UEH

UNIVERSITY

CONG NGHE loT - “CAY
CUỒC CONG NGHE”
ĐA CỦA NONG NGHIEP
NẢNG


2
ĩg][gũã][gũg]tgũã][goẽ][gQg][gũg][gQg](^ĩã]í^ĩã]r^Jĩ^i(^ĩ^ii° :ifi^¥ãinNií^^ipn^i[ãanpiraf^ipn^ipnpirgn^ìi^n^]i

iEUĩalEỈIÌSlGĩl^


Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

UEH UNIVERSITY
UEH COLLEGE OF TECHNOLOGY & DESIGN
KHOA : CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KINH DOANH
TIỂU LUẬN CUỐI KÌ
ĐỀ TÀI :

Giảng viên hướng dẫn : T.S TRƯƠNG VIỆT PHƯƠNG.
Sinh viên thực hiện : Đoàn Minh Khoa.
MSSV : 31201023875.
Lớp học phần : 21C1INF50900305-EC003

3

Mục lục

a.
b.
c.
d.
a.
b.
c.

a.
b.
c.
d.
e.
a.
b.
c.

I. LỜI MỞ ĐẦU.............................................................................................................. 3
II. TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ loT...............................................................................3
1. Mơ hình IoT thơng dụng...........................................................................................3
2. Cơ sở kỹ thuật của IoT..............................................................................................4
Công nghệ cảm biến (Sensor Technology) :.......................................................................4
Khả năng truyền (Communication Capabilities) :...............................................................4
Cơng nghệ RFID (RFID Technology) :...............................................................................4
Trí tuệ nhân tạo (AI)...........................................................................................................5
3. Cơ chế hoạt động của hệ thống IoT...........................................................................5
Bước 1-Thu thập dữ liệu.....................................................................................................5

Bước 2-Đối chiếu, số hóa dữ liệu.......................................................................................5
Bước 3-Phân tích dữ liệu và thực hiện................................................................................5
III. TỔNG QUAN CƠNG NGHỆ IoT TRONG NƠNG NGHIỆP...................................6
1. Mơ hình hệ thống IoT trong nông nghiệp..................................................................6
2. Cơ sở kỹ thuật của IoT trong nơng nghiệp.................................................................8
Hệ thống cảm biến E-Sensor IoT........................................................................................8
Điện tốn đám mây (Cloud computing)..............................................................................8
Phân tích khối dữ liệu và học máy (Big Data Analytics & Machine learning)....................9
ROBOTICS........................................................................................................................ 9
Mạng lưới truyền thông và giao thức (Communication networks and Protocols). ...9
3. Cơ chế hoạt động của hệ thống IoT trong nông nghiệp...........................................10
Bước 1-Tiếp nhận dữ liệu.................................................................................................10
Bước 2-Truyền và xử lý dữ liệu........................................................................................10
Bước 3-Phân tích dữ liệu và thực hiện câu lệnh................................................................11
IV. KHẢ NĂNG ÁP DỤNG IoT TRONG NÔNG NGHIỆP VÀ NHỮNG BẤT TRẮC.
12
1. Khả năng áp dụng IoT trong nông nghiệp................................................................12
2. Những bất trắc.........................................................................................................12
V. LỜI KẾT LUẬN.......................................................................................................13
VI. TRÍCH DẪN TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................14

4


I. LỜI MỞ ĐẦU.
loT (Internet of Things) hay mạng lưới kết nối vạn vật, là hệ thống gồm các thiết bị
kết nối với nhau, như : phần mềm tính tốn, thiết bị/máy móc cơ khí, nhân sinh hay các
ứng dụng kỹ thuật số. Ở đó, hệ thống được quản lý và vận hành mà không thông qua sự
can thiệp trực tiếp của con người với máy tính. Hệ thống này có thể từ 2 - 10 thiết bị,
cũng có thể từ hàng chục, hàng trăm hay hàng tỷ thiết bị được kết nối với nhau. Cơ sở

