Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ô nhiễm không khí tại các quốc gia đang phát triển, trong đó có Việt Nam, đang trở thành vấn đề cấp thiết ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng. Tại các đô thị lớn như Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh cũng như các trung tâm công nghiệp, chỉ số ô nhiễm không khí nhiều thời điểm đã chạm ngưỡng báo động, kéo theo sự gia tăng của các bệnh lý đường hô hấp, tai mũi họng và tim mạch. Mặc dù vậy, công tác quan trắc môi trường hiện nay còn gặp nhiều hạn chế do số lượng trạm quan trắc chuẩn quốc gia còn mỏng và trang thiết bị có dấu hiệu xuống cấp.

Chi phí đầu tư và vận hành là rào cản chính trong việc mở rộng mạng lưới giám sát. Một trạm quan trắc không khí chuyên dụng (AQMS) cố định có giá thành lên đến hàng chục nghìn USD, kích thước cồng kềnh, tính cơ động thấp và khó tái bố trí. Điều này dẫn đến sự giới hạn về mật độ dữ liệu thu thập được theo không gian và thời gian. Trước thực tế đó, sự phát triển của công nghệ Internet of Things (IoT) kết hợp với các cảm biến chi phí thấp mở ra giải pháp bổ sung các trạm cảm biến phụ xen kẽ vào mạng lưới quan trắc hiện hữu, tăng cường độ tin cậy và cải thiện độ chính xác cho các mô hình nội suy chất lượng không khí tại các khu vực nhạy cảm như bệnh viện.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định cụ thể như sau:

  1. Nhiệm vụ 1: Nghiên cứu tổng quan về chất lượng không khí, chỉ số AQI, ảnh hưởng của ô nhiễm đến sức khỏe con người, hiện trạng quan trắc tại Việt Nam và nguyên lý của các công nghệ cảm biến đo bụi, đo khí phổ biến trên thế giới.
  2. Nhiệm vụ 2: Nghiên cứu, thiết kế phần cứng và phần mềm cho hệ thống giám sát môi trường không khí sử dụng vi điều khiển tích hợp truyền thông không dây ESP32 cùng các module cảm biến chuyên dụng.
  3. Nhiệm vụ 3: Thi công mô hình thực tế, hiệu chuẩn, thử nghiệm đo đạc các thông số môi trường và truyền dữ liệu thời gian thực lên nền tảng IoT (Thingspeak/Blynk).
  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống phần cứng nhúng thu thập dữ liệu môi trường (bụi PM2.5/PM10, nhiệt độ, độ ẩm, khí độc hại NOx/NH3/CO, khí dễ cháy, cường độ tia UV) và giải pháp truyền thông IoT.
  • Phạm vi nghiên cứu: Mô hình thiết bị đo bán cố định phục vụ giám sát môi trường không khí tại khu vực bệnh viện; triển khai thử nghiệm thực tế và truyền nhận dữ liệu thông qua giao thức mạng không dây Wi-Fi.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và quy chuẩn kỹ thuật của đề tài dựa trên các cơ sở sau:

  • Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia: QCVN 05:2009/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh) quy định nồng độ giới hạn của các thông số SO2, CO, NOx, O3, PM10, TSP.
  • Phương pháp tính toán chỉ số AQI: Phương pháp do Tổng cục Môi trường ban hành, tính toán giá trị AQI riêng biệt cho từng thông số quan trắc dựa trên công thức đơn giản, trong đó giá trị AQI tổng hợp cuối cùng là giá trị lớn nhất (cực đại) của các thông số thành phần nhằm phản ánh chính xác nguy cơ ô nhiễm.
  • Nguyên lý các công nghệ đo lường môi trường:
    • Đo bụi: Phương pháp suy giảm bức xạ tia Beta (Beta Attenuation Monitors - BAM), phương pháp tách hạt theo quán tính bằng thác va chạm (Cascade Impactor), và phương pháp tán xạ ánh sáng laser (Laser Scattering).
    • Đo nồng độ khí: Công nghệ cảm biến điện hóa (Amperometric), cảm biến hạt xúc tác (Catalytic Bead) sử dụng cầu Wheatstone, cảm biến quang phổ hồng ngoại không phân tán (NDIR) tuân theo định luật Beer-Lambert, và cảm biến bán dẫn ô-xít kim loại (MOS) sử dụng màng mỏng SnO2.
Nhóm công nghệ Nguyên lý hoạt động chính Ưu điểm Nhược điểm
BAM (Beta Monitor) Đo độ suy giảm dòng electron qua lớp màng lọc bụi PM Độ chính xác chuẩn quốc tế Chi phí rất cao, kích thước lớn, cố định
Tán xạ Laser Đo cường độ ánh sáng laser bị tán xạ bởi hạt bụi Kích thước nhỏ, đo nhanh, giá thành rẻ Phụ thuộc lưu lượng gió, cần buồng tối
Cảm biến Điện hóa Phản ứng oxy hóa - khử tạo dòng điện tuyến tính tại điện cực WE Dải nhiệt rộng, tiêu thụ ít điện, chọn lọc tốt Cần hiệu chuẩn định kỳ, bị ảnh hưởng nhiễu chéo
Hạt xúc tác (Catalytic) Đốt cháy khí trên phần tử xúc tác, gây lệch cầu Wheatstone Đo khí cháy nổ (0-100% LEL), độ bền 3-5 năm Tiêu thụ nhiều điện, dễ bị ngộ độc bởi Pb, Si, S
Hồng ngoại (NDIR) Hấp thụ photon hồng ngoại theo bước sóng riêng của phân tử Không cần oxy, tuổi thọ cao, không bị ngộ độc Không đo được khí không hấp thụ IR (H2, C2H2)
Bán dẫn (MOS) Thay đổi điện trở của SnO2 khi tiếp xúc khí ở nhiệt độ cao Giá thành thấp, nhạy với nhiều loại khí Độ trôi lớn, phi tuyến (logarit), tốn điện nung

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và thiết kế kỹ thuật được tác giả áp dụng:

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu: Thu thập, đánh giá các công trình nghiên cứu và tài liệu chuyên ngành về vi xử lý, cảm biến môi trường và công nghệ IoT.
  • Phương pháp thiết kế hệ thống: Sử dụng phần mềm Altium Designer để thiết kế sơ đồ nguyên lý (Schematic) và mạch in 2D/3D (PCB Layout); tính toán phối ghép các chân I/O, bộ biến đổi ADC và các chuẩn giao tiếp số (1-Wire, UART).
  • Phương pháp thực nghiệm - kiểm chuẩn: Thi công mạch phần cứng thực tế, nạp chương trình điều khiển cho ESP32, thu thập dữ liệu và so sánh, đối chiếu kết quả đo với các máy đo chuyên dụng thương mại (máy đo bụi HT9600, máy đo bức xạ tia cực tím UV3408, máy đo khí).

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống giám sát không khí bệnh viện được xây dựng theo cấu trúc module phân tầng, kết hợp giữa phần cứng thu thập dữ liệu tại chỗ và dịch vụ lưu trữ đám mây.

+-------------------------------------------------------------------------+
|                              KHỐI NGUỒN                                 |
|                       (Nguồn DC 12V 2A + LM2596)                        |
+------------------------------------+------------------------------------+
                                     |
                                     v
+------------------------------------+------------------------------------+
|                         KHỐI CẢM BIẾN THU THẬP                          |
|  - Cảm biến bụi Laser SDS011 (PM2.5, PM10)                              |
|  - Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 (1-Wire)                              |
|  - Cảm biến chất lượng không khí MQ135 (SnO2 - NH3, NOx, CO)            |
|  - Cảm biến khí cháy MQ2 (SnO2 - LPG, H2, Smoke)                        |
|  - Cảm biến tia cực tím GUVA-S12SD (240nm - 370nm + LMV358)             |
+------------------------------------+------------------------------------+
                                     |
                                     v
+------------------------------------+------------------------------------+
|                       KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM                              |
|                   NodeMCU ESP32 (32-bit, Dual Core,                     |
|                 Clock 160-240 MHz, Flash 4MB, Wi-Fi/BLE)                |
+------------------+-----------------------------------+------------------+
                   |                                   |
                   v                                   v
+------------------+---------------+   +---------------+------------------+
|      KHỐI HIỂN THỊ & CẢNH BÁO    |   |     KHỐI TRUYỀN THÔNG & CLOUD    |
|  - Màn hình LCD TC 1602A         |   |  - Giao thức TCP/IP qua Wi-Fi    |
|  - Còi báo động (Buzzer)         |   |  - Nền tảng IoT Thingspeak       |
|  - Đèn chỉ thị LED               |   |  - Ứng dụng điều khiển Blynk     |
+----------------------------------+   +----------------------------------+

