Nghiên cứu chế tạo thiết bị đo giám sát các thông số nước thải từ xa ứng dụng công nghệ IoT

Bài viết nghiên cứu chế tạo thiết bị đo và giám sát các thông số nước thải từ xa ứng dụng công nghệ vi xử lý và IoT (Internet of Things) áp dụng cho các nhà máy, khu công nghiệp, trên tàu thủy. Thiết bị được chế tạo có khả năng đo và giám sát từ xa hai thông số quan trọng của nước thải là độ pH (potential of hydrogen) và độ đục TDS (Total Dissolved Solids) dựa vào việc tính toán xử lý tín hiệu đo từ hai cảm biến đo pH và TDS.

TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CƠNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO GIÁM SÁT CÁC THÔNG SỐ NƯỚC THẢI TỪ XA ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IoT RESEARCH EQUIPMENT TO MEASURE AND MONITOR WASTEWATER PARAMETERS REMOTELY USING IoT TECHNOLOGY VŨ XUÂN HẬU*, VŨ VĂN MỪNG, VŨ ĐỨC ANH Khoa Máy tàu biển, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam *Email liên hệ: hauvx@vimaru.edu.vn Tóm tắt Bài báo nghiên cứu chế tạo thiết bị đo giám sát thông số nước thải từ xa ứng dụng công nghệ vi xử lý IoT (Internet of Things) áp dụng cho nhà máy, khu công nghiệp, tàu thủy Thiết bị chế tạo có khả đo giám sát từ xa hai thông số quan trọng nước thải độ pH (potential of hydrogen) độ đục TDS (Total Dissolved Solids) dựa vào việc tính tốn xử lý tín hiệu đo từ hai cảm biến đo pH TDS Thiết bị chế tạo có chức hiển thị hai thơng số đo nước thải pH TDS trực tiếp hình LCD 2.8 inches (Liquid Crystal Display) đồng thời liệu hai thơng số đóng gói theo giao thức HTTP (HyperText Transfer Protocol) truyền tới máy chủ Server để thực chức đo lường giám sát từ xa qua mạng internet Thiết bị nhỏ gọn nên trang bị để quan trắc di động thông số nước thải cho nhà máy, khu công nghiệp tàu thủy Một số kết thực nghiệm đề cập báo Từ khóa: Cơng nghệ IoT, cảm biến đo pH, cảm biến đo TDS, Bộ lọc Kalman, vi điều khiển, Web Server, giao thức HTTP, mạng internet Abstract The article researches equipment to measure and monitor wastewater parameters remotely, applying microprocessor technology and IoT to factories, industrial parks, and ships The device is built with the ability to remotely measure and monitor two important parameters of wastewater, namely pH and turbidity TDS, based on the calculation and processing of measured signals from two pH and TDS measuring sensors The device is built with the function of displaying two parameters of wastewater measurement, pH and TDS directly on the 2.8 inch LCD screen and at the same time, the data of the two parameters is encapsulated by the HTTP protocol transmitted to SỐ 69 (01-2022) the host computer server to perform remote measurement and monitoring functions over the internet The device is compact, so it can be equipped for mobile monitoring of wastewater parameters for factories, industrial parks and ships Some experimental results are also mentioned in the paper Keywords: IoT Technology, pH Sensor, TDS Sensor, Kalman Filter, Microcontroller, Web Server, HTTP Protocol, Internet Network