Ứng dụng thiết bị cảm biến trong hệ thống giám sát môi trường (P2)

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG GIÁM SÁT MÔI TRƯỜNG VÀ CẢNH BÁO THIÊN TAI TẠI VIỆT NAM

Nhằm tìm hiểu và triển khai ứng dụng hệ thống ICT sensor tại Việt Nam, một số đơn vị nghiên cứu khoa học trong nước đã bước đầu nghiên cứu và thử nghiệm thành công một số hệ thống. Có thể ví dụ các kết quả bước đầu như sau:

Thiết bị đo môi trường có tích hợp GPS

Nằm trong phạm vi nghiên cứu của đề tài "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các thiết bị thu GPS phục vụ các ứng dụng giám sát và điều khiển các đối tượng từ xa thông qua mạng điện thoại di động" thuộc Chương trình khoa học và công nghệ vũ trụ, Viện Công nghệ thông tin (thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các thiết bị đo môi trường có tích hợp GPS cho hệ thống giám sát môi trường ô nhiễm. Kết quả đạt được là thiết bị đo môi trường trực tuyến tích hợp GPS được chế tạo hoàn toàn trong nước (cả về phần cứng và phần mềm). Các chức năng chính của thiết bị chế tạo được gồm:

-Thu nhận dữ liệu về kinh độ, vĩ độ, tốc độ và thời gian.

-Thu nhận các thông số môi trường được đo từ các cảm biến gồm CO, CH4, nhiệt độ và độ ẩm.

-Truyền dữ liệu vị trí và các thông số môi trường trực tuyến về trung tâm giám sát thông qua đường truyền GPRS và mạng Internet.

-Hiển thị thông số môi trường đo được của các khu vực cần giám sát theo vị trí trực tuyến trên bản đồ số GIS.

Thiết bị được chế tạo với đầy đủ tính năng của một bộ cảm biến giám sát các thông số môi trường. Thiết bị còn cho phép sử dụng trong điều kiện làm việc di động, thay đổi vị trí khác nhau dựa vào khả năng nhận biết vị trí thông qua hệ thống GPS. Các kết quả thu nhận được còn có khả năng thể hiện trực quan trên bản đồ số GIS.

Hệ thống AGRASYS

Hệ thống AGRASYS là một trong các kết quả nghiên cứu của đề tài cấp Nhà nước có tên "Nghiên cứu và phát triển một số sản phẩm tính toán khắp nơi và di động (Ubiquitous & Mobile Computing)" do Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội chủ trì thực hiện. Đây là hệ thống được phát triển với mục đích hỗ trợ cho hoạt động thu thập số liệu và điều khiển môi trường phục vụ trồng trọt. Một số đặc tính của hệ thống:

-Về truy nhập: Cho phép truy nhập từ xa qua mạng Internet, GPRS, 3G hoặc truy nhập trong nội bộ qua mạng LAN, WiFi. Các thiết bị đầu cuối có thể sử dụng Laptop, PC hoặc điện thoại di động.

-Về giám sát: Các thông số môi trường thu thập được có thể hiển thị trên giao diện web hoặc qua các màn hình hiển thị chuyên dụng dùng cho hệ thống. Hệ thống cho phép hiển thị các thông số môi trường theo thời gian thực, trong một ngày bất kỳ, trong tuần hoặc trong tháng.

-Về thu thập dữ liệu: Giá trị các tham số môi trường đo đạc được tại hiện trường từ nhiều sensor được lưu trong bộ nhớ.

-Về điều khiển: Hệ thống cho phép điều khiển nhiều loại tải khác nhau phù hợp cho nhiều loại thiết bị được sử dụng trên cánh đồng như hệ thống tưới phun, hệ thống tưới nhỏ giọt... Hình thức điều khiển thiết bị đa dạng như điều khiển tự động, điều khiển qua web, điều khiển bằng tay hay điều khiển tại chỗ (sử dụng các bộ điều khiển kèm theo hệ thống).

Hệ thống AGRASYS đã được nghiên cứu, phát triển và triển khai tại Vườn thực nghiệm của Viện nghiên cứu cây rau, cây ăn quả và Khu vườn lan của Trường Đại học Nông nghiệp I.

Dự án thí điểm hệ thông giám sát môi trường và cảnh báo thiên tai

Viện Công nghiệp Phần mềm và Nội dung số (Bộ Thông tin và Truyền thông) đã phối hợp cùng các đối tác Nhật Bản (Panasonic, T-SS, Mitsubishi và NTT Data) tiến hành thực hiện Dự án thí điểm hệ thống giám sát môi trường và cảnh báo thiên tai. Hệ thống được triển khai tại một số địa phương như Hà Nội, Đà Nẵng, Cần Thơ và TP. Hồ Chí Minh.

