Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ đã thúc đẩy số lượng thiết bị công nghệ gia tăng nhanh chóng, trong đó Internet of Things (IoT) trở thành lĩnh vực trọng tâm nhờ khả năng kết nối đa dạng thiết bị. Trong hệ sinh thái IoT, việc lựa chọn giao thức truyền thông đóng vai trò quyết định đến hiệu quả vận hành. Giữa các giao thức phổ biến như Bluetooth, Wi-Fi, Zigbee, Z-Wave, NFC hay Mạng di động (Cellular), giao thức LoRa (Long Range) nổi bật nhờ ưu điểm truyền dữ liệu cự ly xa, tiết kiệm năng lượng, chi phí thấp và khả năng hỗ trợ số lượng nút mạng lớn.

Tuy nhiên, trong thực tế triển khai, công nghệ LoRa hoạt động hiệu quả nhất ở không gian mở, ít chướng ngại vật. Khi hoạt động trong môi trường đô thị hoặc các khu vực có mật độ vật cản dày đặc, chất lượng kết nối và tầm phủ sóng bị suy giảm đáng kể, phụ thuộc rất lớn vào vị trí lắp đặt Gateway nhằm đảm bảo cường độ tín hiệu đến các thiết bị đầu cuối (end-node). Xuất phát từ thực tiễn đó, đồ án tốt nghiệp ngành Kỹ thuật Máy tính tại Trường Đại học Công nghệ Thông tin – ĐHQG-HCM đã thực hiện đề tài "Nghiên cứu, thiết kế và hiện thực thiết bị đo đạc và hệ thống hiển thị mức độ bao phủ của Gateway LoRaWAN" (tên tiếng Anh: Research, Design, and Implementation of Measuring Device and LoRaWAN Gateway’s Coverage Display System).

Nhiệm vụ và mục tiêu cụ thể của đề tài bao gồm:

  1. Thiết kế thiết bị phần cứng có khả năng định vị tọa độ qua GPS và đo đạc cường độ tín hiệu giữa thiết bị đầu cuối với Gateway ngoài trời RAK7240.
  2. Tối ưu kích thước thiết bị phần cứng nhỏ gọn trong khoảng $5\text{ cm} \times 10\text{ cm}$, vận hành đơn giản.
  3. Đảm bảo khả năng kết nối không dây của thiết bị trong bán kính $3\text{ km}$ ở khu vực không có vật cản và $1\text{ km}$ ở khu vực đô thị.
  4. Kết nối thành công tới Gateway ngoài trời RAK7240 để truyền tải dữ liệu tọa độ và cường độ tín hiệu thu phát.
  5. Thiết kế ứng dụng di động hiển thị trực quan vị trí thiết bị, vị trí Gateway và mức độ bao phủ tín hiệu dưới dạng bản đồ nhiệt (Heatmap).
  6. Xây dựng hệ thống máy chủ trung gian để tiếp nhận, xử lý và đồng bộ dữ liệu giữa máy chủ The Things Network (TTN) và cơ sở dữ liệu Firebase.

Đối tượng nghiên cứu là thiết bị phần cứng đo đạc tích hợp LoRa/GPS, trạm thu phát Gateway LoRaWAN RAK7240, hệ thống xử lý dữ liệu và ứng dụng di động. Phạm vi thực nghiệm và kiểm thử hệ thống được thực hiện tại khuôn viên Trường Đại học Công nghệ Thông tin (UIT) và Khu Công viên Phần mềm (ITP) thuộc Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và công nghệ nền tảng

Hệ thống được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn truyền thông và nền tảng kỹ thuật chuyên dụng:

