Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị cảnh báo lở đất

ĐẠI H Ọ C quốc: g ia h n ộ i BÁO CÁO TỎNG KẾT K ẾT QUẢ T H ự C H IỆ N ĐỀ TÀI KH& CN CẤP ĐẠI h ọ c q u ố c g i a Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị cảnh báo lở đất Mã số đề tài: QG.14.05 Chủ nhiêm đề tài: Trần Đức Tân Hà Nội, 2016 PHẦN I T H Ô N G TIN CHUNG 1.1 Tên đề tài: N ghiên cứu, thiết kế, chế tạo th iết bị cảnh báo lỏ' đất 1.2 Mã số: QG.14.05 1.3 Danh sách chủ trì, th àn h viên tham gia thực đề tài TT Chức d an h , học vị, họ tên Đ on vị cơng tác Vai trị thực đề tài Trường ĐHCN Chủ trì PGS TS Trần Đức Tân Ths Nguyễn Thị Anh Đào Trường Đại học Kỹ thuật Hậu cần Công an nhân dân Thư ký o J PG S.TS Chừ Đức Trình Trường ĐHCN Uỷ viên TS Nguyễn Thăng Long Trường ĐHCN Ưỷ viên Ths Chu Thị Phương Dung Trường ĐHCN Uỷ viên CN Nguyễn Đình Chinh Trường ĐHCN Uỷ viên Ths Đặng Anh Việt Trường ĐHCN Uỷ viên Ths Tạ Đức Tuyên Trường ĐHCN Uỷ viên NCS Giản Quốc Anh Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định Uỷ viên 1.4 Đơn vị chủ trì: Trường ĐH Cơng nghệ, ĐHQGHN 1.5 Thòi gian thực hiện: 1.5.1 Theo hợp đồng: 1.5.2 Gia hạn (nếu có): từ tháng năm 2015 đến tháng năm 2016 đến tháng năm 1.5.3 Thực thực tế: từ tháng năm 2015 đến tháng năm 2016 1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): (Vẽ mục tiêu, nội dung, phương pháp, két nghiên cứu tổ chức thực hiện; Nguyên nhản; Ỷ kiên c ủ a C q u a n q u ả n lý) Thay đôi thành viên tham gia đề tài Lý thay đổi: cho phù hợp với tình hình triển khai thực tế đê tài số thành viên học tập dài hạn nước ngồi 1.7 Tổng kinh phí phê duyệt đề tài: 0 triệu đ n g PHẦN II TỎNG QUAN KÉT QUẢ NGHIÊN c ứ u Viết theo cấu trúc m ột báo khoa học tổng quan từ 6-15 trang (báo cáo đăng tạp chí khoa học ĐHQGHN sau đề tài nghiệm thu), nội dung gồm phần: Đặt vấn đề Hiện tượng trượt lở đất diễn khắp nơi toàn giới, thu hút nhiều quan tâm phủ, quan quản lý nhà khoa học tác động nghiêm trọng có xu hướng tăng dân (Baum, 2000) Chính nước, có Việt nam tiên hành dự án, đề tài trượt lở đất Các nghiên cứu giới nhờ có hỗ trợ khoa học cơng nghệ cao thu nhiều kết vấn đề cảnh báo trượt lở đất (Kane, 1999) Tuy nhiên, hệ thơng cảnh báo thời gian thực thương mại hóa giới hoi (Baum 2005) Trượt lở đất đá sườn dốc dạng tai biến địa chất, thực chất trình dịch chuyển trọng lực khối đất đá cấu tạo sườn dốc từ xuống phía chân sườn dốc tác động nguyên nhân (trọng lượng thân khối đất đá trượt, tải trọng ngoài, áp lực thủy tĩnh, áp lực thuỷ động, lực địa chấn số lực khác) làm trạng thái cân ứng suất trọng lực biến đổi tính chất lý đất đá đến mức làm ổn định sườn dốc Lịch sử loài người chứng kiến phải chịu nhiều thảm họa tổn thất cải, sở hạ tầng, nhân mạng trượt lở đất đá sườn dốc với khối trượt khổng lồ Có nhiều nguyên nhân gây trượt lở đất n h cấu trúc đ ịa chất, đ ặc đ iể m địa hình c ủ a SƯỊTI dốc, q u trìn h p h o n g hố, q trìn h K arst, tác động nước mưa đặc biệt lượng mưa lớn kéo dài, hoạt động kinh tế, xây dựng người mà chủ yếu cắt xén sườn dốc để làm đường, nổ mìn, san gạt để xây dựng Đe cảnh báo trượt lở, chia việc cảnh báo thành hai loại dài hạn tức thời Việc cảnh báo dài hạn sử dụng đồ GIS, GPS có độ xác cao, để quan sát trượt lở theo hàng năm Việc cảnh báo tức thời việc sử dụng cảm biến nhận dạng dấu hiệu trượt lở trước cố trượt lở xảy Trong cảnh báo tức thời, việc sử dụng cảm biến quán tính, đo mưa, độ ẩm cần thiết Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ công nghệ vi điện từ (MEMS) mà cảm biến có vừa độ xác cao, giá thành rẻ kích thước nhỏ thuận lợi cho việc triển khai thành mạng cảm biến (Knutti, 2004) (Lynch, 2001) Vào năm 2005, nhóm nghiên cứu Towhata đề xuất hệ thống để cảnh báo trượt lở đât (Towhata, 2005) Hệ thống bao gồm cảm biến đo độ ẩm, đo nghiêng thiết bị truyền tin không dây Dữ liệu từ hệ cảm biến gửi tới trung tâm để xừ lý đưa cành báo cần thiết Tuy nhiên việc sử dụng cảm biến đo nghiêng lạc hậu, sử dụng cảm biến gia tốc chiều chế tạo sở cơng nghệ MEMS kết xác, cấu hình nhỏ gọn, hiệu Ngồi ra, việc xử lý thông tin cảnh báo chưa tự động hóa Đến năm 2006, hệ cảnh báo khác đề xuất (Terzis, 2006) Trong hệ thống này, hộp cảm biến tinh xảo phát độ biến dạng nhỏ đất thơng tin vị trí cảm biến đưa vào mơ hình phần tử hữu hạn Hệ thống hoạt động thành cơng chi phí giá thành q lớn nên khơng thể triển khai thực tế Rõ ràng việc xử lý cảm biến giá thành chấp nhận (ở cảm biến MEMS) với kỹ thuật phân tích liệu với mơ hình phù hợp thách thức để có thê triên khai thực tê Gân đây, năm 2010 nhóm nghiên cứu Huggel Christian bước đâu tích hợp phương pháp phần tử hữu hạn vào mơ hình cảnh báo tiến hành thực nghiệm Colombia (Huggel Christian, 2010) Tuy nhiên, nhược điểm phương pháp phần tử hữu hạn khối lượng tính tốn lớn, khó triển khai thực tế diện rộng Những nghiên cứu liên quan tới trượt lờ đất Việt nam chủ yếu chì phần phần bản: + Hoặc phần ngọn, chẳng hạn biện pháp phòng ngừa mưa lớn, ngăn chặn nước thấm tầng đất gốc mương thu nước ngăn chặn dòng chảy rọ đá ngăn chặn dòng thấm chân mái dốc (NH Hạnh, 2008); giải pháp phát triển cị Vetiver loại có rễ phát triển mạnh thành chùm, đan xen đất chịu lực 1/6 lần so với bê-tơng, nên có tác động đệm, chống xói mịn T Hoặc phần bản: sâu phân tích nhân tố gây trượt lở độ dốc, lượng mưa trung bình năm, địa chất (thạch học), mật độ đứt gãy, phân cắt sâu, cắt ngang, trạng sử dụng đất (NĐ Lý, 2010), (ĐM Đức, 2007) ' Vê ti trọng nghiên cứu trượt lở bờ sơng trượt lở đất đại đa số nghiên cứu trượt lở bờ sông Các nghiên cứu cành báo trượt lở phân chia theo cảnh báo giám sát dài hạn tức thời Những nghiên cứu Việt nam chủ yếu cảnh báo giám sát dài hạn sử dụng đồ sổ GIS kết hợp ảnh vệ tinh (NV Liêm, 2008) Việc xây dựng hệ thống cảnh báo tức thời rât mẻ Việt nam Vì thế, nghiên cứu, khảo sát thiết