3.4 là hình nh c p thông minh, có thi t b nh v GPS và luôn g
Hình ả ủa xe đạ ế ị đị ị ửi
v trí c a xe qua SIM. S xu t hi n cị ủ ự ấ ệ ủa xe đạp thông minh này đã làm giảm đáng kể tình trạng mất xe đạ ở đây.p
3.1.5 Đỗ xe thông minh
xe là m t v thách th c bi khu v c thành th
Đỗ ộ ấn đề ức, đặ ệt ở ự ị nơi mà 30% tắc
nghẽn giao thông được gây ra do tài x ế vòng v o để tìm không gian đỗ xe. Thi t b ế ị đỗ xe hông minh cung cấp thông tin đỗ xe cho người dân t i th i gian thạ ờ ực để làm vi c quệ ản lý đỗ xe tốt hơn.
Hình 3.4: Trường h p tham kh o h ợ ả ệ thống đỗ xe thông minh.
Trong dịch vu này, sensor được đặt dưới nh ng chiữ ếc xe hơi sẽ ế ố ớ k t n i v i server của bãi đỗ xe qua mạng di động để nhận thông tin bãi đỗ. Các sensor n n t ng LoRa kề ả ết h p v i th cho phép các d ng c ợ ớ ẻ ụ ụ giám sát bãi đỗ cung c p cho chính quy n thành ph ấ ề ố m t gi i pháp toàn di n cho vi c m rộ ả ệ ệ ở ộng người tr n cho h ả tiề ệ thống đỗ xe. V i mớ ột ứng dụng di động, mọi người có th nhìn th y ngay l p t c t b t c ể ấ ậ ứ ừ ấ ứ đâu các khoảng trống đỗ xe đang bị chi m gi và không thanh toán. ế ữ
Các ti n ích này còn giúp giệ ảm đội ngũ nhân viên vì những người quản lý bãi đỗ không c n lái xe hoầ ặc đi bộ ột đường đi nhấ ị m t đ nh. H có th nhìn th y ch nào c n h ọ ể ấ ỗ ầ ọ qua một ứng dụng được k t nế ối đến Cloud. Điều này có nghĩa là cần ít hơn nhân viên văn phòng để duy trì vi c thu phí phát hi n t i, và s d ng nhân l c tệ ệ ạ ử ụ ự ốt hơn sẽ giúp tăng thu nhậ ổp t ng c a thành ph . ủ ố
Ứng dung này đượ ử ụng đểc s d theo dõi vi c s dệ ử ụng bãi đỗ xe dài h n ạ ở các khu vực mậ ột đ phương tiện giao thông cao.
• Cách thức hoạt động.
Hình 3.5: Mô hình bãi đỗ xe thông minhCác s n phả ẩm của Semtech trong ng d ng: ứ ụ Các s n phả ẩm của Semtech trong ng d ng: ứ ụ Sensor: - SX 1272/3 - SX 1276/7/8/9 Gateway: - SX 1301 Trong đó:
- Thành phố xác định các không gian và thiết bị đo muốn nâng cấp với các sensor và thiết bị đo (meter) trong khu vực. Dữ liệu được thu thập và chuyển về bên bán. Các sensor và thiết bị đo sau đó được tiền định hình (pre-configured), liệt kê và sau đó gửi đến khác hàng để cài đặt.
gom trong trung tâm ứng dụng Cloud và có sẵn với tất cả những người sử dụng thông qua web.
- Người sử dụng bây giờ có thể sử dụng hệ thống đỗ xe thông minh bằng giao dịch qua thẻ một cách an toàn và đáng tin cậy, và tăng mức tổng thanh toán cho dịch vụ đỗ xe. Công nghệ LoRa đảm bảo an toàn và có thể áp dụng với mạng không di động.