  • Công nghệ LoRa và LoRaWAN: LoRa là công nghệ truyền thông không dây lớp vật lý (Physical Layer) do Cycleo phát triển, sử dụng kỹ thuật điều chế trải phổ Chirp (Chirp Spread Spectrum - CSS) giúp giải mã tín hiệu dưới ngưỡng nhiễu và truyền xa với công suất thấp. LoRaWAN là chuẩn mạng diện rộng công suất thấp (LPWAN) do LoRa Alliance ban hành, đóng vai trò lớp điều khiển truy cập môi trường (MAC Layer) theo mô hình mạng hình sao (Star-of-Stars), hỗ trợ bảo mật 2 lớp mã hóa AES và tải trọng gói tin (payload) tối đa 100 bytes.
  • Trạm Gateway RAK7240: Thiết bị WisGate Edge Prime hỗ trợ từ 8 đến 16 kênh LoRa, tích hợp vi xử lý RAK634 (MTK7628), hỗ trợ cấp nguồn qua PoE, kết nối backhaul đa dạng (Wi-Fi 2.4GHz 2x2 MIMO, LTE BG96, Ethernet có chống sét tích hợp), chuyên dụng cho lắp đặt ngoài trời.
  • Giao thức MQTT (Message Queuing Telemetry Transport): Giao thức truyền tin gọn nhẹ chuẩn OASIS hoạt động trên nền TCP/IP theo mô hình Publish/Subscribe (Publisher, Subscriber, Broker, Topic, Session), hỗ trợ 3 mức chất lượng dịch vụ QoS 0, QoS 1, QoS 2.
  • Máy chủ mạng The Things Network (TTN): Nền tảng Network Server mã nguồn mở hỗ trợ quản lý định tuyến gói tin (Router, Broker, Handler) và tích hợp các chuẩn giao tiếp HTTP, MQTT, Webhooks.
  • Nền tảng NodeJS: Môi trường thực thi JavaScript xây dựng trên V8 Engine với kiến trúc đơn luồng (Single-Threaded), cơ chế xử lý I/O không chặn (Non-blocking I/O) theo mô hình hướng sự kiện (Event-driven).
  • Cơ sở dữ liệu Firebase Realtime Database & Firebase Authentication: Nền tảng cơ sở dữ liệu NoSQL dạng cây JSON của Google cho phép đồng bộ hóa dữ liệu thời gian thực và quản lý xác thực người dùng qua Email/Password.
  • Framework React Native: Nền tảng phát triển ứng dụng di động đa nền tảng (iOS/Android) từ một cơ sở mã JavaScript, kết nối thành phần bản địa thông qua cơ chế Bridge.

Phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm

Tác giả áp dụng phương pháp nghiên cứu thiết kế kỹ thuật (Engineering Design) kết hợp thực nghiệm thực tế qua hai giai đoạn:

  • Giai đoạn 1: Nghiên cứu, thiết kế phần cứng mạch in (PCB), tích hợp module LoRa và GPS, lập trình firmware điều khiển chu kỳ đo đạc, thu thập dữ liệu tọa độ và gửi gói tin LoRaWAN tới trạm Gateway RAK7240 để chuyển tiếp lên TTN.
  • Giai đoạn 2: Xây dựng máy chủ trung gian bằng NodeJS sử dụng MQTT client để trích xuất dữ liệu từ TTN Server, lưu trữ cấu trúc vào Firebase Realtime Database và phát triển ứng dụng di động React Native để kết xuất bản đồ nhiệt. Sau đó, tiến hành đo kiểm dòng tiêu thụ năng lượng và độ phủ sóng thực địa.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế hoàn chỉnh gồm 6 thành phần chính tương tác liên tục: Thiết bị phần cứng đo đạc, Trạm Gateway, TTN Server, NodeJS Server, Firebase Realtime Database và Ứng dụng di động React Native.

Thành phần Công nghệ / Thiết bị sử dụng Chức năng chính
Thiết bị đo (End Device) Module RAK3172 (STM32WLE5CC) & Module GPS Quectel LC76F Thu nhận tọa độ GPS, đóng gói dữ liệu và phát sóng LoRa định kỳ.
Trạm Gateway RAK7240 WisGate Edge Prime Nhận gói tin LoRa từ thiết bị và chuyển tiếp lên máy chủ đám mây.
TTN Server The Things Network Cloud Server Quản lý thiết bị, giải mã gói tin LoRaWAN, cung cấp cổng giao tiếp MQTT.
NodeJS Server Nền tảng NodeJS (giao thức MQTT) Thu thập dữ liệu từ TTN, xử lý dữ liệu và đẩy vào cơ sở dữ liệu.
Cơ sở dữ liệu Firebase Realtime Database Lưu trữ dạng cây JSON và đồng bộ dữ liệu vị trí, RSSI, SNR theo thời gian thực.
Ứng dụng di động React Native Hiển thị vị trí Gateway, thiết bị và vẽ bản đồ nhiệt mức độ phủ sóng.