lập mạng lưới quan trắc nhăm dự báo, ngăn ngừa, giảm thiểu trượt lở đất điều mà giới chuyên môn nước quan quản lý nhà nước cần tích cực nghiên cứu, tiếp cận Mục tiêu - Nghiên cứu thuật tốn xử lý tín hiệu thu từ cảm biến chôn sườn núi - Chè tạo 01 hệ thống theo dõi, giám sát đưa cảnh báo tức thời Phương pháp nghiên cứu De thực đề tài thành công, trước tiên phải nghiên cứu lý thuyết a) địa động lực học, :rưạt lờ đất b) cảm biến kỹ thuật xử lý tín hiệu tiên tiến để xử lý, đề xuất phương thức giám sát cảnh báo Tiếp đó, giải thuật nguyên lý hoạt động hệ thống phải mơ hình hóa mơ để đánh giá tính hiệu hệ thống đề xuất Sau đó, nhóm nghiên cứu cần xây dựng thành hộp cảm biến (đăng ký thuyết minh 03 hộp cảm biến tích hợp) kêt nơi hộp cảm biến thành hệ thống thực tế Cuối cùng, hệ thống thực tế kiểm chứng thực nghiệm phòng thí nghiệm ngồi trường Tơng kêt kết nghiên cứu 4.1 Mơ hình mạng cảm biến khơng dây phục vụ cảnh báo trượt đất Trượt lở đất tai biến đặc biệt nghiêm trọng xảy nhiều khu vực thê giới Như vậy, việc xây dựng hệ thống giám sát cảnh báo sớm tượng trượt lở đất iât cân thiêt Hiện nay, có số hệ thống giám sát lở đất xây dựng để cảnh báo mối nguy l.iêm theo phương pháp cảnh báo dài hạn cảnh báo ngắn hạn Các hệ thống giám sát trượt lở cât xây dựng sở WSN phương pháp cảnh báo ngắn hạn hay gọi cảnh báo tức thời Phương pháp có số ưu điểm giám sát khu vực địa lý thời gian thực, giám sát từ xa dễ dàng việc mở rộng mạng lưới Tuy nhiên, hầu hết hệ thống giám sát trượt lờ đất có chạy thử nghiệm mà chưa có hệ thống giám sát trượt lở đất thương mại hóa Vì vậy, cần phải xây dựng hệ ủống giám sát trượt lở đất sở mạng cảm biến không dây gồm cảm biến nhiệt độ, cảm tiên đo độ âm đất cảm biến gia tốc với chi phí thấp, cơng suất nhỏ, khả tự cấu hình dễ việc bảo trì Mơ hình mạng cảm biến khơng dây bao gồm cột cảm biến có khả thu nhận liệu, lưu trữ, xử lý truyền liệu xa Mạng cảm biến không dây cung cấp phương pháp thu thập liệu áp lực nước lỗ rỗng đất, độ ẩm đất, chuyển động lịng đất nhiệt độ mơi trường Hình mơ tả khối chức hệ thống cảnh báo trượt lở đất đáp ứng yêu cầu thời gian thực CÚ1ỈI bicn T iê u xú tỷ ứi'r liệu Pluiu licii cliu vcnsảu K C -hoụdi Ciiuh báo D ịch vụ khản cấp Kinh Mô tả Itệ thống cảnh báo thời gian thực Hệ thống có khả phát trượt đất trước nhìn thấy mắt thường trước có thê n g h e đ ợ c c h u y ể n đ ộ n g tro n g lòng đất b n g tai C h ín h phục vụ tố t cho còng tác sơ tán đê giảm thiêu thiệt hại Hệ thơng cảnh báo đóng gói, đặt sâu lòng đát k h o ản g -5 m tạ i k h u v ự c đ ợ c đ án h giá có k h ả n ăn g trư ợ t đ â t cao H ệ th ố n g sử dụng m ộ t m n g lưới cảm b iên n h ỏ g ọ n v đ ả m b ảo độ ch ín h x ác cao n h ằ m đo đ ợ c ru n g động nhỏ tro n g đàt K hi đo đư ợ c ru n g đ ộ n g , c h n g trìn h x lý tín h iệu n h ú n g vớ i th u ật to án th ô n g m in h th ự c thi nh ăm đ n h g iá k h ả n ă n g trư ợ t lở đ ât có th ê x ảy h ay k h ô n g , từ có thê đư a n h bao C ác th àn h p h ầ n c ủ a m ộ t n ú t m b iến đ ợ c tích h ọ p n h tro n g h ìn h 2, b ao gồm ba loại cảm biên đê đo th ô n g sô m ô i trư n g C h ip vi x lý A tm e g a trê n bo m c h ch ủ th u thập d ữ liệu tù cảm biên S a u x lý, h iệ u ch u ẩ n d ữ liệu từ m b iế n v lọc n h iễ u để cu n g cấp giá trị củ a cám biên n h iệt đ ộ , c ả m b iế n đo độ ẩm củ a đ ấ t v m b iến g ia tố c M ô đ u n X B ee tru y ền d ữ liệu cam biến đo đ ợ c tớ i m ộ t tru n g tâ m x lý N g u n đ ợ c sử d ụ n g đ ể c u n g cấp n ăn g lư ợ ng ch o m i nut cảm b iên m ộ t p in c ô n g s u â t lớ n cho th i gian h o ạt đ ộ n g lên đ ê n m ộ t năm N h vậy, m ô i nút cảm b iến bao g m đ ầ y đủ cá c th àn h p hần để đo lư n g th ô n g số m ô i trư n g , x lý tru y ên d ữ liệu, phù h ợ p cho việc g iám sát trư ợ t đất C âm b iến nh iệt độ Vi đ iều khiên C àm b iến độ ẩm đất A tm eaa s trẽn bo M ò đun m ạch chù X B ee W aspinote Cám biến aia tốc P in có khả n n s nạp điện lại 6 0 m A h Hình 2: So' đồ khối nút cảm biến 4.2 Cấu trúc phần cứng hệ thống Hệ thống xây dựng sở bo mạch chủ Waspmote hãng Libelium (Hình 3), bo mạch giao tiếp mờ rộng với cảm biến, pin cấp nguồn có khả nạp điện lại với dung lượng 6600mAh, môđun truyền liệu không dây XBee, cảm biên nhiệt độ, cảm biên đo độ âm đât cảm biến gia tốc Bo mạch chủ Waspmote: chế tạo dựa kiến trúc kiểu mơđun Trên bo mạch tích hợp mơđun cần thiết để tối ưu hóa chi phí lượng tiêu thụ Các môđun bo mạch cảm biến, môđun truyền không dây XBee, nguồn cấp, môđun GPS giao tiếp với bo mạch Waspmote thông qua ổ cắm chân Jum Các mơđun săn có có thê tích hợp vào bo mạch Waspmote phân loại sau: •/ Mơđun ZigBee/802.15.4 (2.4GHz, 868MHz, 900MHz) ✓ Mơđun GSM 3G/ GPRS (Bốn băng tần: Chân căm radio Cảm biến ã a tồc Chẵn c4m S P I ' ƯART Chân vão/ra câm biên Ch&n cắm radio 850MHz/900MHz/l 800MHz /1900MHz) ■/ Bo mạch giao tiếp mở rộng cảm biến s y Môđun lưu trữ: Thẻ nhớ SD M ôđunGPS s Pin cấp nguồn Chân vảo/ra cám bién Nút reset Chân cắm pin mặt tròi Chán cắm Đ èn Led ăc quy Chuyền m»ch O n/O ff Led nguồn USB Hình 3: Mặi bo mạclt chủ Waspmote C ảm b iên g i a tố c : đ ợ c sừ dụng để đo lư n g ch u y ể n đ ộ n g củ a lớp đất n h d ịch chuyên trượt đất, dịch chuyển đột ngột phân lích rung chấn lịng đất tác nhân gây trư ợ t đât C ả m b iế n g ia tố c đ ợ c d ù n g đ ể đ o độ n g h iê n g v âm c h ấ n tro n g lị n g đất C ảm biên gia tơ c đ ợ c s d ụ n g tro n g h ệ th ố n g m ỗ i n ú t m b iế n đ â y A D X L 3 (H ìn h 4) V Hìnli 4: Sơ đồ khối bo mạch cảm biến ADXL335 C ảm biến n h iệ t độ: đ ợ c n h ữ n g th ay đổ i v ề n h iệ t trư ng D o c c đặc tín h v ậ t nư c có th ể th ay đ ổ i kh i d ù n g để đo đ ộ c ủ a m ôi lý củ a đ ất v n h iệt đ ộ củ a m ôi trư n g th ay đ ổ i, v ậy cảm b iế n n h iệt độ L M 35 đ ợ c sử d ụ n g tro n g hệ thống củ a m ộ t n ú t cảm