I. Hệ thống Giám sát Môi trường
Đề tài tốt nghiệp "Thiết kế và thi công hệ thống giám sát chỉ số môi trường và hiển thị thông tin trên web" tại HCMUTE tập trung vào việc xây dựng một hệ thống giám sát môi trường thời gian thực, bao gồm thu thập dữ liệu, xử lý và hiển thị thông tin trên web. Hệ thống sử dụng cảm biến môi trường để đo các chỉ số quan trọng như nhiệt độ, độ ẩm, bụi và cường độ ánh sáng. Việc lựa chọn cảm biến DHT11 cho nhiệt độ và độ ẩm, cảm biến bụi Sharp GP2Y10, và cảm biến ánh sáng BH1750 được giải thích dựa trên các yếu tố như giá thành, độ chính xác và phù hợp với điều kiện môi trường. Arduino Uno R3 đóng vai trò là bộ điều khiển trung tâm, xử lý dữ liệu từ các cảm biến môi trường và truyền dữ liệu lên web thông qua module ESP8266-V1. Thiết bị giám sát môi trường được thiết kế nhỏ gọn, tích hợp các cảm biến và mạch điều khiển. Phần mềm giám sát môi trường sử dụng ThingSpeak, cho phép người dùng giám sát dữ liệu từ xa thông qua giao diện web.
1.1 Thu thập và Xử lý Dữ liệu
Hệ thống sử dụng các cảm biến môi trường để thu thập dữ liệu về nhiệt độ, độ ẩm, bụi, và ánh sáng. Dữ liệu thô từ các cảm biến được xử lý bởi Arduino Uno R3. Arduino thực hiện các phép tính chuyển đổi và chuẩn hóa dữ liệu trước khi truyền đến module ESP8266-V1. ESP8266-V1, một module wifi, đóng vai trò cầu nối giữa hệ thống thu thập dữ liệu và nền tảng web. Việc lựa chọn các cảm biến và bộ điều khiển được thực hiện dựa trên các tiêu chí kỹ thuật và kinh tế. Giám sát chất lượng môi trường được thực hiện liên tục với tần suất cập nhật là 15 giây. Thu thập dữ liệu môi trường được đảm bảo độ tin cậy thông qua việc sử dụng các cảm biến có độ chính xác cao và thuật toán xử lý tín hiệu hiệu quả. Xử lý dữ liệu môi trường bao gồm lọc nhiễu và hiệu chỉnh sai số của các cảm biến, đảm bảo tính chính xác của dữ liệu được hiển thị. Phần mềm giám sát môi trường được thiết kế để xử lý và lưu trữ dữ liệu hiệu quả.
1.2 Hiển thị Thông tin trên Web
Dữ liệu môi trường được truyền đến nền tảng web ứng dụng giám sát môi trường ThingSpeak. ThingSpeak cung cấp một giao diện người dùng trực quan, hiển thị dữ liệu dưới dạng đồ thị, biểu đồ và các thông số quan trọng. Hiển thị dữ liệu trên web cho phép người dùng giám sát các chỉ số môi trường từ xa, thuận tiện và linh hoạt. Thiết kế giao diện người dùng tập trung vào tính dễ sử dụng và trực quan, giúp người dùng dễ dàng nắm bắt thông tin. Dashboard giám sát môi trường hiển thị các thông số quan trọng một cách rõ ràng và dễ hiểu, hỗ trợ người dùng ra quyết định kịp thời. Internet of Things (IoT) môi trường được ứng dụng hiệu quả trong việc xây dựng hệ thống giám sát từ xa. Phát triển web ứng dụng sử dụng ThingSpeak giúp giảm thiểu thời gian và chi phí phát triển. Dữ liệu môi trường HCMUTE được thu thập và hiển thị trên nền tảng này, cung cấp thông tin hữu ích cho trường Đại học. Thông tin môi trường HCMUTE được cập nhật liên tục, phản ánh tình trạng môi trường một cách chính xác.
II. Phân tích và Đánh giá
Đề tài thành công trong việc thiết kế và triển khai một hệ thống giám sát môi trường hiệu quả. Hệ thống hoạt động ổn định, cung cấp dữ liệu chính xác và cập nhật thường xuyên. Giám sát môi trường thời gian thực cho phép phát hiện kịp thời các vấn đề môi trường. Phần mềm giám sát môi trường được sử dụng dễ dàng và cung cấp giao diện trực quan. Tuy nhiên, phạm vi ứng dụng còn hạn chế do chỉ tập trung vào một khu vực nhỏ. Giải pháp giám sát môi trường này có thể được mở rộng và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
2.1 Ứng dụng Thực tiễn
Hệ thống có thể được ứng dụng trong việc giám sát môi trường HCMUTE, hoặc trong các ứng dụng khác như nông nghiệp, nhà máy, hoặc các khu vực cần theo dõi chất lượng không khí. Giám sát môi trường giúp đưa ra cảnh báo sớm về các vấn đề ô nhiễm môi trường. Dữ liệu môi trường thu thập được đóng vai trò quan trọng trong việc ra quyết định. Phân tích dữ liệu môi trường giúp đánh giá hiệu quả các biện pháp bảo vệ môi trường. Báo cáo môi trường có thể được tạo ra tự động từ hệ thống. Quản lý hệ thống giám sát dễ dàng nhờ giao diện web trực quan. An ninh mạng hệ thống giám sát cần được đảm bảo để bảo vệ dữ liệu. Cộng nghệ giám sát môi trường được ứng dụng hiệu quả trong hệ thống này. Ngôn ngữ lập trình web được sử dụng để phát triển giao diện người dùng thân thiện.
2.2 Hướng Phát Triển
Hệ thống có thể được nâng cấp bằng cách tích hợp thêm nhiều loại cảm biến, mở rộng phạm vi giám sát. Thiết kế hệ thống giám sát có thể được tối ưu hóa để giảm chi phí và tăng độ chính xác. Triển khai hệ thống giám sát trên diện rộng hơn. Mô hình hóa dữ liệu môi trường có thể được cải thiện bằng thuật toán dự báo. Database quản lý dữ liệu cần được nâng cấp để đáp ứng lượng dữ liệu lớn hơn. Thiết kế giao diện người dùng cần chú trọng đến trải nghiệm người dùng. Nghiên cứu khoa học về giám sát môi trường có thể được tiếp tục phát triển dựa trên hệ thống này. Đồ án tốt nghiệp này đóng góp một phần vào sự phát triển của công nghệ giám sát môi trường tại Việt Nam. Bài báo khoa học có thể được viết dựa trên kết quả nghiên cứu của đề tài.