hình thành nên hệ thông kết nối thông minh được đề xuất vào năm 1982, với việc kết nối
internet vào trong một thiết bị vận hành tự động rất quen thuộc : Máy bán nước CocaCola tại Đại học Carnegie Mellon. Sau sự kiện ấy, cổ máy có khả năng kiểm tra nhiệt độ
cũng như những chai nước cịn sót lại. Vài năm sau đó, 1999, cụm từ Internet of Things
được cơng bố bởi Kevin Ashton, nhằm để chỉ các đối tượng có thể được nhận biết cũng
như sự tồn tại của chúng. Ngày nay, IoT được áp dụng rộng rãi và đối với một số ngành
nghề, sự hiện hữu của IoT là không thể thiếu. Những ngành nghề đã và đang áp dụng IoT
trong quy mô tổ chức và hoạt động, như : Giao thông-Vận tải, Quản lý doanh nghiệp,
Dịch vụ-du lịch, Công nghệ địa chất-Công nghệ thủ công-Công nghệ xây dựng, Dịch vụ y
tế-Theo dõi sức khỏe, Tự động hóa thiết bị, ... Một trong những ngành nghề gây bất ngờ
và tạo được hiệu ứng tích cực khi ứng dụng cơng nghệ IoT là “Nông nghiệp”. Với kinh
nghiệm dày dặn trong việc canh tác nơng nghiệp, do đó, đất nước ta là một mảnh đất phì
nhiêu cho các cơng ty cơng nghệ muốn phát triển. Ngày càng xuất hiện nhiều kỹ sư nông
nghiệp cũng như nhà đầu tư nghiên cứu về việc áp dụng hệ thống công nghệ IoT vào nông
nghiệp. Trong đó, nổi bật là cơng ty HOSCO, top đầu trong các công ty thành công với
lĩnh vực ứng dụng công nghệ phần mềm với nhiều thành tựu, với dự án NextFarm : Đưa
công nghệ vào hệ thống quản lý và sản xuất. Dựa vào từng thời kỳ phát triển của cây, yếu
tố ngoại cảnh, tính chất mơi trường cũng như tính chất thực vật, NextFarm đã xây dựng
hệ thống tưới tiêu tự động và điều khiển hệ thống với câu lệnh từ xa, nhờ vào công nghệ
truyền dẫn.
Với những ưu việt và sự hứa hẹn tương lai nhờ vào việc ứng dụng loT trong quy trình
sản xuất nơng nghiệp, thực hiện đề án thực phẩm sạch, công nghệ xanh và tự động hóa
khâu hoạt động và quản lý, tơi chủ trương đầu tư nghiên cứu về vấn đề áp dụng IoT trong
quản lý và sản xuất nông nghiệp thông qua bài tiểu luận này. Về cách thức áp dụng công
nghệ IoT, mơ hình hoạt động cũng như bình luận về vấn đề IoT.
II. TỔNG QUAN CƠNG NGHỆ loT.
1. Mơ hình IoT thơng dụng.
Khi nói về thiết bị loT (loT devices), chúng ta chỉ nghĩ đến các thiết bị vật lý có khả
năng thu thập dữ liệu từ mơi trường xung quanh (thường là qua các cảm biến) và được
tích hợp các tính năng tạo kết nối đến các thực thể khác bằng các công nghệ như LPWAN
(LoraWAN, SigFox, NB-IoT) [5], WiFi, Bluetooth, Zigbee, Cellular 4G, 5G. Khi chúng


5


ta nói về ứng dụng loT (loT application), chúng ta nói về các ứng dụng được lập trình để
xử lý khối lượng dữ liệu được thu thập từ các thiết bị vật lý IoT, đưa ra các kết quả thống

6


Hình 2: Mó hình tổng quan của giãi phap loT

kê và cao hơn là tự động hóa một số tiện ích dựa trên dữ liệu thu thập được. Các thiết bị
IoT có thể là thiết bị đầu cuối (end-device) hoặc các thiết bị trung chuyển (gateway/base
station). Các ứng dụng IoT xử lý dữ liệu (thu thập từ các thiết bị IoT) được cài đặt tại hệ
thống xử lý (máy chủ, lưu trữ) trung tâm. Ngoài chức năng thu thập, lưu trữ, xử lý thống
kê dữ liệu, ứng dụng IoT còn có thể lập trình để điều khiển ngược lại hành vi của các thiết
bị đầu cuối, từ đó tạo ra các tiện ích tự động hóa cho của tồn bộ hệ thống.
2. Cơ sở kỹ thuật của loT.
a. Công nghệ cảm biến (Sensor Technology) :
Cảm biến không thể thiếu trong loT, nó tiếp nhận các dữ liệu của mơi trường bên
ngồi rồi gửi dữ liệu về trung tâm. Các cơng nghệ cảm biến thông dụng : Cảm biến tăng
tốc, cảm biến rò rỉ , cảm biến hồng ngoại, ... Đặc biệt trong nông nghiệp, hệ thống cảm
biến là điều không thể thiếu vì các nhân tố ngoại cảnh cần theo dõi sát sao.
b. Khả năng truyền (Communication Capabilities) :
Trong IoT, mỗi thiết bị đều có một địa chỉ IP riêng lẽ cho kỹ sư gắn vào, biểu lộ tính
xác định của thiết bị. Do đó khả năng cấp phát địa chỉ IP sẽ quyết định đến tương lai của
IoT. Sự ra đời của IPv6(128bit) đã bổ trợ cho việc cạn kiệt của IPv4(32bit). Sự gia tăng
mạnh mẽ của IPv6 trong không gian địa chỉ là một yếu tố quan trọng trong phát triển
Internet of Things. Hình 2-a biểu thị cách thức

truyền thông.
c. Công nghệ RFID (RFID Technology) :
RFID viết tắt của chữ Radio Frequency
Identiíication, nghĩa là nhận dạng bằng sóng
Hình 2-a
vô tuyến là một phương pháp nhận dạng tự
131


động dựa trên việc lưu trữ dữ liệu từ xa, sử dụng thiết bị thẻ RFID và một
đầu đọc RFID.
Thẻ RFID được đưa vào sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như: Quản lý nhân sự,
quản lý
hàng hóa vào/ra siêu thị, nhà kho, ... Điểm nổi bật của RFID là công nghệ
không sử dụng
tia sáng như mã vạch, không tiếp xúc trực tiếp. RFID có thể được đọc xuyên
qua các môi
trường, vật liệu như Bê tông, tuyết, sương mù, băng đá, sơn, và các điều kiện
môi trường
thách thức khác mà mã vạch và các công nghệ khác không thể phát huy hiệu
quả.

d. Trí tuệ nhân tạo (AI).
Những tiến bộ trong mạng nơ-ron đã mang lại khả năng xử lý ngôn ngữ tự nhiên
(NLP) cho các thiết bị IoT (chẳng hạn như trợ lý cá nhân kỹ thuật số Alexa, Cortana và
Siri). Mơ hình mạng nơ-ron chủ yếu bao gồm mơ hình nhận thức đơn lớp, nhận thức
nhiều lớp mơ hình, mơ hình bản đồ tính năng tự tổ chức của Kohonen (bản đồ tự tổ chức),
xuyên tâm mạng nơron chức năng cơ bản, mạng nơron dự đốn, ... Nhờ đó, hệ thống sẽ
giải quyết các yêu cầu, câu lệnh thông qua AI và thực hiện trong hệ thống IoT.
3. Cơ chế hoạt động của hệ thống loT.

