Sử dụng cảm biến IoT trong việc theo dõi mức nước và cảnh báo lũ lụt

Ở đây chúng tôi cung cấp cho bạn những thông tin chi tiết về hệ thống cảm biến IoT được sử dụng trong các thành phố để cảnh báo lũ lụt. Bên cạnh đó là cách thức hoạt động của chúng, cách triển khai và những thách thức khi đưa vào sử dụng.

Nghiên cứu chuyên sâu và ví dụ về công nghệ cảm biến mực nước.

Thách thức ban đầu là việc quyết định công nghệ cảm biến nào phù hợp cho không gian địa lý bạn định bố trí. Các công nghệ cảm biến ở mức thông thường bao gồm radar song siêu âm, song điều hướng và bộ chuyển đổi áp suất. Chúng có những ưu và nhược điểm khác nhau, tùy thuộc vào địa lý bạn đang ước tính lắp đặt.

Ví dụ, bộ chuyển đổi áp suất thường ít tốn kém hơn hệ thống radar. Tuy nhiên bộ chuyển đổi áp suất này khi sử dụng cần phải trực tiếp tiếp xúc với bề mặt nước hay chất lỏng trong khi các thiết bị radar thì không cần tiếp xúc và có thể dễ dàng theo dõi từ trên bề mặt.

Cảm biến radar có thể xuyên qua một số thứ nổi trên bề mặt chất lỏng bạn đang giám sát như các loại bọt.  Điều này phần nào có thể làm giảm hiệu quả đánh giá của radar khi giám sát một số loại địa hình. Đi đến kết luận, bạn có thể sẽ cần sự kết hợp nhiều loại cảm biến khác nhau để đưa ra được kết quả chính xác nhất. Theo kinh nghiệm của chúng tôi, đây cũng là một trong những lí do mà chúng tôi luôn đề xuất một nền tảng mở trong hoạt động này vì một nền tảng mở sẽ linh hoạt hơn để giúp bạn thành công với các dự án khác nhau.

Không gian là điều đặc biệt: Bạn sử dụng công nghệ địa lý không gian nào?

Có thể bạn biết rằng không gian là vô cùng đặc biệt. Vị trí thực sự rất quan trọng đối với các hệ thống cảm biến, đặc biệt đối với hệ thống cảnh báo sớm và theo dõi mức độn lũ lụt. Vì vậy, chúng tôi luôn đề xuất sử dụng cả 2 loại cảm biến GPS và GNSS cho mỗi hệ thống giám sát- Đặc biệt hơn những hệ thống này có thể theo dõi từ xa và dễ dàng triển khai, cũng như dịch chuyển từ nơi này qua nơi khác. Điều này cũng cho phép tích hợp và kết nối với các nền tảng phần mềm không gian địa lý một cách dễ dàng, ví dụ như hệ thống GIS.

Nói tiếp thêm về vấn đề này, một khi hệ thống của bạn đo đạc và đưa ra được kết quả, làm thế nào chúng ta có thể tích hợp các thông tin này vào nền tảng phần mềm không gian địa lý, cụ thể ở đây là GIS? Một số GIS như nền tảng Esri ArcGIS, giúp bạn tích hợp thông tin cảm biến thời gian thực với các dịch vụ như GeoEvent và ArcGIS Online dễ dàng hơn. Thông thường, phần mềm nhận biết địa lý của bạn sẽ sẵn sàng chấp nhận và thừa nhận các chỉ số cảm biến dựa trên vị trí được gắn vị trí địa lý với các công nghệ như GPS/GNSS.

