XÂY DỰNG HỆ THỐNG NHÚNG GIÁM SÁT TÍN HIỆU ĐIỆN SINH LÝ  TRÊN CÂY CÀ CHUA CHO NÔNG NGHIỆP THÔNG MINH

Phạm Văn Khoa; Đinh Tiến Dũng; Nguyễn Ngô Lâm; Chi-Chia Sun

doi:10.34238/tnu-jst.11967

XÂY DỰNG HỆ THỐNG NHÚNG GIÁM SÁT TÍN HIỆU ĐIỆN SINH LÝ TRÊN CÂY CÀ CHUA CHO NÔNG NGHIỆP THÔNG MINH

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 05/02/25 Ngày hoàn thiện: 13/04/25 Ngày đăng: 15/04/25

Các tác giả

1. Phạm Văn Khoa , Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
2. Đinh Tiến Dũng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
3. Nguyễn Ngô Lâm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
4. Chi-Chia Sun, Trường Đại học Quốc gia Đài Bắc, Đài Loan

Tóm tắt

Nghiên cứu này được thực hiện nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng, gây ảnh hưởng tiêu cực đến cây trồng nông nghiệp, đặc biệt là cây cà chua – một loại cây có giá trị cao được trồng rộng rãi tại Việt Nam. Mục tiêu của nghiên cứu là phát triển một hệ thống nhúng thông minh sử dụng vi điều khiển tích hợp với mạch điện tử và các điện cực để theo dõi các phản ứng sinh lý của cây cà chua trước các yếu tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm. Hệ thống này được trang bị các bộ khuếch đại và thuật toán xử lý tín hiệu cho phép thu thập và phân tích dữ liệu một cách chính xác, ổn định và đáng tin cậy. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ thống có khả năng phát hiện và phân tích chính xác các tín hiệu điện sinh lý của cây cà chua, hỗ trợ đánh giá phản ứng của cây đối với sự thay đổi của môi trường. Với thiết kế linh hoạt, chi phí hợp lý và khả năng mở rộng, hệ thống có thể được áp dụng cho nhiều loại cây trồng khác nhau, góp phần nâng cao năng suất nông nghiệp. Nghiên cứu này thể hiện tiềm năng to lớn trong nông nghiệp thông minh, hỗ trợ phát hiện sớm các tác động môi trường bất lợi, tối ưu hóa quá trình canh tác và thúc đẩy quản lý tài nguyên bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Từ khóa

IoT; Điện cực; Điện sinh lý cây cà chua; Cảm biến; Hệ thống nhúng

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo

[1] S. Bernardes, “A global multimodel analysis of predicted changes in plant water use efficiency and primary productivity in the 21st century,” in Proc. IEEE Int. Geosci. Remote Sens. Symp. (IGARSS), Jul. 2018, pp. 7648–7651.

[2] O. K. Atkin and M. G. Tjoelker, “Thermal acclimation and the dynamic response of plant respiration to temperature,” Trends Plant Sci., vol. 8, no. 7, pp. 343–351, Jul. 2003.

[3] L. D. Vassilis, A. Migeon, M. Navajas, M.-S. Tixier, and M. C. Stavrinides, "Impacts of climate change on tomato, a notorious pest and its natural enemy: Small scale agriculture at higher risk," Entomology, Environ. Res. Lett., vol. 14, 2019, Art. no. 084041.

[4] Q. Khan, Y. Wang, G. Xia, H. Yang, Z. Luo, and Y. Zhang, "Deleterious effects of heat stress on the tomato, its innate responses, and potential preventive strategies in the realm of emerging technologies," Metabolites, vol. 14, no. 5, 2024, Art.no. 283.

[5] A. G. Volkov and V. S. Markin, “Phytosensors and phytoactuators,” in Plant Electrophysiology. Springer, 2012, pp. 173–206.

[6] M. Mazarei, I. Teplova, M. R. Hajimorad, and C. N. Stewart, "Pathogen phytosensing: plants to report plant pathogen infections," Sensors, vol. 8, no. 4, pp. 2628–2641, 2008.

[7] R. D. Rogers, K. R. Seddon, and S. Volkov, “Green Industrial Applications of Ionic Liquids,” vol. 92,. Dordrecht, The Netherlands: Springer, 2012. [Online]. Available: https://link.springer.com/book/ 10.1007/978-94-010-0127-4. [Accessed Feb. 5, 2025].

[8] H. Hamann et al., “Flora robotica—An architectural system combining living natural plants and distributed robots,” arXiv:1709.04291, 2017.

[9] M. Wahby et al., “A robot to shape your natural plant: The machine learning approach to model and control bio-hybrid systems,” in Proc. Genetic Evol. Comput. Conf., Jul. 2018, pp. 165–172.

[10] O. Sakata, M. Iwashita, Y. Satoh, and Y. Suzuki, “Measurement of electric potential of a plant using electroconductive cloth sensor,” in Proc. 7th IIAE Int. Conf. Intell. Syst. Image Process, 2019, pp. 1–6.

[11] Z.-Y. Wang et al., “Multi-channel system for simultaneous in situ monitoring of ion flux and membrane potential in plant electrophysiology,” IEEE Access, vol. 7, pp. 4688–4697, 2019.

[12] J.-T. Yeh, C.-Y. Hsiao, H.-W. Lee, and C.-F. Kuo, "Comparison between Different Configurations of Reference Electrodes for an Extended-Gate Field-Effect Transistor pH Sensor," ACS Omega, vol. 10, pp. 8433-8439, 2025.

[13] Texas Instruments, “INA333: Low-Power, Zero-Drift, Precision Instrumentation Amplifier,” datasheet, Rev. C, Jul. 2019. [Online]. Available: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina333.pdf [Accessed Feb. 5, 2025].

[14] Analog Devices, “AD5260/AD5262: 1-/2-Channel 15 V Digital Potentiometers Data Sheet,” Rev. A, 2009. [Online]. Available: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD5260_5262.pdf. [Accessed Feb. 5, 2025].

[15] Analog Devices, “AD7616: 16-Channel DAS with 16-Bit, Bipolar Input, Dual Simultaneous Sampling ADC Data Sheet,” 2018. [Online]. Available: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD7616.pdf. [Accessed Feb. 5, 2025].

[16] STMicroelectronics, “STM32F746ZGT6: High-performance Arm Cortex-M7 MCU with 1 Mbyte Flash, 216 MHz CPU, Art Accelerator, datasheet,” Rev. 9, Mar. 2019. [Online]. Available: https://www.st.com/resource/en/datasheet/stm32f746zgt6.pdf. [Accessed Feb. 5, 2025].

[17] Microchip Technology Inc., "LAN8742A-CZ-TR: Ethernet Transceiver Datasheet," 2013. [Online]. Available: https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/884756/MICROCHIP/LAN8742A-CZ-TR.html. [Accessed Feb. 5, 2025].

[18] STMicroelectronics, "LD1117S25CTR: Low Dropout Regulator Datasheet," 2025. [Online]. Available: https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/395661/STMICROELECTRONICS/ LD1117S25CTR.html. [Accessed Feb. 5, 2025].

[19] C.C. Sun, F.C. Chan, A. Ahamad, and Y. H. Yao, “Improved Natural Plant Electrophysiology Sensor Design for Phytosensing System,” IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 72, pp.1-10, 2023.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11967

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