XU HƯỚNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KẾT NỐI VẠN VẬT (IoT) TRONG QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ KHÔNG KHÍ
Ô nhiễm không khí đô thị và nguồn nước đang trở thành vấn đề nóng khiến không chỉ 1 quốc gia "đau đầu" mà hầu hết mọi quốc gia trên thế giới đều đặt sự quan tâm hàng đầu.
Ô nhiễm nước và không khí gây nên sự ảnh hưởng nghiêm trọng trực tiếp đến sức khỏe của con người. Tỷ lệ bệnh tật: viêm phổi và bệnh đường hô hấp có xu hướng tăng nhanh và tỷ lệ tử vong cũng không có xu hướng giảm. Điều này xuất phát từ nguyên nhân khí thải giao thông. Với mật độ dân cư đông đúc, phương tiện giao thông cá nhân nhiều dẫn đến tình trạng khí thải giao thông luôn vượt ngưỡng báo động đối với khu vực thành thị. Khí thải giao thông được biết đến như là nguồn chủ yếu gây ô nhiễm không khí ở các thành phố lớn trên thế giới bởi nó thải ra môi trường xung quanh một lượng đáng kể các hạt vật chất PM (viết tắt của từ Particulate Matter, hay còn được gọi là hạt bụi), cũng như các chất ô nhiễm khí như các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, chủ yếu là NOx, CO và SOx.
Với trình trạng ô nhiễm nằng nề như hiện nay, việc ứng dụng hệ thống công nghệ thông minh quan trắc nước và quan trắc khí tự động sẽ mang đến nhiều thuận lợi hơn.
Lợi thế của ứng dụng công nghệ kết nối vạn vật trong quan trắc khí và nước
Các trạm quan trắc môi trường hiện nay thường được xây dựng và trang bị các thiết bị phân tích dữ liệu hiện đại, có độ chính xác cao. Và thường là trạm quan trắc cố định.Trạm quan trắc cố định truyền thống có kích thước lớn (cỡ 1 căn nhà) và rất tốn chi phí do nó phải có khả năng giám sát môi trường xung quanh với phạm vi đủ rộng. Tuy nhiên, những đặc trưng cơ bản của trạm quan trắc cố định như kích thước lớn, nặng và đặc biệt là rất tốn kém, khiến nó không thể triển khai trong phạm vi thành phố, nơi mật độ dân cư thường rất đông và có nhiều vật cản, làm cho việc đo đạc không chính xác và khách quan.
Để cải tiện khả năng quan trắc môi trường không khí và nước không chỉ riêng đối với phạm vi đô thị mà còn ở các nơi vùng sâu vùng xa, nông thôn, ngoại ô thì thường ta hướng tới xây dựng trạm quan trắc di động có ứng dụng công nghệ IoT truyền dẫn dữ liệu. Còn đối với các trạm quan trắc cố định thì việc ứng dụng nền tảng Internet of Things (Internet vạn vật) là điều cần thiết để cải thiện hiệu suất đo lường cũng như truyền tải thông tin về trung tâm quốc gia.
Tóm lại, hầu hết các thiết bị đo và phân tích môi trường đến từ các hãng công nghệ lớn toàn cầu hiện nay đều được phát triển theo xu hướng kết nối internet vạn vật. Điển hình là dòng thiết bị Horiba đang được phân phối chính hãng bởi ASIN VIỆT NAM tại thị trường Việt Nam.
Mô hình quan trắc môi trường ứng ứng dụng (IoT) có các điểm quan trắc kích thước nhỏ, mỗi điểm quan trắc được gắn các cảm biến cần thiết cho việc lấy thông tin về môi trường được sử dụng. Một số lượng lớn các điểm quan trắc này được phân bố rộng khắp môi trường cần giám sát, và gửi thông tin (bằng giao tiếp không dây) về 1 trạm chủ. Máy chủ sẽ chọn lọc, xử lý dữ liệu từ các điểm quan trắc để đưa ra kết luận về chất lượng môi trường. Với mô hình này, thông tin về môi trường có thể liên tục được cập nhật từng phút, hoặc thậm chí là từng giây.
Người dùng có thể truy xuất được thông tin môi trường xung quanh mình bằng cách truy vấn dữ liệu từ các điểm cảm biến gần vị trí của mình nhất. Chính vì thế, các hệ thống quan trắc môi trường dựa trên IoT được xem là xu hướng phát triển hiện nay.
4 xu hướng nghiên cứu và ứng dụng IoT trong quan trắc chất lượng nước và không khí
- Mạng truyền dẫn
- Kỹ thuật truyền dẫn dữ liệu số
- Hệ thống điều khiển và giám sát
- Hệ thống truyền dẫn các giá trị đo lường
Thiết bị datalogger phục vụ ứng dụng IoT trong quan trắc môi trường
Data logger là một bộ thu thập dữ liệu, là một thiết bị điện tử được dùng để ghi lại các đo lường được theo thời gian.
Chức năng:
- Cho phép người dùng sử dụng bàn phím để cấu hình IP, domain nhận dữ liệu.
- Gửi dữ liệu về Server thông qua kênh truyền GSM, Ethernet theo tiêu chuẩn trong thông tư 24/2017/TT-BTNMT của Bộ Tài Nguyên Môi Trường.
- Cho phép cấu hình gửi dữ liệu về 3 nơi khác nhau, thuận tiện cho việc truyền dữ
liệu về Sở TNMT, trạm, Server công ty.
Thiết bị Data Logger của ENVILINK
Ứng dụng điều khiển thiết bị:
- Truyền nhận và lưu trữ dữ liệu: giám sát chỉ tiêu quan trắc online theo thời gian thực. Có khả năng lưu trữ dữ liệu trong thời gian dài, tự động sao lưu, backup dữ liệu dự phòng khi sự cố xảy ra. Chiết xuất dữ liệu theo format quy định và truyền dữ liệu báo cáo về trung tâm nghiên cứu môi trường.
- Xử lý và đánh giá dữ liệu
- Quản lý dữ liệu
Bộ data logger ghi dữ liệu truyền lên internet với tốc độ lấy mẫu nhanh. Cách thức hoạt động của bộ ghi dữ liệu I/O Data logger là (một thiết bị trung gian) nhằm hỗ trợ ghi nhận các dữ liệu truyền tải dưới dạng tín hiệu analog hoặc rs485 nhằm mục đích đưa các dữ liệu về server. Sau đó, thông qua các bộ phân tích dữ liệu như màn hình HMI, máy tính để mã hóa thể hiện thành các con số dữ liệu cụ thể giúp người sử dụng quan sát và điều khiển hệ thống.
Tại Việt Nam, ứng dụng nền tảng Internet vạn vận trong quan trắc chất lượng nước và không khí đã và đang phát huy hiệu quả cho công việc kiểm tra và giám sát môi trường. Các thiết bị phân tích môi trường được cải tiến tích hợp công nghệ thông minh không những cho kết quả chính xác mà còn giúp đẩy nhanh quá trình phân tích và đề ra các giải pháp xử lý tối ưu nhất.