Giới thiệu Trong năm gần đây, Việt Nam nhà đầu tư nước xây dựng nhiều khu công nghiệp, đội tàu biển Việt Nam tương đối nhiều (1516 tàu tính đến tháng 12/2020) [1] Trong q trình nhà máy, khu công nghiệp, tàu thủy hoạt động, vận hành ln phải xả thải mơi trường lượng nước thải lớn, khơng có biện pháp đo lường giám sát xử lý nguồn nước trước xả thải gây tượng nhiễm môi trường nước đất nghiêm trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sống người Hệ vấn đề ô nhiễm môi trường nước thải gây đề nhiệm vụ cần giải đo lường, giám sát xử ô nhiễm môi trường, nhiệm vụ không áp dụng Việt Nam mà cịn tồn giới Theo Thông tư số 08/2009/TT-BTNMT Bộ Tài nguyên & Môi trường ban hành, tất khu kinh tế, khu công nghệ cao, khu công nghiệp cụm cơng nghiệp Nhà máy nằm ngồi khu cơng nghiệp xả thải trực tiếp mơi trường (có cơng suất xả thải 1,000m3/ngày đêm) phải “Lắp đặt Hệ thống quan trắc nước thải tự động, liên tục“ [2] Cho đến thời điểm có nhiều hệ thống, thiết bị quan trắc nước thải theo công nghệ IoT hãng sản xuất giới có mặt thị trường với cơng nghệ sản xuất bảo mật, điều dẫn tới giá thành hệ thống thiết bị hãng đưa cao bên mua phải phụ thuộc vào công nghệ sản xuất hãng sản xuất Ở Việt Nam 31 TẠP CHÍ KHOA HỌC - CƠNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY có nhiều công ty thực việc nghiên cứu sản xuất thiết bị đo thơng số nước thải, ví dụ thiết bị đo pH TP-0161 Công ty TNHH Hóa chất Thịnh Phát Ưu điểm thiết bị đo pH TP-0161 có độ sai số thấp, hoạt động tin cậy nhược điểm thiết bị dừng lại việc đo thông số pH, chưa có khả kết nối với nhiều cảm biến để tích hợp đo thêm nhiều thơng số cho thiết bị Chính lý trên, với mục tiêu chế tạo thiết bị quan trắc nước thải theo công nghệ IoT với linh kiện phổ biến, giá thành hạ có khả tích hợp đo nhiều cảm biến nước thải, sử dụng đơn giản nhóm tác giả nghiên cứu Nguyên tắc đo lường, giám sát nguồn nước thải nhà máy, khu công nghiệp phải đo nhiều thông số khác thiết bị nghiên cứu sử dụng hai cảm biến đo thông số nước thải điển hình pH TDS Việc kết nối, tính tốn, xử lý tín hiệu từ nhiều cảm biến nước thải khác ghép nối với thiết bị tương tự hai cảm biến pH TDS Bằng cách thu thập liệu tính tốn giá trị thực thông số pH TDS từ nguồn nước thải, hai thông số hiển thị trực tiếp hình LCD 2.8 inches thiết bị đồng thời liên tục gửi lên web server thông qua hai module wifi ESP8266 Simcom900a bên thiết bị nhằm mục đích giám sát thơng số nước thải từ xa qua mạng internet Người kiểm tra theo dõi truy cập vào server trình duyệt web máy tính, điện thoại thiết bị có kết nối mạng internet [3-5] Server kết nối với thiết bị thiết kế sử dụng sở liệu (Database) nhằm mục đích lưu trữ thông số nước thải theo chu kỳ để thuận tiện việc theo dõi lịch sử hai thông số pH TDS Bài báo gồm phần Phần giới thiệu chung Phần trình bày thiết kế phần cứng thiết bị đo phương pháp tính tốn xác định thông số pH TDS dựa việc xử lý tín hiệu từ cảm biến Phần đưa số thử nghiệm thiết bị Web Server hiĨn thÞ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CƠNG NGHỆ HÀNG