b iế n (x em h ìn h L M 35 0UTV GND m n h 5: c ả m b i ế n n h i ê t đ ô L M v s đẠ m c h đ o 5) Cảm biến đo độ ẩm đất', sừ dụng trở kháng để đo hàm lư ợ n g n c tro n g đ ấ t (trở k h án g p h ụ th u ộ c v h ằn g số đ iệ n m ô i, đ ây h ằ n g số đ iệ n m ô i m ộ t h àm sô củ a h m lư ợ n g n c tro n g đât) C ảm b iến đo độ ẩ m đ ấ t đ ợ c sử d ụ n g tro n g hệ th ố n g đ ợ c m ô tả n h tro n g h ìn h Hình 6: Cảm biến đo độ ẩm đất Watermark M ô đ u n tru yền d ữ liệ u k h ô n g d â y X B e e P R O : sử d ụ n g ch u ẩn giao tiếp k h ô n g d ây M đ u n có dải tru y ề n x a h n so vớ i tru y ề n k h ô n g d ây B lu eto o th n h n g tiê u th ụ đ iện n ăn g th ấp h n so với tru y ề n k h ô n g d ây W ifi ch u â n 802.11 M ô đ u n X B ee giao tiế p v i vi đ iều k h iên th ô n g q u a cổng nối tiếp v i th iế t bị khác vớ i m ục đ ích truy cập v đ ợ c m n g Z ig B ee (H ìn h 7) Hình 7: Mơđun XBee PRO 4.3 Mạng cảm biến không dày đề xuất cho hệ thống cảnh báo trượt đất M ộ t tro n g n h ữ n g y ê u c ầ u q u a n trọ n g đố i vớ i m ộ t h ệ th ố n g g iám sát lở đ ất việc p h ân p h ố i hiệu q u d ữ liệ u th u đ ợ c từ m b iế n tro n g th i g ian th ự c C âu trú c c ủ a h ệ th ô n g m ạn g cảm b iến k h ô n g d â y p h ụ c v ụ c ả n h b áo trư ợ t đ ấ t đề x u ất đ ợ c th ể h iện n h tro n g h ìn h c ấ u trúc h o àn ch in h hệ th ố n g m n g c ả m b iến k h ô n g d ây b ao g m n ú t m b iến k h ô n g d ây đ ể đo th ô n g sô m ô i trư n g M n g c ả m b iế n k h ô n g d â y (W S N ) đ ợ c th iế t k ê n h m ô h ìn h m ộ t m ạn g h ìn h C ác d ữ liệu c ả m b iế n th u th ậ p đư ợ c m ỗi nút đư ợ c gửi tới cô n g vào d ữ liệu theo ch u ân X B ee C ác d ữ liệ u n h ậ n đ ợ c từ c ổ n g v d liệu đ ợ c sa o c h é p v lư u trữ tro n g m ộ t m áy c h ủ sở liệu B ê n c n h đó, cá c d ữ liệu c ũ n g đư ợ c x lý b àn g m áy tín h th n g q u a ch n g trìn h đư ợc th iết kế trư c đ ó n h tro n g h ìn h {_ ~ i U niversity o f E n g in ee rin g a n d TecKnoỉogy, MEMS D e p artm en t uer.wu.edu.vn W-' W P V Landslide Monitoring ÌBÌi‘MiiccVjVjMiiiioCf irci'SiMuSroiMoiiitbiiiri VT.Ỉ jj ÍMMSĨÌ«'“ jit Im c , in ST i« [5 ỈÕV s i(j !o• ÍĨ ịổ> - jo ar—ioi Hình 8: cấu trúc hệ thống WSN đề xuất Hình 9: Giao diện phần mềm thu thập, x lý lưu trữ liệu Phần mềm thiết kế có chức thu thập, xử lý, hiển thị trạng thái mạng liệu thu thập từ nút cảm biến Dữ liệu thu thập từ cảm biến theo thời gian thực kêt phân tích liệu sau chuyển trực tiếp máy chủ sở liệu thông qua mạng internet Dữ liệu máy chủ sở liệu xử lý, lưu trữ đưa cảnh báo trượt đât nêu cần thiêt Các dịch vụ cảnh báo dịch vụ tin nhăn ngăn (Short Message Service - SMS) thực đê đưa cảnh báo kịp thời khu vực có khả xảy trượt đất 4.4 Cấu trúc phần mềm hệ thống C ác m ạn g k h ô n g d ây k h ô n g đ n g n h ất n h m ạn g cảm b iến k h ô n g dây, m ạn g W ifi, m ạn g v ệ tin h m n g lưới b ăn g th ô n g rộ n g đ ợ c ím g d ụ n g tro n g h ệ th ố n g p h át h iệ n v n h báo sớ m trư ợ t lở đât Các kỹ thuật thu thập liệu, xử lý truyền dẫn mạng khác kỹ thuật sơ địi hỏi yêu câu khác đê thu thông tin liên lạc liên tục với độ trê thời gian thiêu, c ấ u trúc phần mềm xây dựng có khả đạt tất yêu cầu G iao d iện p h ầ n m ề m v k h ố i m ô đ u n cho y cầu x lý k h ác n h a u ch o m ạn g k h ô n g dây không đông thiết kế, thực thử nghiệm điều kiện phịng thí nghiệm dự định triên khai sớm vị trí có khả xảy trượt đất Các môđun hệ thống triển khai cho mạng cảm biến không dây bao gồm khối [12]: +Khơi thu thập liệu: Khối phát triển để cung cấp khả thu thập liệu từ hai loại cảm biên kỹ thuật số cảm biến tương tự Khối có chức thu thập liệu từ nút cảm biên đặt sâu lòng đất Dữ liệu kỹ thuật số đo từ cảm biến gia tốc thu lại nhờ trình điêu khiên số Dữ liệu tương tự thu lại từ cảm biến đo độ ẩm đất nhiệt độ +Khôi xử lý liệu: Với ứng dụng giám sát yêu cầu việc lên kế hoạch kiện quản lý đệm nút cảm biến để tránh mát liệu kiện xảy Khối xừ lý liệu thành phân trung tâm có chức xử lý tât liệu đên từ cảm biên thu phát liệu tương ứng mạng cảm biến không dây Khối lập lịch thực chức sau: Lây mâu cho cảm biến; Giám sát trạng thái mạng nút cảm biến không dây; Tiết kiệm lượng + P h â n m êm m y tín h : k h ố i n y đ ợ c th iết k ế để th u th ập d ữ liệu từ n ú t cảm biến k h ô n g dây, sử dạng thuật tốn để phân tích xử lý, sau đưa cảnh báo trượt đất cần thiết 4.5 K ế t q u ả a Thu thập liệu từ cảm biến Hệ thông mạng cảm biến khơng dây thiết kế hồn thiện phần cứng phần mềm P h ân n g củ a h ệ th ố n g nú t cảm b iến bao g m bo m c h ch ủ W a sp m o te , bo m ạch giao tiếp m rộ n g v ó i cảm b iến , pin cấp n g u n có k h ả n ăn g n ạp đ iệ n lại vớ i d u n g lư ợ ng 660 m A h , m ô đ u n tru y ê n d ữ liệu k h ô n g dây X B ee, cảm b iến n h iệt độ, cảm b iên đo độ âm đât v cảm biên gia tôc P h ân n g c ủ a m ỗi n ú t cảm b iến đư ợ c m tả n h h ìn h 10 v h ìn h 11 dư i Hĩnh 10: Bên nút cảm Mạng cảm biến không dây thiết kế bao gồm gateway để thu nhận liệu từ nút cảm biến gửi nút cảm biến bao gồm đầy đủ thành phân nút cảm biên bên Đê truyên tải liệu cách hiệu quả, yêu cầu cấu trúc khung liệu phải thiết kế cách cẩn thận Trong khung liệu nhận từ nút cảm biến có chứa trường địa xác định cho nút riêng biệt, thường gọi ID address có sơ Một trường xác định số khung liệu truyền để kiểm tra số lượng gói truyền tỷ lệ gói Cuối trường liệu cảm biến tương ứng # Node # WASPMOTE XBEE ID # Frame Hình 11: Bên ngồi nút cảm (trong phịng thí nghiệm) # Data no index # Data no # Data # no.3 đây: Node ID: địa xác nhận ID nút cảm biên, node ID có sơ Frame index- Chỉ số khung, tăng lên đơn vị sau mơi lân khung trun hồn thành D a ta no i: v i i d ữ liệu c ủ a cảm b iế n th ứ i, trư n g d ữ liệu đ ợ c c h ia làm p h ân gôm tên cảm biến giá trị đo cảm biến B A T : số m ứ c n