máy xách tay Raspberry Pi không hỗ trợ chạy hệ điều hành Windows vì BCM2835 dựa trên cấu trúc ARM nên không hỗ trợ mã x86/x64, nhưng vẫn có thể chạy bằng Linux với các tiện ích như lướt web, môi trường Desktop và các nhiệm vụ khác Tuy nhiên, đó là các phiên bản cũ của Raspberry Pi, còn phiên bản mới nhất Raspberry Pi 2 có thể chạy hệ điều hành Windows 10 Raspberry Pi là một thiết bị đa năng đáng ngạc nhiên với nhiều phần cứng có giá thành rẻ nhưng rất hoàn hảo cho những hệ thống điện tử, thiết lập hệ thống tính toán rẻ tiền cho những bài học trải nghiệm lập trình…

Ngoài ra, Raspberry Pi còn có khả năng tương tác với nhiều thứ, nó được sử dụng trong hàng loạt các dự án kỹ thuật số, chẳng hạn như thiết bị

Hình 2.5: Hình ảnh thật của Raspberry Pi Model B+

Raspberry Pi được sử dụng trong đề tài là Model B+:

- SoC 700MHz với 512MB RAM

- 01 cổng HDMI cho đầu ra âm thanh/video số

- GPIO: 40 chân

- Cổng USB 2.0: 4 cổng

- 01 cổng video RCA cho đầu ra video Analog

- Jack Headphone Stereo 3.5mm cho đầu ra âm thanh Analog

Trang 29

- 01 cổng Ethernet LAN

- Khe cắm thẻ nhớ microSD: thay bằng loại khe cắm nhấn đẩy Tiết kiệm điện năng hơn: năng lượng điện tiêu thụ chỉ dao động trong mức từ 0,5 - 1 W

- Chất lượng âm thanh: bằng cách bổ sung nguồn điện riêng với độ ồn thấp

- Tích hợp cổng video vào cổng âm thanh 3.5mm

Một số ưu nhược điểm của Raspberry Pi

- Không có tích hợp WiFi (có thể mua USB WiFi rời gắn vào)

Một số hệ thống điều khiển thiết bị điện gia dụng đang được phát triển

Nhà tự động hóa đang là một trong các xu hướng mới đáng chú ý nhất của thế giới công nghệ Sau đây là một số công nghệ dành cho nhà thông minh đáng chú ý nhất tại sự kiện CES 2014

Trang 30

2.2.6.Công tắc Maker giúp biến đồ gia dụng "ngớ ngẩn" thành

"thông minh" của Belkin

Hình 2.6: Công tắc Maker giúp biến đồ gia dụng "ngớ ngẩn" thành "thông

minh" của Belkin

Trong nhà của gia chủ có rất nhiều đồ điện "không thông minh"? Miễn

là thiết bị này có công tắc điện, bộ công tắc Belkin Maker sẽ giúp biến tất cả các đồ gia dụng của gia chủ thành các thiết bị thông minh

Cụ thể hơn, thông qua kết nối Internet, gia chủ có thể bật/tắt thiết bị của mình từ xa Không chỉ có vậy, Belkin Maker còn có thể kết nối với các cảm biến thông minh để tự động hóa một cách thông minh Ví dụ, nếu cảm biến phát hiện ra rằng trời đang mưa, Maker sẽ gửi tín hiệu đến hệ thống tưới cây được kết nối để ra lệnh ngừng Gia chủ có thể tự tạo ra các công thức dạng IFTTT ("Nếu điều này xảy ra, hãy làm điều kia") để tạo ra một cuộc sống thông minh và tự động hơn rất nhiều so với trước đây

Trang 31

2.2.7.Bộ sản phẩm nhà thông minh Iris của Lowe's

Hình 2.7: Bộ sản phẩm nhà thông minh Iris của Lowe's

Số lượng đôi khi cũng đồng nghĩa với chất lượng, và điều này đặc biệt đúng với bộ sản phẩm nhà thông minh Iris của Lowe's Ngay từ khi ra mắt từ cuối năm 2013, bộ sản phẩm quản lý ngôi nhà Iris đã có số lượng thiết bị vượt trội: cảm biến báo xâm nhập, cảm biến báo chuyển động, bàn phím điều khiểu chuông báo, cảm biến nhiệt, cảm biến điện năng tiêu thụ và bộ điều khiển trung tâm Iris Hub

