Nghiên cứu khoa học

Xây dựng môi trường dựa trên đám mây cho việc giám sát hệ thống năng lượng tòa nhà

Bài báo xuất sắc tại Hội nghị Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ Đồng bằng sông Cửu Long (ETMD) & In trên Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ (CTUJoS)

Kiến trúc hệ thống giám sát năng lượng tòa nhà sử dụng công nghệ LoRaWAN

Mô tả dự án

Vấn đề

Việc giám sát điện năng tiêu thụ trong các tòa nhà thường gặp khó khăn tại những vị trí khó tiếp cận hoặc nghi ngờ có sự bất thường, do hạn chế về hạ tầng đi dây và khả năng thu thập dữ liệu chi tiết. Điều này cản trở việc xác định nguyên nhân và tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng.

Giải pháp

Nhóm chúng tôi đã phát triển một giải pháp giám sát năng lượng không dây sử dụng công nghệ LoRaWAN. Giải pháp này cho phép thu thập dữ liệu tiêu thụ điện năng từ các khu vực khó tiếp cận, giúp phát hiện sớm các điểm bất thường và hỗ trợ xác định nguyên nhân gây thất thoát năng lượng trong tòa nhà.

Điểm nổi bật của giải pháp

Giám sát điện năng tiêu thụ bằng công nghệ không dây LoRaWAN.
Có thể triển khai tại các vị trí khó tiếp cận hoặc nghi ngờ có sự bất thường.
Hỗ trợ phân tích dữ liệu để tìm ra nguyên nhân gây lãng phí hoặc thất thoát điện

Vai trò & đóng góp của tôi

Phát triển mô-đun & cấu hình thiết bị hiện trường

Thiết kế và triển khai mô-đun giám sát năng lượng mặt trời áp mái, sẵn sàng cho việc tích hợp vào hệ thống giám sát năng lượng tòa nhà.

Thiết lập hạ tầng LoRaWAN

Nghiên cứu và cấu hình các thiết bị LoRaWAN, bao gồm LoRaWAN Gateway để thu thập dữ liệu từ các cảm biến. Nghiên cứu và cấu hình LoRaWAN Server (ChirpStack) để quản lý mạng LoRaWAN, xử lý dữ liệu từ các thiết bị hiện trường và đảm bảo giao tiếp hiệu quả giữa các thành phần của hệ thống.

Công nghệ sử dụng

Ngôn ngữ lập trình

Python cho xử lý dữ liệu và xây dựng API cho việc tích hợp với các công cụ giám sát

Python

IoT & giao thức truyền thông

LoRaWAN cho mạng cảm biến không dây tầm xa, MQTT cho truyền dữ liệu real-time giữa các thành phần của hệ thống

LoRaWANMQTT

LoRaWAN Server

ChirpStack làm LoRaWAN Server để quản lý các LoRa Nodes, LoRa Gateways và xử lý giao thức LoRaWAN

ChirpStack

Cơ sở dữ liệu

InfluxDB làm time-series database tối ưu cho việc lưu trữ và truy vấn dữ liệu cảm biến theo thời gian

InfluxDB

Giám sát & trực quan hóa

Grafana để xây dựng dashboard trực quan, biểu đồ real-time và cấu hình cảnh báo qua email

Grafana

Hạ tầng cloud & triển khai

AWS EC2 làm máy chủ cloud hosting toàn bộ hệ thống giám sát, Docker để đóng gói và triển khai các dịch vụ

AWS EC2DockerDocker Compose

Kết quả & thành tựu

Bài báo khoa học được trình bày tại Hội nghị Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ Đồng bằng sông Cửu Long (Engineering and Technology in the Mekong Delta - ETMD) và được vinh danh là một trong những bài báo xuất sắc.
Bài báo được đăng trên Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ (CTU Journal of Science - CTUJoS), một tạp chí học thuật uy tín.
Dự án này là nền tảng cốt lõi cho giải pháp của chúng tôi tham gia và đạt giải thưởng cao tại cuộc thi AIoT Developer InnoWorks 2022 (được mở rộng thêm hạ tầng Advantech's WISE-PaaS khi tham gia dự thi).
Minh chứng khả năng nghiên cứu khoa học, phát triển hệ thống IoT từ cơ bản đến phức tạp, và đóng góp vào cộng đồng học thuật.
Thể hiện năng lực làm việc nhóm trong môi trường nghiên cứu.