Nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị iot gateway tích hợp giải pháp bảo mật trên nền tảng iot ứng dụng thí điểm quan trắc chất lượng không khí tại khu công nghệ cao thành phố hồ chí minh

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BAN QUẢN LÝ KHU CÔNG NGHỆ CAO TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI KHU CƠNG NGHỆ CAO CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP THÀNH PHỐ BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ IoT GATEWAY TÍCH HỢP GIẢI PHÁP BẢO MẬT TRÊN NỀN TẢNG IoT ỨNG DỤNG THÍ ĐIỂM QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ TẠI KHU CƠNG NGHỆ CAO THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cơ quan chủ trì nhiệm vụ: Trung tâm Nghiên cứu triển khai Khu công nghệ cao Chủ nhiệm nhiệm vụ: TS Trịnh Xuân Thắng Thành phố Hồ Chí Minh – 2021 TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHU CƠNG NGHỆ CAO Độc lập - Tự - Hạnh phúc TPHCM, ngày 22 tháng 05 năm 2021 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KH&CN I THÔNG TIN CHUNG Tên nhiệm vụ: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị IoT Gateway tích hợp giải pháp bảo mật tảng IoT ứng dụng thí điểm quan trắc chất lượng khơng khí Khu cơng nghệ cao Thành phố Hồ Chí Minh Thuộc: Chương trình/lĩnh vực (tên chương trình/lĩnh vực): Chủ nhiệm nhiệm vụ: - Họ tên: Trịnh Xuân Thắng - Ngày tháng năm sinh: 15/3/1984 - Học hàm, Học vị: Tiến sỹ Giới tính: nam Chuyên ngành: Vật lý bán dẫn Năm đạt học vị: 2015 - Chức danh khoa học: Năm phong chức danh: - Tên quan công tác: Trung tâm Nghiên cứu triển khai Khu Cơng nghệ cao - Chức vụ: Phó trưởng phịng Ứng dụng công nghệ thông tin - Địa quan: Lô I3, đường N2, Khu Công nghệ cao, Quận 9, TP HCM - Điện thoại quan: - Địa nhà riêng: Căn hộ A 06.08, tầng Block A, Chung cư Hoang Anh Riverview, 08 3736 0889 Fax: 08 3736 0890 37 Nguyễn Văn Hưởng, Phường Thảo Điền, Quận 2, Tp HCM - Điện thoại nhà riêng: - Điện thoại di động: 0988352299 - E-mail: thang.trinhxuan@shtplabs.org Tổ chức chủ trì nhiệm vụ: - Tên tổ chức chủ trì nhiệm vụ: TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI KHU CÔNG NGHỆ CAO - Điện thoại: 028 3736 0889 Fax: 028 3736 0890 - E-mail: contact@shtplabs.org Website: http://shtplabs.org - Địa chỉ: Lô I3, đường N2, Khu Công nghệ cao, Quận 9, TP HCM - Đại diện bởi: NGÔ VÕ KẾ THÀNH Chức vụ: Giám đốc - Số tài khoản: - Kho bạc: - Tên quan chủ quản đề tài: Sở Khoa học Công nghệ TpHCM II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN Thời gian thực nhiệm vụ: - Theo Hợp đồng ký kết : 24 tháng, từ tháng 12 năm 2018 đến tháng 12 năm 2020 ü Thời điểm báo cáo tiến độ thực nhiệm vụ: tháng năm 2019 tháng năm 2020 ü Thời điểm nộp báo cáo giám định: tháng 10 năm 2019 ü Thời điểm giám định: tháng 11 năm 2019 ü Thời điểm gia hạn giám định: tháng 01 năm 2020 (theo Số 2652/SKHCN-QLKH, 25/11/2019) ü Thời điểm nộp báo cáo nghiệm thu: tháng 10 năm 2020 ü Thời điểm nghiệm thu: tháng 12 năm 2020 ü Gia hạn thời điểm nộp báo cáo nghiệm thu: tháng 05 năm 2021 ü Gia hạn thời điểm nghiệm thu: tháng 06 năm 2021 (Số 1478/QĐ-SKHCN, 31/12/2020) Kinh phí sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 3.489.000.000 đồng, đó: + Kính phí hỗ trợ từ ngân sách khoa học: 3.489.000.000 đồng + Kinh phí từ nguồn khác: đồng b) Tình hình cấp sử dụng kinh phí từ nguồn ngân sách khoa học: Số TT Theo kế hoạch Thời gian Kinh phí (Tháng, năm) (Tr.