Tại CES 2014, Lowe's tiếp tục mở rộng cho dự án con cưng của mình với các van đóng mở thông minh có thể phát hiện rò rỉ, bộ điều khiển máy tưới cây thông minh, và quan trọng nhất là giao diện điều khiển bằng giọng nói Không chỉ có vậy, trong tương lai gần, Iris sẽ còn được tích hợp thêm bộ điều khiển điện thông minh và bộ điều khiển cửa ga-ra Khó có thể phủ nhận rằng Iris sẽ trở thành bộ thiết bị nhà thông minh "đa năng" nhất của năm

2014

Trang 32

Hình 2.8: Camera an ninh Samsung SmartCam HD và SmartCam HD

Outdoor Tại CES 2014, Samsung đã ra mắt 2 mẫu camera an ninh mới Mẫu đầu tiên là Samsung SmartCam HD Outdoor, một chiếc camera lắp đặt ngoài trời

có thể kết nối với bộ định tuyến Wi-Fi để truyền tải hình ảnh trực tiếp tới ứng dụng trên iOS và Android Sản phẩm sẽ được phát hành vào tháng 3/2014 với giá vào khoảng 229 USD (4,8 triệu đồng), chưa rõ thị trường của thiết bị này

Sản phẩm thứ 2 là SmartCam HD Gia chủ có thể gắn SmartCam HD lên các bề mặt phẳng trong nhà, hoặc gắn lên tường SmartCam HD có thể quay hình ảnh trong phạm vi 4,9 mét Cũng giống như phiên bản ngoài trời, SmartCam HD có thể phát hình ảnh trực tiếp tới smartphone Android và iPhone Phiên bản này có giá công bố là 179 USD (3,8 triệu đồng), phát hành vào tháng 3 năm nay, những cũng chưa rõ thị trường phát hành

Trang 33

2.2.8.SmartThings Labs

Hình 2.9: Bộ điều khiển trung tâm của SmartThings Labs

Khi ra mắt vào năm ngoái, SmartThings đã gây ấn tượng mạnh khi ra mắt một bộ điều khiển trung tâm có tên SmartThings Hub và một ứng dụng smartphone trên iOS và Android để điều khiển tất cả các thiết bị có hỗ trợ chuẩn Z-Wave và ZigBee

Năm nay, số lượng thiết bị nhà thông minh được SmartThings hỗ trợ sẽ còn tăng nhiều hơn nữa với sự ra mắt của SmartThing Labs, một tính năng mới trong ứng dụng iOS và Android của SmartThings Các bản "hack" gia tăng tính năng cho SmartThings từ cộng đồng công nghệ sẽ được tích hợp vào sản phẩm chính và đến tay tất cả các người dùng sản phẩm của SmartThings

Trang 34

Trong bối cảnh Internet of Things đang phát triển mạnh mẽ, sự ra mắt của các bộ điều khiển trung tâm hứa hẹn sẽ đem đến những căn nhà tiện dụng

và an toàn chưa từng có trong lịch sử

2.2.9.Giải pháp nhà thông minh Wiser home control

Hình 2.10: Giải pháp nhà thông minh Wiser home control

Giải pháp Wiser Home Control tích hợp các thiết bị điện tử, nghe nhìn, truyền thông thành một hệ hoàn chỉnh và thống nhất cho các căn hộ cao cấp Schneider Electric là công ty hàng đầu về quản lý năng lượng, với các giải pháp có thể tiết kiệm năng lượng đến 30% mà không phải hy sinh tính thuận tiện, tốc độ và độ tin cậy sản phẩm

Gia chủ có thể điều khiển mọi thiết bị điện trong căn hộ cao cấp của mình nhờ vào giải pháp Wiser Home Control của Clipsal Giải pháp Wiser Home Control cho phép người dùng thiết lập các chế độ phù hợp, điều khiển các thiết bị gia đình từ mọi nơi, mọi lúc thông qua điện thoại 3G hoặc các thiết bị có khả năng truy cập web