Hầu hết, cơ chế hoạt động của hệ thống IoT gồm 3 bước cố định sau :

Ví dụ của một hệ thơng loT
Thuthệpdữllệu ------------------►

chun gi»o dữ lĩẽu

thực thi

a. Bước 1-Thu thập dữ liệu.
Đây là bước tiếp nhận yêu cầu, nó cho thấy được điều bất thường phải xử lý trong hệ
thống thông qua các yêu cầu tiếp nhận. Thực tế, dữ liệu không chỉ xuất hiện trên máy móc
hay các vật chất được theo dõi, nó cịn xuất hiện ngay chính người sử dụng, cụ thể là các
câu lệnh được tiếp thu qua AI. Có rất nhiều phương pháp/thiết bị IoT cơng nghiệp khác
nhau để thu thập dữ liệu, phù hợp với từng đối tượng, có thể kết nối trực tiếp với máy, cài
cảm biến, hoặc sử dụng các thiết bị thu thập thông tin đầu vào khác.
b. Bước 2-Đối chiếu, số hóa dữ liệu.
Vai trị của giai đoạn này là tổng hợp tín hiệu từ các note - sensor hoặc máy rồi xử lý,
chuyển đổi sang định dạng số trước khi đẩy lên server. Sau khi tổng hợp, hệ thống cần
nén lượng dữ liệu khổng lồ thu thập và xử lý được đến kích thước tối ưu để tiến hành
phân tích trong các giai đoạn tiếp theo. Điều này sẽ giúp giảm tải băng thông của thiết bị
khi sử dụng đường truyền Internet từ dưới đẩy lên server. Thông dụng nhất là công nghệ
AI, được sử dụng kết hợp với IoT để tiếp nhận dữ liệu giọng nói và mã hóa câu lệnh, giúp
cho hệ thống máy tính tiếp nhận và xử lý.
c. Bước 3-Phân tích dữ liệu và thực hiện.
Đến lúc này, dữ liệu mới thực sự được chuyển sang thế giới CNTT. Trong hệ thống
IoT, các hệ thống CNTT được bố trí ngay tại thực địa (nhà máy) sẽ thực hiện xử lý dữ
liệu và một số phân tích nâng cao bước đầu. Ví dụ, hệ thống sẽ ứng dụng cơng nghệ học



máy (Machine Learning) và trực quan hóa để đưa ra các thơng tin có giá trị sử
dụng cho
tầng quản trị. Trong q trình phân tích dữ liệu, hệ thống sẽ tích hợp các phần
mềm phân
tích dữ liệu chuyên dụng như Qlikview hay Apacha spak để thao tác phân tích.
Sau khi
hiểu được nội dung dữ liệu, hệ thống máy tính sẽ truyền tới các thiết bị trong
vùng nhằm
thực hiện câu lệnh được đề ra.

III. TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ loT TRONG NÔNG NGHIỆP.
1. Mơ hình hệ thống loT trong nơng nghiệp.
Dựa vào hệ thống IoT chuẩn, các kỹ sư nông nghiệp đã thiết kế lên các hệ thống IoT
nhằm xử lý các vấn đề canh tác, sản xuất theo hướng khoa học nhất. Mơ hình 3-a cho ta
thấy được các nhu cầu cần
xử lý bằng IoT bên cạnh các
thiết bị hỗ trợ xử lý. Dữ liệu
được
thu thập thông qua các cảm
biến cung cấp thơng tin về
tình trạng mơi trường khác
nhau để giám sát toàn bộ hệ
thống đúng cách. Theo dõi
các điều kiện môi trường
hoặc năng suất cây trồng
không chỉ là yếu tố để đánh
giá cây trồng mà cịn có
nhiều yếu tố khác ảnh
hưởng đến năng suất cây
trồng, ví dụ: quản lý đồng

ruộng, giám sát đất và cây
trồng, sự di chuyển của một
đối tượng không mong
muốn, các cuộc tấn công
của động vật hoang dã và
trộm cắp,... Hơn nữa, loT cung cấp một lịch trình được tổ chức tốt cho các tài nguyên bị
hạn chế, đảm bảo rằng việc sử dụng loT tốt nhất sẽ nâng cao năng suất. Ví dụ : Ứng dụng
agriculture Xtreme loT của Libedium giúp hỗ trợ việc canh tác trong nhà kính như tưới
tiêu, bón phân hay kiểm tra quá trình phát triển của cây trồng. Mặt khác, hệ thống IoT xử
dụng các điện toán đám mây, bộ cảm ứng cũng như thiết bị truyền không dây như
Wireless, Zigbee, Bluetooth, ... để lưu truyền và tiếp nhận các yêu cầu cũng như dữ liệu
báo cáo về những gì sảy ra xung quanh môi trường canh tác.