Nội dung chính của dự án là xây dựng mạng cảm biến và các kho dữ liệu cảm biến phục vụ giám sát môi trường, cảnh báo và giảm nhẹ thiên tai. Mạng cảm biến đo mực nước, chất lượng nước (nhiệt độ nước, nồng độ pH, tổng chất rắn hòa tan TDS, oxy hòa tan DO.), khí tượng (nhiệt độ không khí, độ ẩm tương đối, khí áp, bức xạ mặt trời.) và camera quan sát. Kho dữ liệu cảm biến được đặt tại Viện Công nghiệp Phần mềm và Nội dung số là nơi tập hợp các dữ liệu cảm biến thu thập từ Hà Nội, Đà Nẵng và Cần Thơ và được sao lưu tại Trung tâm dữ liệu NTT-Data.

Viện Công nghiệp phần mềm và Nội dung số cũng đã cung cấp phần mềm lưu trữ, trao đổi, xử lý và trình diễn dữ liệu cảm biến ở dạng bảng biểu, đồ thị, với tính năng hỗ trợ người dùng. Sử dụng phần mềm cho phép người dùng xem các dữ liệu cảm biến theo thời gian thực, tra cứu và so sánh kết quả giám sát môi trường ở các thời điểm khác nhau, xem thông tin về hiện trạng hoạt động thiết bị (tấm pin năng lượng mặt trời, ắc quy lưu trữ điện, camera giám sát, thiết bị cảm biến, thiết bị thu phát sóng WiFi), chia sẻ các dữ liệu, thông tin giữa các đơn vị liên quan phục vụ giám sát môi trường và cảnh báo sớm thiên tai nhằm giảm thiểu thiệt hại khi thiên tai xảy ra.

Ngoài ra, một số lĩnh vực khác cũng đã bắt đầu triển khai các chương trình nghiên cứu sử dụng các hệ thống sensor kết hợp với hạ tầng và thiết bị ICT để phục vụ hoạt động như: Khám chữa bệnh và chăm sóc sức khỏe, y tế từ xa; Phát triển các hệ thống giám sát giao thông trên một số tuyến quốc lộ; Nghiên cứu xây dựng hệ thống sensor theo dõi vùng giáp ranh về địa lý; Hệ thống giám sát các khu công nghiệp, v.v..

Như vậy, có thể thấy rằng việc phát triển các hệ thống ICT sensor hiện đang được nhiều nước chú trọng và đã trực tiếp thúc đẩy phát triển các ngành kinh tế, đi vào đời sống xã hội. Tại Việt Nam, việc nghiên cứu và ứng dụng các hệ thống sensor mới trong giai đoạn bắt đầu triển khai và thử nghiệm. Với hiệu quả của việc giám sát môi trường thông qua các hệ thống ICT sensor, việc đầu tư nghiên cứu và thúc đẩy ứng dụng các hệ thống này trong thực tế sẽ phục vụ tốt cho sự phát triển của từng ngành, từng lĩnh vực nói riêng đồng thời đóng góp tích cực vào sự phát triển kinh tế - xã hội nói chung. Không những vậy, ứng dụng các hệ thống ICT sensor còn thể hiện việc tận dụng có hiệu quả hạ tầng công nghệ thông tin và truyền thông sẵn có, kết hợp cung cấp đa dịch vụ trong môi trường hội tụ công nghệ đang rất được quan tâm hiện nay.

Tài liệu tham khảo

[1].Báo cáo đề tài khoa học và công nghệ trọng điểm cấp nhà nuớc, "Nghiên cứu và phát triển một số sản phẩm tính toán khắp nơi và di dộng (Ubiquitous & Mobile Coputing)”, 2011.
[2].Báo cáo đề tài thuộc Chương trình Khoa học và Công nghệ Vũ trụ giai đoạn 2008-2011, “Nghiên cúu, thiết kế, chế tạo các thiết bị thu GPS phục vụ các úng dụng giám sát và đều khiển các đối tuợng từ xa thông qua mạng điện thoại di động”, 2012.
[3].Báo cáo triển khai Dự án thí điểm hệ thống giám sát môi truòng và cảnh báo thiên tai tại một số địa phương của Viện Công nghiệp Phần mềm và Nội dung số, 2013.
[4].Báo cáo đề tài cấp Bộ Thông tin và Truyền thông, "Nghên cúu đề xuất giải pháp thúc đẩy úng dụng ICT hỗ trợ phát triển hạ tầng kinh tế xã hội ở Việt Nam", 2013
[5].Smart sensor networks: Technologies and Applications for Green Growth, OECD, 2009.
[6].Hội thảo Conference on IT Supporting Economic & Social Infrastructure, CICC, Japan 2012.

KS. Hoàng Anh