Nguyen Truc Anh , Dang Duy Thanh , Dao Dinh Kien , Nguyen Thi Kieu Phuong and Do Vinh Quang *

* Corresponding author (dvquang@ctuet.edu.vn)

Abstract

The article explores and develops a plant for semi-automatic mushroom cultivation with the aim of increasing productivity, yield and quality of mushrooms, as well as reducing costs by saving time and effort for farmers. The research objective is to construct plant and to control its parameters, such as temperature and humidity, for optimal mushroom growth and development. The complete model integrates LoRa communication technology and Modbus TCP/IP to transmit data collected from sensors for monitoring and controlling the entire system through an HMI interface and Web server. Open-loop and closed-loop control of both temperature and humidity yielded positive results, and the system operated stably over an extended period. Cultivation of grey oyster mushrooms in the plant’s environment surpassed those grown in an outdoor environment in terms of both quality and quantity.

Keywords: LoRa communication technology, mushroom greenhouse plant, Modbus TCP/IP communication technology, semi-automatic

Tóm tắt

Bài báo tìm hiểu và xây dựng mô hình trồng nấm bán tự động với mục đích tăng năng suất, sản lượng và chất lượng nấm, tiết kiệm chi phí thông qua việc giảm thời gian và công chăm sóc của người nông dân. Mục tiêu của nghiên cứu là xây một mô hình trồng nấm bán tự động và điều khiển được các thông số như nhiệt độ, độ ẩm bên trong của mô hình sao cho đạt điều kiện lý tưởng cho sự sinh trưởng và phát triển của nấm. Mô hình hoàn chỉnh là sự tích hợp của công nghệ truyền thông LoRa và Modbus TCP/IP truyền dữ liệu thu thập từ các cảm biến để có thể giám sát và điều khiển toàn bộ hệ thống thông qua giao diện HMI và Web server. Quá trình thử nghiệm điều khiển vòng hở và vòng kín đối với 2 thông số nhiệt độ và độ ẩm đều cho kết quả tốt và hệ thống hoạt động ổn định trong khoảng thời gian dài. Nấm bào ngư xám sau khi trồng thực nghiệm trong mô hình trồng nấm bán tự động có phần vượt trội hơn nấm được trồng ở môi trường bên ngoài cả về chất lượng và số lượng.

Từ khóa: Bán tự động, công nghệ truyền thông LoRa, công nghệ truyền thông Modbus TCP/IP, mô hình nhà kính trồng nấm

Article Details

References

An Giang Provincial Electronic Portal. (2023). Growing grey oyster mushrooms brings economic efficiency to farmers in border towns (in Vietnamese). https://angiang.gov.vn/wps/portal/Home/tin-tuc/chi-tiet/trong-nam-bao-ngu-xam-mang-lai-hieu-qua-kinh-te-cho-nong-dan-thi-xa-vung-bien

Agricultural Extension Center. (2022). Techniques for growing grey oyster mushrooms (in Vietnamese).
https://khuyennongtphcm.vn/ky-thuat-trong-nam-bao-ngu/

Bacco, M., Barsocchi, P., Ferro, E., Gotta, A., & Ruggeri, M. (2019). The digitisation of agriculture: a survey of research activities on smart farming. Array, 3-4, 100009. https://doi.org/10.1016/j.array.2019.100009

Codeluppi, G., Cilfone, A., Davoli, L., & Ferrari, G. (2020). anhFarM: a LoRaWAN-based smart farming modular IoT architecture. Sensors, 20(7).
https://doi.org/10.3390/s20072028

Hoang, M. S. (2009). Fundamentals of process control systems. Hanoi University of Science and Technology Publishing House (in Vietnamese).

Iberdrola Innovation report. (2020-2022). Smart farming, precision agriculture to achieve a more sustainable world. https://www.iberdrola.com/innovation/smart-farming-precision-agriculture

KVIP. (2016). General introduction to the Industrial Technology Incubator Vietnam - Korea. http://kvip.com.vn/gioi-thieu/gioi-thieu-chung-15.html

Luu, T. Q. T., Vuong, Q. H., Vu, M. T., Nguyen, T. S., Chu, D. H., La, V. H., & Pham, M. T. (2022). Connectivity technology in smart agriculture production and orientation for Vietnam. Vietnam Journal of Science and Technology (in Vietnamese).
http://vjst.vn/vn/tin-tuc/5927/cong-nghe-ket-noi-trong-san-xuat-nong-nghiep-thong-minh-va-dinh-huong-cho-viet-nam.aspx

Mohammed, M. F., Azmi, A., Zakaria, Z., Tajuddin, M. F. N., Isa, Z. M., & Azmi, S. A. (2018). IoT based monitoring and environment control system for indoor cultivation of oyster mushroom. Journal of Physics: Conference Series, Conf. Ser. 1019 012053. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1019/1/012053

Muhammad, A. M. A., Muhammad, I. R., Mohd, N. M. A., Marina, I., Zarina, Z., Nor, D. A., & Nursuriati, J. (2020). Automatic Climate Control for Mushroom Cultivation Using IoT Approach. IEEE. https://doi.org/10.1109/ICSET51301.2020.9265383

Ngo, A. T., Pham, M. T., Pham, M. T., & Dang, A. V. (2020). An automation system for mushroom production using IoT technology. Vietnam Industry and Trade Journal (in Vietnamese). https://tapchicongthuong.vn/an-automation-system-for-mushroom-production-using-iot-technology-72766.htm

Nguyen, T. H. (2014). Mushroom cultivation techniques. Thanh Hóa Publishing House (in Vietnamese).

Quach, C. H., & Nguyen, T. S. (2021). Smart mushroom-growing device at home – A new solution for households cultivating fresh mushrooms. Vietnam Journal of Science and Technology (in Vietnamese). https://vjst.vn/vjsta/tin-tuc/4378/thiet-bi-trong-nam-thong-minh-tai-nha---giai-phap-moi-cho-cac-ho-gia-dinh-trong-nam-tuoi-sach.aspx

Singh, R. K., Aernouts, M., Meyer, M. D., Weyn, M., & Berkvens, R. (2020). Leveraging LoRaWAN technology for precision agriculture in greenhouses. Sensors, 20(7). https://doi.org/10.3390/s20071827

Vu, T. N. D., & Nguyen, H. H. Q. (2019). Design and implementation of a monitoring and control model for straw mushroom cultivation. Undergraduate Thesis, Ho Chi Minh City University of Technology and Education, Ho Chi Minh City (in Vietnamese).