Luận văn thạc sĩ về ứng dụng công nghệ IoT trong giám sát chất lượng không khí tại Hà Nội

• Tác giả: Đồng Xuân Hoàng
• Người hướng dẫn: TS. Hà Mạnh Đào
• Trường học: Công Nghệ Thông Tin Hà Nội
• Chuyên ngành: Hệ Thống Giám Sát Chất Lượng Không Khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ IoT Trong Giám Sát Chất Lượng Không Khí Tại Hà Nội
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ CÁC CÔNG NGHỆ NỀN TẢNG
• 1.1. MẶC ĐỊ ĐẶ QUAN TRỌNG VIỆC GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ
• 1.2. CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ HIỆN ĐẠI
• 1.3. CÁC CÔNG NGHỆ TRONG CÁC HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ
• 2.1. MÔ HÌNH HỆ THỐNG
• 2.2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 2.3. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
• 2.4. CƠ SỞ DỮ LIỆU
• 2.5. MÔ ĐUN THU THẬP DỮ LIỆU CỦA HỆ THỐNG GIÁM SÁT THÔNG SỐ MÔI TRƯỜNG
• 2.6. THIẾT KẾ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY THINGSPEAK
• 3. CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ
• 3.1. MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM
• 3.2. CÁC KỊCH BẢN THỬ NGHIỆM
• 3.3. BẢNG CÁC KỊCH BẢN THỬ NGHIỆM
• 3.4. MẶT SẢ KỊCH BẢN THỬ NGHIỆM
• 3.5. ĐÁNH GIÁ THỰC NGHIỆM
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về ô nhiễm không khí và công nghệ IoT

Ô nhiễm không khí đang trở thành một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất trên toàn cầu, đặc biệt là tại các đô thị lớn như Hà Nội. Việc giám sát chất lượng không khí là rất cần thiết để phát hiện và xử lý kịp thời các vấn đề ô nhiễm. Công nghệ IoT (Internet of Things) đã mang đến những giải pháp mới cho việc giám sát ô nhiễm không khí. Hệ thống giám sát chất lượng không khí sử dụng các cảm biến không khí để thu thập dữ liệu về các chỉ số ô nhiễm như PM2.5, PM10, CO, NO2, SO2, và O3. Dữ liệu này được truyền tải qua mạng đến các trung tâm xử lý, cho phép các cơ quan quản lý môi trường theo dõi và đưa ra cảnh báo kịp thời. Theo báo cáo của WHO, khoảng 99% dân số thế giới sống trong khu vực có mức ô nhiễm không khí vượt ngưỡng an toàn. Điều này cho thấy sự cần thiết của việc áp dụng công nghệ IoT trong giám sát chất lượng không khí tại Hà Nội.

1.1. Tình hình ô nhiễm không khí tại Hà Nội

Hà Nội là một trong những thành phố có mức độ ô nhiễm không khí cao nhất tại Việt Nam. Các nguồn ô nhiễm chủ yếu đến từ giao thông, công nghiệp và hoạt động sinh hoạt hàng ngày. Dữ liệu từ các trạm giám sát cho thấy nồng độ các hạt bụi mịn PM2.5 thường xuyên vượt ngưỡng cho phép. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng mà còn tác động tiêu cực đến môi trường. Việc triển khai các hệ thống giám sát chất lượng không khí bằng công nghệ IoT sẽ giúp nhận diện các khu vực ô nhiễm nặng, từ đó đưa ra các biện pháp cải thiện hiệu quả hơn.

II. Thiết kế hệ thống giám sát chất lượng không khí

Hệ thống giám sát chất lượng không khí được thiết kế dựa trên kiến trúc IoT hiện đại, bao gồm các thành phần như cảm biến, thiết bị thu thập dữ liệu, và nền tảng phân tích dữ liệu. Các cảm biến không khí được lắp đặt tại nhiều vị trí chiến lược trong thành phố để thu thập dữ liệu theo thời gian thực. Dữ liệu này sau đó được truyền tải về các trung tâm xử lý qua mạng internet hoặc mạng di động. Hệ thống sử dụng điện toán đám mây để lưu trữ và phân tích dữ liệu, giúp tối ưu hóa quy trình quản lý và đưa ra các cảnh báo kịp thời khi chất lượng không khí xuống thấp. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả giám sát mà còn tiết kiệm chi phí cho các cơ quan quản lý môi trường.

2.1. Các thành phần chính của hệ thống

Hệ thống giám sát chất lượng không khí bao gồm các thành phần chính như cảm biến, thiết bị truyền tải dữ liệu, và nền tảng phân tích. Cảm biến không khí có khả năng đo lường các thông số ô nhiễm như PM2.5, PM10, CO, NO2, SO2 và O3. Thiết bị truyền tải dữ liệu sẽ gửi thông tin thu thập được đến nền tảng phân tích thông qua internet. Tại nền tảng này, dữ liệu sẽ được xử lý và phân tích để đưa ra các thông tin cần thiết cho việc quản lý chất lượng không khí. Hệ thống cũng có khả năng gửi cảnh báo đến người dân khi phát hiện mức độ ô nhiễm cao.

III. Đánh giá và phân tích kết quả nghiên cứu

Việc áp dụng công nghệ IoT trong giám sát chất lượng không khí tại Hà Nội đã cho thấy nhiều kết quả tích cực. Hệ thống đã cung cấp thông tin chính xác và kịp thời về tình hình ô nhiễm không khí, giúp các cơ quan chức năng có thể đưa ra các biện pháp ứng phó hiệu quả. Qua các số liệu thu thập được, có thể nhận thấy sự thay đổi về chất lượng không khí theo thời gian và theo các mùa trong năm. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc lập kế hoạch và chính sách bảo vệ môi trường, cũng như nâng cao nhận thức của cộng đồng về vấn đề ô nhiễm không khí.

3.1. Tác động đến sức khỏe cộng đồng

Ô nhiễm không khí có tác động trực tiếp đến sức khỏe con người, gây ra nhiều bệnh lý nghiêm trọng như bệnh hô hấp, tim mạch và thậm chí là tử vong sớm. Việc giám sát chất lượng không khí thông qua công nghệ IoT không chỉ giúp phát hiện kịp thời các mức độ ô nhiễm mà còn tạo ra các cảnh báo cho người dân, giúp họ chủ động hơn trong việc bảo vệ sức khỏe. Các thông tin này cũng có thể được sử dụng để cải thiện chính sách môi trường và quản lý ô nhiễm không khí tại Hà Nội.