ă n g lư ợ n g c ủ a pin cấp nguồn V í d ụ m ộ t k h u n g d ữ liệu n h ậ n về: #382553448#WASPMỎTE_XBEE#7#TCA:31 ttHUMIỈ :0#HUMỈ2:0#BAT:68#ACC:-Ỉ 2;90M CC1:715;477;382 # • Địa ID nút cảm biến: 382553448; • WASPMOTE_XBEE: Bo mạch Waspmote, mơđun XBee • Chỉ số khung: • N h iệ t độ T C A : 31 • D ữ liệu c ả m b iến đo độ ẩm đất: # H U M Ỉ1 :0 # H U M I2 # • C hỉ số pin: 68 • Giá trị cảm biến gia tốc theo trục X, Y, z Bằng thực nghiệm, cho hệ thống hoạt động trường hợp với khoảng cách từ hệ thống tới gateway khác nhau, ta xác định tỷ lệ chuyển giao gói liệu - C ác d ữ liệu đư ợ c q u ản lý, k iểm sốt th n g q ua w ebsite: h ttp ://u e tla n d slid e c o m w eb site c h ú n g tô i xây d ự n g gồm có p h ần ch ín h là: + H om e: G iới th iệ u c h u n g thự c trạng trư ợ t lở đất V iệt N a m y ếu tố thúc đẩy lĩnh vực đê x â y d ự n g tran g w e b V h ìn h vẽ m p hỏng việc lắp đặt n ú t m b iến thự c tế để th ự c h iện v iệc thu th ập d ữ liệu từ m trư n g bên ngồi, p h ác h ọ a m ặ t p h ẳ n g trư ợ t có khả gây trư ợ t lở đât Đ n g th i cũ n g giới th iệu m hình ch u n g c ủ a p h n g th ứ c tru y ền nhận liệu đê th ự c h iện v iệc th e o dõi d ữ liệu + S tatistics: bao g m p h ần ch ín h (F rom , T o, S elect n o d e) th ự c h iện v iệc ch ọ n nú t cảm biến đê theo dõi sơ liệu vị trí từ nút khoảng thời gian thực việc theo dõi liệu + G rap h ics: b ao g m p h ầ n ch ín h (F rom , To, S elect n o d e, G p h ty p e) th ự c c giơng Statistics, có thêm phần Graph type để lựa chọn cụ thể loại liệu mà cần theo dõi giám sát (Temperature, Moisture, Acceleration Battery) Nhưng khác với phần Statistics đóng vai trị thơng kê liệu mơi trường phần Graphics nhận liệu từ nút thực việc minh họa liệu thành chuỗi số liệu để thuận tiện vấn đề giám sát kiểm tra + About: Bao gồm số điện thoại quản lý để trang web nhận liệu từ nút gởi thông báo đên số điện thoại (message) để bảo đảm liệu môi trường cần khảo sát từ nút ln quản lý Hình 12 mơ tả giao din qun lý d liu ca trang web ã*ô*ããã ằ\m*4* Ị? Ii I ! sĩ w i ’ riiiiiMw v * í' ^ le ĩiĩíĩĩU Ỉ lỵạ# * 0900 Hình 12: Giao diện website đề tài b Khảo sát chuyển giao gói liệu Thực nghiệm phịng: Khi đo lường phịng thí nghiệm, kịch thực nghiệm thê Bảng Bảng 1: Kịch thực nghiệm đo lường phịng thí nghiệm Kiểu kết nối Hình Số nút lượng Khoảng cách từ nút tới gateway Nút Nút Nút 2.5 m 3m 4.5 m Phạm vi thực nghiệm Thời gian thực nghiệm mơ phịng 5x5 m2 M h ìn h th ự c n g h iệ m đ ợ c thể h iện tro n g hình 13, h ìn h 14 ản h ch ụ p thự c tế hệ thống nhiên, nhược điêm phương pháp phần tử hữu hạn khối lượng tính tốn lớn, khó triển khai thực tế diện rộng Trong nước (Phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu nước thuộc lĩnh vực nghiên ám đề tà; đặc biệt phải nêu cụ thể kết quà nghiên cứu liên quan đến đề tài mà cán tham gia đê tài thực Neu có đề tài củng chất thực cấp khác, nơi khác phải giải trình rõ nội dung liên quan đến để tài này; Nếu phát có đề tài tiến hành mà đê tài mày phoi hợp nghiên cihí cần ghi rõ Tên đề tài, Tên Chủ nhiệm để tài quan chủ trì đề tài đó) Biên đơi khí hậu việc khai thác tài nguyên, đào đắp xây dựng sờ hạ tâng nguyên nhân làm gia tăng vụ trượt lở đất, nước ỏ' vùng khí hậu nhiệt đới mưa nhiều nước ta Vân đê trượt lò’ đât Việt nam quan tâm chủ yêu quan quản lý nhà nước Sở Xây dựng, Sở Giao thông Vận tải, Sở Nông nghiệp Phát triên Nông thôn, quan quản lý câu đường bộ, đường sông chuyên gia, kỹ sư đến từ công ty tư vấn, trường, viện liên quan tới địa chât môi trường mà chưa có tham gia cùa người làm khoa học công nghệ (TT Huệ, 2001) Những nghiên cứu liên quan tới trượt lở đất Việt nam chủ yếu phần phần bản: + Hoặc phần ngọn, chẳng hạn biện pháp phòng ngừa mưa lớn, ngăn chặn nước thâm tâng đât gơc có thê mương thu nước ngăn chặn dòng chày rọ đá ngăn chặn dòng thâm chân mái dốc (NH Hạnh, 2008); giải pháp phát triển cỏ Vetiver loại có rễ phát triên mạnh thành chùm, đan xen đất chịu lực 1/6 lần so với bê-tơng, nên có tác động đệm, chống xói mòn + Hoặc phần bản: sâu phân tích nhân tố gây trượt lở độ dốc, lượng mưa trung bình năm, địa chất (thạch học), mật độ đứt gãy, phân cắt sâu, cắt ngang, trạng sử dụng đât (NĐ Lý, 2010), (ĐM Đức, 2007) Từ đó, nghiên cứu đưa đề xuất giải pháp giám sát dài hạn Vê ti trọng nghiên cứu trượt lở bờ sông trượt lở đất đại đa số nghiên cứu trượt lở bờ sông Các nghiên cứu cảnh báo trượt lở phân chia theo cảnh báo giám sát dài hạn tức thời Những nghiên cứu Việt nam chủ yếu cảnh báo giám sát dài hạn sử dụng bàn đô sô GIS kêt hợp ảnh vệ tinh (NV Liêm, 2Ũ08V Việc xâv dựne hệ thống cảnh báo tức thời cịn rât mẻ Việt nam Vì thế, nghiên cứu, khảo sát thiết lập mạng lưới quan trắc nhằm dự báo, ngăn ngừa, giảm thiêu trượt lở đất điều mà giới chuyên môn nước quan quản lý nhà nước cần tích cực nghiên cứu, tiếp cận 13.2 Đ ịnh h n g n ộ i (lu n g cần n g h iê n u Đ ề tài, lu ậ n g iả i s ự cần thiết, tín h cấp bách, ý nglìĩa lý luận thực tiễn (Trên sở đánh giá tình hình nghiên cứu Iron ợ ngồi nước, phân tích cơng trình nghiên cừu có liên qucm, kết lĩnh vực nghiên cứu đề tài, cần nêu rõ vân đê cịn tơn tại, từ nêu mục tiêu nghiên cửu hướnọ, giải mới, nội dung can thực - trả lời câu hỏi đề tài nghicn cím giải vấn đề gìi, thuận lợi khó khăn cần giải quyết) Một hiểm họa từ tự nhiên mà Việt nam phải đối mặt tượng trượt lở đất gây thiệt hại lớn ngưòi tài sản Những vụ trượt lở đất gần Hịa Bình, n Bái, Lào Cai, Hà Giang gây thiệt hại nghiêm trọng Từ thấy cần phải có phương án dự báo dài hạn dự báo tức thời tượng trượt lờ đất nhằm hạn chế tối đa thiệt hại người tài sản nhân dân Chính vi đề xuất “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị cảnh báo lở đất” có ỷ nghĩa cấp thiết Thiêt bị mà nhóm nghiên cứu đề xuất có khả phát trượt lở trước nhìn thấy băng măt thường trước nghe