Tích hợp IoT và công nghệ truyền thông LoRa

TS Nguyễn Văn Thái và cộng sự, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM vừa nghiên cứu chế tạo thành công hệ thống quan trắc không khí đa điểm dùng dữ liệu truyền thông không dây.

Hệ thống quan trắc môi trường không khí được phát triển nhằm giám sát và đảm bảo chất lượng không khí không gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người. Hệ thống bao gồm đo lường các yếu tố như nồng độ ô nhiễm, nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng Mặt trời và các thành phần hóa học khác có thể tồn tại trong không khí.

TS Nguyễn Văn Thái phân tích, môi trường không khí chúng ta có thể ảnh hưởng đáng kể đến sức khỏe và chất lượng cuộc sống sinh hoạt hàng ngày của mỗi người. Để đánh giá và theo dõi chất lượng không khí, các hệ thống quan trắc môi trường không khí được sử dụng rộng rãi.

Sự ra đời của hệ thống quan trắc môi trường không khí tích hợp IoT và công nghệ truyền thông LoRa là bước đột phá mới, giúp việc quản lý chất lượng không khí hiệu quả, bền vững hơn.

Ưu điểm của hệ thống này là giám sát trên phạm vi rộng, kéo dài tuổi thọ pin, giảm chi phí, triển khai linh hoạt... Hệ thống quan trắc có thể đo lường, xác định mức độ ô nhiễm không khí đến sức khỏe của cộng đồng;

Xác định được mức độ ảnh hưởng của khí thải tới chất lượng môi trường không khí; Lập kế hoạch kiểm soát ô nhiễm môi trường không khí. Hỗ trợ cho công tác quản lý, giám sát từ xa; Kịp thời cảnh báo khi các thông số của không khí vượt ngưỡng so với cài đặt trước đó.

Đặc điểm của hệ thống quan trắc môi trường không khí sử dụng LoRa có ứng dụng thu thập dữ liệu đa dạng, mà không yêu cầu thay đổi nhiều về các thiết bị phần cứng. Công nghệ truyền nhận dữ liệu không dây qua mạng LoRa cho phép các nhà vận hành tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vào việc đầu tư hạ tầng hệ thống điện.

“Trong môi trường mạng phức tạp, các thiết bị quan trắc nếu không được bảo vệ đúng cách, sẽ dễ trở thành mục tiêu của những cuộc tấn công mạng. Ngược lại, hệ thống quan trắc môi trường không khí sử dụng công nghệ LoRa, có thể mã hóa dữ liệu bằng nhiều phương pháp khác nhau, nên tính bảo mật cực kỳ cao. Giao diện của phần mềm lập trình thân thiện với người dùng, giúp hỗ trợ quản lý môi trường, quy hoạch đô thị, giao thông dễ dàng, nhằm cải thiện chất lượng cuộc sống của các cư dân trong đô thị”, TS Nguyễn Văn Thái cho biết.

Ứng dụng ở nhiều lĩnh vực

Theo nhóm nghiên cứu, hệ thống được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong các ngành công nghiệp và quá trình sản xuất. Giám sát các yếu tố như nồng độ khí, độ ẩm, nhiệt độ và áp suất trong không gian làm việc.

Trong nghiên cứu về sức khỏe và y tế, dùng đo lường các yếu tố như chất lượng không khí, các chất ô nhiễm và tác động của chúng đến sức khỏe con người. Trong các dự án đô thị thông minh sẽ hỗ trợ quyết định về quản lý môi trường, giao thông, quy hoạch đô thị và cải thiện chất lượng cuộc sống của cư dân.

Trong trang trại chăn nuôi, được sử dụng để giám sát, kiểm soát các yếu tố môi trường quan trọng trong quá trình chăn nuôi, nhằm đảm bảo sức khỏe và hiệu quả sản xuất của đàn gia súc.

Hệ thống có thể đo lường chính xác các yếu tố như nồng độ ô nhiễm, nhiệt độ, ánh sáng Mặt trời và các thành phần hóa học tồn tại trong không khí. Hệ thống quan trắc có thể hỗ trợ giám sát chất lượng không khí từ xa hiệu quả. Đồng thời, tích hợp vô số cảm biến để nhanh chóng nhận biết dấu hiệu bất thường từ các tác nhân bên ngoài.

Tính năng cảnh báo qua SMS, ứng dụng di động, trạm dữ liệu (Gateway) còn giúp các nhà vận hành kịp thời xử lý. Tính năng truyền dữ liệu trong phạm vi rộng của công nghệ LoRa giúp việc quản lý thiết bị quan trắc ở nhiều địa điểm đơn giản hơn, lượng dữ liệu lớn thu thập được từ các điểm giám sát sẽ giúp hệ thống trí tuệ nhân tạo dự đoán các thông số môi trường.