- Dữ liệu thu thập từ các sensor trong khu vực được sử dụng để theo dõi chỗ đỗ xe đã được sử dụng hay chưa. Nếu đã được sử dụng, thông tin thanh toán sẽ được kiểm tra. Nếu chưa trả phí, nhân viên quản lý được phái đi ngay lập tức đến tận nơi để đưa vé.
- Theo thời gian, dữ liệu có thể được phân tích để theo dõi hầu hết không gian được sử dụng thường xuyên, sử dụng ngoài giờ và những vụ phá rối thường xuyên, do đó cung cấp vị trí đến lực lượng quản lý bãi đỗ và ban quản lý thành phố.
3.1.6 Giám sát thú cưng
i và t thân thi t, tuy nhiên nhi i l i không may m n
Con ngườ thú cưng rấ ế ều ngườ ạ ắ
đối m t v i vặ ớ ấn đề ấ m t ho c m t cặ ấ ắp thú cưng. Ứng dụng giám sát thú cưng là mộ ứt ng dụng giúp người dùng giám sát hoạt động thú cưng của h và quan tr ng nh t là v ọ ọ ấ ị trí c a chúng toàn th i gian. Thi t b nh nh ủ ờ ế ị ỏ ẹ được đặt xung quanh c cổ ủa thú cưng được g n chipset NB-IOT giúp gắ ửi thông tin giám sát đến thi t b ế ị người dùng. Thi t b ế ị NB- IOT này thu th p và g i thông tin v trí qua GPS và d ch v v trí và nó có th hoậ ử ị ị ụ ị ể ạt động định k ho c trong th i gian th c d a theo nhu cỳ ặ ờ ự ự ầu người dùng.
nh c thông tin tuy c tích
Người dùng sau đó có thể ận đượ ến đường giám sát đượ
h p v i bợ ớ ản đồ. Hơn nữa, thi t b ế ị này được g n v i nhi u d ng chuông báo có th báo ắ ớ ề ạ ể động cho người dùng khi pin thi t b ế ị đang gần h t. ế
Hình 3.6: Trường h p tham khợ ảo giám sát thú cưng.3.1.7 Chiếu sáng thông minh 3.1.7 Chiếu sáng thông minh
H ệ thống chi u sáng thông minh giúp kiế ểm soát đ n đường giúp giàm tiêu hao năng lượng l n nh t c a 1 thành ph . H ớ ấ ủ ố ệ thống chiếu sáng thông minh giúp điều ki n h ể ệ thống chi u sáng t ế ừ xa, điều ch nh lượng thời gian đ n được bật để ảm chi phí năng gi lượng t i ớ m c th p nh t mà không ứ ấ ấ ảnh hưởng đến an toàn công c ng. H ộ ệ ốth ng chi u ế sáng thông minh còn giảm đáng kể chi phí bảo dưỡng đ n đường và đơn giản hóa việc qu n lý tài s n. H ả ả ệ thống còn có th phân phát kể ết nối và năng lượng cho các ng d ng ứ ụ thành ph thông minh khác. Ví d , ố ụ ở Los Angeles microphone được gắn vào đ n đường ở những nơi giao nhau đông đúc để thu ti ng ế ồn và ngay l p tậ ức xác định được các trường h p xợ ảy ra như va chạm xe hơi.
Nhờ thực hi n gi i pháp chi u sáng thông minh k t h p v i các sensor và gateway ệ ả ế ế ợ ớ g n vào cùng v i công ngh Lora và m ng không gian rắ ớ ệ ạ ộng năng lượng th p d a vào ấ ự giao th c (protocol) LoRaWan, thành ph có th c t gi m bứ ố ể ắ ả ớt chi phí năng lượng tốt hơn mà v n gi ẫ ữ an toàn cho người dân.