HẢI Phần số kết luận Thiết kế phần cứng cho thiết bị 2.1 Cấu trúc thiết bị đo, giám sát Thiết bị đo bao gồm cảm biến khối xử lý, khối nguồn điện (Pin Lithium), khối hiển thị LCD module giao tiếp mạng internet Sơ đồ cấu trúc thiết bị đo thể Hình 2.2 Các thành phần thiết bị Hiện thị trường có nhiều loại cảm biến đo thông số pH nước thải thị trường HI6100410 hãng sản xuất Hanna (Rumani), cảm biến PH-X-420-I 4-20MA hãng sản xuất ECOSENSE (Đức) Ưu điểm loại cảm biến có độ xác cao, phù hợp với dự án quy mô lớn, nhược điểm giá thành cao, khó tiếp cận trang bị Chính nghiên cứu sử dụng cảm biến đo thơng số pH nước thải hãng DFROBOT có dạng Hình Cảm biến đo pH hãng DRFROBOT cảm biến chuyên nghiệp với công nghệ dạng điện cực thiết kế theo chuẩn công nghiệp, giá thành vừa phải mức độ sai số nhỏ, phù hợp với nghiên cứu nhỏ Điện cực pH công nghiệp làm màng thủy tinh nhạy cảm với trở kháng thấp Nó sử dụng nhiều phép đo pH với phản ứng nhanh độ ổn định nhiệt tuyệt vời Nó có khả tái sản xuất tốt, khó thủy phân loại bỏ lỗi kiềm Trong phạm vi từ đến 14pH, điện áp đầu tuyến tính Các thông số kỹ thuật cảm biến cho Bảng Trong trình hoạt động, vi điều khiển thực tính tốn giá trị thơng số (pH) nước thải theo công thức [6]: (1) pH =  Milivolt _output + 0.7 Trong đó: pH - Là giá trị tham số pH tính tốn dựa tín hiệu đầu cảm biến; Milivolt_output - Là giá trị điện áp đầu cảm biến, tính theo n v milivolt Dữ liệu GPRS Module SIM900a Cảm biến đo pH 0-5V Cảm biến đo TDS 0-5V Bo mạch chđ sư dơng vi ®iỊu khiĨn STM32F103C8T6 TÝn hiƯu Wifi UART Module Wifi ESP8266 2.8 inches TFT LCD Pin Lithium 5V-10000mAh Hình Cấu trúc thiết bị đo giám sát 32 Hình Cảm biến đo thơng số pH hãng DFROBOT SỐ 69 (01-2022) TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY Bảng Thông số kỹ thuật cảm biến đo pH hãng DFROBOT Điện áp hoạt động 5V Dải đo số pH - 14 pH Dữ liệu đầu Analog Nhiệt độ làm việc - 60oC Độ xác ± 0,1pH (25oC) Thời gian đáp ứng ≤ phút Ngun lý cơng nghệ Hình Cảm biến đo thơng số TDS hãng DFROBOT Sử dụng điện cực công nghiệp với kết nối chuẩn BNC Đèn báo Tích hợp Led thị nguồn Kết nối đầu pH2,0 chân Kích thước 43mm * 32mm Bảng Thơng số kỹ thuật cảm biến đo TDS hãng DFROBOT Điện áp hoạt động Tín hiệu đầu Dịng điện làm việc 3,3V - 5V Analog 0V – 2,3V tương ứng dải đo TDS: - 1000ppm 3mA - 6mA +-10% FS (ở Đầu đo chống nước Kích thước 42mm * 32mm Module Wifi ESP8266 TXD TXD RXD RXD GND GND Hình Kết nối vi điều khiển với Module Wifi ESP8266 Cảm biến đo thông số TDS nước thải nghiên cứu lựa chọn hãng DFROBOT có giá thành vừa phải mức độ sai số nhỏ, hình ảnh cảm biến đo TDS hãng DFROBOT có dạng Hình Các thơng số kỹ thuật cảm biến đo TDS cho Bảng Cảm biến đo thông số TDS thực chất đo độ đục nước thải tức đo tổng lượng chất rắn hòa tan nước (đơn vị đo mg/L ppm) Thơng số TDS có liên quan trực tiếp đến độ tinh khiết, chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến thứ sử dụng nước Thiết bị có sử dụng cảm biến đo TDS hãng DFROBOT với dạng điện cực giúp đo độ dẫn điện nước để xác định số TDS trả giá trị