1

Tên nhiệm vụ: Xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển nhà yến thông minh

2

3

4

Mã số nhiệm vụ (nếu có): ĐT-2020-20203-ĐL

5

Tên tổ chức chủ trì: Công ty TNHH NN MTV Yến sào Khánh Hòa

6

Cơ quan chủ quản: UBND Tỉnh Khánh Hòa

7

Chủ nhiệm nhiệm vụ: Lương Công Bình

8

Danh sách cá nhân tham gia nhiệm vụ: - ThS Nguyễn Gia Khiêm – Thư ký đề tài - TS Đinh Đồng Lưỡng – Thành viên - CN Nguyễn Xuân Viễn – Thành viên - KS Phạm Ngọc Toàn– Thành viên - ThS Lê Trung Tín – Thành viên - KS Bùi Quang Huy – Thành viên - Ths Lê Quang Dung – Thành viên - CN Vũ Thị Phương – Thành viên

9

Mục tiêu nghiên cứu:

10

Tóm tắt nội dung nghiên cứu chính: - Nội dung 1: Khảo sát và thu thập dữ liệu về các thông số theo dõi, giám sát  nhà yến thông minh (nhiệt độ, độ ẩm, âm thanh), huấn luyện mô hình nhận dạng chim yến và ước lượng số lượng chim yến, tổ yến trong nhà.
1.1. Khảo sát thực tế tại 30 nhà yến với quy mô và kích thước khác nhau, thu thập thông tin về diện tích, kích thước phòng, môi trường nhà yến, số lượng chim yến;
1.2. Thiết kế và lắp đặt hệ thống giám sát môi trường và điều khiển các thiết bị của nhà yến;
1.3. Huấn luyện mô hình nhận dạng và ước lượng chim yến, tổ yến trong nhà yến
- Nội dung 2: Xây dựng hệ thống phần mềm giám sát và điều khiển nhà yến thông minh.
- Nội dung 3: Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý, vận hành và khai thác nhà yến hiệu quả.
3.1. Vận hành thử nghiệm hệ thống giám sát và điều khiển nhà yến thông minh trên 02 mô hình (nhà yến mới và nhà yến đã có yến) trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa;
3.2. Các giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý, vận hành và khai thác nhà yến hiệu quả.
3.3. Tổ chức khoa học quản lý, vận hành và khai thác nhà yến hiệu quả

11

Lĩnh vực nghiên cứu: Khoa học tự nhiên

12

Mục tiêu kinh tế xã hội của nhiệm vụ:

13

Phương pháp nghiên cứu: * Nội dung 1. Khảo sát và thu thập dữ liệu về các thông số theo dõi, giám sát  nhà yến thông minh (nhiệt độ, độ ẩm, âm thanh), huấn luyện mô hình nhận dạng chim yến và ước lượng số lượng chim yến, tổ yến trong nhà.
Nội dung 1.1. Khảo sát thực tế tại 30 nhà yến với quy mô và kích thước khác nhau, thu thập thông tin về diện tích, kích thước phòng, môi trường nhà yến, số lượng chim yến
Thực hiện khảo sát thực tế tại 30 nhà yến tại các tỉnh, với quy mô và kích thước khác nhau; Nội dung khảo sát tại mỗi nhà yến gồm thông tin về: diện tích, kích thước phòng, môi trường nhà yến (nhiệt độ, độ ẩm), vị trí lắp đặt camera để quan sát đầy đủ số lượng chim yến, vị trí lắp đặt các cảm biển, số lượng chim yến ước lượng (Theo mẫu phiếu khảo sát).
Nội dung 1.2. Thiết kế và lắp đặt hệ thống giám sát môi trường và điều khiển các thiết bị của nhà yến
- Thiết kế mô hình hệ thống mẫu giám sát và điều khiển nhà yến thông minh;
- Chọn các thiết bị cảm biến nhiệt độ, độ ẩm và điều khiển nguồn điện có hỗ trợ API (Application Programming Interface) giao diện lập trình ứng dụng: là các phương thức, giao thức kết nối với các thư viện và ứng dụng khác;
- Thử nghiệm các thiết bị để chọn thiết bị phù hợp với hệ thống;
- Thiết kế hộp và lắp đặt hệ thống IoT giám sát và điều khiển nhà yến;
- Thực hiện lắp đặt các cảm biến nhiệt độ, độ ẩm và camera để thu thập dữ liệu bên trong nhà yến (dữ liệu hình ảnh, âm thanh); Thử nghiệm lắp đặt tại 2 nhà yến ở Khánh Hòa.
- Theo dõi và hiệu chỉnh vị trí lắp đặt của các cảm biến trong nhà yến phù hợp;
- Thực hiện cấu hình hệ thống truyền dữ liệu về máy chủ.
Nội dung 1.3. Huấn luyện mô hình nhận dạng và ước lượng chim yến và tổ yến trong nhà yến
- Thu thập dữ liệu hình ảnh chim yến: Để thu thập dữ liệu, chúng tôi sử dụng hai Camera lắp đặt bên trong nhà yến tại Khánh Hòa để thu thập hình ảnh chim yến và tổ yến. Camera lắp trong phòng nhà yến phải quan sát được toàn bộ trần nhà yến.
- Xây dựng dữ liệu về chim yến: Để huấn luyện mô hình phát hiện chim yến và tổ yến bên trong nhà yến, chúng tôi chuẩn bị các hình ảnh bên trong nhà yến để huấn luyện mô hình. Dữ liệu phục vụ cho việc huấn luyện mô hình là tập hợp các hình ảnh như sau:
Hình ảnh bên trong nhà yến thu thập tối thiểu khoảng 200 ảnh. Chọn hình ảnh rõ nét, có sự khác nhau về vị trí của tổ yến và chim yến, hình dạng tổ yến, tư thế đậu của chim yến bao phủ hầu hết các vị trí và tư thế của chim yến trong nhà, sử dụng phần mềm Snip & Sketch của Microsoft để cắt loại bỏ những vùng ảnh chất lượng kém, chỉ chọn những vùng ảnh có chất lượng tốt và có sự khác nhau về tư thế đậu của chim yến và hình dạng tổ yến.
Sau khi biên tập được bộ ảnh dùng để huấn luyện mô hình, bước tiếp theo tiến hành đánh nhãn cho các đối tượng trên ảnh, trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng LabelImg để chú thích đối tượng chim yến và tổ yến trong hình ảnh; Các chú thích được lưu dưới dạng tệp XML ở định dạng Pascal VOC.
- Huấn luyện mô hình nhận dạng, ước lượng chim yến và tổ yến: Sử dụng thư viện AI để huấn luyện các mô hình phát hiện dựa trên cơ sở dữ liệu đã được xây dựng bằng việc thu thập các hình ảnh thức tế và gán nhãn sử dụng kiến trúc YOLOv3 với các tham số tùy chỉnh cho phù hợp mô hình huấn luyện.
* Nội dung 2: Nghiên cứu xây dựng hệ thống phần mềm giám sát và điều khiển nhà yến thông minh:
Xây dựng ứng dụng giám sát và điểu khiển nhà yến thông minh: chạy trên giao diện website, trên các thiết bị di động hệ điều hành Android và IOS
Sử dụng ngôn ngữ Python để lập trình xây dựng các module thu thập dữ liệu và module ước lượng số lượng chim yến, tổ yến; ngôn ngữ C# để lập trình phần mềm quản lý danh mục; React Native để lập trình xây dựng ứng dụng IOS, Android, Web và ngôn ngữ NodeJS để lập trình xây dựng webservice.
Thiết kế giao diện phần mềm, Lập trình quản lý các danh mục của dữ liệu đầu vào sử dụng ngôn ngữ C#, Xây dựng module tự động thu thập dữ liệu từ các thiết bị cảm biến. Xây dựng chương trình tự động thu thập dữ liệu từ camera và ước lượng số lượng chim yến, tổ yến. Lập trình xây dựng chức năng hiển thị thông báo cho người dùng..
* Nội dung 3: Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý, vận hành và khai thác nhà yến hiệu quả.
3.1. Vận hành thử nghiệm hệ thống giám sát và điều khiển nhà yến thông minh trên 02 mô hình (nhà yến mới và nhà yến đã có yến) trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa
- Thực hiện lắp đặt hệ thống tại 2 nhà yến trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa (Nhà yến mới và nhà đã có chim). Mỗi nhà yến theo mô hình mẫu có 8 phòng, mỗi phòng có diện tích từ 16 đến 20m2, mỗi phòng sẽ được lắp đặt 2 camera để theo dõi số lượng chim.
(Còn 02 camera gắn ở đâu? )
- Ghi chép nhật ký theo dõi nhà yến theo truyền thống;
- Báo cáo kết quả vận hành nhà yến theo truyền thống và hệ thống giám sát, điều khiển nhà yến thông minh.
3.2. Các giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý, vận hành và khai thác nhà yến yến hiệu quả.
- Tham khảo các công trình nghiên cứu trong nước và nước ngoài về đặc điểm sinh học, tập tính chim yến và kỹ thuật xây dựng, quản lý, vận hành nhà nuôi chim yến để xây dựng giải pháp vận hành và khai thác nhà yến;
- Đúc kết kinh nghiệm thực tiễn từ công tác quản lý, vận hành, khai thác để xây dựng giải pháp.
3.3. Tổ chức hội thảo khoa học quản lý, vận hành và khai thác nhà yến yến hiệu quả.

14

Sản phẩm khoa học và công nghệ dự kiến:

15

Địa chỉ và quy mô ứng dụng dự kiến: Dự kiến sản phẩm của đề tài sẽ được chuyển giao cho Công ty TNHH Nhà nước một thành viên Yến sào Khánh Hòa sẽ tư vấn chuyển giao công nghệ của công ty, tư vấn hỗ trợ bán hoặc cho thuê công nghệ cho các nhà yến có nhu cầu.

16

Thời gian thực hiện: 24 tháng (từ 01/02/2021 đến 01/02/2023)

17

Kinh phí được phê duyệt: 2405.078 triệu đồng
trong đó:

18

Quyết định phê duyệt: số 329/ QĐ-UBND ngày 05 tháng Tháng 2 năm 2021

19

Hợp đồng thực hiện: số ngày 01 tháng Tháng 1 năm 1970