I. Nghiên cứu hệ thống thu thập dữ liệu điện năng
Phần này tập trung vào thu thập dữ liệu điện năng. Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu, thi công hệ thống thu thập dữ liệu và giám sát điện năng tại HCMUTE. Hệ thống sử dụng module ESP8266 NodeMCU v1.0 và module đo điện năng AC PZEM-004T v30. Dữ liệu điện năng, bao gồm điện áp, dòng điện, và công suất, được thu thập. Thu thập dữ liệu thời gian thực là mục tiêu chính. Cảm biến điện năng đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập dữ liệu. Hệ thống tận dụng Internet vạn vật (IoT) để truyền dữ liệu. Nghiên cứu sinh HCMUTE thực hiện nghiên cứu này tại Khoa học công nghệ HCMUTE và Trường Đại học HCMUTE. Nghiên cứu hệ thống điện năng này hướng tới quản lý điện năng HCMUTE và tiết kiệm điện năng HCMUTE. Dữ liệu điện năng được xử lý và phân tích dữ liệu điện năng để tạo báo cáo. Thiết bị đo điện năng được lựa chọn cẩn thận để đảm bảo độ chính xác.
1.1 Thu thập dữ liệu và truyền dữ liệu
Hệ thống sử dụng module ESP8266 NodeMCU v1.0 như bộ điều khiển trung tâm. Module này có khả năng kết nối Wifi, cho phép truyền dữ liệu lên cloud server. Dữ liệu được thu thập từ module đo điện năng AC PZEM-004T v30. Giao tiếp giữa ESP8266 và PZEM-004T được thiết lập để đảm bảo truyền dữ liệu chính xác và hiệu quả. Amazon Web Services (AWS) được sử dụng làm cloud server lưu trữ và xử lý dữ liệu. Việc lựa chọn AWS dựa trên khả năng mở rộng và độ tin cậy cao của nền tảng này. Phát triển phần mềm giám sát điện năng là một phần quan trọng của nghiên cứu. Ngôn ngữ lập trình được sử dụng bao gồm Arduino IDE cho lập trình ESP8266 và HTML, CSS, JavaScript, PHP cho giao diện web. Phần mềm mô phỏng website – XAMPP được sử dụng để phát triển và kiểm thử giao diện web trước khi triển khai lên AWS. Quản lý điện năng HCMUTE được hỗ trợ tối đa nhờ khả năng theo dõi dữ liệu thời gian thực của hệ thống.
1.2 Xử lý và hiển thị dữ liệu
Dữ liệu điện năng sau khi thu thập sẽ được xử lý và phân tích. Phân tích dữ liệu điện năng giúp cung cấp thông tin chi tiết về mức tiêu thụ năng lượng. Dữ liệu được hiển thị trên giao diện web thân thiện với người dùng. Giao diện web được thiết kế để hiển thị các thông số điện năng quan trọng như điện áp, dòng điện, công suất và tổng năng lượng tiêu thụ. Thiết kế giao diện web tập trung vào tính trực quan và dễ sử dụng. Hệ thống cũng có chức năng báo động tự động qua email khi phát hiện sự cố hoặc tiêu thụ điện năng bất thường. An ninh năng lượng được đảm bảo nhờ khả năng giám sát và cảnh báo kịp thời. Năng lượng tái tạo không được đề cập trực tiếp trong nghiên cứu này, nhưng hệ thống có thể được mở rộng để tích hợp với các nguồn năng lượng tái tạo trong tương lai. Tối ưu hóa tiêu thụ điện năng là một ứng dụng thực tiễn quan trọng của hệ thống này. Dự báo tiêu thụ điện năng có thể được phát triển dựa trên dữ liệu thu thập được.
II. Giám sát điện năng HCMUTE và ứng dụng
Phần này tập trung vào việc giám sát điện năng HCMUTE. Hệ thống được thiết kế để giám sát điện năng tại HCMUTE, góp phần vào quản lý điện năng HCMUTE và tiết kiệm điện năng HCMUTE. Hệ thống giám sát từ xa thông qua internet giúp cho việc quản lý trở nên dễ dàng hơn. Hệ thống giám sát điện năng sử dụng công nghệ hiện đại, cho phép theo dõi thời gian thực. Công nghệ giám sát điện năng được áp dụng trong nghiên cứu này bao gồm Internet vạn vật (IoT) và Điện toán đám mây. Hệ thống SCADA điện năng không được đề cập cụ thể nhưng đây là một hướng phát triển tiềm năng. Trí tuệ nhân tạo (AI) cũng có thể được tích hợp trong tương lai để tự động hóa quá trình giám sát và tối ưu hóa việc sử dụng điện năng. Học máy có thể được sử dụng để dự đoán và quản lý tiêu thụ năng lượng hiệu quả hơn. An ninh năng lượng là một yếu tố quan trọng được hệ thống đảm bảo.
2.1 Giám sát từ xa và báo cáo
Hệ thống cho phép giám sát từ xa thông qua giao diện web. Người dùng có thể truy cập vào dữ liệu điện năng bất cứ lúc nào, bất cứ nơi đâu có kết nối internet. Báo cáo được tự động tạo ra, giúp cho việc phân tích và đánh giá sử dụng năng lượng dễ dàng hơn. Hệ thống giám sát điện năng cung cấp một giải pháp toàn diện cho việc quản lý năng lượng. Dữ liệu giám sát được lưu trữ trên cloud server, đảm bảo tính an toàn và bảo mật. Hệ thống giám sát điện năng có khả năng mở rộng để đáp ứng nhu cầu của nhiều người dùng và nhiều điểm giám sát. Phần mềm giám sát điện năng được thiết kế để dễ dàng sử dụng, ngay cả đối với người dùng không có chuyên môn về công nghệ thông tin. An ninh năng lượng được tăng cường nhờ khả năng giám sát từ xa và báo cáo chi tiết. Cơ sở dữ liệu được thiết kế để lưu trữ và truy xuất dữ liệu một cách hiệu quả. Hệ thống giám sát điện năng đóng góp vào sự phát triển bền vững của HCMUTE.
2.2 Ứng dụng thực tiễn và triển khai
Hệ thống có thể được ứng dụng rộng rãi trong việc quản lý năng lượng tại các cơ sở giáo dục, văn phòng, và các tòa nhà khác. Việc triển khai hệ thống tương đối đơn giản và dễ dàng. Hệ thống giám sát điện năng giúp tiết kiệm chi phí năng lượng và bảo vệ môi trường. Tiết kiệm điện năng HCMUTE là một mục tiêu quan trọng của hệ thống. Quản lý điện năng HCMUTE trở nên hiệu quả hơn nhờ hệ thống này. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống này là rất đa dạng và hữu ích. Cải tiến hệ thống có thể được thực hiện để nâng cao hiệu quả và độ chính xác. Hệ thống giám sát điện năng đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng một môi trường bền vững. An ninh năng lượng và tối ưu hóa năng lượng là hai lợi ích chính của hệ thống này.