Hình 3-b cho ta thấy được các thành phần chính trong quy trình điều hành quản lý và
vận hành cơng nghệ sản xuất nông nghiệp thông minh dựa vào IoT. Dựa vào thơng tin
trong hình, cho ta thấy quy trình có 4 thành phần chính chính :
a. Cấu trúc vật lý.
Là thành phần quan trọng nhất của hệ thống, hay nói cách khác, đây là thành phần cấu
tạo nên hệ thống quản lý và vận hành công nghệ IoT trong nông nghiệp. Đây là cơ sở để
hệ thống tiếp nhận dữ liệu từ môi trường, đối tượng được theo dõi, nhờ vào các ứng dụng
cảm biến ( Sensor devices ) như : Cảm biến áp suất ( Presure sensor ), cảm biến độ ẩm (
Moisture sensor ), ... Các công nghệ cảm biến thực hiện nhiều chức năng điều khiển như,
khám phá nút, dịch vụ nhận dạng và đặt tên thiết bị, . .Tất cả thiết bị công nghệ cảm biến
được điều khiển thông qua một bộ vi điều khiển. Thao tác điều khiển này được thực hiện
bởi bất kỳ thiết bị từ xa hoặc máy tính nào được kết nối qua Internet.
b. Thu nhập dữ liệu.
Thu thập dữ liệu được chia thành hai thành phần phụ cụ thể là: Thu thập dữ liệu IoT và
Thu thập dữ liệu tiêu chuẩn. Theo đó, thành phần thu thập dữ liệu loT bao gồm bảy giao
thức là Truyền tải từ xa xếp hàng tin nhắn (MQTT), Websocket, Giao thức xếp hàng tin



nhắn nâng cao (AMQP), Nút, Giao thức ứng dụng ràng buộc (CoAP), Dịch vụ
phân phối
dữ liệu (DDS) và Truyền siêu văn bản Giao thức (HTTP). Tùy thuộc vào yêu cầu
và điều
kiện, nhiều giao thức có thể được sử dụng để thực hiện canh tác thơng minh.
Trong khi
đó, trong việc thu thập dữ liệu tiêu chuẩn, các giao thức ZigBee, WIFI, Long
Range Wide
Area Network (LoraWan), SigFox và ISOBUS đã được sử dụng.
c. Xử lý dữ liệu.

Xử lý dữ liệu bao gồm nhiều tính năng là xử lý hình ảnh hoặc video, tải dữ liệu, hệ
thống hỗ trợ quyết định và khai thác dữ liệu như trong Hình 3-b Theo yêu cầu hệ thống,
bất kỳ tính năng nào có thể được thêm vào có thể hoạt động song song để cung cấp các
dịch vụ khác. Công nghệ Data Mining giúp phát hiện sai sót trong dữ liệu, sau đó chuyển
thơng tin về hệ thống máy chủ để xử lý. Hệ hỗ trợ quyết định (Decision Support System DSS) sẽ sàng lọc và phân tích lượng dữ liệu khổng lồ, tổng hợp thơng tin một cách tồn
diện mà có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề và trong quá trình ra quyết định.
d. Phân tích dữ liệu.
Phân tích dữ liệu bao gồm hai tính năng chính là giám sát và kiểm sốt. Giám sát liên
quan đến ba ứng dụng chính trong nông nghiệp thông minh là Giám sát chăn nuôi, Giám
sát thực địa và Giám sát nhà kính. IoT cho phép nông dân giám sát vật nuôi thông qua
nhiều cảm biến được sử dụng để theo dõi các bệnh khác nhau của vật nuôi như nhiệt độ,
nhịp tim và tiêu hóa, ... Trong khi đó, các ứng dụng giám sát thực địa báo cáo các ghi
nhận của các yếu tố khác nhau như độ ẩm của đất, nhiệt độ, độ ẩm, khơng khí, áp suất (áp
suất khơng khí và áp suất nước), và giám sát dịch bệnh cây trồng, ... Ứng dụng loT trong
canh tác nhà kính giúp quản lý ánh sáng cây trồng, khí hậu nhân tạo và cả đề phòng dịch
bệnh ngoại cảnh ảnh hưởng đến năng suất nông nghiệp.
2. Cơ sở kỹ thuật của loT trong nông nghiệp.

a. Hệ thống cảm biến E-Sensor loT.
Là thiết bị giám sát các thông số môi trường mọi lúc mọi nơi thông qua một chiếc điện
thoại thông minh (smartphone). Nhờ vào sự giám sát 24/24 của hệ thống cảm biến trực
tuyến, hạn chế tối đa các tác động của môi trường như : Nhiệt độ cao, độ ẩm thấp, ánh
sáng yếu, nồng độ CO2 cao, kiểm soát lượng nước trong đất phục vụ tưới chính xác, ...
Hệ thống cịn tích hợp điều khiển tự động, điều khiển từ xa, quạt, đèn, hệ thống tưới nhỏ
giọt,. Sau cùng, các dữ liệu thu thập sẽ được lưu trữ phục vụ cho phân tích mùa vụ sau.
Hệ thống sử dụng công nghệ RF để truyền nhận dữ liệu không dây từ thiết bị trung tâm
(E-Sensor Master) đến cảm biến (E-Sensor Slave) và bộ điều khiển (E-Sensor Control).
b. Điện toán đám mây (Cloud computing).
Sự hợp tác của loT và điện tốn đám mây trong nơng nghiệp cung cấp khả năng truy
cập phổ biến vào các nguồn tài nguyên được chia sẻ. Để đáp ứng các nhu cầu nông
nghiệp khác nhau theo yêu cầu qua mạng và thực hiện các hoạt động, điện tốn đám mây
đóng một vai trò quan trọng. Kiến trúc phần mềm dựa trên đám mây đã được đề xuất để


