Nghiên cứu, xây dựng mô hình và ứng dụng hệ thống Internet vạn vật (Internet of things - IoT) để quảng bá và giám sát hiệu quả Khu bảo tồn giống cây sâm gốc Ngọc Linh
Huyện Nam Trà My nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hai mùa mưa nắng rõ rệt. Sản xuất nông-lâm nghiệp hiện nay trên địa bàn huyện nhân dân sản xuất chủ yếu là lúa rẫy, năng xuất thấp, diện tích ruộng lúa nước ít, việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất còn hạn chế nên năng suất đạt thấp; chưa tìm được đầu ra cho các sản phẩm nông nghiệp, tình hình phát triển nông nghiệp còn gặp nhiều khó khăn do điều kiện đất đai manh mún, đầu tư thấp chủ yếu ở dạng quảng canh, cây trồng nhỏ lẻ, chưa có vùng chuyên canh nên sản phẩm làm ra chưa tạo thành thị trường hàng hóa; điều kiện giao thông còn xa xôi trắc trở, đi lại khó khăn dốc cao, núi lớn, thu nhập từ cây trồng chưa thể vươn lên thoát nghèo được. Tình trạng đói giáp hạt còn xảy ra ở nhiều nơi, đời sống đồng bào các dân tộc huyện còn rất nhiều khó khăn, cuộc sống phụ thuộc chủ yếu vào sản xuất nông nghiệp làm lúa rẫy và lúa nước.
Cây sâm Ngọc Linh (sâm Việt Nam) là loại dược phẩm quý hiếm, được xếp vào một trong bốn cây sâm quý nhất trên thế giới (sâm Mỹ, sâm Hàn quốc, sâm Triều tiên, sâm Việt Nam); đã được các nhà khoa học, các cơ quan chuyên môn trong và ngoài nước đánh giá rất cao không những về giá trị kinh tế, mà còn về công dụng chữa bệnh, bồi bỗ sức khỏe. Hiện nay, cây sâm Ngọc Linh, được phân bố nhiều nhất ở huyện Nam Trà My, tỉnh Quảng Nam. Theo các nhà nghiên cứu dược học, xu hướng tới của thế giới là dùng thuốc có nguồn gốc thiên nhiên vì nó có tác dụng trị liệu cao, không gây tác dụng phụ được các công ty dược chế biến thành các loại thuốc phòng, trị các bệnh đặc hiệu có hiệu quả tốt. Trước nguy cơ tuyệt chủng của giống sâm quý, chính phủ Việt Nam đã quyết định thành lập vùng cấm quốc gia ở khu vực có sâm mọc tập trung tại tỉnh Kon Tum và Quảng Nam, đồng thời xếp sâm Ngọc Linh (sâm Việt Nam) vào danh mục những cây thuốc quý cấm được khai thác và buôn bán. Đề án bảo tồn và phát triển cây sâm Ngọc Linh đến năm 2030 cũng đã được Văn phòng Chính phủ có ý kiến ủng hộ tại văn bản số 7168/VPCP-KGVX ngày 11/9/2015 là nhằm bảo vệ nguồn gen quý, kết hợp bảo vệ và phát triển rừng, xóa đói, giảm nghèo ở tỉnh Quảng Nam.
Hiện nay, sản xuất, quản lý việc trồng sâm hoàn toàn thủ công chưa ứng dụng công nghệ trong sản xuất, quản lý. Đặc biệt giá trị to lớn về kinh tế của Sâm mang lại thì việc đảm bảo an ninh trật tự luôn được đặt ra. Việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ cao vào việc quản lý, phát triển nông nghiệp thông minh, thân thiện môi trường nói chungvà cây sâm quý nói riêng là rất cần thiết và phù hợp xu thế trên thế giới. Internet vạn vật (Internet of things - IoT) đang thu hút đặc biệt sự quan tâm nghiên cứu, ứng dụng của các tổ chức doanh nghiệp trên thế giới đặc biệt là trong nông nghiệp, lâm nghiệp. Do đó, nhằm nghiên cứu, xây dựng mô hình hệ thống thông tin tích hợp IoT để quảng bá và giám sát hiệu quả khu bảo tồn giống gốc cây sâm Ngọc Linh; thiết kế, chế tạo, tích hợp hệ thống IoT để quảng bá và giám sát hiệu quả Khu bảo tồn giống gốc cây sâm Ngọc Linh gồm các thiết bị đầu cuối phục vụ việc định danh và thu thập thông tin về sự phát triển của cây sâm Ngọc Linh; ứng dụng, thử nghiệm hệ thống cho Khu bảo tồn giống gốc cây sâm Ngọc Linh rộng 2500m2 phù hợp với điều kiện khí hậu, địa lý khắc nghiệt của núi Ngọc Linh, huyện Nam Trà My, tỉnh Quảng Nam; đào tạo đội ngũ khoa học công nghệ trong lĩnh vực điện tử - viễn thông - công nghệ thông tin có trình độ chuyên môn sâu về lý thuyết, giỏi về thực hành và cập nhật công nghệ mới, nhóm nghiên cứu do TS. Hồ Quang Bửu đứng đầu, Trung tâm Sâm Ngọc Linh (Ủy ban nhân dân huyện Nam Trà My), đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, xây dựng mô hình và ứng dụng hệ thống Internet vạn vật (Internet of things - IoT) để quảng bá và giám sát hiệu quả Khu bảo tồn giống cây sâm gốc Ngọc Linh huyện Nam Trà My, tỉnh Quảng Nam”.
