Hiện nay, tôm là một trong bốn sản phẩm xuất khẩu chủ lực của nước ta. Để nuôi tôm thành công, cần đảm bảo hàng loạt chỉ tiêu chất lượng nước như: nồng độ oxy hòa tan DO, độ pH, độ mặn, nhiệt độ, NH3, H2S, độ kiềm, nồng độ khoáng chất, mật độ tảo,…phải nằm trong ngưỡng cho phép. Chỉ cần một trong số những chỉ tiêu trên đây vượt quá khỏi ngưỡng thì tôm sẽ bị ảnh hưởng, chậm lớn, giảm sức đề kháng, nhiễm bệnh và chết. Do vậy, việc kiểm soát các chỉ tiêu chất lượng nước để kịp thời xử lý nhằm đảm bảo chúng nằm trong ngưỡng cho phép là hết sức quan trọng.

Nghiên cứu này thực hiện thiết kế, thử nghiệm một hệ thống tự động giám sát và cảnh báo một số thông số môi trường cho 03 ao nuôi tôm bằng phương pháp lấy mẫu từ các ao, đưa về một trạm đo duy nhất (hình 1).

Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống

Hệ thống được thiết kế gồm 01 trạm đo với 03 cảm biến đo độ pH, nồng độ DO và độ mặn. Mẫu nước từ các ao được bơm lần lượt về trạm đo theo thời gian cài đặt, trạm đo xác định các thông số, gửi tới giao diện giám sát trên điện thoại thông minh; khi các thông số vượt ngưỡng cho phép, hệ thống sẽ gửi tin nhắn cảnh báo tới điện thoại người quản lý.

So với phương pháp mạng cảm biến cần sử dụng nhiều cảm biến do các đầu đo đặt tại mỗi ao, phương pháp lấy mẫu về 01 trạm đo cho phép giảm số lượng cảm biến trong hệ thống (do đó chi phí đầu tư giảm) mà vẫn đáp ứng yêu cầu giám sát thường xuyên các thông số môi trường của nhiều ao nuôi. Bên cạnh đó, các cảm biến tầm trung thường cho tín hiệu không ổn định khi đo trực tiếp trong môi trường nuôi do dòng chảy động, tuổi thọ điện cực giảm,… nên phương pháp bơm lần lượt mẫu nước các ao nuôi về 01 trạm đo còn có thể tạo ra môi trường thủy tĩnh đáp ứng yêu cầu về điều kiện đo của các cảm biến, đồng thời thuận lợi cho quá trình vệ sinh đầu đo từ đó tăng tuổi thọ cho thiết bị.

Hệ thống hoạt động ổn định ở cả hai chế độ Manual và Auto khi được thử nghiệm giám sát, cảnh báo môi trường của 03 ao nuôi tôm.

Hình 2: Thử nghiệm hệ thống giám sát và cảnh báo tự động môi trường ao nuôi tôm

Hình 3: Kết quả giám sát trên giao diện Blynk và LCD giám sát môi trường ao nuôi tôm

Hệ thống đã đáp ứng được mục tiêu đặt ra đó là giám sát được 03 thông số của môi trường gồm độ pH, nồng độ DO và độ mặn S của 03 ao nuôi từ 01 trạm đo. Hệ thống có thể phát triển theo hướng tích hợp thêm đầu đo các thông số khác của môi trường ao nuôi, đồng thời cần thử nghiệm nhiều hơn trong thời gian dài để đánh giá được tuổi thọ và độ chính xác của hệ thống.

Đặng Thị Thúy Huyền

Khoa Cơ – Điện (Học viện Nông nghiệp Việt Nam)