Kiến trúc phần cứng và lựa chọn linh kiện

  • Khối Xử lý trung tâm (ESP32 NodeMCU): Sử dụng vi điều khiển 32-bit công suất thấp, tần số hoạt động 160 MHz - 240 MHz, bộ nhớ Flash 4MB, SRAM 96KB (cùng 64KB RAM thực thi lệnh). Module tích hợp sẵn Wi-Fi IEEE 802.11 b/g/n và Bluetooth BLE, hỗ trợ các giao tiếp ngoại vi UART, SPI, I2C, ADC, cho phép thu nhận tín hiệu liên tục và truyền tải trực tiếp qua Internet.
  • Cảm biến nồng độ bụi Laser SDS011: Sử dụng công nghệ tán xạ ánh sáng hồng ngoại gần từ nguồn phát laser diode, tích hợp quạt hút và bộ xử lý tín hiệu số, cho phép đo đạc hạt bụi có kích thước từ 0,3 µm đến 10 µm, cung cấp dữ liệu PM2.5 và PM10 với dải đo lên tới 999,9 µg/m³, dòng tiêu thụ 70 mA (chế độ nghỉ < 4 mA).
  • Cảm biến nhiệt độ - độ ẩm DHT11: Đo độ ẩm trong khoảng 20% - 95% (sai số ±5%), nhiệt độ từ 0°C - 50°C (sai số ±2°C). Giao tiếp với vi điều khiển bằng chuẩn 1-Wire qua khung dữ liệu 40-bit (5 byte: Byte 1 ẩm nguyên, Byte 2 ẩm thập phân, Byte 3 nhiệt nguyên, Byte 4 nhiệt thập phân, Byte 5 kiểm tra Checksum).
  • Cảm biến chất lượng không khí MQ135: Cấu tạo màng mỏng SnO2 trên ống trụ Al2O3, tích hợp sợi đốt nung nóng (điện áp nung 5V ± 0,1V, điện trở sợi đốt 33Ω ± 5%). Điện trở bề mặt thay đổi tỉ lệ nghịch với nồng độ khí độc (NOx, NH3, CO) trong dải phát hiện lên tới 300 ppm NH3; điện trở tải RL được thiết lập ở mức 20 kΩ.
  • Cảm biến khí gas MQ2: Sử dụng màng bán dẫn SnO2 nhận biết khí dễ cháy (LPG, H2, khói). Cung cấp 2 ngõ ra: ngõ ra tương tự Aout (0 - 5V) phục vụ đọc mức độ liên tục và ngõ ra số Dout (kết hợp mạch so sánh điện áp LM358 với biến trở điều chỉnh ngưỡng).
  • Cảm biến tia UV GUVA-S12SD: Đầu dò quang điện đáp ứng dải bước sóng 240 nm - 370 nm (bao trùm phổ UV-B, UV-A và một phần cực cận UV-C), tích hợp bộ khuếch đại thuật toán LMV358 chuyển đổi dòng quang điện nA thành điện áp tương tự 0 - Vcc đọc trực tiếp qua chân ADC của ESP32.
  • Khối Nguồn và Ngoại vi: Nguồn cấp DC 12V 2A đi qua mạch hạ áp xung LM2596 để tạo điện áp ổn định 5V nuôi vi điều khiển và các cảm biến. Màn hình LCD TC 1602A hiển thị các chỉ số trực tiếp tại chỗ, kết hợp khối còi báo (Buzzer) phát tín hiệu cảnh báo khi các chỉ số vượt ngưỡng an toàn.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về chất lượng môi trường không khí và các ảnh hưởng của nó đến sức khỏe con người, đặc biệt là các tổn thương đối với hệ hô hấp (bụi PM2.5 xâm nhập vào phế nang và tuần hoàn máu), tim mạch (nguy cơ tạo cục máu đông, nhồi máu cơ tim), quá trình sinh sản, chức năng lọc của thận và tổn thương da. Chương này phân tích thực trạng ô nhiễm tại Việt Nam giai đoạn 2010 - 2012, chỉ ra nồng độ bụi TSP và PM10 tại các nút giao thông và công trường đô thị thường vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,5 đến 2,5 lần.