Bạn và nhóm của mình hoàn toàn có thể chuẩn bị tất cả những dữ liệu như chúng ta đã nói. Cảm biến IoT sẽ không còn là thách thức đáng kể khi đưa vào sử dụng sau khi bạn tham khảo những lờ khuyên từ bài viết này. Một khi các cảm biến IoT của bạn được tích hợp với các công cụ phần mềm như GIS, thì dựa trên nhu cầu cụ thể của dự án, bạn sẽ tạo lập được cấu hình, các thống kê địa lý thông thường, cảnh báo, hàng rào địa lý, bản đồ 2D và 3D, phân tích địa lý, hình ảnh, bản ghi giữ, quản lý ... và cứ như vậy, tất cả được thực hiện theo ý muốn của bạn.

Kết nối internet và vấn đề về nguồn năng lượng- Rất nhiều vai trò của IoT

Bạn cũng sẽ cần phải chọn kết nối internet và nguồn năng lượng nào phù hợp nhất cho từng khu vực cụ thể. Hai chủ đề về internet và nguồn năng lượng này có liên quan đến nhau, đặc biệt trong trường hợp cấp nguồn thông qua Ethernet (PoE). PoE đơn giản có nghĩa là bạn có một giải pháp 2 trong 1 dễ dàng cung cấp đồng thời internet và điện.

Mặc dù đây là một lựa chọn khả thi cho việc triển khai các thiết bị cảm biến IoT, như mức bồn chứa cố định và giám sát khối lượng, đôi khi bạn phải sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời. Theo kinh nghiệm của chúng tôi, nguồn của bảng điều khiển năng lượng mặt trời có ích cho các hệ thống giám sát với các cảm biến IoT. Tùy thuộc vào vị trí - ví dụ, nắng miền nam California so với đám mây ở Pennsylvania - bạn có thể cần tấm pin mặt trời 20W cho một số hệ thống, trong khi các bảng 80W thích hợp hơn cho từng hệ thống giám sát trong các tình huống khác.

Với bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời tiêu chuẩn và các loại hệ thống dự trữ năng lượng như ắc quy, các hệ thống giám sát của bạn hoàn toàn có thể hoạt động lâu dài.

Nếu bạn đã triển khai các hệ thống IoT của mình đúng cách, bạn sẽ chỉ cần kiểm tra tình trạng pin của mình, theo dõi từ xa bằng phần mềm đám mây IoT và có thể thay thế pin của bạn định kỳ sau vài năm.

Hiện nay kết nối không dây có rất nhiều sự lựa chọn cho bạn sử dụng. Các phép đo cảm biến của bạn có thể được tải lên các cơ sở dữ liệu đám mây và các cổng IoT thông qua Wi-Fi tiêu chuẩn như các mạng máy IEEE 802.11, M2M hay các loại  máy IoT, chẳng hạn như Ingenu, Sigfox và LoRa. Nếu các mạng di động như GSM, 3G/4G và LTE có sẵn trong khu vực triển khai của bạn, thì bạn hoàn toàn có thể kết nối nhanh chóng và dễ dàng giúp cho việc triển khai nhanh hệ thống giám sát cảm biến IoT. Tùy thuộc vào khu vực triển khai của bạn, có những ưu và khuyết điểm đối với mỗi tùy chọn từ các công nghệ internet không dây.

Ví dụ, bạn, nhóm của bạn và doanh nghiệp của bạn sẽ đưa ra quyết định đối với nguồn điện và kết nối internet cho mỗi hệ thống giám sát, có khả năng là sự kết hợp của các tùy chọn khác nhau, tùy thuộc vào các yếu tố như kích thước, chi phí/giá cả, bảo trì, thời tiết, tình trạng sẵn có, nhân viên và thời gian. Mỗi lần triển khai theo dõi có các yếu tố bạn cần phải ghi lại trong tài khoản cá nhân của bạn.

Theo kinh nghiệm của chúng tôi, làm việc với khách hàng luôn phải đảm bảo các hệ thống IoT/cảm biến từ xa hoạt động theo từng bước. Điều này sẽ giúp khách hàng tiết kiệm thời gian, tiền bạc và cải thiện các hoạt động kinh doanh giúp doanh nghiệp hoạt động hiệu quả hơn.