Ứng dụng công nghệ LoRa trong quan trắc thời tiết

Thành viên của nhóm đề tài lắp ráp thiết bị quan trắc thời tiết

Ý tưởng của đề tài “Ứng dụng công nghệ LoRa trong phát triển mô hình trạm quan trắc thời tiết” xuất phát từ những trải nghiệm thực tế về thiên tai, mưa lũ mà Ngô Nhật Khánh và các cộng sự từng chứng kiến ở Huế - nơi mình sinh ra và lớn lên.

Mùa mưa lũ, nước tràn về gây ngập rất nhanh và để lại hậu quả nặng nề ở các vùng thấp trũng. Khánh nhận thấy rằng, nếu có thêm những thông tin sớm và chính xác về thời tiết, người dân sẽ chủ động hơn trong việc ứng phó. Từ suy nghĩ đó, em ấp ủ đề tài với mong muốn tạo ra một hệ thống quan trắc có thể đặt ở những khu vực vùng sâu, vùng xa khó tiếp cận thông tin thời tiết, nhưng vẫn truyền dữ liệu về trung tâm một cách ổn định.

Trong quá trình trao đổi cùng thành viên của nhóm, sinh viên cùng khoa Nguyễn Cao Diên Khang là người đề xuất công nghệ LoRa - một giải pháp truyền dữ liệu không dây tầm xa, rất phù hợp với ý tưởng mà Khánh đang hình dung. Từ đó, cả nhóm cùng bắt tay vào phát triển hệ thống trạm quan trắc bằng công nghệ LoRa, với mục tiêu hỗ trợ theo dõi các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, gió… ở nhiều địa điểm khác nhau. Qua đó, hỗ trợ cảnh báo thiên tai, dự báo thời tiết và nghiên cứu biến đổi khí hậu.

Khó khăn mà nhóm sinh viên này gặp phải trong quá trình thực hiện là vấn đề kinh phí. Để xây dựng được một hệ thống hoàn chỉnh, dù quy mô nhỏ cũng cần đến kinh phí đầu tư mua sắm thiết bị chuyên dụng và cảm biến là điều khó khăn với sinh viên. Việc làm quen với công nghệ LoRa - một công nghệ mới với nhóm sinh viên lúc đó cũng đòi hỏi nhiều thời gian tự học và thử nghiệm.

Không bỏ cuộc, Khánh cùng các thành viên Võ Phan Phước Hải, Huỳnh Dương Hoàng Long, Nguyễn Cao Diên Khang và Nguyễn Thái Tuấn chọn cách làm từng bước một: bắt đầu từ việc nhỏ, tận dụng thiết bị có sẵn, linh kiện rẻ tiền, xin hỗ trợ kinh phí từ các thầy, cô và quan trọng nhất là tinh thần tự học và hỗ trợ lẫn nhau trong nhóm. Nhờ vậy, đề tài tuy còn nhiều điều để cải tiến, nhưng nhóm sinh viên của Khánh từng bước biến ý tưởng thành sản phẩm thực tế.

Từ tháng 6/2023, nhóm tập trung nghiên cứu cơ sở lý thuyết về IoT, vi điều khiển ESP32, các cảm biến môi trường và đặc biệt là công nghệ truyền dữ liệu LoRa. Sau đó, nhóm tiến hành thiết kế sơ đồ mạch, lập trình truyền nhận dữ liệu, lắp ráp mô hình và tích hợp năng lượng tái tạo. Việc kiểm chứng, thử nghiệm được thực hiện nhiều lần để đánh giá tính ổn định, độ chính xác và hiệu suất tiêu thụ năng lượng của hệ thống. Mô hình sau khi hoàn thiện đã hoạt động ổn định, có thể đo các thông số như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, tốc độ gió và truyền dữ liệu thời tiết qua Internet ở khoảng cách xa mà vẫn tiết kiệm năng lượng.

Suốt gần một năm thực hiện, nhóm của Khánh triển khai thành công đề tài. Đây là một hướng nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn không dây tầm xa (LoRa) vào hệ thống quan trắc thời tiết tự động, với kỳ vọng mang lại giải pháp giám sát môi trường hiệu quả cho những khu vực khó tiếp cận như vùng sâu, vùng xa.

“Quá trình làm đề tài là một hành trình đầy thử thách nhưng cũng rất ý nghĩa. Chúng em học được nhiều kiến thức, kỹ năng nghiên cứu, cách làm việc nhóm và vượt qua những khó khăn thực tế...”, Khánh chia sẻ.

Việc đề tài được trao giải Ba cấp Đại học Huế là một sự ghi nhận đối với những nỗ lực mà nhóm của Khánh đầu tư từ công sức đến kinh phí. Hy vọng những kết quả từ đề tài sẽ được tiếp tục phát triển, ứng dụng rộng rãi và truyền cảm hứng cho các bạn sinh viên khác mạnh dạn theo đuổi niềm đam mê nghiên cứu khoa học.

Bài, ảnh: Hoàng Triều