đ) 29/12/2018 1.744 Thực tế đạt Thời gian Kinh phí (Tháng, năm) (Tr.đ) 21/01/2019 110,6162 Ghi (Số đề nghị toán) UNC 005DT 21/01/2019 87,7229 UNC 006DT 21/01/2019 182,27765 UNC 007DT 21/01/2019 130,63915 UNC 008DT 03/05/2019 211,95 UNC 015DT 26/06/2019 494,55 UNC 037DT c) Kết sử dụng kinh phí theo khoản chi: Đối với đề tài: Đơn vị tính: ngàn đồng Số TT Nội dung khoản chi Trả công lao động (khoa học, phổ thơng) Ngun, vật liệu, lượng Thiết bị, máy móc Xây dựng, sửa chữa nhỏ Chi khác Tổng cộng Theo kế hoạch Tổng NSKH 2.714.2113 Thực tế đạt Nguồn khác Tổng NSKH 2.714.2113 511.255,9 628.571,9 605.250 605.250 605.250 605.250 102.000 102.000 101.250 101.250 67.538,7 2.032.000 67.538,7 2.032.000 1.217.755,9 1.217.755,9 Nguồn khác - Lý thay đổi (nếu có): Mục 4: Xây dựng, sửa chữa nhỏ có thay đổi giá thành cho dịch vị cung cấp vỏ hộp IoT Gateway giảm từ 10.000.000đ -> 9.250.000đ (5 bộ) Các văn hành trình thực đề tài/dự án: (Liệt kê định, văn quan quản lý từ cơng đoạn xét duyệt, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực có); văn tổ chức chủ trì nhiệm vụ (đơn, kiến nghị điều chỉnh có) Số TT Số, thời gian ban hành văn Số 1053/QĐSKHCN, 05/10/2018 Số 48/2018/HĐSKHCN, 28/12/2018 Số 2652/SKHCNQLKH, 25/11/2019 Tên văn Ghi Quyết định việc phê duyệt nhiệm vụ nghiên cứu khoa học công nghệ Hợp đồng thực nhiệm vụ nghiên cứu khoa học công nghệ Gia hạn thời gian giám định nhiệm vụ nghiên cứu khoa học thời điểm giám định nhiệm vụ gia hạn đến 01/2020 Số 252/QPTKHCN- V/v đề nghị nộp hồ sơ giám định nhiệm vụ khoa HCTH, 04/12/2019 học công nghệ Số 1478/QĐ- V/v điều chỉnh Điều Quyết định 1444/QĐSKHCN, SKHCN, 28/12/2018 Sở Khoa học Công 31/12/2020 nghệ Số 54/2020/PLHĐ- Phụ lục Hợp đồng thực nhiệm vụ nghiên QPTKHCN cứu Khoa hoc Công nghệ Tổ chức phối hợp thực nhiệm vụ: Tên tổ chức đăng ký theo Thuyết minh HỌC VIỆN KỸ THUẬT MẬT MÃ Số TT Tên tổ chức Nội dung Sản phẩm chủ tham gia thực tham gia chủ yếu yếu đạt HỌC VIỆN - Thiết kế chế tạo - Thuật toán mã KỸ THUẬT thiết bị mã hóa bảo hố MẬT MÃ mật đường truyền - Tích hợp thuật tốn mã hố vào phần cứng mạch mã hố Đài khí tượng - Kiểm định thiết bị - Giấy chứng thuỷ văn Khu quan trắc khơng khí nhận kiểm định vực Nam Bộ theo tiêu chuẩn KTTV - Báo cáo kiểm định Ghi chú* - Lý thay đổi: Cá nhân tham gia thực nhiệm vụ: (Người tham gia thực đề tài thuộc tổ chức chủ trì quan phối hợp, không 10 người kể chủ nhiệm) Số TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân tham gia thực Nội dung tham gia Chịu trách nhiệm tiến độ, nội dung, số lượng sản phẩm TS Trịnh Xuân TS Trịnh Xuân đề tài Thắng Thắng Xây dựng tính kỹ thuật cho phần cứng mã hóa Viết