xử lý và truy xuất thông tin và các nhiệm vụ nơng nghiệp theo cách chính xác
hơn. Trong
lĩnh vực điện toán biên, IoT được coi là giải pháp tạo điều kiện thuận lợi cho
việc xử lý
dữ liệu tại nguồn phát sinh dữ liệu là các cảm biến, thiết bị truyền động và
nhiều thiết bị
nhúng khác. Điện toán biên hay điện toán sương mù được coi là xương sống
của điện toán
đám mây. Các ứng dụng công nghệ chuyên dụng trong lưu trữ điện toán đám
mây :
Google Cloud Platform, IBM Watson, Amazon Web Services, ...

c. Phân tích khối dữ liệu và học máy (Big Data Analytics & Machine learning).
Các dữ liệu thu thập được từ các cấu trúc vật lý, cụ thể là hệ thống cảm biến là rất lớn.

Việc quản lý và phân tích một khối lượng lớn dữ liệu là điều vốn rất khó khăn. Thơng qua
Bid Data, các khối dữ liệu được phân tích nhờ vào các cơng nghệ tích hợp cung cấp các
phương pháp giám sát cây trồng khác nhau và hiệu quả ở các giai đoạn khác nhau. Một
trong các công nghệ xử lý khối lượng lớn dữ liệu đó là học máy (ML) của AI, cho phép
hệ thống máy tính có thể hiểu và “học” được các dữ liệu được thu nhập, từ đó tiến hành
phân tích và đánh giá, cụ thể hơn là phân tích khối dữ liệu từ môi trường nông nghiệp và
giải quyết các vấn đề của cây trồng, gia súc, yếu tố môi trường/ngoại cảnh.
d. ROBOTICS.
Robot được xem như là bước tiến vượt bậc của công nghệ 4.0, đưa con người vào cuộc
cách mạng 5.0-Tự động hóa Robot. Kéo theo điều đó, nông nghiệp đang ngày ứng dụng
cơ sở kỹ thuật của công nghệ Robot trong việc quản lý và vận hành hệ thống công nghệ
IoT. Robot nông nghiệp được sử dụng để xử lý các nhiệm vụ nông nghiệp thiết yếu như
thu hoạch cây trồng với khối lượng lớn và nhanh hơn tốc độ lao động của con người. Tùy
vào mục đích mà các loại Robot được thiết kế để phục vụ, có thể kể đến như : Robot chim
dung để xua đuổi côn trùng, Robot trồng cây dùng để gieo trồng, Robot diệt cỏ chạy bằng
năng lượng mặt trời Tertill, Robot phun thuốc và bón phân-Vốn được thiết kế để tối thiểu
mức rủi ro tính chất cơng việc tác động đến con người, ... Tất cả các robot này được điều
khiển bằng cách sử dụng loT để tăng năng suất cây trồng và sử dụng tài nguyên hiệu quả.
e. Mạng lưới truyền thông và giao thức (Communication networks and Protocols).
Giao thức truyền thông là những mô tả cụ thể của định dạng và luật lệ bản tin số. Giao
thức truyền thơng có thể bao gồm chứng thực thơng tin, phát hiện lỗi, sửa lỗi và báo hiệu.
Nó cũng có thể mơ tả cú pháp, định dạng và đồng bộ hóa truyền thơng số hoặc tương tự.
Có rất nhiều giao thức truyền thông khác nhau đã được phát triển. Tuy nhiên, với mạng
cảm biến dùng trong nơng nghiệp, địi hịi về dung lượng đường truyền không cao và thời
gian cập nhật dữ liệu không quá cấp thiết. Bằng việc thiết kế một giao thức đơn giản sử
dụng cơng nghệ RF, nó có thể được triển khai trên vi điều khiển nhỏ gọn mà không tiêu
tốn quá nhiều tài nguyên phần cứng. Các mạng lưới và giao thức truyền thông trong nông
nghiệp giúp cho hệ thống máy tính có thể liên kết các dữ liệu thu nhập từ nông trại, giám
sát và thực hiện các thao tác đồng bộ trong môi trường nông trại.