Giải pháp Wiser Home Control kết nối đến nhiều thiết bị trên các loại công nghệ khác nhau để người dùng có thể truy cập và điều khiển đến thiết bị

Trang 35

từ bất kỳ đâu, bất cứ lúc nào thông qua các thao tác ngắn gọn hoặc điều khiển trực tiếp Mang đến cho người dùng tận hưởng khả năng kết nối, sự thuận tiện, thoải mái, thư giãn và an tâm 24/7

Giải pháp Wiser Home Control với giao diện trực quan, thống nhất và đơn giản có thể được cài trên các thiết bị khác nhau như điện thoại 3G cũng như các thiết bị có khả năng lướt web Người dùng có thể sử dụng điện thoại hoặc máy tính của mình để giám sát nhà cửa khi vắng nhà và thiết lập lại hệ thống an ninh nếu có cảnh báo giả Người dùng có thể dễ dàng thay đổi hoặc điều chỉnh thiết lập qua Internet, do đó giảm được chi phí cho kỹ thuật viên, thời gian chờ đợi họ đến

Giải pháp Wiser Home Control cho phép người dùng quản lý ngôi nhà của mình trong tầm tay, tạo nên một lối sống hiện đại Hãy tưởng tượng gia chủ đang ở ngoài cửa, thưởng thức món nướng ngoài trời và đột nhiên muốn nghe vài bản nhạc Chỉ cần chiếc điện thoại di động, gia chủ có thể dễ dàng bật hệ thống âm thanh khắp các phòng mà không cần vào nhà Hoặc nếu gia chủ đang ngồi xem phim và thấy nhiệt độ phòng quá lạnh, gia chủ có thể dùng cùng chiếc điều khiển từ xa, qua menu Microsoft Media Center trên TV để

điều chỉnh lại nhiệt độ máy lạnh

Ngoài ra, Wiser Home Control còn có thể tự động hóa nhiều việc, tùy theo lối sống của gia chủ Người dùng có thể thiết lập cho đèn ngủ tự động tắt, nhạc tự động bật lớn dần, rèm cửa tự động mở với những ngày thường nhật vào mỗi sáng, hệ thống báo thức tự động ngưng khi đêm xuống Khi gia chủ đi làm, gia chủ nhấn nút "goodbye" và hệ thống đèn sẽ tắt, rèm cửa khép lại, nhạc nhỏ dần và máy lạnh tự tắt Và khi gia chủ quên tắt đèn hoặc máy lạnh, gia chủ cũng có thể làm việc này tại văn phòng nhờ tính năng "out-of-home control" của Wiser

Trang 36

Nếu gia chủ đi nghỉ mát, gia chủ có thể lên lịch cho Wiser Home Control bằng chế độ "vacation", mọi thứ đều tắt trừ hệ thống an ninh, và đêm xuống, đèn đêm sẽ bật như thể có người ở nhà Nếu có báo động, Wiser Home Control sẽ bật hết đèn để đánh động kẻ xâm nhập và tự động gửi e-mail hoặc tin nhắn SMS cảnh báo cho chủ nhà

Với Wiser Home Control, người sử dụng có thể lên kế hoạch để sử dụng hệ thống hiệu quả nhất, tiết kiệm năng lượng nhất mà không ảnh hưởng đến lối sống Thân thiện không chỉ tiết kiệm điện năng mà còn sử dụng điện năng một cách thông minh Đây là cách hoàn toàn mới đối với nhận thức môi trường, ví dụ:

- Tối ưu các chế độ để tự động tiết kiệm năng lượng

- Giám sát lượng điện năng tiêu thụ để cho người dùng biết về mức điện năng tiêu tốn

- Giao diện người dùng trực quan, thống nhất giữa nhiều thiết bị khác nhau, tạo được một mô hình tiết kiệm điện năng thống nhất

- Giải pháp có khả năng mở rộng để đáp ứng nhiều nhu cầu thiết kế khác nhau và các mô hình tiết kiệm năng lượng khác nhau