điện áp Analog Cảm biến đo thông số TDS thiết bị phụ thuộc vào nhiệt độ thời điểm đo nước thải Vi điều khiển tính tốn thơng số (TDS, đơn vị ppm) nước thải dựa vào tín hiệu cảm biến (Volt_output) nhiệt độ thời điểm đo (T) tính tốn theo cơng thức [7]: SỐ 69 (01-2022) Vi ®iỊu khiĨn STMF103C8T6 25oC) Độ xác K _T = + 0.02  (T − 25) Hình Module wifi ESP8266 (2) U _T = Volt _output / K _T TDS=(133.42×U_T3 -255.86 (3) (4) ×U_T2 +857.39×U_T)/2 Trong đó: K_T - Là hệ số tính tốn phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải (T) thời điểm đo; U_T - Là hệ số liên quan điện áp (Volt_output) đầu cảm biến theo nhiệt độ; Volt_output - Là giá trị điện áp đầu cảm biến TDS, tính theo đơn vị Volt Thiết bị thiết kế sử dụng module ESP8266 để kết nối truyền thơng với mạng internet Hình ảnh sơ đồ chân module wifi ESP8266 Hình Module ESP8266 cung cấp giải pháp WiFi tích hợp cao đáp ứng nhu cầu ứng dụng IoT chi phí thấp, sử dụng lượng hiệu quả, hiệu suất đáng tin cậy thiết kế nhỏ gọn [8] Trên thiết bị module thiết kế sử dụng cổng nối tiếp, cổng UART0 có chức nhận gói liệu chứa thông số pH TDS từ vi điều khiển cổng UART1 có chức giao tiếp với hình hiển thị thơng số LCD Sơ đồ kết nối ESP 8266 với vi điều khiển Hình 33 TẠP CHÍ KHOA HỌC - CƠNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY Hình Module SIM900a mơ hình kết nối internet Thiết bị sử dụng Module GPRS SIM900a mini để tạo mạng 4G truyền dẫn liệu lên server Mục đích sử dụng module GPRS SIM90a để thiết bị sử dụng chỗ có khả truyền liệu tới mạng internet mạng 4G Trong trình hoạt động module Sim900a mini liên tục thu tín hiệu thông số PH TDS từ Module wifi ESP8266, sau thực đóng gói theo chuẩn GPRS truyền đến server mạng 4G Hình ảnh module Module SIM900a mini mơ hình kết nối qua mạng internet sử dụng Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động thiết bị Bắt đầu Khởi tạo giao diện người dùng Thu số hóa tín hiệu từ cảm biến đo pH TDS Tính tốn giá trị thông số pH TDS theo (1), (2), (3), (4) Sai Lọc Kalman số Hiển thị thông số pH, TDS lên hình LCD 2,8 inches Truyền liệu thông số pH, TDS lên sever theo giao thức gói GPRS Dừng chương trình Hình Màn hình hiển thị TFT LCD 1.8 inches thải Độ phân giải biến đổi tương tự số ADC STM32F103C8T6 12 bit tín hiệu tương tự từ cảm biến chuyển đổi sang dạng số có độ xác cao Hai thông số pH TDS sau lọc Kalman truyền đến module wifi ESP8266 Module ESP8266 thực chức xử lý liệu hiển thị thông số pH TDS chỗ lên hình LCD 2.8 inches thiết bị Hình Thơng số pH TDS module ESP8266 truyền dẫn lên web server mạng 4G sử dụng dịch vụ liệu di động dạng gói GPRS giao thức truyền tải siêu văn (HTTP: Hypertext Transfer Protocol) thông qua module SIM900a Giá trị tham số hiển thị web server cập nhật theo chu kỳ 15s lần Ở server thiết kế có sử dụng sở liệu (Database) nhằm mục đích lưu trữ nhật ký q trình đo thông số thiết bị, thông qua việc liên tục lưu trữ thông số pH TDS vào nhớ server theo chu kỳ cài đặt sẵn Thiết bị cung cấp nguồn lượng pin lithium Thuật tốn tính tốn, xử lý hiển thị thơng số pH TDS