Thiết kế phần cứng và lựa chọn linh kiện

Nhằm tối ưu hóa kích thước và chi phí bo mạch, nhóm nghiên cứu lựa chọn module RAK3172 tích hợp sẵn vi điều khiển ARM Cortex-M4 (STM32WLE5CC, 64KB RAM, 256KB Flash) và bộ thu phát LoRa chạy firmware RUI3, thay vì sử dụng vi điều khiển rời (như STM32/ESP32) ghép nối với chip LoRa SX1276.

Thông số so sánh Module RAK3172 Tổ hợp STM32 + Module SX1276
Mức giá $5.08 Cao hơn đáng kể
Khả năng đồng bộ LoRaWAN Tối ưu hóa nhờ vi điều khiển tích hợp và hệ thống RUI3 API Phụ thuộc hoàn toàn vào thiết kế mạch ngoài và mã nguồn người dùng
Kích thước bo mạch Siêu nhỏ gọn ($15 \times 15.5\text{ mm}$), tiết kiệm diện tích mạch Cồng kềnh do cần nhiều đường mạch liên kết giữa MCU và chip RF

Về định vị, mạch sử dụng module Quectel LC76F (hỗ trợ GPS, GLONASS, Galileo, QZSS, SBAS, độ nhạy $-165\text{ dBm}$ tracking, $-148\text{ dBm}$ acquisition, tích hợp bộ khuếch đại nhiễu thấp LNA), giao tiếp với RAK3172 qua cổng UART. Hệ thống anten bao gồm:

  • Anten LoRa: Anten phân cực tròn hữu tuyến (RHCP) của RFThings (băng tần UHF 868/915/923 MHz, độ lợi đỉnh $3\text{ dBic}$, góc mở chùm tia $110^\circ$, cấu hình Tri-fillar, kích thước $73 \times 73 \times 12\text{ mm}$), giúp khắc phục hiện tượng lệch phân cực trong môi trường đa đường (multipath) ở đô thị.
  • Anten GPS: Anten gốm vi dải (Patch Antenna) phân cực RHCP tần số $1575.42\text{ MHz} \pm 2\text{ MHz}$, độ lợi đỉnh $+2.0\text{ dBic}$ tại Zenith, kết nối qua cổng U.FL.

Quy trình thiết kế PCB trên phần mềm Altium Designer tuân thủ các nguyên tắc: không đi đường nguồn dưới khu vực anten, khoét bo mạch (cutout) tại vị trí cổng anten, đường tín hiệu RF không bẻ góc vuông, đặt bộ ổn áp LDO và tụ lọc sát nguồn, tách riêng 2 đường nguồn cấp cho MCU và GPS.

Cơ chế quản lý năng lượng và chu kỳ làm việc

Để kéo dài thời lượng sử dụng nguồn pin (3.7V), hệ thống thiết lập chu kỳ đo đạc 20 giây một lần:

  • Module GPS LC76F được đưa vào chế độ Backup Mode (ngắt nguồn chính nhưng duy trì nguồn phụ qua chân Backup để lưu dữ liệu vị trí và thời gian, giúp quá trình xác định vị trí vệ tinh - Time To First Fix khi thức dậy diễn ra nhanh chóng).
  • Module RAK3172 chuyển về chế độ Sleep Mode với mức tiêu thụ dòng cực thấp ($1.69\ \mu\text{A}$) giữa các lần phát gói tin.

Triển khai phần mềm, máy chủ và ứng dụng

  • Cấu hình TTN: Thiết lập ứng dụng, đăng ký End Device và Gateway RAK7240 trên băng tần quy định (như KR920-923 / AS923).
  • NodeJS Server: Chạy local server lắng nghe sự kiện từ TTN qua MQTT client. Khi nhận được gói tin Uplink, server phân tích cú pháp để lấy tọa độ (vĩ độ, kinh độ), chỉ số RSSI, chỉ số SNR và định danh Gateway, sau đó tự động ghi nhận vào Firebase Realtime Database.
  • Cấu trúc Firebase: Dữ liệu phân cấp gồm nút gốc chứa vị trí cố định của Gateway, các nút con lưu trữ danh sách các điểm đo được định danh bằng khóa ngẫu nhiên duy nhất (Random Key).
  • Ứng dụng React Native: Xây dựng giao diện với 3 màn hình (Màn hình Đăng nhập qua Firebase Authentication, Màn hình Profile quản lý tài khoản và Màn hình Heatmap). Bản đồ nhiệt sử dụng thang màu tương ứng với các mức cường độ tín hiệu RSSI/SNR nhận được để biểu diễn trực quan vùng phủ sóng xung quanh trạm Gateway.

