Việc hiểu rõ các loại cảm biến là bước đầu tiên để hình dung ra một hệ thống IoT nông nghiệp hoạt động như thế nào.
Dưới đây là các loại cảm biến IoT phổ biến và quan trọng nhất được sử dụng để giám sát môi trường trồng rau truyền thống:
⚙️ Các Loại Cảm Biến IoT Chính Trong Nông Nghiệp
Các cảm biến được chia thành ba nhóm chính, tập trung vào đất, không khí và cây trồng.
- Cảm Biến Đất (Soil Sensors) 💧
Đây là nhóm cảm biến quan trọng nhất để điều chỉnh việc tưới tiêu và dinh dưỡng, giúp tiết kiệm nước và tối ưu hóa phân bón.
Cảm Biến Đại Lượng Đo Tác dụng/Lợi ích
Độ ẩm đất (Soil Moisture) Lượng nước có trong đất (thường tính bằng %). Giúp xác định chính xác thời điểm cần tưới và lượng nước cần. Tránh tưới thừa gây úng rễ hoặc tưới thiếu làm cây chậm phát triển. - Nhiệt độ đất (Soil Temperature) Nhiệt độ của môi trường rễ. Quan trọng cho sự nảy mầm của hạt giống và quá trình hấp thụ dinh dưỡng. Giúp cảnh báo khi nhiệt độ đất quá cao (>30^\circ\text{C}) hoặc quá thấp (<15^\circ\text{C}).
pH đất Độ axit hoặc kiềm của đất. Các loại rau khác nhau phát triển tốt ở các mức \text{pH} khác nhau (thường từ 5.5 đến 7.0). Giúp nông dân điều chỉnh độ \text{pH} bằng vôi hoặc phân bón để tối ưu hóa việc hấp thụ dinh dưỡng. - Độ dẫn điện (EC) / Dinh dưỡng đất Lượng muối hòa tan/nồng độ dinh dưỡng trong đất. Cho biết cây có đủ chất dinh dưỡng để phát triển hay không. \text{EC} quá cao có thể gây “cháy” rễ, \text{EC} quá thấp thì cây thiếu chất.
- Cảm Biến Khí Hậu & Môi Trường (Environmental Sensors) ☁️
Các cảm biến này giám sát môi trường xung quanh cây trồng, ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ sinh trưởng và nguy cơ sâu bệnh.
Cảm Biến Đại Lượng Đo Tác dụng/Lợi ích
— — — - Nhiệt độ & Độ ẩm không khí (Air Temp & Humidity) Nhiệt độ và lượng hơi nước trong không khí. Giúp xác định điều kiện lý tưởng cho cây trồng. Độ ẩm không khí quá cao có thể là dấu hiệu cảnh báo nguy cơ nấm mốc, cần tăng cường thông gió.
- Cường độ ánh sáng (Light Intensity – Lux/PPFD) Lượng ánh sáng mặt trời cây nhận được. Giúp xác định xem cây có đủ ánh sáng để quang hợp hay không (đặc biệt quan trọng trong nhà kính hoặc mùa mưa).
Tốc độ & Hướng gió (Anemometer & Wind Vane) Tốc độ và hướng di chuyển của gió. Cảnh báo về gió mạnh có thể làm gãy cây hoặc giúp đánh giá sự phân tán của thuốc trừ sâu, dịch bệnh. - Lượng mưa (Rain Gauge) Lượng nước mưa đo được. Kết hợp với cảm biến độ ẩm đất để quyết định có cần tưới bổ sung hay không, giúp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống tưới. Cảm Biến Cây Trồng (Plant Sensors) 🥬
Các cảm biến này thường phức tạp hơn, giám sát trực tiếp “sức khỏe” của cây.
Cảm Biến Đại Lượng Đo Tác dụng/Lợi ích
— — — - Quang phổ/Chỉ số NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) Phân tích màu sắc và độ phản xạ ánh sáng của lá cây. Đánh giá mức độ xanh (Chlorophyll) và sức sống của cây trồng. Giúp phát hiện sớm các khu vực cây bị stress (thiếu nước, thiếu dinh dưỡng hoặc bị sâu bệnh) trước khi mắt thường nhận thấy.
Tóm tắt Hệ thống 💡
Tất cả các dữ liệu thu thập được từ các cảm biến này sẽ được gửi về một bộ xử lý trung tâm, sau đó truyền lên đám mây (Cloud) để nông dân có thể theo dõi trên điện thoại hoặc máy tính.
Ví dụ:
