Nghiên cứu và phát triển Hệ thống đo lường nước thông minh

Hệ thống đo lường nước thông minh, được phát triển bởi PGS.TS Lê Minh Phương thuộc Phòng thí nghiệm nghiên cứu điện tử công suất tại Trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh, hứa hẹn mang lại sự thay đổi tích cực trong việc quản lý và theo dõi tiêu dùng nước. Hệ thống này không chỉ giúp giảm bớt công việc thu thập dữ liệu thủ công từ các hộ gia đình mà còn có khả năng giám sát từ xa và tự động cảnh báo khi phát hiện sự cố hoặc hành vi trộm nước.

Đồng hồ cơ Itron được gắn cụm đo đếm dữ liệu và thu - phát sóng LoRa

Trước đây, chúng ta đã quen với hình ảnh những nhân viên công ty cấp nước thường đến mỗi hộ gia đình để ghi chỉ số đồng hồ nước hàng tháng. Điều này là bắt buộc vì đồng hồ nước truyền thống hiển thị số liệu trực tiếp trên mặt đồng hồ và chỉ có thể đọc tại chỗ. Việc này dẫn đến câu hỏi rằng "Liệu việc thu thập dữ liệu từ tất cả hộ gia đình trên toàn quốc sẽ mất bao lâu? Có cách nào để giảm thiểu công việc thu thập thủ công này?" Tổng Công ty Cấp nước Sài Gòn (SAWACO) đã phải đối mặt với vấn đề này trong quá trình quản lý hơn 1,4 triệu đồng hồ nước trên toàn TP. Hồ Chí Minh. Dù đã có công việc thống kê tiêu thụ nước hàng tháng, nhưng số liệu vẫn không phải lúc nào cũng luôn chính xác do việc thực hiện thủ công.

Tuy nhiên, để thay thế tất cả đồng hồ nước truyền thống bằng đồng hồ nước điện tử sẽ đòi hỏi một khoản đầu tư lớn, không kể đến chi phí lắp đặt. Mỗi đồng hồ nước thông minh có giá từ 3 đến 4 triệu đồng, trong khi đồng hồ nước truyền thống chỉ có giá từ 700.000 đến 850.000 đồng.

Với mong muốn tìm giải pháp công nghệ để giải quyết vấn đề này, SAWACO đã hợp tác với Phòng thí nghiệm nghiên cứu điện tử công suất tại Trường Đại học Bách Khoa để phát triển hệ thống đo lường nước thông minh.

ThS Nguyễn Hoài Phong, thành viên nhóm nghiên cứu, đã chia sẻ rằng sau khi nghiên cứu các công nghệ trên toàn cầu và tình hình quản lý nước tại TP. Hồ Chí Minh, nhóm nghiên cứu đưa ra phương án cải tiến đồng hồ nước truyền thống thành đồng hồ nước thông minh. Phương án này được coi là phù hợp với điều kiện của TP. Hồ Chí Minhvà giúp giảm chi phí theo thời gian. Nhóm nghiên cứu đã phát triển các mô-đun sử dụng công nghệ truyền dữ liệu hiện đại, cho phép đọc dữ liệu từ đồng hồ nước và truyền qua giao thức vô tuyến không dây. Điều này cho phép đồng hồ nước thông minh thu thập dữ liệu từ xa, thông báo cho người dùng về tiêu thụ nước và các sự cố, và tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật đo lường của Việt Nam.

Hệ thống được thiết kế để có tính mô-đun hóa, cho phép các chuyên gia thay đổi và cải tiến công nghệ mới trên đồng hồ mà không cần thay thế nhiều linh kiện. Các đồng hồ nước cơ truyền thống như KENT và Itron - Actaris đã được trang bị bộ đầu đọc quang và cụm phát sóng LoRa. Điều này cho phép đồng hồ nước không chỉ đo lưu lượng nước mà còn kết nối với mạng LoRaWAN để giám sát từ xa và cảnh báo tự động.

Hệ thống cũng bao gồm nhiều Gateway để tập trung và xử lý dữ liệu từ các đồng hồ không dây. Các Gateway lưu trữ và xử lý dữ liệu trước khi tải lên điện toán đám mây. Dữ liệu về tiêu thụ nước và cảnh báo sau đó được cung cấp cho công ty cung cấp nước và khách hàng thông qua ứng dụng Smart Water Meter.

Một trong những điểm đáng chú ý của hệ thống là khả năng cảnh báo khi có hành động tác động lên đồng hồ nước bằng nam châm hoặc tháo lắp không đúng. Hệ thống cũng có cảm biến để đối phó với các tác động có thể làm sai số đo lưu lượng nước.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm đồng hồ nước thông minh tại các địa điểm khác nhau như trường Đại học Bách Khoa, khu Ký túc xá Đại học Bách Khoa và một khu dân cư nông thôn. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định, ngay cả ở những vị trí có rất nhiều tán cây che khuất.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang thử nghiệm hệ thống với các công nghệ truyền dữ liệu khác nhau như 4G, LoRa và NB-IoT để đánh giá ưu điểm và hạn chế của từng loại công nghệ. Điều này sẽ giúp họ xác định cách triển khai hệ thống một cách hiệu quả trong các môi trường khác nhau.

Vista.gov.vn