Nội dung chính theo từng chương

Chapter 1: Overview

Chương 1 trình bày tổng quan về sự phát triển của công nghệ LoRa trên thế giới và tại Việt Nam. Trên thế giới, LoRa được chuẩn hóa bởi LoRa Alliance và ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp thông minh, giám sát môi trường, quản lý năng lượng cạnh tranh cùng các công nghệ như NB-IoT. Tại Việt Nam, mạng LoRa bắt đầu được triển khai tại Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, Đà Nẵng. Tiếp đó, chương nêu rõ 6 mục tiêu cốt lõi của đề tài, phạm vi kích thước phần cứng ($5\text{ cm} \times 10\text{ cm}$), tầm phủ mục tiêu ($1\text{ km}$ đô thị, $3\text{ km}$ không gian thoáng) và phương pháp thực hiện chia làm 2 giai đoạn.

Chapter 2: Method

Chương 2 phân tích chuyên sâu cơ sở lý thuyết của các công nghệ thành phần. Nội dung trình bày chi tiết về cấu trúc phân tầng LoRa/LoRaWAN (kỹ thuật CSS, mô hình Star-of-Stars, tải trọng 100 bytes, bảo mật AES), cấu trúc trạm Gateway RAK7240 (vi xử lý RAK634, MTK7628, hỗ trợ PoE và backhaul đa dạng), kiến trúc giao thức MQTT (Publisher, Subscriber, Broker, các mức QoS 0/1/2), máy chủ The Things Network (Router, Broker, Handler), nền tảng NodeJS (Non-blocking I/O, Single-Threaded), cơ sở dữ liệu Firebase Realtime Database và framework di động React Native kèm theo phân tích ưu/nhược điểm kỹ thuật của từng công nghệ.

Chapter 3: Proposed solution

Chương 3 đề xuất giải pháp kỹ thuật tổng thể cho hệ thống 6 khối. Tác giả trình bày chi tiết sơ đồ khối chức năng, sơ đồ kết nối phần cứng giữa RAK3172 và Quectel LC76F qua UART, thông số kỹ thuật anten RHCP RFThings và anten gốm GPS. Chương này cũng làm rõ các chế độ tiết kiệm năng lượng (Backup Mode của GPS và Sleep Mode của RAK3172), quy tắc bố trí linh kiện và định tuyến mạch PCB trên phần mềm Altium Designer, cấu hình thông số trạm trên TTN Server, mã nguồn NodeJS trung gian kết nối MQTT, cấu trúc cây dữ liệu Firebase Realtime Database và thiết kế luồng giao diện ứng dụng React Native.

Chapter 4: Results

Chương 4 công bố toàn bộ các kết quả chế tạo và thực nghiệm:

  • Hoàn thiện chế tạo mạch in PCB 3D và gia công hàn linh kiện thực tế đảm bảo kích thước nhỏ gọn.
  • Kiểm thử luồng dữ liệu trực tiếp: Gói tin Uplink chứa tọa độ GPS được gửi thành công từ thiết bị lên TTN Server, hiển thị đầy đủ các thông số RSSI, SNR.
  • Máy chủ NodeJS kết nối ổn định qua giao thức MQTT, ghi nhận dữ liệu vào Firebase Realtime Database.
  • Ứng dụng di động React Native hiển thị chính xác vị trí trạm Gateway và bản đồ nhiệt (Heatmap) thể hiện mức độ phủ sóng đo đạc thực tế tại khuôn viên Trường Đại học Công nghệ Thông tin (UIT) và Khu Công viên Phần mềm (ITP).
  • Kết quả đo lường tiêu thụ năng lượng của bo mạch ở các chế độ hoạt động: chế độ tắt GPS, chế độ nghỉ khi GPS và RAK ở trạng thái Sleep/Backup, chế độ hoạt động bình thường (Active) và chế độ phát gói tin LoRa.