Đồng thời, tác giả khảo sát chi tiết 6 nhóm công nghệ quan trắc hiện nay trên thế giới gồm: thiết bị BAM, thác va chạm, cảm biến tán xạ laser, cảm biến điện hóa, cảm biến hạt xúc tác, cảm biến NDIR và cảm biến bán dẫn MOS. Từ các phân tích so sánh về độ chính xác, kích thước, chi phí và mức tiêu thụ năng lượng, tác giả đề xuất giải pháp thiết kế trạm giám sát nhỏ gọn, chi phí thấp, lựa chọn nền tảng vi điều khiển ESP32, các cảm biến SDS011, DHT11, MQ135, MQ2, GUVA-S12SD và dịch vụ giám sát IoT qua web Thingspeak.

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Chương 2 tập trung vào việc hiện thực hóa giải pháp kỹ thuật thông qua các sơ đồ thiết kế chi tiết:

  • Xây dựng sơ đồ khối chức năng bao gồm: Khối Nguồn (12V 2A), Khối Xử lý trung tâm (ESP32), Khối Cảm biến (DHT11, SDS011, MQ135, MQ2, GUVA-S12SD), Khối Hiển thị (LCD 1602), Khối Còi báo và Ứng dụng truyền thông.
  • Trình bày thông số kỹ thuật chi tiết, sơ đồ chân và nguyên lý ghép nối của từng linh kiện; giải thuật đọc dữ liệu chuỗi 40-bit của cảm biến DHT11 (bắt sườn tín hiệu mức cao 26-28 µs cho bit 0 và 70 µs cho bit 1 sau khoảng trễ 50 µs); nguyên lý chia áp của MQ135 với điện trở tải RL = 20 kΩ.
  • Thiết kế mạch nguyên lý tổng thể và mạch in PCB trên phần mềm Altium Designer; bố trí đường mạch cấp nguồn, chống nhiễu cho các đường tín hiệu tương tự và bố trí module hạ áp LM2596.
  • Xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển: khởi tạo hệ thống, thiết lập kết nối Wi-Fi, đọc tuần tự tín hiệu từ các cảm biến, tính toán giá trị thông số, xuất dữ liệu ra màn hình LCD, kích hoạt còi báo khi chỉ số vượt ngưỡng và đóng gói gửi dữ liệu lên máy chủ Thingspeak/Blynk theo chu kỳ.

CHƯƠNG 3: THI CÔNG VÀ THỬ NGHIỆM

Chương 3 trình bày quá trình gia công, lắp ráp hoàn thiện mô hình phần cứng và tiến hành thử nghiệm đánh giá:

  • Lắp ráp bo mạch điều khiển sau khi hàn linh kiện vào khung vỏ bảo vệ mô hình.
  • Tiến hành đo đạc thử nghiệm độ chính xác của các module cảm biến trong hệ thống bằng cách đối chiếu song song với các thiết bị đo thương mại chuyên dụng: so sánh nồng độ bụi với máy đo HT9600, so sánh nồng độ khí gas với máy đo chuyên dụng, và so sánh chỉ số tia cực tím với máy đo UV3408.
  • Thử nghiệm chức năng truyền thông không dây, kiểm tra tính ổn định của luồng dữ liệu truyền từ ESP32 qua Wi-Fi lên nền tảng Thingspeak; hiển thị trực quan các đồ thị diễn biến nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ bụi, nồng độ khí độc và cường độ tia UV theo thời gian thực trên giao diện web.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