Hình 2.4 Kết thiết kế chế tạo thiết bị Sơ đồ nguyên lý mạch in thiết bị thiết kế dựa phần mềm Orcad 10.5 có dạng Hình 9, mơ hình thiết bị hồn chỉnh sau thiết kế Hình 10 Các thơng số kỹ thuật thiết bị sau hoàn thiện chế tạo thử nghiệm cho Bảng Bảng Thông số kỹ thuật thiết bị Dải đo số pH Dải đo số TDS Đúng Kết thúc Thiết sửđồ dụng cảm đotốn thơng số nước Hình bị Lưu thuật tốn biến xử lý,để tính hiển thị thải pH TDS Mạch điện tử thiết bị sử dụng vi điều khiển STM32F103C8T6 có nhiệm vụ thu tín hiệu từ cảm biến, tiến hành số hóa tính tốn thơng số pH TDS theo công thức (1), (2), (3), (4) đưa qua lọc số Kalman loại bỏ nhiễu để đưa giá trị xác tham số nước 34 ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI Độ phân giải ADC thiết bị - 14pH - 1000ppm 12 bit Sai số đo pH ± 0.5pH Sai số đo TDS ±2ppm Chu kỳ truyền liệu lên server Nguồn điện sử dụng Kích thước Thời gian sử dụng 15s 5VDC±2% 10cm * 20cm năm SỐ 69 (01-2022) TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY U6 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 + R68 10K 10uF J30 X1 X2 RESET VSSA VDDA LM35 PH TDS RESET R207 2K SW2 RESET PH R206 100 LM35 PH R208 3K C43 10uF C45 104 R69 10K BOOT1 C42 104 R71 470 TXD_STM +3.3V C109 J20 +5V + J31 +3.3V BOOT0 10uF R72 470 RXD_STM +3.3V BOOT1 +3.3V VBAT VDD_3 PC13-ANTI_TAMP VSS_3 PC14-OSC32_IN PB9/TIM4_CH4 PC15-OSC32_OUT PB8/TIM4_CH3 PD0/OSC_IN BOOT0 PD1/OSC_OUT PB7/I2C1_SDA/ TIM4_CH2 NRST PB6/I2C1_SCL/ TIM4_CH1 VSSA PB5/I2C1_SMBAl VDDA PB4/JNTRST PA0 - WKUP/USART2_CTS/ADC_IN0/TIM2_CH1_ETR PB3/JTDO/TRACESWO PA1/USART2_RTS/ADC_IN1/TIM2_CH2 PA15/JTDI PA2/USART2_TX/ADC_IN2/ TIM2_CH3 PA14/JTCK/SWCLK PA3/USART2_RX/ADC_IN3/TIM2_CH4 VDD_2 PA4/SPI1_NSS/USART2_CK/ADC_IN4 VSS_2 PA5/SPI1_SCK/ ADC_IN5 PA13/JTMS/SWDIO PA6/SPI1_MISO/ADC_IN6/TIM3_CH1 PA12 / USART1_RTS/CANTX / USBDP/TIM1_ETR PA7/SPI1_MOSI/ADC_IN7/TIM3_CH2PA11 / USART1_CTS/CANRX / USBDM/TIM1_CH4 PB0/ADC_IN8/ TIM3_CH3 PA10/USART1_RX/TIM1_CH3 PB1/ADC_IN9/ TIM3_CH4 PA9/USART1_TX/TIM1_CH2 PB2 / BOOT1 PA8/USART1_CK/TIM1_CH1/MCO PB10/I2C2_SCL/USART3_TX PB15/SPI2_MOSI/TIM1_CH3N PB11/I2C2_SDA / USART3_RX PB14/SPI2_MISO /USART3_RTS /TIM1_CH2N VSS_1 PB13/SPI2_SCK /USART3_CTS / TIM1_CH1N VDD_1 PB12/SPI2_NSS /I2C2_SMBAl/ USART3_CK /TIM1_BKIN +3.3V 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 R70 BOOT0 R212 10K 10K SWDCLK +3.3V SW3 RES SWDIO + +3.3V R213 10K C96 1uF RXD_STM TXD_STM +3.3V RST ADC EN IO16 IO14 IO12 IO13 VCC C100 + 10uF C11 101 nodeMCU U7 CS0 MISO IO9 IO10 MOSI SCLK +3.3V C108 TXD0 RXD0 IO5 IO4 IO0 IO2 IO15 GND 22 21 20 19 18 17 16 15 TXD_P RXD_P SCL_D SDA_D R211 10K J9 BOOT 10 11 12 13 14 +5V STM32F-48 pin R209 2K TDS TDS BOOT SEL R210 3K C46 104 L8 +3.3V +3.3V VDDA X2 C38 15p 100uH X1 Y2 8M C60 104 L9 C37 15p C97 104 VSSA C39 100n C62 104 C40 100n C44 100n C41 100n C48 100n C49 100n C51 100n C52 100n C55 100n 100uH J32 +3.3V +5V SCL_D SDA_D +5V 100 + 10uF C103 C104 104 C107 104 C89 104 C90 104 VIN LM1117 GND VOUT +3.3V L10 R40 10k D14 RXD_P TXD_P R41 10k J29 C61 + U10 L11 J8 C105 104 100uF 100 