Chapter 5: Conclusion

Chương 5 đối chiếu kết quả đạt được với các mục tiêu đề ra ban đầu, khẳng định đề tài đã hoàn thành việc thiết kế phần cứng, máy chủ trung gian và ứng dụng hiển thị độ phủ sóng LoRaWAN; đồng thời tổng kết các ưu điểm về mặt thiết kế tích hợp và chỉ ra những hạn chế kỹ thuật cần tiếp tục hoàn thiện.


Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

  • Hiện thực phần cứng tối ưu: Chế tạo thành công bo mạch đo đạc tích hợp RAK3172 và LC76F, đạt kích thước nhỏ gọn theo mục tiêu thiết kế, hoạt động ổn định với nguồn cấp từ pin.
  • Vận hành hệ thống thu thập dữ liệu tự động: Thiết lập thành công luồng truyền thông khép kín từ End-node qua sóng LoRa đến Gateway ngoài trời RAK7240, đẩy dữ liệu lên The Things Network, xử lý qua local server NodeJS (giao thức MQTT) và lưu trữ thời gian thực vào Firebase Realtime Database.
  • Trực quan hóa vùng phủ sóng: Ứng dụng di động React Native hiển thị chính xác vị trí Gateway, tọa độ điểm đo và tạo bản đồ nhiệt (Heatmap) dựa trên thang màu tương ứng với các chỉ số RSSI/SNR ghi nhận tại thực địa.
  • Khảo sát thực địa và năng lượng: Hệ thống đã được đo đạc, kiểm thử thực tế tại khuôn viên Trường Đại học Công nghệ Thông tin (UIT) và ITP; đồng thời thu thập đầy đủ số liệu thực nghiệm về mức tiêu thụ dòng điện của bo mạch ở các trạng thái Sleep, Active và khi truyền gói tin LoRa.

Đóng góp của đề tài

  • Đề xuất giải pháp thiết kế phần cứng rút gọn bằng cách khai thác trực tiếp vi điều khiển tích hợp trên module LoRa (RAK3172 nền STM32WLE5CC), giúp loại bỏ vi điều khiển phụ, giảm đáng kể diện tích PCB, tiêu thụ năng lượng và chi phí sản xuất ($5.08 so với các giải pháp ghép nối truyền thống).
  • Xây dựng một công cụ đo kiểm và hiển thị độ phủ sóng LoRaWAN trực quan, hỗ trợ hiệu quả cho các kỹ sư mạng không dây trong việc khảo sát thực địa và lựa chọn vị trí lắp đặt Gateway tối ưu trong môi trường thực tế có nhiều vật cản.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên các phân tích và đánh giá trong văn bản đồ án, hệ thống còn một số hạn chế:

  • Phạm vi truyền nhận dữ liệu LoRaWAN trong khu vực đô thị có mật độ nhà cửa cao bị suy giảm so với môi trường lý thuyết không vật cản.
  • Thiết bị phụ thuộc vào tín hiệu GPS vệ tinh ngoài trời nên khả năng định vị bị hạn chế khi di chuyển sâu vào các khu vực kín trong nhà.
  • Giao tiếp giữa JavaScript và Native Components trong React Native thông qua cơ chế Bridge có thể tạo ra độ trễ nhất định khi phải xử lý hiển thị khối lượng lớn điểm dữ liệu bản đồ phức tạp.
  • Chưa tích hợp thêm các cảm biến môi trường mở rộng ngoài nhiệm vụ định vị và đo tín hiệu RSSI/SNR.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được định hướng:

  • Nâng cấp thuật toán nội suy và hiển thị bản đồ nhiệt để tăng độ mịn và độ chính xác của vùng phủ sóng.
  • Tối ưu hóa hơn nữa thuật toán quản lý năng lượng của phần cứng để kéo dài chu kỳ hoạt động của pin.
  • Thử nghiệm mở rộng trên các dải băng tần và cấu hình mạng LoRaWAN khác nhau tại nhiều dạng địa hình đô thị phức tạp.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị cao cho sinh viên, kỹ sư và nhóm nghiên cứu thuộc các chuyên ngành Kỹ thuật Máy tính, Điện tử - Viễn thông, Công nghệ Thông tin và Hệ thống Nhúng - IoT:

  • Tham khảo thiết kế phần cứng IoT: Cung cấp hướng dẫn chi tiết về sơ đồ nguyên lý, thiết kế mạch in PCB trên Altium Designer cho các ứng dụng tích hợp module LoRa thế hệ mới (RAK3172) và module GNSS (Quectel LC76F), bao gồm cả kỹ thuật xử lý đường truyền RF và anten phân cực tròn (RHCP).
  • Tham khảo kiến trúc hệ thống IoT toàn diện (End-to-End): Mô tả rõ nét quy trình kết nối từ tầng thiết bị nhúng qua trạm Gateway, máy chủ mạng TTN, dịch vụ trung gian NodeJS/MQTT đến cơ sở dữ liệu NoSQL Firebase và ứng dụng di động đa nền tảng React Native.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nhóm nghiên cứu lại chọn module RAK3172 thay vì dùng vi điều khiển STM32/ESP32 kết hợp chip SX1276? Module RAK3172 được tích hợp sẵn vi điều khiển ARM Cortex-M4 (STM32WLE5CC) cùng khối thu phát LoRa trong một kích thước nhỏ gọn ($15 \times 15.5\text{ mm}$) với giá thành $5.08. Lựa chọn này giúp giảm diện tích bo mạch PCB, tối ưu hóa mức tiêu thụ điện năng ($1.69\ \mu\text{A}$ ở chế độ Sleep) và đảm bảo tính đồng bộ cao cho các ứng dụng LoRaWAN thông qua hệ sinh thái RUI3 API mà không cần thêm MCU phụ bên ngoài.

2. Chiến lược tiết kiệm năng lượng cho module GPS Quectel LC76F được thực hiện như thế nào? Do thiết bị chỉ cần lấy tọa độ định kỳ 20 giây/lần, module LC76F được cấu hình hoạt động ở chế độ Backup Mode (ngắt nguồn chính nhưng cấp nguồn duy trì qua chân Backup) thay vì duy trì chế độ Standby Mode. Điều này giúp giảm thiểu tối đa điện năng tiêu thụ mà vẫn giữ lại thông tin cấu hình và dữ liệu định vị trước đó, giúp thiết bị bắt sóng vệ tinh nhanh hơn khi được đánh thức.

3. Vai trò của máy chủ trung gian NodeJS trong hệ thống là gì? Để giải quyết giới hạn lưu trữ dữ liệu phiên trên giao diện web của The Things Network (TTN), nhóm đã phát triển một server trung gian bằng NodeJS kết nối với TTN thông qua giao thức MQTT. Server này có nhiệm vụ trích xuất tọa độ (kinh độ, vĩ độ), cường độ tín hiệu (RSSI, SNR) và tên Gateway từ các gói tin Uplink, sau đó chuyển tiếp và lưu trữ lâu dài vào Firebase Realtime Database.

4. Cấu trúc dữ liệu trên Firebase Realtime Database được tổ chức như thế nào? Dữ liệu trên Firebase Realtime Database được tổ chức theo mô hình cây gồm hai nhóm chính:

  • Nhóm thông tin vị trí trạm Gateway: Được lưu trữ thành một nút có tên tương ứng với tên của Gateway.
  • Nhóm thông tin đo đạc của thiết bị: Được lưu trữ trong các nút con tương ứng của từng Gateway, mỗi điểm đo sử dụng một khóa ngẫu nhiên (Random Key) để đảm bảo tính duy nhất, chứa tọa độ thiết bị và cường độ tín hiệu thu nhận.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Vũ Đình Bảo Phúc và Nguyễn Quang Tiến đã nghiên cứu, thiết kế và hiện thực thành công hệ thống đo đạc và hiển thị mức độ bao phủ của trạm Gateway LoRaWAN ngoài trời RAK7240. Thiết bị phần cứng được tối ưu nhỏ gọn nhờ module tích hợp RAK3172 và GPS LC76F, vận hành hiệu quả với cơ chế quản lý năng lượng thông minh. Hệ thống phần mềm kết hợp chặt chẽ giữa TTN Server, NodeJS (MQTT), Firebase Realtime Database và ứng dụng React Native, mang lại giải pháp trực quan hóa bản đồ nhiệt vùng phủ sóng phục vụ hiệu quả cho công tác khảo sát và triển khai mạng IoT thực tế.