3. Cơ chế hoạt động của hệ thống loT trong nông nghiệp.

Dựa vào sơ đồ nguyên lý hoạt động trên, chúng ta phần nào hiểu được cơ chế hoạt
động của hệ thống IoT trong nơng nghiệp cũng có 3 bước :
a. Bước 1-Tiếp nhận dữ liệu.
Khi môi trường nông trại nhận thấy được sự bất thường sảy ra ở vật nuôi, thực vật, yếu
tố ngoại cảnh, ... được cập nhập bởi những hệ thống cảm biến chuyên dụng cho mỗi yếu
tố đo lường, hay khi hệ thống nhận được báo cáo về yêu cầu của người quan lý lên các
thành phần trong nông trại như : Tưới tiêu, chiếu sáng, kiểm tra sức khỏe, đóng mở cổng,
... hoặc khi hệ thống quét được những câu lệnh thông qua công nghệ RFID, thì chính lúc
đó, hệ thống IoT đã nhận được dữ liệu từ môi trường canh tác nông nghiệp và sẵn sàng
truyền tín hiệu đến khâu xử lý. Những dữ liệu ấy đa phẩn được tổng hợp qua 3 yếu tố : (1)
Hệ thống cảm biến, thông dụng nhất là E-Sensor, cho ta biết đươc những vấn đề mà gia
súc, vật nuổi của chúng ta đang gặp phải, môi trường sống của chúng trở nên bất ổn, sự
xâm nhập của yếu tố dịch bệnh, ngoại cảnh. (2) Công nghệ AI giúp hệ thống nhận dữ liệu
từ yêu cầu của người sử dụng thơng qua khả năng nhận dạng giọng nói và số hóa câu
lệnh. (3) Bên cạnh những yêu cầu từ người sử dụng trực tiếp và dữ liệu từ hệ thống cảm
biến, phần mềm RFID còn giúp chúng ta cập nhập dữ liệu thơng qua trình qt dữ liệu,
giúp hệ thống nhận được yêu cầu từ các mẫu tin được thông qua vật trung gian ảnh hưởng
đến nông trại.
b. Bước 2-Truyền và xử lý dữ liệu.
Dữ liệu sau khi được thu nhập chỉ là những câu lệnh rỗng và hệ thống loT không thể
hiểu được những dữ liệu ấy và thực hiện. Nhằm mục đích biến dữ liệu thu nhập được
thành cơ sở ngôn ngữ của hệ thống máy tính giúp có thể hiểu và thực hiện câu lệnh,
những dữ liệu ấy cần được truyền sang một máy xử lý. Để những dữ liệu được truyền đi
qua lại giữa các bộ máy, các khu trong hệ thống IoT thì cần có những phần mềm như
ZigBee hay Cellular phụ trợ. Các hệ thống truyền ấy được đặt ở những nơi trong điểm



trong nông trại như : Nhà gia công, sản xuất; hệ thống các chuồng/trại gia
súc, vật nuổi;
vùng canh tác thực vật, các trụ phát song cảm biến, ... Ngoài ra, chính các hệ
thống
truyền dẫn là thành phần cấu tạo nên IoT, giúp cho các luồng dữ liệu được
truyền tới các
nơi xử lý, cũng như truyền gửi các dữ liệu thu nhập từ các trụ cảm biến trong
nông trại.

Sau khi dữ liệu được truyền tới bộ phận xử lý, các phần mềm như DSS hay Machine
learning sẽ tham gia vào việc xử lý dữ liệu, chuyển đối sang ngôn ngữ của mát tính bằng
các chương trình thuật tốn giải mã được lập trình sẵn. Trong quá trình xử lý dữ liệu,
phần mềm sẽ trực tiếp loại bỏ các dữ liệu thừa hay câu lệnh lỗi, nhằm tối ưu hóa cấu trúc
dữ liệu cho việc phân tích và thực hiện sau này.
c. Bước 3-Phân tích dữ liệu và thực hiện câu lệnh.
Khi hệ thống đã hiểu được những dữ liệu được tiếp nhận, hệ thống loT sẽ trực tiếp giải
quyết các vấn đề đó thơng qua việc phân tích từng chuỗi dữ liệu được liên kết và xử lý ở
bước 2. Các phần mềm có trên sơ đồ hoạt động là các phần mềm thông dụng trong hầu
hết các hệ thống quản lý nơng nghiệp bằng loT. Các ví dụ sau đây sẽ giải thích quy trình
hoạt động ở bước 3.
Nếu như dữ liệu đưa vào là từ máy cảm biến về việc trại gia súc đang có vấn đề về việc
chiếu sáng, phần mềm sẽ trực tiếp phân tích dữ liệu thơng qua thuật tốn phân tích.
Những câu lệnh được đưa ra trong q trình phân tích dữ liệu, và được hệ thống sắp xếp
theo một trình tự đã được lập trình từ trước. Kết thúc quá trình giải mã dữ liệu đã qua xử
lý, hệ thống sẽ nhận về 1 chuỗi trình tự các câu lệnh. Tiếp theo, hệ thống sẽ truyền lại các
câu lệnh ấy thông qua các kênh truyền thông, tới trụ tiếp nhận hoặc các thiết bị trong hệ
thông IoT được liên kết tại trại gia súc, và thực hiện theo thứ tự các câu lệnh để có được
kết quả. Nếu như trong q trình xử lý có sai sót, bộ phận cảm biến rủi ro ngay lập tức
nhận thấy và truyền dữ liệu về hệ thống, hệ thống sẽ tiếp tục quá trình hoạt động mà xử lý
các rủi ro tiếp nhận.