C59 + 100uF C99 104 POWER R205 1k SWDIO SWDCLK CON6 POWER SWD Hình Sơ đồ mạch nguyên lý mạch in điều khiển thiết bị Hình 10 Mơ hình thiết bị đo lường giám sát thông số nước thải dựa công nghệ IoT Kết thực nghiệm Mơ hình thiết bị đo giám sát thông số nước thải pH TDS hồn chỉnh mơ tả Hình 11 Sau q trình nghiên cứu chúng tơi xây dựng mơ hình thiết bị hồn chỉnh có chức đo, hiển thị chỗ thông số pH TDS nước thải thiết bị đồng thời thông số cập nhật liên tục gửi lên web server để thực chức theo dõi giám sát từ xa Dữ liệu cảm biến đo pH TDS theo dõi web server Hình 11 Để kiểm tra độ xác kết đo thông số, kết đo thông số pH thiết bị so sánh với kết đo thiết bị thương mại DWA3000B-pH có độ xác ± 0,02pH [9], kết đo thông số TDS thiết bị so sánh giá trị đo với bút đo TDS thương mại HM-TDS3 có độ xác ±2% [10] Hai biểu đồ Hình 12 mơ tả đường đặc tính thử nghiệm đo pH TDS áp dụng lọc số Kalman cho thiết bị Ở hai biểu đồ đường đặc tính màu xanh biểu thị giá trị đo thu từ cảm biến chưa sử dụng lọc Kalman (chịu tác động nhiễu), đường đặc tính màu đỏ thể SỐ 69 (01-2022) Hình 11 Dữ liệu cảm biến pH TDS theo dõi web server cho kết đo thu sau sử dụng phương pháp lọc Kalman số (Đã lọc loại bỏ nhiễu), đường màu đen giá trị thông số thực tế (Giá trị đo từ thiết bị thương mại chuẩn) Căn vào kết thực nghiệm biểu đồ thấy sử dụng phương pháp lọc Kalman số kết thu tương đối xác (Các đường đặc tính màu đỏ ln bám sát với đường giá trị thực tế màu đen) Trong trình thử nghiệm nhóm tác giả thực 10 lần đo 10 ngày thời điểm khác với mục đích đánh giá kết đo phụ thuộc vào thay đổi nhiệt độ ngày khác Trong ngày đo mẫu thử nước thay đổi thông số lần cách pha chế thêm lượng hóa chất, bột thạch cao vào cốc chứa nước sau phép đo nhằm mục đích thay đổi thông số pH TDS thực phép đo mẫu nước khác Trong Bảng đưa kết phép đo mẫu thử nước thải khác mà mức độ sai số lớn ngày đo Ở hàng bảng giá trị đo từ thiết bị thương mại hàng thể giá trị đo từ 35 TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CƠNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY Hình 12 Đặc tính thực nghiệm đo pH TDS Bảng Thực nghiệm so sánh độ xác đo pH Giá trị đo pH DWA-3000B-pH Thiết bị 7.5 8,5 10 11 6,1 6,9 7,5 8,5 8,5 10,1 11,1 Bảng Thực nghiệm so sánh độ xác đo TDS Giá trị đo TDS(ppm) HM-TDS3 100 70 200 240 300 350 400 Thiết bị 99.8 69.7 199.7 242 299.8 351 402 thiết bị nghiên cứu chế tạo Căn vào số kết thực nghiệm nhận thấy rằng, thiết bị chế tạo hoạt động tương đối xác so với thiết bị thương mại với sai số lớn 0.5 phép đo pH Với phép đo thơng số TDS qua kết thực nghiệm thấy sai số kết đo lớn (ppm) Dải đo thông số TDS từ đến 1000 (ppm) lên độ sai số lớn phép đo thông số TDS coi nhỏ so với tồn dải giá trị đo (database) có chức nhật kí hành trình có khả xác định lưu trữ thông số nước thải Một số kết bước đầu thực nghiệm cho thấy khả làm việc thiết bị tốt Tuy nhiên để sử dụng rộng rãi cho nhà máy, khu cơng nghiệp thiết bị cần phát triển tích hợp đo thêm nhiều thông số từ cảm biến nước thải cần có thêm thời gian thử nghiệm để đánh