Ngày 20/4, trong khuôn khổ analytica Vietnam 2023, Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ (CESTI) tổ chức hội thảo “Ứng dụng công nghệ điện tử trong quản lý môi trường, quản lý sản xuất và thiết kế vi mạch”.
Các chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực công nghệ điện tử viễn thông đã giới thiệu các kết quả nghiên cứu mới, các công nghệ sẵn sàng chuyển giao, phù hợp ứng dụng trong công nghiệp, thành phố thông minh, cho các đối tượng là các khu chế xuất, khu công nghiệp, bệnh viện, doanh nghiệp sản xuất,…
Cụ thể, TS. Trịnh Xuân Thắng, Phó Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu triển khai – Khu công nghệ cao (SHTP Labs) trình bày báo cáo “Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng các loại cảm biến trong hệ thống quan trắc môi trường”; PGS.TS. Trương Quang Vinh (Đại học Bách Khoa TP.HCM) giới thiệu nội dung nghiên cứu về “Thiết kế hệ thống trên chip (SoC) cho mạng thần kinh tích chập trên FPGA ứng dụng trong tăng tốc tính toán cho deep learning (giải thuật học sâu)”; TS. Nguyễn Huy Hùng (Phó trưởng Khoa Điện tử viễn thông, Trường Đại học Sài Gòn) báo cáo về “Mạng cảm biến không dây cho IoT trong công nghiệp”.
Theo TS. Trịnh Xuân Thắng, thời gian qua, các nhà khoa học ở SHTP Labs đã nghiên cứu chế tạo và ứng dụng thành công các loại cảm biến trong các hệ thống quan trắc môi trường như hệ thống quan trắc ngập lụt đô thị trực tuyến bằng cảm biến áp suất từ vật liệu silicon carbide; hệ thống quan trắc chất lượng không khí tích hợp giải pháp bảo mật bằng thiết bị IoT gateway.
Đối với hệ thống quan trắc ngập lụt đô thị trực tuyến, nhóm nghiên cứu đã làm chủ công nghệ và quy trình thiết kế chế tạo cảm biến áp suất từ vật liệu silicon carbide có độ nhạy và ổn định cao, giúp cung cấp thông tin ngập lụt chính xác hơn. Giá thành chế tạo cảm biến chỉ bằng 1/3 so với thiết bị ngoại nhập, kết quả kiểm định cũng đã chứng minh thiết bị hoàn toàn đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên ngành. Đi kèm đó là bộ chuyển đổi tín hiệu áp suất đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật như dải hoạt động nằm trong khoảng 0-50kPa (0-5m) và 0-100kPa; điện áp vào 5-12V; chuẩn giao tiếp 4-20mA; nhiệt độ hoạt động 10-50oC; tiêu chuẩn chống nước IP67; sai số < 0,5%FS với dải nhiệt độ thay đổi từ 20-40oC; vật liệu đóng gói là thép không gỉ 304L.
TS. Trịnh Xuân Thắng (Phó Giám đốc SHTP Labs) trình bày tại hội thảo
Hiện tại, hệ thống quan trắc ngập lụt đô thị (ngoài bộ cảm biến áp suất còn có mạch truyền thông 3G, phần mềm quản lý dữ liệu tập trung và ứng dụng trên thiết bị di động) đã được hoàn thiện và triển khai lắp đặt tại 23 vị trí ở TP. Thủ Đức và 3 trạm thuỷ văn tự động ở Quận 8, Quận 12 và trạm Phú An. Hệ thống giúp cảnh báo ngập lụt sớm theo thời gian thực, khi nước dâng, áp lực nước sẽ tác động lên màng cảm biến và truyền dữ liệu cảnh báo ngập về máy chủ thông qua bộ chuyển đổi tín hiệu. Dữ liệu hiển thị trên ứng dụng di động, website để người dân biết thông tin về tình trạng ngập ở mỗi khu vực và lựa chọn tuyến đường đi lại phù hợp.
Đối với hệ thống quan trắc chất lượng không khí tích hợp giải pháp bảo mật bằng thiết bị IoT gateway, TS. Trịnh Xuân Thắng cho biết, các nhà khoa học của SHTP Labs đã làm chủ được công nghệ chế tạo thiết bị IoT gateway tích hợp bảo mật, đưa ra giải pháp toàn diện trên nền tảng mô hình IoT sử dụng các công nghệ truyền thông LoRaWan.
Hệ thống quan trắc này (bao gồm các thành phần như IoT node, IoT gateway, card bảo mật và server) đã sẵn sàng chế tạo hàng loạt để triển khai lắp đặt ở quy mô lớn, phục vụ cho nhiều trạm quan trắc tại TP.HCM. Đây cũng là kết quả của đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thiết bị IoT Gateway tích hợp giải pháp bảo mật trên nền tảng IoT ứng dụng thí điểm quan trắc chất lượng không khí tại Khu Công nghệ cao TP.HCM” được Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM giao cho SHTP Labs thực hiện.
Ưu điểm của thiết bị chế tạo là tính bảo mật, phương pháp mã hoá, giải mã sử dụng thuật toán của Học viện Mật mã (Ban Cơ yếu Chính phủ). Đồng thời, ứng dụng IoT gateway có thể quản lý dữ liệu thu thập từ các thiết bị IoT node (trong bán kính 2km) mà không cần sử dụng nhiều sim 3G/4G/GPRS, từ đó tiết kiệm được chi phí truyền dẫn, các gói dữ liệu vẫn được truyền tải đầy đủ và chính xác. Kết quả nghiên cứu góp phần đưa ra một giải pháp toàn diện hơn cho công tác quan trắc không khí, giám sát an ninh trong không gian đô thị, hoàn toàn phù hợp với nhiệm vụ xây dựng TP.HCM trở thành thành phố thông minh, đô thị hiện đại.
Về mạng cảm biến không dây (WSN) cho IoT trong công nghiệp, theo TS. Nguyễn Huy Hùng, IoT được xem là sự phát triển từ sự hội tụ của công nghệ kết nối (có dây hoặc không dây), các giao thức kết nối mạng, công nghệ vi cơ điện tử, trí tuệ nhân tạo (AI) và xử lý dữ liệu lớn (Big Data). Trong đó, WSN đóng vai trò quan trọng trong hạ tầng IoT và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như môi trường, nông nghiệp, y tế và giám sát sức khỏe, công nghiệp, nhà thông minh, giao thông và vận chuyển hàng hóa… Cấu trúc chung của WSN bao gồm nhiều nút cảm biến, các nút này thu thập dữ liệu và truyền dữ liệu bằng đường truyền vô tuyến. Các thành phần cơ bản của một nút cảm biến gồm khối cảm biến, khối xử lý, khối thu phát, khối nguồn, khối định vị, bộ phận dịch chuyển.
TS. Nguyễn Huy Hùng (Trường Đại học Sài Gòn) chia sẻ các thông tin nghiên cứu về WSN và IoT trong sản xuất công nghiệp
Nhóm nghiên cứu của Trường Đại học Sài Gòn đã đưa ra mô hình hệ thống IoT và đề xuất ứng dụng IoT để tự động hoá trong sản xuất công nghiệp. Thành phần cơ bản của hệ thống IoT gồm thiết bị/cảm biến; gateway (hệ thống kết nối); hệ thống lưu trữ, phân tích, dữ liệu (core IoT); ứng dụng người dùng (giám sát, ra quyết định…). Để ứng dụng IoT trong sản xuất công nghiệp, nhóm nghiên cứu đề xuất sử dụng WSN cho IoT với các node là các cảm biến thu thập dữ liệu hay cơ cấu chấp hành, sử dụng cấu hình dạng sao và đường truyền thông tin là dạng one hop. Qua đó, nhóm đã thiết kế chế tạo được các thiết bị IoT node và IoT gateway ứng dụng cho hệ thống IoT trong công nghiệp và sẵn sàng chuyển giao cho các doanh nghiệp có nhu cầu.
Tại hội thảo, nhiều đại biểu đã quan tâm, tìm hiểu và đưa ra các ý kiến trao đổi, đặt vấn đề về việc phát triển ứng dụng các thiết bị, kết quả nghiên cứu nói trên trong các trạm quan trắc khí tượng thủy văn tự động, các hệ thống giám sát xâm nhập mặn và sạt lở khu vực sông kênh rạch, giám sát chất lượng nước nuôi trồng thủy sản,… Ngoài ra còn có thể ứng dụng trong giám sát chất lượng nước, chất lượng không khí, cảnh báo xả thải thải tại các khu công nghiệp, khu chế xuất, khu đô thị, giúp cho công tác quản lý môi trường được thuận lợi và hiệu quả hơn.
Analytica Vietnam là triển lãm quốc tế được tổ chức 2 năm một lần nhằm giới thiệu các công nghệ và thiết bị thuộc lĩnh vực phân tích, thí nghiệm, công nghệ sinh học và chẩn đoán. Analytica Vietnam 2023 diễn ra từ ngày 19-21/04 tại Trung tâm Hội nghị và Triển lãm Sài Gòn (SECC - 799 Nguyễn Văn Linh, Quận 7, TP.HCM).
Cùng với khu vực triển lãm quy mô lớn và hội thảo do CESTI tổ chức, analytica Vietnam 2023 còn mang đến nhiều sự kiện song hành và các chương trình trực tiếp có giá trị. Đây được xem là triển lãm trực tiếp lớn nhất của ngành phân tích, thí nghiệm, chẩn đoán, góp phần thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực này tại Việt Nam.
Lam Vân (CESTI)