Phát triển nền tảng ứng dụng di động và công nghệ IoT trong nông nghiệp

Hiện nay Internet of Things (IoT) đang phát triển nhanh chóng trên khắp thế giới. Theo nghiên cứu của công ty nghiên cứu thị trường Statista, tính đến hết năm 2020, ước tính có khoảng 20 tỷ thiết bị IoT trên toàn cầu và cứ mỗi giây lại có thêm 127 thiết bị được kết nối với Internet. Công ty này ước tính thế giới sẽ có tới 75 tỷ thiết bị được kết nối Internet vào năm 2025.

Thực tế này khiến nhóm tác giả gồm Huỳnh Quý Khang, Nguy??n Đ???i Nghĩa, Từ Hữu Đức, Dương Nhật Duy, Dương Nhật Trường có ý tưởng Xây dựng một nền tảng tích hợp mở mang tên “Mô hình tích hợp quản trị vườn thông minh”. "Điểm mới là nhóm đề xuất giải pháp bố trí và lưu trữ thông tin của một số loại cảm biến, dữ liệu được lưu trữ theo tiêu chuẩn SensorThings (OGC Standard). Tối ưu giao thức truyền nhận dữ liệu giữa các cảm biến và ứng dụng di động trong điều kiện thực tế. Kết hợp giao thức truyền dữ liệu LoRa và Wifi để tối ưu hoá công việc truyền tải dữ liệu. Xây dựng kiến trúc phần mềm di động kết hợp giữa phong cách lập trình dựa trên phản ứng (reactive programming style) và phong cách lập trình dựa trên mệnh lệnh (imperative programming style)", Nguy??n Đ???i Nghĩa, đại di??n nh??m tác giả chia sẻ.

Nói về SensorThings API (OGC Standard), Nguy??n Đ???i Nghĩa cho biết, Sensing: Cung cấp chuẩn để quản lý, truy xuất các thông số môi trường và thông tin cảm biến từ các hệ thống IoT còn Tasking thực hiện nhiệm vụ cung cấp kế hoạch làm việc cho thiết bị chấp hành. OGC SensorThings API đem đến các lợi ích như: cho phép gia tăng các dịch vụ mới giá trị cao với chi phí phát triển thấp hơn và phạm vi tiếp cận rộng hơn; giảm rủi ro, thời gian và chi phí trên toàn bộ chu trình thiết kế các sản phẩm IoT cũng như đơn giản hóa các kết nối giữa devices-to-devices và devices-to-applications.

Về mạng cảm biến không dây LoRa & WiFi, WiFi (Wireless fidelity) là một họ giao thức mạng không dây, dựa trên h??? tiêu chuẩn IEEE 802.11, thường được sử dụng để kết nối mạng cục bộ của các thiết bị và truy cập Internet, cho phép các thiết bị kỹ thuật số lân cận trao đổi dữ liệu bằng sóng vô tuyến. Tuy nhiên nhược điểm của công nghệ này sử dụng nhiều năng l??ợng, tầm phủ sóng tối đa chỉ 100m và khi có nhiều thiết bị truy cập sẽ làm chậm băng thông. Còn LoRa là từ viết tắt của cụm từ long-range. Đây là công nghệ được điều chế RF dành cho mạng diện rộng ở công suất thấp (LPWAN). Ưu điểm của công nghệ này là nó khả năng truyền tải dữ liệu lên đến khoảng 5km khi nằm ở khu vực đô thị và từ 10 đến 15km khi ở khu vực nông thôn. Tuy nhiên dung l??ợng dữ liệu truyền thông thấp và không thể truy cập trực tiếp vào internet.

Việc sử dụng kết hợp công nghệ LoRa và WiFi nhằm mục đích phát huy ưu điểm cũng như là khắc phục được nhược điểm của cả hai công nghệ trên. Tạo ra một hệ thống truyền thông có đặc điểm: Vùng phủ sóng rộng (<15Km); Tiết kiệm năng l??ợng; Dung l??ợng liệu truyền thông lớn và Số thiết bị đầu cuối lớn, Nghĩa phân tích.

Thông qua ứng dụng di động, kết quả đạt được là Xây dựng một hệ thống IoT toàn diện. Hệ thống phần cứng sử dụng các bộ cảm biến tích hợp nhiều loại cảm biến khác nhau. Đặc biệt là đẩy mạnh phát triển nền tảng ứng dụng di động và công nghệ IoT trong nông nghiệp ở thời đại 4.0; giúp cho người dùng quản lý khu vườn của mình một cách khoa học và mang lại hiệu suất kinh tế cao hơn.

"Đề xuất mô hình tích hợp quản trị vườn thông minh theo chuẩn sensorthings API và công nghệ lora" của nhóm tác giả Trường Đại học Cần Thơ được đánh giá là một trong 4 báo cáo xuất sắc nhất tại hội thảo Khoa học trẻ Việt Nam toàn cầu lần thứ II. Được biết, chỉ trong 6 tháng phát động, hội thảo đã thu hút sự quan tâm của đông đảo sinh viên, giảng viên trẻ, nghiên cứu sinh đến từ 16 tỉnh, thành phố và 5 quốc gia trên thế giới, với 431 đề tài (tăng hơn 100 bài so với hội thảo lần thứ I). Trong đó, 109 đề tài thuộc lĩnh vực kinh tế, tài chính; 230 đề tài thuộc lĩnh vực khoa học xã hội và nhân văn; 92 đề tài thuộc lĩnh vực khoa học kỹ thuật.