chuyến động lòng đất tai, thê phục vụ tơt cho cơng tác sơ tán để giảm thiểu thiệt hại Thiết bị cảnh báo đóng gói, đặt sâu khoảng 2m sưòn dốc Thiết bị sử dụng mạng lưới cảm biến qn tính chế tạo dựa cơng nghệ vi điện tử vói ưu điểm nhỏ gọn đảm bảo độ xác tốt nhằm đo rung động nhỏ đât Khi đo rung động, chương trình xử lý tín hiệu nhúng với thuật tốn thơng minh thực thi nhằm đánh giá khả trượt lở đất xảy hay khơng, từ có the đưa cành báo Một số cảm biến phụ trợ ví dụ cảm biến đo độ ẩm tích họp vao hệ thơng nhăm đưa đánh giá xác Vị trí lăp đặt hệ thơng cành báo tức thời khu vực đánh giá có khả trượt lở cao Để định khu vực có trượt lở cao nhóm nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh giám sát địa phương thời gian đủ dài (khoảng vài năm) Chính thấy rẳng đề xuất “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạothiết bị cảnh báo lở đât” mang ý nghĩa khoa học công nghệ rõ nét Nhóm nghiên cứu Bộ mơn vi điện tử vi hệ thống, Khoa ĐTVT, Trường ĐHCN, ĐHQGHN nhóm nghiên cứu mạnh ứng dụng cảm biến vi điện tử Nhóm đạt 02 giải thi Nhân tài đất Việt năm liên tiếp 2007 2008 Nhóm có số cơng trình khoa học vê đo rung động (xem mục 5) Chủ trì đề xuất nàyđã chủ trì thực 02 đê tài gơm: 01 tài câp ĐHQGHN (mã số QC.07.17) “Giám sát cơng trình dùng phân tích rung cảm biên gia tơc chiêu” 01 đề tài cấp Trường ĐH Công nghệ (mã số CN 10.05) “Phân tích rung dựa lập trình nhúng” sát với đề xuất nêu Cả hai đề tài nghiệm thu đạt loại tốt v ề nội dung chun mơn địa động lực, nhóm nghiên cứu phối hợp với nhóm nghiên cứu Viện Địa chất 14 - Liệt kê danh mục cơng trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài trích dẫn đánh giá tổng quan ]) Baum, R.L., Harp, E.L & Hultman, W.A (2000) “Map showing recent and historic landslide activity on coastal bluffs o f Puget Sound between Shilshole Bay and Everett, Washington,” U.S Geological Survey Miscellaneous Field Studies Map MF 2346 2) Kane, W.F., Beck, T.J., (1999) “Advances in Slope Instrumentation: TDK and Remote Data Acquisition Systems,” Field and Measurement Geomechanics: 5th International Symposium on Field Measurement in Geomechanics Singapore, 1999, 101-105 3) Baum, R.L., Godt, J.W., Harp, E.L., Mckenna, J.P., Mcmullen, S.R (2005) “Early warning of landslides for rail traffic between Seattle and Everett, Washington, U.S.A,” Landslide Risk 4) 5) 6) 7) 8) 9) Management Taylor & Francis Group, London, 731-740 Knutti, J.W., Allen, H.V., (2004) “Trends in MEMS Commercialization,” Enabling Technology for MEMS and Nanodevices, Edited by: Bates, F., Brand, o., Fedder, G.K., Hierold, c., Korvink, J.G., Tabata, o Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 21-47 Lynch, J.P., Law, K.H., Kiremidjian, A.s., Kenny, T.W., Carryer, E (2001) “The design of a wireless sensing unit for structural health monitoring,” Proceedings, 3rd International Workshop on Structural Health Monitoring, Sept 2001, Stanford, CA Lynch, J.P., Loh, K.J., (2006) “A Summary Review of Wireless Sensors and Sensor Networks for Structural Health Monitoring,” The Shock and Vibration Digest, 38(2), March 2006 Terzis, A., Anandarajah, A., Moore, K., Wang, I-J., (2006) “Slip Surface Localization in Wireless Sensor Networks for Landslide Prediction,” IPSN’06, April 19-21, 2006, Nashville TN Huggel Christian, et "Implementation and integrated numerical modeling of a landslide early warning system: a pilot study in Colombia." Natural hazards52.2 (2010): 501-518 Tran Due Tan, Nguyen Linh-Trung, Minh N Do, Modified Distorted Bom Iterative Method for Ultrasound Tomography by Random Sampling, The 12th International Symposium on Communications and Information Technologies Ự SC IT 2012), Australia, 2012 10) Tran Due Tan, Dinh Van Phong, Truong Minh Chinh, and Nguyen Linh-Trung, Accelerated Parallel Magnetic Resonance Imaging with Multi-Channel Chaotic Compressed Sensing, 2010 International Conference on Advanced Technologies for Communications ATC 2010, HCM Vietnam, Oct 2010, pp 146-151 11) Nguyên Trọng Yêm (chủ biên), Điều tra đáng gia tượng trưọt lở nguy hiểm kiến nghị giái pháp phòng tránh giảm nhẹ thiệt hại số vùng trọng điểm thuộc tỉnh Lào cai, Báo cáo tổng kết đề tài KHCN tỉnh Lào Cai, Sở KHCN MT Lào cai, 2000 12) Trân Trọng Huệ (chủ biên), Nghiên cứu đánh giá tổng họp loại hình tai biến địa chất lãnh thổ Việt Nam phương pháp phòng chống Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp nhà nước Viện Địa chất, 2001 13) Ngô Văn Liêm, Phan Trọng Trịnh, Nguỵễn Tuấn Anh, Hồng Quang Vinh, 2008 ứng dụng cơng nghệ GPS việc xác định chuyển dịch kiên tạo đại, biến dạng mặt đất cơng trình Tạp chí Địa kỹ thuật, Hà Nội, số 2, tr.21-32 Application of GIS to the determination of present day tectonic movement and deformation of ground surface and construction works Vietnam Geotecchinical Journal, vl2, No.2-2008, pp.21-32 14) Nguyên Đức Lý, Nguyễn Thanh, Các yếu tố ảnh hường đến trình trượt lờ đất đá sườn dốc đường giao thông miền núi tỉnh Quảng Bình, tạp chí khoa học, Đại học Huế, số 59, 2010 15) Nghiên cứu tượng trượt lở đất đá sườn dốc đường giao thông vùnẸ núi tỉnh Quảng Bình giải pháp phịng chơng Đê tài, dự án nghiên cứu khoa học phát triên cơng nghệ tỉnh Qng Bình, 2009 16) Đơ Minh Đức, Nguyễn Hồng Sơn: Ảnh hường điều kiện tự nhiên hoạt động nhân sinh đến tượng trượt lở khu vực thị xã Bắc Kạn Tạp chí Địa kỹ thuật, số 4/2007 17) Nghiêm Hữu Hạnh Một số giải pháp quản lý, phòng chống tai biến trưọt lờ vùng núi Việt Nam Hội nghị khoa học toàn quốc, Hà Nội, 2008 15 - Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng (Luận cử rõ cách tiêp cận van đề nghiên cứu, thiết kế nghiên cứu, phương pháp nghiên cím, kỹ thuật sử dụng găn với nội dung đề tài; so sánh với phương pháp giải tương tự khác vu phán tích đê làm rõ tính mới, tính