báo cáo PGS.TS Nguyễn PGS.TS Nguyễn nội dung Hiếu Minh Hiếu Minh công việc thuộc đề tài Kiểm tra tính kỹ thuật KS Nguyễn KS Nguyễn phần cứng mã Tuấn Khoa Tuấn Khoa hóa điều kiện thực tế Sản phẩm chủ yếu đạt Ghi chú* Thiết bị IoT Đã hoàn thành Gateway, IoT Node, phần cứng mã hoá đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Bản thiết kế Đã hồn thành thuật tốn mã hố Tính Đã hồn thành phần cứng mã hố 6 10 Tích hợp phần Phần cứng mã Đã hồn thành cứng mã hóa hố ThS Nguyễn ThS Nguyễn vào thiết bị IoT Duy Phương Thanh Phương Gateway máy chủ Mã nguồn Đã hoàn thành Thuật tốn mã ThS Đặng Hùng ThS Đặng Hùng hóa bảo mật Việt Việt đường truyền Thiết kế vỏ hộp ThS Nguyễn ThS Nguyễn cho IoT Xuân Sơn Xuân Sơn Gateway IoT Node Xây dựng tính sơ đồ KS Lê Vũ Thành KS Lê Vũ khối cho IoT Long Thành Long Gateway IoT Node Thiết kế lắp ThS Đào Thanh ThS Đào Thanh ráp IoT Mai Mai Gateway IoT Node Viết mã nguồn ThS Trịnh Viết ThS Trịnh Viết cho thiết bị IoT Quang Quang Gateway IoT Node Lập trình phần ThS Hồng Kim ThS Hồng Kim mềm lõi, APIs Thơng Thơng phần mềm ứng dụng Bản thiết kế Đã hoàn thành kỹ thuật Tính Đã hồn thành sơ đồ khối thiết kế Phần cứng Đã hoàn thành Gateway Node Mã nguồn Đã hoàn thành Mã nguồn Đã hoàn thành - Lý thay đổi (nếu có): Khơng có Tình hình hợp tác quốc tế: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Thực tế đạt (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Ghi chú* - Lý thay đổi (nếu có): Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm ) Thực tế đạt (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm ) Ghi chú* - Lý thay đổi (nếu có): Tóm tắt nội dung, công việc chủ yếu: (Nêu mục 15 thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát nước nước ngoài) Số TT 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2.1 2.2 Thời gian (12/2018 đến 03/2020) Ghi Theo kế Thực tế hoạch đạt 11/2018 – Đã hoàn Thuyết 1.1 Xây dựng thuyết minh 12/2018 thành minh đề chi tiết đề tài tài Nội dung 1: Nghiên cứu, đề 11/2018 – Đã hồn Chương xuất mơ hình tổng qt cho 12/2018 thành hệ thống IoT quan trắc mơi trường Đề xuất mơ hình tổng qt Đã hồn Mục 1.1, cho hệ thống IoT quan thành Chương trắc môi trường Đề xuất giải pháp thiết kế, Đã hoàn Mục 1.2, chế tạo thiết bị IoT Gateway thành Chương thành phần liên quan (IoT Node, ) cho hệ thống IoT quan trắc môi trường khơng khí Đề xuất giải pháp phát triển Đã hồn Mục 1.3, phần mềm ứng dụng thành Chương tùy biến hệ điều hành cho hệ thống IoT quan trắc mơi trường khơng khí Nghiên cứu, lựa chọn Đã hồn Mục 1.4, giao thức truyền thơng cho hệ thành Chương thống IoT quan trắc môi trường khơng khí Đề xuất giải pháp thiết kế cho Đã hồn Mục 1.5, hệ thống IoT quan trắc mơi thành Chương trường khơng khí Nội dung 2: Thiết kế chế 1.2 Nội dung 1: Thiết kế Hoàn Chương tạo thiết bị IoT Gateway cho chế tạo thiết bị IoT Gateway thành 2, Mã hệ thống IoT quan trắc môi cho hệ thống IoT quan trắc nguồn trường khơng khí mơi trường khơng khí Thiết kế, xây dựng mô tả 1.2.1 Thiết kế, xây dựng 12/2018 – Đã hồn