Thiết kế hệ thống giám sát tự động môi trường nước

Với tình hình ô nhiễm môi trường nước của ao nuôi ngày càng gia tăng, trong khi việc ứng dụng các thiết bị đo chưa rộng rãi do giá thành cao, một học sinh ở Trường THCS Võ Thị Sáu (TP. Nha Trang) đã tìm cách kết nối các thiết bị đo môi trường nước với điện thoại di động đem lại hiệu quả thiết thực.

Em Trần Phú Dũng - học sinh lớp 8/9, tác giả giải pháp cho hay, hiện nay, các trại nuôi chủ yếu sử dụng bộ KIT hay máy đo cầm tay nên không thuận tiện vào ban đêm, tốn công, khó kiểm tra; thiếu lưu trữ dữ liệu để tổng hợp, phân tích, cải tiến quy trình; không thể thực hiện cơ chế giám sát kép và hạn chế trong việc cảnh báo. Tuy thị trường hiện nay vẫn có sản phẩm giám sát môi trường nước, song giá thành cao và nhiều thiết bị chưa phù hợp với điều kiện thực tế. Bên cạnh đó, các sản phẩm này chủ yếu dùng trong đo lường nên yêu cầu về giám sát và điều khiển chưa thuận tiện. Thêm nữa, số kênh bị hạn chế, việc truyền dữ liệu đi xa gặp khó khăn, nhất là khi yêu cầu đo ở những khoảng cách xa.

Em Trần Phú Dũng với thiết bị giám sát tự động môi trường nước.

Em Dũng đã nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát môi trường với những chỉ số cần thiết như pH, nhiệt độ của nước. Thông qua đó, người sử dụng chỉ cần theo dõi qua máy tính hoặc điện thoại là có thể giám sát được chất lượng nước của ao nuôi. Sau 12 tháng nghiên cứu với sự trợ giúp của Tiến sĩ Trần Phú Ninh - Khoa Thông tin Ra-đa (Học viện Hải quân), Dũng đã thực hiện các bước cơ bản: Nghiên cứu thực trạng việc nuôi trồng thủy sản ở Khánh Hòa; nghiên cứu kỹ thuật nuôi trồng và các yếu tố môi trường tác động đến hiệu quả việc nuôi trồng thủy sản; nghiên cứu một số hệ thống giám sát chất lượng nước tự động ở Việt Nam; đánh giá và lựa chọn các thiết bị phù hợp và có giá trị kinh tế.

Thiết bị giám sát môi trường gồm: Thiết bị điều khiển trung tâm Arduino Uno, cảm biến nhiệt độ, độ PH, thiết bị giao tiếp điện thoại SIM900A, module relay, động cơ bơm nước. Các thông số cài đặt trên hệ thống gồm: Ngưỡng độ pH, nhiệt độ, bật bơm và tắt bơm qua tin nhắn SMS từ điện thoại. Cảm biến nhiệt độ, pH được cắm trực tiếp vào nước tại khu vực giám sát. Khi nhiệt độ, độ pH vượt quá mức tối thiểu, thông tin truyền về bộ điều khiển trung tâm kích hoạt relay mở để máy bơm hoạt động. Khi đạt đến độ ẩm tối đa bơm tự động ngắt. Khi cần có thể đo tham số môi trường nước từ xa bằng cách gửi tin nhắn về thiết bị, từ đó gửi thông số đến người dùng. Người dùng có thể điều khiển thiết bị bơm, động cơ từ xa bằng lệnh qua tin nhắn SMS cho dù với khoảng cách xa. Thiết bị có giá khoảng 10 triệu đồng, trong khi giá các sản phẩm tương tự bán trên thị trường có giá đến vài chục triệu đồng.

Theo cô Nguyễn Khánh Hà - giáo viên hướng dẫn, với những ưu điểm của hệ thống giám sát chất lượng môi trường nước tự động, giải pháp có thể áp dụng rộng rãi, mang nhiều lợi ích, tính khả thi cao, giúp cho việc nuôi trồng thủy sản trở nên thuận tiện. Tuy nhiên, sản phẩm mới chỉ dừng lại ở đo và giám sát 2 tham số là nhiệt độ và độ pH. Để áp dụng trong thực tế cần phải giám sát nhiều thông số hơn nữa. Do vậy, trong thời gian tới, tác giả cần tiếp tục nghiên cứu nâng cao giải pháp này.

V.L