Thiết bị cảnh báo lũ của chàng sinh viên Trường ĐH Quy Nhơn

Đó là hệ thống giám sát, cảnh báo lũ lụt thời gian thực ứng dụng công nghệ LoRa do Trần Văn Trung (sinh viên năm cuối khoa Kỹ thuật Công nghệ, Trường ĐH Quy Nhơn) tạo ra.

Cảnh báo lũ cho người dân quê hương

Đây là sản phẩm đạt giải Ba - giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học cấp bộ (Bộ GD&ĐT năm 2020) và hiện đang dự thi vòng chung kết giải thưởng Khoa học Euréka do Thành Đoàn TP HCM và Trường ĐH Quốc gia TP HCM tổ chức.

Theo Trần Văn Trung, hệ thống giám sát, cảnh báo lũ lụt thời gian thực ứng dụng công nghệ LoRa sử dụng nền tảng mã nguồn mở. Hoạt động thông qua việc thu thập, xử lý và quản lý dữ liệu tại các điểm quan trắc từ xa theo thời gian thực tại các ao hồ chứa nước, thủy điện, nhà dân...

Thiết bị này rất gọn nhẹ, bên trong gồm có hệ thống cảm biến thu thập dữ liệu về mực nước, lượng nước, lượng mưa và độ ẩm trong không khí. Khi các thông số được thu thập, thông qua công nghệ Lora chúng sẽ được truyền tới gateway.

Gateway sẽ thu nhận các tín hiệu từ các Node cảm biến (vi xử lý + cảm biến), sau đó dữ liệu được gửi lên môi trường nền tảng mã nguồn mở để giám sát trực quan các thông số và đưa ra các cảnh báo khi vượt ngưỡng mở.

Trung cũng chia sẻ, ngoại trừ hệ thống cảm biến, các thành phần cấu tạo khác của hệ thống đều được tận dụng từ những hộp nhựa, chai lọ thông thường: phễu, đường ống, bình chứa…

Đặc biệt, một trong những tiện lợi của hệ thống cảnh báo lũ do Trung sáng chế chính là việc được kết nối với internet, khi người dân truy cập vào internet ngay tại nhà, các cảnh báo từ thiết bị sẽ hiện lên.

"Hiện tại, đa số người dân đã sử dụng wifi, 3G hoặc 4G tại nhà thông qua điện thoại. Vì vậy, rất dễ nhận thấy thông báo khẩn từ thiết bị, người dân sẽ biết để di dời, sơ tán tài sản ra khỏi vùng nguy cơ ngập lụt kịp thời", Trung cho biết.

Chia sẻ về lý do thực hiện nghiên cứu này, Trung nói: "Những năm qua, mỗi lần mưa lũ ập tới, chứng kiến cảnh hàng ngàn ngôi nhà chìm trong biển nước, người dân sống trong cực khổ.

Khi đó, tôi ước bản thân có thể làm được một cái gì đó để giúp bà con quê hương giảm bớt thiệt hại để cuộc sống bớt đau khổ hơn khi mưa lũ kéo về. Đó là động lực để thôi thúc tôi luôn nỗ lực để làm hoàn thiện hệ thống này".

Giá thành chỉ bằng 1/15 so với thiết bị nhập khẩu

Theo Trung, để hoàn thành thiết bị quan sát này, chỉ mất vỏn vẹn 150 Euro. Trong khi đó, các thiết bị ngoại nhập có cùng sở hữu công nghệ LoRa phải mất 2.000 đến 5.000 Euro. Đây thật sự là con số quá ấn tượng đối với một sản phẩm ứng dụng công nghệ cao trong mắt nhiều người.

So với các hệ thống cảnh báo đang sử dụng hiện nay, sản phẩm này có những ưu điểm nổi trội như: chi phí đầu tư, vận hành thấp; khả năng lắp đặt đơn giản, tích hợp nhiều công nghệ truyền thông (như: Wifi, 3G và 4G) và có khả năng tích hợp dễ dàng với các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, năng lượng gió...

"Ưu điểm của công nghệ Lora là sử dụng nguồn năng lượng rất nhỏ và sử dụng trong thời gian dài: 2 đến 3 năm. Khả năng ứng dụng vào thực tế rất cao", ông Bùi Văn Vũ, giảng viên Khoa Kỹ thuật Công nghệ, Trường ĐH Quy Nhơn nói.

Ông Nguyễn Đức Thiện, TS tại ĐH KU Leuven - ngành Internet-of-Things (IoT)/5G và ứng dụng, Vương quốc Bỉ (người trực tiếp hướng dẫn Trần Văn Trung) cho biết, để hoàn thành dự án này là một sự nỗ lực rất lớn của chàng sinh viên năm cuối này, nhất là khi Trung học chuyên ngành điện tử viễn thông.

Theo đánh giá của TS Nguyễn Đức Thiện, so với các hệ thống đang được triển khai trên thực tế hiện nay, hệ thống của Trung có 3 điểm vượt trội: quan trắc và thu thập dữ liệu về mưa lũ tự động theo thời gian thực dựa trên nền tảng mã nguồn mở với chi phí hợp lý; có khả năng tích hợp các công nghệ mới trong lĩnh vực khoa học dữ liệu như trí tuệ nhân tạo AI (Artificial Intelligence), học sâu (Deep Learning) và học máy (Machine Learning) để tăng cường hiệu quả của công tác giám sát và cảnh báo lũ lụt.

Đặc biệt, có khả năng tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, năng lượng gió... để duy trì hoạt động trong thời gian dài cũng như hướng đến mục tiêu phát triển "xanh và bền vững" của Liên Hợp Quốc.

"Đây là một ý tưởng rất hay và có tính thực tiễn rất cao vì đã giải quyết vấn đề lũ lụt - một trong những thách thức lớn nhất mà tỉnh Bình Định nói riêng và một số tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ nói chung đang gặp phải, nhất là trong bối cảnh của biến đổi khí hậu như hiện nay. Tôi rất mong hệ thống của Trung sẽ được đưa vào ứng dụng thực tế rộng rãi để phục vụ người dân", TS Trung cho hay.

Lora là công nghệ truyền tải dữ liệu không dây với khả năng truyền tải trên phạm vi lớn, công suất thấp nên rất thích hợp để ứng dụng trong cảnh báo thiên tai, đặc biệt là vùng sâu, vùng xa, những nơi mà mạng viễn thông chưa ổn định, dễ dàng xảy ra sự cố khi có thiên tai.