  • Chế tạo thành công mô hình phần cứng hoàn chỉnh của trạm giám sát không khí với kích thước nhỏ gọn, hoạt động ổn định trên nguồn cấp 12V DC qua mạch hạ áp LM2596.
  • Tích hợp và thu thập đồng thời 5 nhóm thông số môi trường quan trọng:
    • Bụi mịn PM2.5 và PM10 (công nghệ quang laser SDS011, dải đo tới 999,9 µg/m³).
    • Nhiệt độ (0 - 50°C) và độ ẩm không khí (20% - 95% RH) qua chuẩn 1-Wire của DHT11.
    • Khí độc hại NOx, NH3, CO qua cảm biến bán dẫn SnO2 MQ135 (dải đo tới 300 ppm NH3).
    • Khí dễ cháy (LPG, H2) qua cảm biến MQ2 với hai chế độ ngõ ra Aout và Dout.
    • Cường độ tia cực tím qua cảm biến GUVA-S12SD (phổ 240 nm - 370 nm).
  • Hiển thị thông số tại chỗ qua màn hình LCD 1602, phát tín hiệu cảnh báo qua còi khi môi trường suy giảm chất lượng, đồng thời truyền dữ liệu liên tục lên kênh Thingspeak qua kết nối Wi-Fi.

Đóng góp của đề tài

  • Đề xuất và hiện thực hóa một cấu hình phần cứng IoT chi phí thấp, dễ chế tạo, giúp giải quyết bài toán thiếu hụt trạm quan trắc do rào cản tài chính của các trạm AQMS truyền thống.
  • Cung cấp mô hình giám sát đa thông số vi mô, có khả năng ứng dụng bán cố định hoặc di động trong các không gian y tế như bệnh viện, phòng khám, hỗ trợ theo dõi điều kiện môi trường phục vụ công tác điều trị và bảo vệ sức khỏe.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

  • Các cảm biến bán dẫn SnO2 (MQ135, MQ2) có đặc tính phi tuyến (đầu ra biến thiên dạng logarit), chịu ảnh hưởng lớn bởi nhiệt độ, độ ẩm môi trường và có hiện tượng trôi điểm làm việc nếu không được sấy nóng liên tục hoặc hiệu chuẩn định kỳ.
  • Cảm biến DHT11 có sai số đo nhiệt độ (±2°C) và độ ẩm (±5%) tương đối cao, dải đo nhiệt hẹp (0 - 50°C), chưa đáp ứng được các yêu cầu đo lường cấp công nghiệp đòi hỏi độ chính xác cao.
  • Hệ thống phụ thuộc vào kết nối mạng Wi-Fi tại chỗ; khi mất kết nối Internet, dữ liệu chưa được lưu đệm (buffer) vào bộ nhớ ngoài (như thẻ nhớ SD) để truyền bù sau đó.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Nâng cấp các cảm biến đo nhiệt độ - độ ẩm và cảm biến khí sang các dòng chuyên dụng có độ ổn định cao hơn, tích hợp thuật toán bù trừ sai số do nhiệt độ và độ ẩm cho cảm biến MQ135.
  • Bổ sung module lưu trữ cục bộ (thẻ nhớ microSD hoặc EEPROM ngoài) để lưu trữ nhật ký dữ liệu khi mất kết nối mạng.
  • Tích hợp thêm các giao thức truyền thông không dây tầm xa (như LoRa hoặc mạng di động 4G/LTE) để mở rộng khả năng triển khai ngoài trời và tại các khu vực không có sóng Wi-Fi.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông, Điện tử Y tế, Kỹ thuật Máy tính và IoT: Tham khảo cấu trúc thiết kế một hệ thống nhúng thu thập dữ liệu đa cảm biến hoàn chỉnh sử dụng vi điều khiển ESP32.
  • Người nghiên cứu các đề tài đo lường môi trường: Cung cấp tài liệu tổng quan có giá trị về nguyên lý hoạt động của 6 dòng công nghệ cảm biến môi trường (BAM, Cascade impactor, tán xạ laser, điện hóa, xúc tác, NDIR, MOS) cùng phương pháp ghép nối phần cứng và truyền dữ liệu lên Thingspeak/Blynk.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao đồ án lựa chọn vi điều khiển ESP32 thay vì các dòng vi điều khiển khác?
ESP32 NodeMCU là vi điều khiển 32-bit hiệu năng cao (tần số 160 - 240 MHz), tích hợp sẵn phần cứng truyền thông Wi-Fi và Bluetooth BLE trên cùng một chip SoC. Điều này giúp giảm thiểu kích thước mạch in, tiết kiệm chi phí bổ sung module truyền thông ngoài và hỗ trợ kết nối trực tiếp đến các nền tảng IoT qua giao thức TCP/IP.