Hình 3.7: Mô hình chi u sáng thông minh ế
Hình 3.8 mô tả ấ c u trúc h ệ thống chiếu sáng đ n thông minh trong thành phố Các s n phả ẩm của Semtech s d ng trong ng d ng: ử ụ ứ ụ Các sensor: • SX1271/3 • SX1276/7/8/9 Gateway: • SX1301
1. Các sensor g n v i mắ ớ ỗi đ n đường có kh ả năng kiểm soát chức năng của đ n. 2. Công ngh Lora trong sensor k t n i vệ ế ố ới đ n đường thông qua gateway của Lora.
3. Gateway Lora t p h p lậ ợ ại dữ liệ ừ ấ ả đ n đườ u t t t c ng xung quanh khu vực. 4. Các sensor cho các ng d ng thành ph thông minh khác k t nứ ụ ố ế ối đến cùng gateway.
5. Gateway gửi thông tin đến Cloud, tại đó dữ liệu được x lý bử ởi ứng d ng server ụ (application server).
6. Application server ki m soát chi u sáng. ể ế
7. Server g i thông báo bử ảo dưỡng khi đ n cháy bóng hoặc các vấn đề khác.
3.2 ng d ng thành ph thông minh Hàn Qu c Ứ ụ ố ở ố
3.2.1 Khu giao thương miễn phí Inchone
Sự phát triển này bao gồm Thành phố Thương mại quốc tế Songdo. Nó được xây dựng trên một bán đảo ở bờ biển của Seoul và nó bao gồm văn phòng, nhà ở, khu mua sắm, khách sạn và không gian cộng đồng.[16]
Cisco, một công ty công nghệ thông tin lớn của Mỹ, đã được giao nhiệm vụ lắp đặt cáp sợi quang cho thành phố để kết nối các hệ thống khác nhau giữ Songdo hoạt động. TelePresence sẽ được lắp đặt trong nhà, văn phòng, bệnh viện và trung tâm mua sắm để mọi người có thể gọi điện video bất cứ nơi nào họ muốn. Cảm biến được gắn trên đường phố và trong nhà để giám sát mọi thứ từ nhiệt độ đến trạng thái trên đường cho phép thành phố để hoạt động hiệu quả và nhanh chóng phản ứng lại các vấn đề phát sinh. Những cảm biến này cũng theo dõi những thứ như cháy và an toàn trong nhiều tòa nhà, và kiểm soát mực nước và chất lượng tại Công viên Trung tâm của Songdo. Những thông tin này có thể được chuyển thành báo động cho người dân biết khi nào một chiếc xe bus đến bến hoặc thông báo chính quyền khi xuất hiện hành vi phạm tội. Thẻ RFID trên xe ô tô sẽ đảm bảo việc nới lỏng tắc nghẽn bằng cách quản lý giao thông đường bộ; đ n giao thông sẽ được sử dụng đ n LED rất hiệu quả. Điện năng tiêu thụ của ngôi nhà và các thiết bị điện của họ được theo dõi tự động để nắm rõ hơn về cách thức người dân sử dụng năng lượng và thích ứng lưới điện để cung cấp cung và cầu kết hợp hiệu quả. Hơn nữa, khoảng 40% của Songdo sẽ là không gian xanh, bao gồm cả thảm thực vật trên mái nhà để giúp làm mát thành phố. Bẫy nước mưa và việc tái chế 'nước xám' từ bồn rửa và máy rửa chén sẽ làm giảm nhu cầu nước sạch. Xe chở rác cũng sẽ là quá khứ với một hệ thống thu gom chất thải khí nén mà hút ẩm và làm khô rác rồi đưa thẳng đến bãi chứa thông qua một mạng lưới ống.
3.8 ng h p tham kh o c a d ng c
Hình : Trườ ợ ả ủ ụ ụ đo thông minh.
3.8 khái quát các thi t b a thành ph i qu c t
Hình ế ị đo thông minh củ ố thương mạ ố ế
Songdo.