Đối với hệ thống nông nghiệp nhà kính, IoT là một phần cấu thành nên cơ sở sản xuất.
Những dữ liệu đa phần được lập trình sẵn theo một trình tự nhất định, do các kỹ sư nơng
nghiệp thực hiện. Bên cạnh đó, để quản lý rủi ro, bộ phận cảm biến và phần mêm RFID
được bố trị hầu hết ở những vị trí dễ truyền tải dữ liệu trong nhà kính, để phản hồi sự sai
sót bất thường so với quy trình. Các thuật toán ở khâu quản lý này đa phần là các thuật
toán cố định, được soạn chuyên dụng cho từng thực vật/gia súc/vật ni trong mơi trường
nhà kính canh tác. Những người nông dân hiện đại sẽ phải theo dõi quá trình hoạt động
của hệ thống IoT trong nhà kính một cách khơng thường xun, bởi nhờ vào tự động hóa
trong hệ thống. Họ chỉ cần chú ý khi thiết bị thơng minh của họ có báo về rủi ro bất
thường mà hệ thống gặp phải.
Đối với nông nghiệp tại gia, hay nói cách khác là các quy mơ canh tác vừa và nhỏ phù
hợp với hộ gia đình thành phố, hệ thống loT thường sẽ nhận dữ liệu trực tiếp từ người sử
dụng thông qua công nghệ AI. Lúc ấy, những dữ liệu bất chợt được công nghệ AI ghi lại
và gửi vào hệ thống loT, bộ phận xử lý sẽ ngay lập tức giải mã dữ liệu ấy sang ngơn ngữ
số. Q trình này đơi khi gặp khó khăn nếu người sử dụng khơng đảm bảo q trình kết
nối mạng. Tuy nhiên, bộ phận xử lý trong trường hợp này đôi lúc sẽ gặp rắc rối bởi dữ
liệu giọng nói mà AI thu vào khơng cố định, nên việc loại trừ dữ liệu là đáng kể. Sau cùng


ở khâu phân tích và thực hiện sẽ tương tự như 2 ví dụ trên.


Nhìn chung, quy thức hoạt động loT trong nơng nghiệp đánh mạnh vào việc người sử
dụng có thể theo dõi các vấn đề sảy ra với nơng trại của mình, cũng như vận hành tự động
các thiết bị/máy móc/quy trình quản lý trên nơng trại của mình một cách khoa học.
IV. KHẢ NĂNG ÁP DỤNG loT TRONG NÔNG NGHIỆP VÀ NHỮNG BẤT
TRẮC.
1. Khả năng áp dụng loT trong nông nghiệp.
Việc ứng dụng công nghệ IoT trong nông nghiệp đối với thế giới hơm nay đã q quen
thuộc. Nói riêng về các nước châu Á, những quốc gia trong khu vực đã áp dụng thành tựu

khoa học này trong ngành nông nghiệp từ rất lâu, chẳng hạn : Trung Quốc, Thái Lan,
Mallaysia, Lào, Singapore, ... Họ đều đã đạt được những thành tựu đáng kể trong việc tối
đa hóa sản lượng, tối ưu hóa quy trình/nhân lực/quy trình sản xuất, ...
Chính phu trực tiếp khuyến khích các doanh nghiệp thay đổi theo hướng sản xuất hiện
đại kết hợp với công nghệ loT. Một số kết quả khi ứng dụng loT vào sản xuât nông
nghiệp.
Đẩy mạng sản lượng canh tác : Các thiết bị, hệ thống cảm biến sẽ tiếng hành rà soát
các các nhu cầu của cây trồng/gia súc/vật nuổi. Truyền tải tín hiệu đến dữ liệu đám mây
kết hợp phân tích dữ liệu, tiến hành tưới tiêu, chăm sóc cũng như phân, thuốc cho cây
trồng. Giúp cho nông sản tránh được những ảnh hưởng của dịch bệnh cũng như yếu tố sơ
xuất trong quá trình canh tác. Thúc đẩy được sản lượng thu vào ngày một tăng và chất
lượng hơn.
Tối thiểu yếu tố sâu bệnh : Việc khơng có sự xuất hiện của mầm bệnh, sâu bọ phá hoạt
giúp cho hiệu suất nông sản được cải thiện. Hơn thế, nhu cầu sử dụng nông sản xanh ngày
một tăng mạnh, nhất là đối với cư dân thành phố, họ sẵn sàng bỏ ra một số tiền không hề
nhỏ để được sư dụng những thực phẩm an tồn, điều đó thúc đầy phần nào cải thiện việc
sử dụng thuốc trừ sâu. Công nghệ IoT đang dần hoàn thiện từng ngày trong việc phát
thiện các tác nhân gây hại như sâu bọ, biến đổi khí hậu, ... thơng qua các thiết bị sóng dẫn
giúp xua đuổi cũng như cảnh báo kịp thời cho bà con.
Mơ hình nhà kính : Nhà kính giúp cho năng suất nông sản thu vào được nhiều hơn
cũng như chất lượng được đảm bảo hơn. Hệ thống công nghệ IoT giúp cho việc quản lý
nhà kính trở nên dễ dàng hơn. Người nông dân không cần phải tự tay xử lý các quy trình
chăm bón nơng sản. Nhờ sự ứng dụng của các kỹ thuật phần mềm giúp cho các thao tác
ấy được dễ dàng hơn, thực hiện cẩn thận và đúng thao tác hơn. Mặt khác, khơng ít các
bước trong quy trình ảnh hưởng xấu đến nơng dân nên việc ứng dụng IoT trong sản xuất
nhà kính là hồn tồn tiện lợi.
Theo dõi gia súc/nơng sản : Cơ bản thì IoT hầu như chưa quản lý bao quát về hình thức
chăn ni gia súc, nhưng với những tiến bộ trên thì việc áp dụng cơng nghệ IoT để theo
dõi q trình phát triển của một số lồi nhất định như : Heo, bò, gà, . hay theo dõi quá
trình sinh trưởng của thực là điều dễ dàng.