Đề tài được thực hiện trong thời gian 30 tháng (24 tháng + 6 tháng gia hạn), nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu, thiết kế, tích hợp và chế tạo hệ thống IoT tích hợp quảng bá và giám sát hiệu quả Khu bảo tồn giống gốc cây sâm Ngọc Linh. Hệ thống gồm:
- 10 mẫu thiết bị đầu cuối thông tin, cảm biến và phụ trợ IoT có khả năng thu thập thông tin về nhiệt độ, độ ẩm không khí, độ ẩm đất, độ pH, cảm biến hồng ngoại. Thiết bị đầu cuối đa chuẩn truyền thông không dây (LoRa và Zigbee) kết nối và truyền dữ liệu không dây đạt tốc độ 250 Kbit/s, có khả năng chuẩn chống ẩm, chống nước tốt.
- 1 thiết bị trung tâm thu nhận, điều khiển/kiểm soát thông minh có khả năng kết nối, thu thập dữ liệu từ các thiết bị đầu cuối theo thời gian thực, xử lý, hiển thị, lưu trữ cơ sở dữ liệu thông tin về tình trạng phát triển của cây, các thông số về môi trường, đất, không khí; kết nối với hệ thống thông tin, viễn thông của sở thông tin và truyền thông tỉnh Quảng Nam; điều khiển, điều tiết các chức năng tự động giám sát, cảnh báo 24/24.
- 5 camera giám sát quản lý khu bảo tồn giống gốc cây sâm Ngọc Linh. Camera có độ phân giải tối thiểu 640 x 480, hỗ trợ đèn hồng ngoại, kết nối mạng nội bộ qua WiFi hoặc LAN.
- 1 bộ phần mềm, bộ công cụ xử lý thông tin, các công cụ quản lý liên quan áp dụng trong hệ thống quản lý Khu bảo tồn giống gốc cây sâm Ngọc Linh. Bộ phần mềm có các chức năng chính là Quản trị phân quyền; giám sát, thống kê nhiệt độ môi trường, độ ẩm đất, độ pH đất, độ ẩm không khí, quản lý trạng thái hoạt động của thiết bị đầu cuối.
- 1 cổng thông tin trực tuyến trên Internet phục vụ quản lý và quảng bá sâm Ngọc Linh. Hệ thống này có khả năng truy cập, tra cứu dữ liệu của hệ thống, dữ liệu về cây sâm Ngọc Linh, về quá trình phát triển của cây sâm Ngọc Linh, hiển thị, cập nhật các thông tin khoa học về sâm Ngọc Linh, về các thông số môi trường không khí, đất tại khu bảo tồn gốc Sâm Ngọc Linh phục vụ quảng bá hình ảnh cây sâm Ngọc Linh.
Các thiết bị đầu cuối IoT, hệ thống IoT đã được triển khai lắp đặt thử nghiệm tại Khu bảo tồn giống gốc cây sâm Ngọc Linh Tak Ngo, thôn 2 xã Trà Linh, huyện Nam Trà My, tỉnh Quảng Nam rộng trên 2500 m2. Hệ thống, thiết bị hoạt động tương đối ổn định với các điều kiện sinh thái và khí hậu khắc nghiệt trong vùng trồng sâm gốc ở độ cao 1920 m so với mực nước biển, độ ẩm cao luôn trên 90%. Hệ thống IoT còn có chức năng điều khiển hệ thống van bơm nước phục vụ tưới nước vào mua hè khi cần.
Việc thử nghiệm thiết bị, hệ thống cần được sản xuất với số lượng lớn và triển khai nhân rộng để đánh giá tính hiệu quả và giá thành. Do đó kiến nghị Bộ Khoa học và Công nghệ cho triển khai dự án sản xuất thử nghiệm.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 18979/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