2. Nguyên lý đọc dữ liệu của cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 trong hệ thống được thực hiện như thế nào?
DHT11 sử dụng giao tiếp 1-Wire. Sau khi ESP32 phát tín hiệu khởi tạo (kéo chân DATA xuống 0 trong > 18 ms rồi đưa lên 1), DHT11 sẽ phản hồi và gửi liên tiếp 40 bit dữ liệu (5 byte). ESP32 nhận diện bit 0 hoặc bit 1 bằng cách bắt sườn lên và đo độ rộng xung mức cao: nếu xung mức cao kéo dài 26 - 28 µs thì là bit 0, nếu kéo dài khoảng 70 µs thì là bit 1; byte thứ 5 được dùng để kiểm tra tính toàn vẹn (Checksum = Byte 1 + Byte 2 + Byte 3 + Byte 4).

3. Cảm biến chất lượng không khí MQ135 hoạt động dựa trên nguyên lý nào và cần lưu ý gì khi sử dụng?
MQ135 hoạt động dựa trên sự thay đổi độ dẫn điện của màng mỏng bán dẫn SnO2 ở nhiệt độ cao khi hấp thụ các phân tử khí độc (NOx, NH3, CO). Khi nồng độ khí tăng, điện trở của cảm biến giảm. Để hoạt động chính xác, cảm biến cần được cấp nguồn nung nóng 5V liên tục và phải tính đến sự ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm môi trường lên giá trị điện trở bề mặt.

4. Dải bước sóng phát hiện của cảm biến tia UV GUVA-S12SD là bao nhiêu và tín hiệu đầu ra được xử lý như thế nào?
Cảm biến GUVA-S12SD phát hiện ánh sáng tia cực tím trong dải bước sóng từ 240 nm đến 370 nm (bao gồm toàn bộ dải UV-B, phần lớn dải UV-A và phần trên của UV-C). Dòng quang điện ngõ ra rất nhỏ (cỡ nA) được khuếch đại thông qua chip khuếch đại thuật toán LMV358 trên bo mạch để tạo ra điện áp tương tự từ 0 đến Vcc, đưa trực tiếp vào chân ADC của ESP32.

5. Giá trị AQI tổng hợp được tính toán theo nguyên tắc nào trong đồ án?
Theo quy chuẩn tính toán AQI của Tổng cục Môi trường được đồ án trích dẫn, AQI được tính toán riêng biệt cho từng thông số quan trắc (SO2, CO, NOx, O3, PM10, TSP). Giá trị AQI cuối cùng của trạm đo là giá trị lớn nhất (max) trong các giá trị AQI thành phần, không sử dụng phương pháp tính trung bình vì chỉ cần một thông số vượt ngưỡng cho phép là môi trường đã bị coi là ô nhiễm.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống giám sát không khí bệnh viện" của sinh viên Dương Đức Anh đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu nghiên cứu từ cơ sở lý thuyết đến chế tạo thực nghiệm. Hệ thống phần cứng nhúng được xây dựng trên nền tảng vi điều khiển ESP32, tích hợp đồng bộ các cảm biến đo bụi laser, nhiệt độ, độ ẩm, khí độc hại, khí cháy và bức xạ UV. Mô hình đã được kiểm tra, hiệu chuẩn đối chiếu với các máy đo chuyên dụng và thực hiện truyền tải dữ liệu thời gian thực lên nền tảng IoT Thingspeak ổn định, đóng góp một giải pháp khả thi và kinh tế cho công tác giám sát môi trường không khí tại các cơ sở y tế.