độc đáo, tính sáng tạo đê tài) Cách tiếp cận: Trước tiên, nhóm nghiên cứu tìm hiểu nghiên cứu trưọt lở đất đư'Ọ'c thực nước khác, đặc biệt nước có điều kiện tự nhiên tương đồng vói nước ta Sau nhóm nghiên cứu tìm hiêu nghiên cứu có Việt nam trượt lở đất Một thuận lợi nhóm nghiên cứu có sụ họp tác chặt chẽ cán chuyên ngành địa động lực học, Viện Địa chất Những kiên thức địa động lực học kết hợp với kiến thức cảm biến xử lý tín hiệu cùa nhóm nghiên cứu từ Khoa ĐTVT, Trường ĐHCN để từ đề xuất giải pháp thiết kế hệ thống cảnh báo trượt lở thời gian thực P h ợ n g p h p n g h iê n u , k ỹ th u ậ t s d ụ n g : Đê có thê thực đề tài thành cơng, trước tiên phải nghiên cứu, nắm vững lý thuyết a) địa động lực học, trượt lờ đất b) cảm biến kỹ thuật xử lý tín hiệu tiên tiến để xử lý, đề xuất giải thuật giám sát cảnh báo Tiếp đó, giải thuật nguyên lý hoạt động hệ thống phải đuợc mô hình hóa mơ để đánh giá tính hiệu giải thuật hệ thống đề xuất Sau đó, nhóm nghiên cứu cân xây dựng thành hộp cảm biến (dự kiến 03 hộp) kết nối hộp cảm biến thành hệ thông thực tế Cuối cùng, hệ thống thực tế kiểm chứng thực nghiệm phịng thí nghiệm ngồi trường T ín h m i, tín h đ ộ c đáo, tín h s n g tạo: Nhóm nghiên cứu sử dụng thêm cảm biến dựa công nghệ vi điện tử với cảm biên trun thơng, kỹ thuật xử lý tín hiệu tiên tiến kết hợp với nghiên cứu vê địa động lực học, trượt lở đât đê xây dựng hệ thống giám sát, cảnh báo thời gian thực Có thể thây tính liên ngành đê tài thê rõ nét Việc đê xuât kỹ thuật xử lý tín hiệu thơng minh cho cảm biên MEMS phục vụ cho công tác cảnh báo hàm chứa hàm lượng khoa học cao đê có thê xuât tạp chí khoa học quốc tế Việc xây dựng thành hệ thống gồm phần cứng phần JTiềm thể tính cơng nghệ thực tiễn c a o _ 16 - Khả sử dụng sở vật chất, trang thiết bị (tên phịng thí nghiệm sử dụng đề tài) Nhóm nghiên cứu tận dụng số thiết bị môn Vi điện tử Vi hệ thống, Khoa ĐTVT, Trường ĐHCN Viện địa chất tạo rung, bàn xoay độ xác cao, dao động ký, máy phát sóng, cảm biến gia tốc, cảm biến vận tốc góc 17 - Phương án phối hợp với tổ chức nghiên cứu CO' sở sản xuất nưởc (nếu có) (Trình bày rõ phưomọ án Dhổi hơp: tên tồ chức phối hợp tham gia thực đề tài nội dung công việc tham gia để tài, kể sở sản xuất ngướỉ sử dụng kết nghiên cừu; khả đóng góp nhân lực, tài chính, sở hạ tầng-nếu có) Do tính chât liên ngành đề tài ứng dụng công nghệ điện tử truyền thông cho vân đê trượt lở đât (bài toán địa động lực) nên nội dung chun mơn địa động lực, nhóm nghiên cứu Trường ĐH Cơng nghệ phơi họp với nhóm nghiên cứu Viện Địa chât Các cán cùa nhóm Viện địa chât phụ trách nội dung tham gia vào nội dung (như trình bày mục 11) Việc vị trí lắp đặt cảm biên, đánh giá tác động thông số môi trường, xác định ngưỡng cảnh báo, điêu kiện tự nhiên động tới hộp cảm biến, đánh giá kết thục nghiệm nhũng hoạt động có thê phát huy tối đa mạnh đơn vị phối họp 18 - Phirơng án hợp tác quốc tế (nếu có) (Trình bày rõ phương án phổi hợp: tên đoi tác nước ngoài; nội dung hợp tác- đoi với đoi tác có hợp tác từ trước; nội dung cần hợp tác khn khổ đề tài; hình thức thực Phân tích rõ lý cân hợp tác dự kiến kết hợp tác, tác động hợp tác đổi với kết Đe tà i) 19 - Tóm tắt kế hoạch lộ trình thực ( LOGFRAME ) STT 1 1.1 1.2 Mục tiêu Sản phẩm Các nội dung, hoạt động chủ yeu Điều kiện thực Dự kiến kinh phí (T r.đ ) Cá nhân, tổ chức thực hiện* Thời ẹian (bat đầu, kết thúc) Điều tra, khảo sát, thí nghiệm, thu thập số liệu, nghiên cứu Nội dung 1: - 01 tài liệu Nghiên cứu phân tích nguyên nhân tượng trưọt trượt ỉở đất lở, nguyên - 01 tài liệu nhân, cách trạng trượt nhận biết lở số trạng khu vực trượt lở Nội dung 1.1: Nghiên cứu, tìm hiểu nhân tố làm phát sinh, phát triển trưọt lở đất 10 TĐ Tân NT Cường 4/20148/2014 Nội dung 1.2: Tìm hiểu trạng trượt lờ đất khu vực (Hịa Bình) phần lớn qua nghiên cứu sẵn có có 01 chuyến khảo sát thực tế 18 TĐ Tân NT Cường 6/20141/2015 Nội dung 2: Nghiên cứu thuật tốn xử lý tín hiệu nhằm xử lý thông tin từ cảm biến để đưa thơng tin cánh báo xác Nội dung 2.1: Lựa chọn, chuẩn, xây dựng đặc trưng cùa cảm biến tích hợp Chuyên đề 2.1.1 Cám biến gia tốc Chuyên đề 2.1.2 Cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm 22 TĐ Tân NX Trường 11/2014 -1/2015 Nội dung 2.2: Đề xuất giải pháp thu thập tín hiệu hiệu Chuyên đề 2.1.1 Sử dụng nén liệu sau lấy mẫu Chuyên đề 2.2.2 Tối ưu lượng cho hoạt động cảm biến mạng truyền thông 25 - 01 báo đăng tạp chí nằm danh mục ISI - 01 báo cáo tạp chí nước - 01 thạc sỹ TĐ Tuyên TĐ Tân TĐ Tuyên NX Trường 10/9014 i -ĩ o i » -7/2015 1.3 1.4 Nội dung 3: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống kết nối thiết bị phát trượt lở với máy trạm Nội dung 4: Lắp ráp toàn hệ thống chạy thử nghiệm - 01 báo đăng tạp chí chuyên ngành nước - 01 thạc sỹ - 01 prototype sản phẩm phần cứng; sản phẩm tham dự triển lãm Techmart: hệ thống gồm hộp cảm biến (gồm có cảm biến, vi điều khiển, thu phát RF) Nội dung 2.3: Đề xuất giải pháp tiền xử lý thông tin thu nhận hộp cảm biến Chuyên đề 2.3.1 Phương pháp miền tần số Chuyên đề 2.3.2 Phưong pháp miền thời gian 23 Nội dung 3.1: 26 TĐ Tân TĐ Tuyên 12/2014 -9/2015 NX Trường CĐ Trình TĐ Tuyên BT Hằng TĐ Tân PV Tuấn Xây dựng phương pháp định tuyến để truyền thông tin tới máy trạm Chuyên để 3.1.1 Nghiên cứu định tuyến tiết kiệm lượng Chuyên đề 3.1.2 Mô so sánh định tuyến tiết tiết kiệm lượng với định tuyến truyền thống 6/20146/2015 Nội dung 3.2: Phân tích liệu để đưa cảnh báo kịp thời Chuyên đề 3.2.1 Tổng hợp liệu từ nút Chuyên đề 3.2.2 Đề xuất giải thuật đánh giá đưa cảnh báo Chuyên đề 3.2.3 Thực cảnh báo thông qua GSM/GPRS dịch vụ khẩn cấp 26 CĐ Trình BT Hằng NX Trường 9/20147/2015 Nội dung 4.1: Lắp ráp thử nghiệm phịng thí nghiệm Chun đê 4.1.1 Thử nghiệm cảm biến gia tốc, cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm 30 NT Long ĐA Việt 6/201510/2015 Chuyên để 4.1.2 Thử nghiệm truyền thông tin mạng cảm biến k hô ng dây kêt nôi với máy trạm Nội dung 4.2: Thử nghiệm trường tình Hịa Bình Chun để 4.2.1 Thử nghiệm môi trường thời tiết khô Chuyên đề 4.2.2 Thử nghiệm mơi trường độ ẩm cao, có mưa 30 NT Long ĐA Việt 7/20153/2016 NX Truừng Ị-— * Ghi nhìÙng cá nhân có tên Mục 10 nghiên cíni sinh, học viên cao học tham gia ** Tổng kinh phí thực nội dung nghiên cứu Logframe băng tông mục Điều tra, k h ả o sát, t h ỉ n g h iệ m , th u th ậ p số liệu, n g h iê n c ứ u mục c h i p h í ch o đào tạo I phần V NCS học viên cao học tham gia nội dung ! III H ỈN H THỨC SẢ N PHẨM KHOA HỌC CỦA ĐÊ TÀI 20 Cấu trúc dự kiến báo cáo kết đề tài Pliần mở đầu Giới thiệu tổng quan nghiên cứu, đinh hướng mực tiêu đề tài, số nét trình thực C hương Nghiên cứu tượng trượt lở, nguyên nhân, cách nhận biết trạng trượt lở C lcương Nghiên cứu thuật tốn xử lý tín hiệu nhằm xử lý thơng tin từ cảm biến qn tính để đưa thơng tin cảnh báo xác C hương Nghiên cứu, thiết kế hệ thống kết nối thiết bị phát trượt lở với máy trạm C hương Lắp ráp toàn hệ thống chạy thử nghiệm K ế t lu ậ n Nêu kết đạt đề tài NCKH đào tạo Phân tích, đánh giá nhận xét vai trò kết nhận Nêu công việc định hướng phát triển tiếp đề tài í Ỉ3ài báo, báo cáo, sách chuyên khảo: Số báo đăng tạp chí quốc gia: 02 Số báo đăng tạp chí quốc tế: 01 (ISI) Số báo cáo khoa học, hội nghị khoa học nước: Số báo cáo khoa học, hội nghị khoa học quốc tế: Sách chuyên khảo sản phẩm khác dự kiến công bố: Ghi STT Dự kiến nơi công bố Tên sản phẩm Nội dung, ( dự kiên ) yeu cau khoa học cân đạt (Tạp chí, Nhà xuát bản) rạp chí quốc tế Tạp chí nước Giải pháp tiền xử iý thơng tin thu nhận hộp càm biến IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement; Automatika - Journal for Control, Measurement, Electronics, Computing and Communication ISI Phân tích Tạp chí Khoa học Đại học Thuộc danh tính liệu từ cảm Quốc gia Hà nội, Tạp chí Công mục nghệ thông tin Truyền thông, điểm hội biến nhằm Tạp chí KH Viện KH CNQS, đồng chức đưa cảnh báo Tạp chí KH - Học viện KTQS, Tạp danh giáo sư chí REV Journal on Electronics nhà nước kịp thời and Communication 22 Phương pháp; Tiêu chuẩn; Quy phạm; Phần mềm máy tính; Bản vẽ thiết kế; Quy trình cơng nghệ; Sơ đo, đồ; s ố liệu, Cơ sở dfr liệu; Báo cáo phân tích; Tài liệu dự báo (phương pháp, quy trình, mơ hình, )', Đe án, qui hoạch; Luận chứng kinh tế-kỹ thuật sản phẩm khác STT Yêu câu khoa học Tên sản phẩm Ghi ( dự kiến ) 23 Sản phâtn công nghệ Mau {model, maket); Sản phẩm (là hàng hố, tiêu thụ thị trường); Vật liệu; Thiết bị, máy móc; Dây chuyền công nghệ loại khác; Hệ thống cảm biến gồm Ơ3 hộp cảm biến đồng thời 03 nút mạng cảm biến, khoảng cách nút 100m Mỗi hộp cảm biến gồm loại cảm biến sau: cảm biến gia tốc (đo độ nghiêng, rung động đất), cảm biến đo độ ẩm đất, cảm biến áp suất STT Tên sản phẩm cụ thể tiêu chất lu-ợng chủ yếu sản phẩm Đơn vị đo M ức chất lượng cần đạt M ẩu tương tự (theo tiêu chuẩn mói nhất) Trong nước Thê giới Dự kiến số lượng/quy mô sản phẩm tạo Hệ thống cảnh báo trượt đất (gồm phần cứng phần mềm): hệ thống gồm hộp cảm biến dọc theo sườn dốc cách 100 m, hệ kết nối tới SĐT di động thông qua thiết bị GSM/GPRS kết nối với máy trạm, hệ thống phát trượt có tốc độ 0.1 tới 100 mm/ngày; hệ thống cảnh báo tốc độ trưọt vượt mm/giờ mm/ 24 Sản phẩm dự kiến đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp, giải pháp hữu ích, 2,5 Sản phẩm đào tạo STT Cấp đào tạo Số lượng - Tiến sỹ (hỗ trợ cho NCS) - Thạc sỹ 02 Nhiệm vụ giao liên quan đến đề tải Ghi (Dự kiến kinh p h í) Đ.vị: Tr đồng Thuộc nội dung 3: Giải thuật định tuyến cho việc truyền tin mạng không dây; 30 Thuộc nội dung số 2: Mơ kiểm chứng thuật tốn xử lý tín hiệu thu từ cảm biến gia tốc, độ ẩm 35 Thuộc nội dung số 3: Phân tích liệu máy trạm đưa định cảnh báo 26 Các sản phẩm khác :Sản phẩm tham gia triển lãm hội chợ Techmart IV K H Ả N ẤN G ỨNG DỤNG VÀ TÁC ĐỘNG CỦA K È T QUẢ N G H IÊN củv 27 - Khả ứng dụng kết nghiên cứu 27.1 Khả ímg dụng lĩnh vực đào tạo, nghiên cứu khoa học & cơng nghệ, sách, qn lý Kết nghiên cứu phục vụ cho đào tạo lĩnh vực vi điện tử, xử lý tín hiệu Khoa ĐTVT Trường Đại học Công nghệ 27.2 Khả ứng dụng thực tiễn (phát triển kinh tế -XH, sản xuất hàng hóa ) Sản phẩm đầu tư ứng dụng vào thực tiễn, cụ thể tỉnh khu vực Hịa Bình 27.3 Khả liên doanh liên kết với doanh nghiệp q trình nghiên cítru 28 - Phạm vi địa (dự kiến) ứng dụng kết đề tài Những tỉnh thường gặp hiểm họa trượt đất Việt nam (Hòa Bình, Lào Cai, Yên Bái ) 29 - Tác dộng lọi ích mang lại kết nghiên cứu 29.1 Dối với lĩnh vực KỈI&CN có liên quan (Nêu dự kiến đóng góp vào lĩnh vực khoa học công nghệ nước quôc tê, đóng góp mới, mở hướng nghiên cứu thơng qua cơng trình cơng bố ngồi nước) Đóng góp chuyên ngành vi điện tử, truyền tin, xử lý tín hiệu 29.2 Đơi với kinh tế - xã hội bảo vệ môi trường (Nêu tác động dụ kiến kết nghiên cíni xã hội: đóng góp cho việc xây dựng chủ trương, sách, pháp luật có tác động làm chityển biến nhận thức xã hội, phát triên kinh tế xã hội bảo vệ môi trường) Tai biến trượt lờ đất đá xảy thiên nhiên gây nên (mưa lũ đầu nguồn, xói mịn đồi núi V V ) có yếu tố người tác động (khai thác tài nguyên, phá hoại v.v ) Vì vậy, đề tài đáp ứng địi hỏi cấp thiết từ thực tiễn có tính ứng dụng cao Sản phẩm đầu tư ứng dụng vào thực tiễn góp phần giảm thiệt hại người vật chất cho người dân 29.3 Đoi với tổ chức chù trì sở ứng dụng kết nghiên cứu ( Đoi với đơn vị tổ chức thuộc ĐHQG ý tớ i: nâng cao trình độ, lực cán khoa học, cản giảng dạy, cán quản ỉỷ ; tăng cường thiết bị ) Đẩy mạnh nghiên cứu khoa học ứng dụng công nghệ Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Công nghệ 9.4 Kinh phí nguồn lực khác mà đề tài đem lại V K IN H P H Í TH ựC H IỆ N ĐẾ TÀI - Tổng kính p h ỉ thực đề tài : 300 ( triệu đồng ) - Phân bổ kinh phí: Đơn vị tính: Triệu TT Kinh phí Nội dung Năm thứ Năm thứ 1 Xây dựng đề cương chi tiết 1,5 Thu thập viết tổng quan tài liệu 1,5 Thu thập tư liệu (mua, thuê) Dịch tài liệu tham khảo (số trang X đơn giá) Viết tổng quan tư liệu Điều tra, khảo sát, thí nghiệm, thu thập số liệu, nghiên cứu 0 0 1,5 71 74 Chi phí tàu xe, cơng tác phí Chi phí th mướn Chi phí hoạt động chun mơn 74 71 [ í_ tiặ n v ã n ih c S ' TỊniê, mua sắm m u ìg thiết bị, ngụ vện vật liêu Thuê trang thiél bị Mua ưang thict bị Ị M u a n g u y ên v ật liệu, c y , c o n ! Hội rhầo khoH học \iế t háo cáo tồng kết ị thi) ; ì l ội th áo L Viết báo cảo tô n £ kết : N ụ h i ộ m t h u C;ĩ»ỉ li*»ịkẹ Mua văn phòng phâni Ị in ân DỈioiocopv ị Quun Ivjplv' I 150 Tổng kinh phi (Vgiỉởỉ viêt íỉnnPe minh lie cs».»»