giá ổn định thiết bị Kết luận Lời cảm ơn Bài báo trình bày việc thiết kế, chế tạo thành công thiết bị đo hai thông số nước thải pH TDS tích hợp chức giám sát hai thơng số theo chế độ thời gian thực qua web server dựa cơng nghệ IoT Bên cạnh báo trình bày phương pháp tính tốn xử lý tín hiệu từ hai cảm biến đo pH TDS, giới thiệu web server để giám sát từ xa hai thơng số thiết bị, trình bày chi tiết cấu trúc thiết bị chế tạo Thiết bị nhóm tác giả chế tạo có ưu điểm sử dụng đơn giản, nhỏ gọn nên trang bị để quan trắc di động chất lượng nước thải nhà máy, khu cơng nghiệp, tàu thủy, Ngồi thiết bị cịn có khả truyền liệu hai thông số pH TDS lên web server để giám sát từ xa, server thiết kế sử dụng sở liệu Nghiên cứu tài trợ Trường Đại học Hàng hải Việt Nam đề tài mã số: DT21-22.16 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ Thị Minh Ngọc, Lê Quang Linh, Tác động FDI đến môi trường tỉnh khu vực phía Bắc, Tạp chí Quản lý Kinh tế quốc tế, Số 119 Tháng 01/2020 [2] Bộ Tài nguyên Môi trường, quy định quản lý bảo vệ môi trường khu kinh tế, khu công nghệ cao, khu công nghiệp cụm công nghiệp, thông tư số 08/2009/TT-BTNMT, Hà Nội, 2009 [3] Fan Wu, Taiyang Wu, Mehmet Rasit Yuce An internet-of-things (IoT) network system for SỐ 69 (01-2022) TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CƠNG NGHỆ HÀNG HẢI JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ connected safety and health monitoring applications Sensors, December 2018 [8] https://www.elecrow.com/download/ESP-12F.pdf Truy cập ngày 28/12/2021 [4] Sai, G N S., Sudheer, R., Manikanta, K S., Arjula, S G., Rao, B N., & Mutyala, D V S M IoT based Water Quality Monitoring System In 2021 IEEE 9th Region 10 Humanitarian Technology Conference (R10-HTC), pp.01-06, 2021 [9]http://dyscale.koreasme.com/fsbClient/ ezbdow nload.jsp?bm_seq=17457&ba_seq=2&order=1&f name=DWA-3000B-pH.pdf Truy cập ngày 28/12/2021 [5] Ramadhan, A J Smart water-quality monitoring system based on enabled real-time internet of things J Eng Sci Technol, Vol.15, pp.3514-3527, 2020 [6] https://nshopvn.com/product/cam-bien-do-do-ph/ Truy cập ngày 28/12/2021 [7] https://hshop.vn/products/cam-bien-do-tong-chatran-hoa-tan-trong-nuoc-water-tds-sensor [10] https://www.flipkart.com/hm-digital-tds-3-tdsmeter/p/itmezbe2bbb8jwtm Truy cập ngày 28/12/2021 Ngày nhận bài: Ngày nhận sửa: Ngày duyệt đăng: 29/12/2021 06/01/2022 14/01/2022 Truy cập ngày 28/12/2021 SỐ 69 (01-2022) 37 ... lý mạch in điều khiển thiết bị Hình 10 Mơ hình thiết bị đo lường giám sát thông số nước thải dựa công nghệ IoT Kết thực nghiệm Mơ hình thiết bị đo giám sát thơng số nước thải pH TDS hồn chỉnh... nhóm tác giả nghiên cứu Nguyên tắc đo lường, giám sát nguồn nước thải nhà máy, khu công nghiệp phải đo nhiều thông số khác thiết bị nghiên cứu sử dụng hai cảm biến đo thơng số nước thải điển hình... trình bày việc thiết kế, chế tạo thành công thiết bị đo hai thông số nước thải pH TDS tích hợp chức giám sát hai thông số theo chế độ thời gian thực qua web server dựa công nghệ IoT Bên cạnh báo