Phát triển thử nghiệm hệ thống tưới thông minh tích hợp cảm biến IoT và trí tuệ nhân tạo cho các khu vực xanh trong trường học

Abstract

Không gian xanh trường học không chỉ làm đẹp cảnh quan và tạo giá trị giải trí, mà còn giảm căng thẳng, mệt mỏi và cải thiện chất lượng không khí cho cư dân, được xem như “giải pháp dựa trên thiên nhiên” cho các thách thức xã hội và môi trường. Ngoài ra, không gian xanh còn hấp thụ nước mưa dư thừa và giảm tác động tiêu cực của các trận mưa lớn. Trong quá trình duy trì mảng xanh trong khuôn viên trường học, hầu hết công nhân chăm sóc thường dựa vào kinh nghiệm của họ để quyết định lượng nước tưới tiêu, dẫn đến việc sử dụng nước không hiệu quả cho mảng xanh và dẫn đến việc mảng xanh thường xuyên phải thay mới do ngập úng hoặc khô hạn. Do đó, nhóm nghiên cứu trong bài báo này đã phát triển thử nghiệm mô hình hệ thống tưới tiêu tự động dựa trên cảm biến IoT và trí tuệ nhân tạo cho các khu vực xanh trong trường học. Kết quả cho thấy, đất cát pha để tăng độ ẩm đất thêm 1-2%, cần tưới khoảng 0,015 m (15 lít/m²) nước, trong khi tưới thường xuyên cho khu vực xanh trong đô thị với lượng nước trên 0,02 m (20 lít/m²) có thể ngập úng cho cây trồng và lãng phí nước. Hệ thống tưới tiêu tự động này có khả năng dự báo lượng nước tưới tốt và giảm thiểu lượng nước tưới đến 40% so với lượng nước quan trắc. Để cải thiện độ chính xác, cần phát triển các cảm biến độ ẩm tốt hơn và sử dụng nhiều cảm biến hơn để đánh giá toàn diện độ ẩm của khu vực xanh. Quy trình của nghiên cứu này có thể làm cơ sở cho các nghiên cứu ứng dụng tưới tiêu và sử dụng nước thông minh hiệu quả cho các khu vực xanh trong trường học và đô thị.