ỉ ĩ ■ nĩuri 2Ỉ4 trư 5m • 01 Kr» mQrh xử lý; 01 thu phát vô tuyến đến trạm 43 01 thu / phát tín hiệu từ máy chạm; 01 modem GSM/GPRS kết nối với máy tram 10 Viết báo cáo tông kêt TT 44 25 TT 44 Mua văn phịng phâm In ân, photocopy Quản lý phí Tơng kinh phí 18 300 * Tống kinh phí mục tơng kinh phí cùa bốn nội dung nghiên cứu logframe Ký tên Trần Đức Tân i )Ạí 1i ọ c Q U Ỏ C GI A MA MỘ) C Ọ N ( , Ì Í O Ả X Ả ÌIỌỈ C H U N C Ũ A ViịVì N A M T R Ư Ờ N G SI Ạ ỉ 1ỉ ỌC C Ò N G N G H Ẹ S i V V $ / ( I Đ - k r ì C Dộc lập N I ụ (in '!>' V Ậ / Hạnh phúc ì ì O d Y ■ • ■ ' Ỷ ' ; ỉ i ! ì r ’ ĩ ‘ỉũ ii! H Ợ PĐ Ỏ iN X ; m ự c 1HRN D Ì: [ Ai C A i' D ilỌ írH N NẤM 2014 Căn Tliông tư sổ 93/2 0 /r n.T/BTC-BKI ICN niiàv / 10/2.006 liưởnp, dần chẻ (15 khoán kinh plii cua de lài, dự án khoa học vả cịng nẹhệ sử dụng rìiứin sách nha nirớe: (.an cử c ỏ r i '4 vãn số 1669'"f C-ỉ 1CSN ngày 07'02/2014 cùa Bộ Tải chinh vịỌc I ạm ứng kinh phi liụrc hiên dề Lài/dự án K.H&CN; Can cư Quyết định số 18t)5/QĐ-KHC’K ngảv 2■;/6/2010 cua Giám due ‘r)::ìì họcQuốc Ìa Ha Nội (í)i iQCil [Ni vồ việc n ; hành huởnị; dần cumn 11 ■l>!1!■1 kill-.;! ÌIIH ii«;ụ Iiýhi.- , ỉ >1ỊỌỈ fi Ị \ ■ÚI h I n h i c m c ú d ẻ i / i m Ọ u y C -ì lù i CƯ C lip v a o liin iì Sìi t ) H ( H í h u > C1 ! ' D i M N m i n h n ă m d ó - K I !( \ l i " IS • ' tai d ìi J u ọ c ! M i l I I sH ! M ? I !• ì,, í ‘ !u 1- i \ ■ j - I ; I : CLIUỈ lii) p liv ú iis ứ l OitiíiỊ* tơi gơm: Bèn Ịiìao (Ben A ): !);)) diện : hù> sụ: Và: T r n ” Dụi học C ơng nghệ OS TS Nsịuyễn Iiiunh i huy Phó fỉiệu truỡ nạ PCiS ! s Trằn Xuần í’ú CluVc vu; l>i(’n (hoại: Sũ lài k h o n : Bèn nhộn (Bén B): Dun vị cỏng tác: T rư n g Pìiịnu Khua học c ỏ n u nghệ - ilợp íủ‘- Ọc lẽ 04 75 49826 (Phịiìịì K.HCN-HTQT) F ax: 0-1 37547'4()0 8)23 Tại: Ki 10 bạc Nhủ nước, c ấ u Giây Hà Nòi P C S T S I rần i)ứ c Tân K h o a Điện từ Viễn thông 1rườnạ Đại học Cór.g nghệ Diện thoại: 3 Su lỉii IvliOiin: 21510000229421) T ai: Ní>ơn lúmg HIDV r ầ u Giầy Hị Nịi VIí số th u ế : 801 5838938 ại Cục ll.uè Ilà Nội E - m í i i l : t a n t d Ạ H •)-ụ t ■c d u ■V lì ỉu ("hu niúịtii đi’ lái m ũ c i u i r o n ; ’, O I U ' L h i ậ n n t i ế u s V d a o l o (')? ỉ h a c SV V iẽ i h ã o c o l i ề n d ọ t h ự c l n ệ n v b i ’ c o l õ n ẹ k c t đ ê lái ỉ h c i ) m ã i i ÍỊII) d i n h Ị'hi ù ó n k in h p h ì ■ M Pnịiư đ c c ắ p l i ì c o đ ú n ụ CÍU' t o n i í t h i n g c h è d ỏ Ke hoạch 'ì i c h í n h lo i ( h a n Í! c ú c Siin p h m í :ì ! c l i í t ì h h i / ì ' h ì ! i ! i v a U U ‘ Oi 1í ’111 ■ I r u n g B i h ọ c C ó n g H : \ h J ?h í ì Ị !Ị : ? Mí/í IÍK T ; n m l í h o í i h ọ c l i u ’i) n ộ i d u n y ú ì íi-:ii H ộ í h u e h i Ọ n c ú ; : d õ ỉ:"n ỉ h e o í lợl I B áo c a o liên dụ lỉiục hi On liii í 1it r niìãi (iniỸis nị?ù'-' U' i d u n i i ;kil: > íi-6 \'U : 2(iì ()ị i.)ợl 2'liúo cao Lịup kùi Va nuỉiiựíii tim dO ím iưv Ii.v V.J Miêu 4: T r i í c h n h i ệ m c ủ a B èn A í- àp kinh phi c h o lỉe n R theo dim*?, li en độ th ự c đè lái chi íiei cu the nlìii ị.nii: [)ợt 1' T m ưnp ''ú tố n g kinh phí sau ídù h ợ p đ n g d ợ c k ỷ kết đưiìc cùp: sau cỏ kinh pịií • Dọ! 2: B ill B đ ợ c tạm ứ n g % kinh phí liếp iheo sau khí n ộ p hiên belli kicni í tiến dơ liiụv liiỌn úc ÙLÍ dà đ o D ỈK K ÌI ÍN phị d m c l \ ủ báo cáo lịiiNốl iu:'m lai chinh ciọì ỉ ) ọ í y °-.i k i n h p h í c o n lụi đ ợ c n h ậ n n ỏ l s a u klìi I k ỉ i i B n ú p ÌKÍO c o 101)” h ọ Ị'* t h i lí: h i ệ n tit: M Ì \ Ỉ i)iê n b ú n n g h i ệ m t h u d ê l i ilă d i r ụ c D H Q G H N p lì ẽ c l u v ộ i I ú I h u \' danh ọ íiÚ ! đụ ùiực hiựn \ i i \ » n S(f h i m i n í Ị fc* ( S I I Ị"! ) (l ố ỉ VĨI kõí Í HKÌ n s h i é n c t n i c u a ’.lé l ó i - ị u ' áit l i u i ộ c v ẽ hi-'i c • ( ỉ h: i i i I it ủ : Hi Vui i ; k: j ị i / p U i ' ; : ; : , ^r.-r n â u \ ! p i i i i i r ỉ ì O i t i ! q u ; í i r i i i Ì Ị i h u ’c ỈI , \ ’:1Ì Ị i u ị • i'i a a n l - •-.1 V-Oiiv ih !> I': :-i> ; I ii I ii'ị: íiutv.- h u íiú ì Iíà> 1.11|| I ;-M c ỉìin tụ H i.n s ii 1.1 i i ii'iTi'iy B Ạ ỉ DIẸỈV B Ê N A \ K I HLLl’i T R Ư Ờ N G PIIÓ IHẸƯ T R Ư Ớ N G q ' ( ;s; ; s / z N ^ Í I \ í*II L : ; u u h : n ;• i i ” ! b ; n i '• i ' , ì ! i U i Ị i V ị]! r =I : lu x c vi'i'-i noli-ụ $ i>AI l)IK N 1ỈÊN B c u r NMĩ Ì ỆM Bí ; I Aĩ l ì Ị lij in li huy " P C S Í'S, T r ầ n Đ í r c T i ì n k H i I.• ... dụng đất (NĐ Lý, 2010), (ĐM Đức, 2007) ' Vê ti trọng nghiên cứu trượt lở bờ sông trượt lở đất đại đa số nghiên cứu trượt lở bờ sông Các nghiên cứu cành báo trượt lở phân chia theo cảnh báo giám... Ọ C quốc: g ia h n ộ i BÁO CÁO TỎNG KẾT K ẾT QUẢ T H ự C H IỆ N ĐỀ TÀI KH& CN CẤP ĐẠI h ọ c q u ố c g i a Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị cảnh báo lở đất Mã số đề tài: QG.14.05... hành dự án, đề tài trượt lở đất Các nghiên cứu giới nhờ có hỗ trợ khoa học công nghệ cao thu nhiều kết vấn đề cảnh báo trượt lở đất (Kane, 1999) Tuy nhiên, hệ thơng cảnh báo thời gian thực thương