3.3 ng d ng thành ph thông minh Châu Âu Ứ ụ ố ở
3.3.1 Smart city Hà Lan ở
Vào 2016, Amsterdam được trao giải thưởng “Giải thưởng Trung tâm sáng tạo Châu Âu”. Amsterdam đã đặc biệt thành công trong quy hoạch đô thị, với thực tế là mọi cư dân thành phố đều tiếp cận với điều kiện vệ sinh có thể chấp nhận. Với cộng đồng khởi nghiệm dày dạn kinh nghiệm, Amsterdam đã thành lập các chương trình nuôi dưỡng thành công như StarupDelta và Startup Amsterdam. Nỗ lực của thành phố để giữ sự đổi mới và sử dụng năng lượng tái tạo bao gồm xe tải điện để thu gom rác, cùng với tấm pin mặt trời nạp năng lượng cho phòng chờ xe bus, bảng dán thông báo và đ n. Hàng ngàn doanh nghiệp và hộ gia đình đã được sửa đổi bằng cách lợp mái bằng năng lượng hiệu quả, tự động làm mờ các thiết bị ánh sáng, đồng hồ thông minh và đ n LED năng lượng cực thấp.
3.3.2 Smart city ở Thuỵ Điển
Stockholm được vinh danh là Trung tâm xanh của Châu Âu vào 2010 bởi hội đồng ủy ban Châu Âu. Hơn nữa, Stockholm là thành phố đầu tiên giới thiệu dịch vụ di động 4G/LTE. Stockholm xếp hạng cao về cư dân (cư dân thành phố tái chế khoảng 100kg chất thải một người), số hóa của chính phủ và tốc độ internet. Mạng lưới giao
thông công cộng phức tạp bao gồm phà, tàu tốc độ cao, lên đến 2000 xe bus thành phố, 1000 tàu địa phương và xe điện (đa số chúng chạy trên năng lượng sạch). Đa số phương tiện giao thông sử dụng nhiên liệu từ 2 nhà máy xử lý nước thải sản xuất biodiesel. Thành phố cung cấp mức giảm thuế cho công ty lắp đặt sensor có chức năng tắt đ n khi tòa nhà không có người. Stockholm còn có 3000 công ty công nghệ sạch mục tiêu giúp thành phố xanh sạch hơn.
Hình 3.9: Thành ph thông minh Stockholm ố ở
3.4 K t lu ế ận chương
Trong chương này, tôi đã trình bày các ứng d ng c a LoRa trong thành ph thông ụ ủ ố minh và gi i thi u v các thành ph thông minh trên th gi Các ng d ng trong thành ớ ệ ề ố ế ới. ứ ụ ph thông minh rố ất đa dạng, phong phú, có ý nghĩa thực ti n cao ph c v và giúp nâng ễ ụ ụ cao đờ ống người s i dân, ti t kiế ệm năng lượng và b o v môi trư ng. ả ệ ờ
Chương 4: Ứ ng d ng LoRa ụ ở Việt Nam, các d ự án đang nghiên cứu và th c hi n ự ệ
4.1 Các nghiên c u và tri n khai m ng LoRa ứ ể ạ ở Việt Nam
n nay, công ngh LoRa còn khá m i m ng IOT
Hiệ ệ ớ ẻ ở Việt Nam. Xu hướ ở Việt
Nam đang bắt đầu phát tri n và công ngh ể ệ được s d ng ph bi n nh t v n là wifi, 3G/4G, ử ụ ổ ế ấ ẫ zigbee, …Hiệ ạ ởn t i nư c ta vớ ẫn chưa có mộ ựt d án IOT nào s d ng công ngh LoRa ử ụ ệ được triển khai và đưa vào thự ếc t . Vi c s dụng băng tầệ ử n của LoRa cũng chưa được B ộ Thông Tin và Truy n Thông c p phép s dề ấ ử ụng. Đây là một công ngh r t mệ ấ ới ở Việt Nam và vì v y vi c s d ng công ngh ậ ệ ử ụ ệ này đang ở ức độ m nghiên c u và phát tri n tứ ể ại các phòng Lab của các trường đạ ọi h c. Mới đây, tập đoàn công nghệ ễ vi n thông quân đội Viettel cũng đang quan tâm và phát tri n công ngh này t i Vi t Nam. ể ệ ạ ệ