Mục 2.1, tính thiết bị IoT mơ tả tính thiết bị IoT 02/2019 thành Chương Gateway Gateway Thiết kế hoàn chỉnh sơ đồ 1.2.2 Thiết kế hoàn chỉnh sơ 01/2019 – Đã hoàn Mục 2.2, Các nội dung, công việc chủ yếu theo thuyết minh (Mục 15.1) Các nội dung, công việc chủ yếu theo thuyết minh (Nội dung cơng việc th khốn) 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 khối hoạt động kết nối đồ khối chi tiết thiết bị IoT mạch điện tử Gateway 1.2.3 Thiết kế schematic khối xây dựng giao thức kết nối khối thiết bị IoT Gateway Thiết kế vẽ layout mạch 1.2.4 Thiết kế vẽ layout cho thiết bị IoT Gateway cho bo mạch cho thiết bị IoT Gateway Xây dựng phương án kiểm 1.2.5 Xây dựng phương án thực thiết kế bao gồm xây kiểm thực thiết kế bao gồm dựng cấu trúc phần cứng hệ xây dựng cấu trúc phần cứng thống thiết kế bo hệ thống thiết kế bo mạch IoT Gateway mạch IoT Gateway phương pháp luận cho việc phương pháp luận cho việc tiến hành nghiệm chứng thiết tiến hành nghiệm chứng thiết kế kế Lắp ráp linh kiện đóng gói 1.2.6 Lắp ráp linh kiện linh kiện lên bo mạch đóng gói linh kiện lên bo thiết bị IoT gateway mạch thiết bị IoT gateway Xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật 1.2.7 Xây dựng tiêu chuẩn kỹ hệ điều hành chạy thuật hệ điều hành chạy IoT Gateway phù hợp với IoT Gateway phù hợp phần cứng tính với phần cứng Thiết kế cài đặt hệ điều hành 1.2.8 Thiết kế cài đặt hệ điều Linux/ Firmware viết phần hành thiết bị IoT mềm thiết bị IoT Gateway Gateway 1.2.9 Thiết kế, viết phần mềm thiết bị IoT Gateway Phát triển mã nguồn hệ thống 1.2.10 Phát triển mã nguồn hệ mã nguồn ngoại vi thống mã nguồn ngoại thiết bị IoT Gateway bao gồm vi thiết bị IoT Gateway WIFI, Ethernet, Lora, USB, bao gồm WIFI, Ethernet, PCIe Lora, USB, PCIe Kiểm tra, đánh giá mã nguồn 1.2.11 Kiểm tra, đánh giá mã hệ thống ngoại vi nguồn hệ thống ngoại vi Viết mã nguồn ứng dụng chạy hệ điều hành Linux 1.2.12 Viết mã nguồn ứng thực tính dụng chạy hệ điều hành thiết bị IoT Gateway Linux thực tính thiết bị IoT Gateway Kiểm tra ứng dụng thiết bị IoT Gateway 1.2.13 Kiểm tra ứng dụng thiết bị IoT Gateway 03/2019 thành Chương 02/2019 – Đã hoàn 04/2019 thành 12/2019 – Đã hoàn Mục 2.3, 02/2020 thành Chương 12/2019 – Đã hoàn Mục 2.4, 03/2019 thành Chương 02/2020 – Đã hoàn Mục 2.5, 03/2020 thành Chương 03/2019 – Đã hoàn Mục 2.6, 05/2019 thành Chương 06/2019 – Đã hoàn Mục 2.7, 10/2019 thành Chương 08/2019 – Đã hoàn 11/2019 thành 09/2019 – Đã hoàn Mã 12/2019 thành nguồn CDROM , Chương 03/2020 – Đã hoàn Mục 2.9, 05/2020 thành Chương 09/2019 – Đã hoàn Mã 12/2019 thành nguồn CDROM , Chương 10/2019 – Đã hoàn Mục 12/2019 thành 2.11, Chương PHỤ LỤC 3: CHỨNG NHẬN CHUẨN IP 67 541 PHỤ LỤC 4: CÁC GIẤY CHỨNG NHẬN HIỆU CHUẨN IoT NODES 542 543 544 545 546 547 548 549 PHỤ LỤC 5: CHỨNG NHẬN ĐO KIỂM IoT GATEWAY 550 PHỤ LỤC 6: SƠ ĐỒ MẠCH MÃ HOÁ/GIẢI MÃ 551 PHỤ LỤC 7: SƠ ĐỒ LAYOUT MÃ HOÁ/GIẢI MÃ 552 PHỤ LỤC 8: QUYẾT ĐỊNH CHẤP NHẬN ĐƠN HỢP LỆ 553 PHỤ LỤC 9: BẢN THIẾT KẾ IOT GATEWAY 554 PHỤ LỤC 10: BẢN THIẾT KẾ IOT NODE 555