2.2.10 Giải pháp ngôi nhà thông minh Clipsal

Giải pháp Ngôi nhà thông minh của Clipsal là một giải pháp tổng thể hoàn chỉnh bao gồm bảy cấp độ khác nhau, với mức độ thông minh tăng dần Mỗi cấp độ không chỉ có khả năng tương thích, tích hợp và nâng cấp dễ dàng,

mà còn thuận tiện cho việc sử dụng, lắp đặt và mang tính thẩm mỹ rất cao

Chủ nhân các ngôi nhà có thể tùy theo khả năng tài chính, nhu cầu, tính cách

và phong cách sống của mình, lựa chọn cấp độ thực hiện thích hợp, đồng thời vẫn có đầy đủ khả năng nâng cấp lên các cấp độ cao hơn trong tương lai khi điều kiện cho phép

Trang 37

2.3 Phân tích, đánh giá và đề xuất công nghệ:

Như tất cả các phần trình bày ở trên, tác giả đã khái quát những công nghệ điều khiển từ xa đang được phát triển, vậy đâu là công nghệ và mô hình phù hợp với văn hóa, xã hội, điều kiện kinh tế để phát triển tại Việt Nam đặc biệt là bà con nông dân trong việc trồng nấm? Tác giả chọn theo hướng công nghệ wifi kết hợp bo mạch Raspberry Pi để thực hiện nghiên cứu đề tài với các lý do sau:

- Chi phí giá thành rất thực tế rất rẻ so các các công nghệ khác

- Hệ thống nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và tùy chỉnh theo ý của người dùng

- Siêu tiết kiệm điện vì công suất tiêu thụ của Raspberry Pi nhỏ không đáng

Thông thường, các hệ thống điện được đi dây và được thiết kế trong giai đoạn chuẩn bị xây dựng căn nhà Với công nghệ wifi cho phép lắp đặt hệ thống mà không cần phải khoan tường đi lại dây điện

2.4 Các bước cơ bản của việc trồng nấm

2.4.1 Chuẩn bị nguyên liệu, chuẩn bị nhà nấm và cấy meo giống Nguyên liệu:

Trang 38

Nguyên liệu chính làm môi trường nuôi nấm là các loại phế thải nông nghiệp giàu chất cenluloz như: rơm rạ và mùn cưa thuộc loại gỗ mềm và không có nhựa ngăn meo nấm phát triển như gỗ cao su, xoài, so đũa, thân bắp, cùi bắp…

Nguyên liệu sau khi qua xử lý, ủ chín, phối trộn chất dinh dưỡng, vô bịch, hấp tiệt trùng, cấy meo giống Sau 20 – 25 ngày tơ nấm mọc đầy bịch phôi, lúc này bịch phôi được đem ra nhà nấm chăm sóc thu hoạch

Chuẩn bị nhà nấm:

Vật liệu làm nhà nấm bằng tre, lá , lưới, ny lon Có thể tận dụng sàn nhà để treo bịch phôi nấm, xung quanh nhà trồng nấm có thể bao lưới cước hoặc nylon để giữ ẩm độ, hạn chế côn trùng giúp cho nấm phát triển tốt

Nhà trồng nấm phải sạch sẽ, cao ráo, thoáng khí, thoát nước và giữ được độ ẩm Các bịch phôi nấm có thể xếp đặt trên các bệ (bằng tre hay sắt) hoặc treo dưới các thanh ngang, mỗi hàng cách nhau 20 – 30cm, mỗi dây cách nhau 20 – 25cm, mỗi dây có thể treo từ 6 – 10 bịch phôi Tốt nhất bố trí dàn treo theo từng khối một, mỗi khối rộng từ 1,4 - 1,6m, chiều dài tùy theo nhà trồng Mỗi khối chừa các lối đi để tiện chăm sóc và thu hái

Trước khi đưa nấm vào nhà nuôi trồng ta cần khử trùng nhà nấm bằng vôi bột cứ 100gr vôi bột/1m2 rãi đều xung quanh nền nhà nấm

Sau khi nhà nấm chuẩn bị xong ta tiến hành đưa bịch phôi nấm vào chăm sóc Nhà nấm cần lắp đặt hệ thống phun sương điều ẩm trong nhà trồng nấm nhằm tối ưu hóa điều kiện phát triển của nấm