2. Những bất trắc.
Việc ứng dụng công nghệ IoT vào nông nghiệp cũng tạo ra một số khó khăn, cụ thể là
những vấn đề sau :
a. Thu hẹp cơ hội cho canh tác truyền thống.
Đất nước ta là một đất nước có truyền thống lúa nước, điều đó biểu thị sâu sắc nghề
nơng nói riêng và ngành nơng nghiệp nói chung ở nước ta có truyền thống rất lâu đời. Bởi


thế, hình thức canh tác nơng nghiệp truyền thống như sáng ra ruộng, trưa đắp
bờ, tối xả
mương ít nhiều cũng ăn sâu vào thói quen của người nơng dân. Quan trọng,
hình thức
canh tác truyền thống phần lớn cần rất nhiều nhân lực và đó cũng phần
nguồn thu nhập
cho tầng lớp nông nhân. Việc xuất hiện của công nghệ IoT trong nông nghiệp
phần nào
ảnh hưởng đến cơ hội canh tác truyền thống và công việc cho nông dân.

b. Sự tụt hậu công nghệ so với thế giới.
Không phủ nhận một điều rẳng hệ thống công nghệ IoT trong nông nghiệp của chúng
ngày một đôi mới và phát triển. Nhưng sự thật phũ phàng rằng chúng ta luôn đi sau nền
công nghệ của các ông lớn trên thế giới như Mỹ, Trung Quốc, Đức, ... và trong khu vực
thì phải cạnh tranh với Singapore hay Thái Lan. Những điều đó khiến cho sự phát triển
của hệ thống loT non trẻ ở Việt Nam trong ngành nơng nghiệp gặp khơng ít rào cản.
c. Sự thiếu hụt kinh phí.
Các cơng nghệ ứng dụng trong hệ thống loT thì đa phần là hiện đại và nhập khẩu, cho
nên giá thành sẽ khá cao cho với doanh nghiệp nông nghiệp. Hơn thế việc đầu tư cho các
thiết bị truyền, kết nối cũng chiếm một phần lớn kinh phí. Gây ít nhiều khó dễ cho doanh
nghiệp muốn đổi mới.
d. Thiếu kiến thức trong vận hành và quản lý hệ thống.

Nếu không kể đến các công ty lớn về sản xuất nông nghiệp như Đại Thành hay Happy
Farm, thì phần lớn nhân lực trong ngành này vẫn là các hộ gia đình có truyền thống nơng
nghiệp. Ngay cả khi được trang bị đầy đủ một hệ thống loT cơ bản để canh tác, họ vẫn
chưa nắm được hoàn tồn kiến thức về q trình vận hành hay quản lý sản xuất. Bời vì
hầu hết các thiết bị cơng nghệ đều có tính chun mơn hóa rất cao và địi hỏi am hiểu về
tính chất của từng quy trình thao tác. Đây gần như là lý do rất lớn khiến cho nảy sinh
chiến dịch thoát “Cây cuốc gỗ” , giúp cho bà con nông dân phần nào am hiểu hơn về hệ
thống công nghệ tiên tiến.
V. LỜI KẾT LUẬN.
Sự xuất hiện của hệ thống IoT trong nông nghiệp thực chất mà nói là một tín hiệu đáng
mừng. Chúng ta không thể cứ mãi canh tác với sự thô sơ của công cụ, sự vất vả của sức
lực và đổi lại năng suất lại quá thấp. Bản thân tôi xuất phát là con nhà bần nông, tôi thấu
hiểu được việc khó khăn và bất ổn của hình thức canh tác truyền thống trong nơng nghiệp
dường nào. Vì vậy, ứng dụng công nghệ thông tin trong nông nghiệp sẽ tạo cơ hội lớn cho
các hộ nông dân trở thành một doanh nghiệp có năng suất và giá trị vượt trội cùng với
chất lượng cuộc sống ngày càng tốt hơn.
Cũng là một cây cuốc, nhưng theo dịng lịch sử phát triển, đơi khi nó khơng cịn là lưỡi
sắt, cán gỗ như thường ngày, nhưng nó là cây cuốc với những chuyển động ảo, với những
nhát cuốc xơi đất là những câu lệnh do hệ thống cơng nghệ thực hiện. Mơ hình IoT trong
nơng nghiệp Việt Nam cịn rất nhiều hứa hẹn. Chưa dám chắc những quy chuẩn về mơ
hình, hoạt động cũng như những thiết bị kỹ thuật trên sẽ không bị thay thế trong nay mai.
Nhưng có^một điều đã thay thế và hiện hữu rất rõ : CÔNG NGHỆ IoT THỰC SỰ ĐÃ

NÂNG TẦM NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM.


VI. TRÍCH DẪN TÀI LIỆU THAM KHẢO.
"Tìm hiểu về Internet of Things - loT - elec2PCB.com." 22 thg 7. 2021,
Ngày truy cập 29 thg
10. 2021.

"An IOT Based Agriculture Monitoring System - IEEE Xplore."
Ngày truy cập 28 thg 10. 2021
"PHÁT TRIỂN MƠ HÌNH NƠNG NGHIỆP THONG MINH Ở VIỆT NAM." 22 thg 5.
2021, . Ngày
truy cập 28 thg 10. 2021.
"Thiết bị iot công nghiệp - Những thông tin cơ bản - ITG ERP Solution." 3 thg 6. 2020,
Ngày truy cập 29 thg 10. 2021.
"A Survey on the Role of IoT in Agriculture for the Implementation of ...." 25 thg 10.
2019, Ngày truy cập 28 thg 10. 2021.
DỤC, B. G., & NAM, V. C. N. V. HỆ THỐNG CẢM BIẾN IOT TRONG NƠNG
NGHIỆP CƠNG NGHỆ CAO. />• Cùng các bài báo khác.