4.2 Băng tần LoRa tại Vi t Nam ệ
Băng tần s d ng LoRa ử ụ ở Việt Nam được b Thông tin và Truyền thông quy định ộ qua thông tư: Quy định danh m c thi t b vô tuyụ ế ị ến điện được mi n gi y phép ễ ấ s d ng t n s vô tuy n ử ụ ầ ố ế điện, điều ki n k thuệ ỹ ật và khai thác ngày 26 tháng 12 năm 2016.[17]
u ki n k i v i thi t b dùng trong m
Theo đó, điề ệ ỹ thuật và khai thác đố ớ ế ị ục đích
chung được mi n gi y phép s d ng t n s vô tuyễ ấ ử ụ ầ ố ến điện khi tho mãn các yêu c u: ả ầ - Băng tần 918 923 MHz, công su t phát ho– ấ ặc trường t từ ối đa của thi t b ế ị
25 Wm . Đoạn băng tầ ừn t 918 – 918.4 MHz đượ ử ụng làm băng tầc s d n b o v ả ệ h ệ thống thông tin vô tuyến điện s dử ụng băng tần li n k . T ề ề ổ chức, cá nhân có liên quan không cài đặt thi t bịế hoạt động ở đoạn băng tần này
Theo như yêu cầu trên, ta thấy LoRa được phép s d ng d i t n s t 918.5 ử ụ ở ả ầ ố ừ MHz đến 923 MHz vì công su t phát cao nh t là 14dBm (25mW), tho ấ ấ ả mãn quy định trên.
4.3 D án Airmap s d ng module LoRa M2B ự ử ụ
4.3.1 Khái quát v d án ề ự n bi
Nhậ ết được xu hướng phát tri n c a công ngh , lab SPARC c a th y Hàn Huy ể ủ ệ ủ ầ Dũng cũng có các nhóm sinh viên th c hi n nghiên c u và tri n khai d án IOT s d ng ự ệ ứ ể ự ử ụ công nghệ LoRa. Trong đó có dự án Airmap b– ản đồ ấch t lư ng không khí t i Hà N i ợ ạ ộ
Hà N i luôn n m trong top 10 thành ph ô nhi m không khí nh t th gi i theo ộ ằ ố ễ ấ ế ớ như trang đánh giá ch s ô nhi m không khí aqicn.org d a trên các ch s ố ễ ự ố không khí như nồng độ CO2, SO2, b i PM2.5, Ozone, NO2. Tuy nhiên s ụ ố trạm quan tr c không khí tắ ại Hà N i r t ít vì vộ ấ ậy đòi hỏ ầi c n có nhi u trề ạm đo không khí để có th ể theo dõi và đánh giá m t cách chính xác mộ ức độ ô nhi m không khí t i Hà N i ễ ạ ộ
T ừ ý tưởng trên nhóm nghiên cứu đã thực hi n d án Airmap bệ ự – ản đồ chất lượng không khí tại Hà Nội, một dự án IOT s d ng công ngh truy n nh n LoRa ử ụ ệ ề ậ
4.3.2 T ng quan h ổ ệ thống
Hình 4.1: Sơ đồ khố ệ thối h ng Hình 4.1 miêu tả tổng quát các phần của hệ thống:
Các trạm đo gồm các cảm biến không khí CO2, SO2, bụi PM2.5, PM10 được đo đạc, xử lý bằng vi điều khiển STM32, sau đó dữ liệu sẽ được truyền bằng công nghệ LoRa lên một trạm Gateway. Gateway chuyển dữ liệu lên Server để lưu trữ. Server trả
về API để hiển thị các thông tin về ch số chất lượng không khí (AQI) lên app trên điện