Ứng dụng IoT trong cuộc chiến chống xâm nhập mặn
Trước thực trạng xâm nhập mặn đang trở thành thách thức lớn tại nhiều tỉnh thành trên cả nước, đặc biệt là các hệ thống sông lớn, các nhà khoa học Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nghiên cứu và ứng dụng thành công giải pháp Internet vạn vật (IoT) vào công tác giám sát. Hiện tượng này không chỉ ảnh hưởng nghiêm trọng đến an ninh lương thực, nuôi trồng thủy sản và sản lượng cây ăn quả, mà còn tác động trực tiếp đến đời sống và sức khỏe của người dân.
Tình hình báo động tại Đồng bằng sông Cửu Long
Tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, tình trạng xâm nhập mặn đang ở mức báo động do nhiều nguyên nhân phức tạp. Nước biển dâng, nhiệt độ tăng cao và khai thác nước ngầm quá mức đã gây ra những tác động tiêu cực đến hoạt động sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp. Thống kê cho thấy, năm 2024, sản lượng lương thực có hạt của cả nước đã giảm 81,1 nghìn tấn so với năm 2023, trong đó xâm nhập mặn được xác định là một trong những nguyên nhân chính. Trong bối cảnh phát triển kinh tế - xã hội, công tác giám sát và cảnh báo xâm nhập mặn được coi là giải pháp cấp thiết hàng đầu hiện nay.
Dự án đột phá từ Viện Hàn lâm
Dưới sự dẫn dắt của Thạc sĩ Nguyễn Thị Nhật Quỳnh cùng các đồng nghiệp tại Viện Cơ học và Tin học ứng dụng (nay là Viện Công nghệ thông tin, Viện Hàn lâm), nhóm nghiên cứu đã triển khai Dự án sản xuất thử nghiệm cấp Viện Hàn lâm mang tên “Hệ thống giám sát xâm nhập mặn ứng dụng công nghệ IoT”. Dự án này kế thừa và phát triển từ đề tài “Nghiên cứu và thiết kế máy đo độ dẫn điện nước siêu sạch có độ phân giải đến 0.01μS/cm” của Viện Vật lý Thành phố Hồ Chí Minh.
Hệ thống giám sát được sản xuất thử nghiệm với 20 thiết bị đo đa chỉ tiêu, cho phép theo dõi chính xác độ mặn của nước (trong phạm vi 0-85g/L), độ dẫn điện (EC) và nhiệt độ nước (TE). Mỗi thiết bị được lắp đặt trên một hệ thống khung phao nổi, tích hợp tấm pin năng lượng mặt trời để cung cấp nguồn điện ổn định. Dữ liệu đo đạc được tự động truyền về máy chủ thông qua mạng không dây, sau đó phân tích và hiển thị trên ứng dụng điện thoại thông minh App IoTVision, giúp người dùng dễ dàng theo dõi và nhận cảnh báo kịp thời khi độ mặn vượt ngưỡng cho phép.
Ưu điểm vượt trội và tiềm năng mở rộng
Thạc sĩ Nguyễn Thị Nhật Quỳnh chia sẻ: “Điểm nổi bật của hệ thống là khả năng giám sát liên tục theo thời gian thực, dễ dàng mở rộng quy mô để phù hợp với thực tiễn. Hệ thống có thể triển khai đồng thời nhiều trạm đo, hình thành mạng lưới giám sát trên diện rộng, phục vụ hiệu quả cho công tác quản lý tài nguyên nước và thích ứng dài hạn với biến đổi khí hậu.”
Không dừng lại ở phạm vi sản xuất thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đang tiếp tục cải tiến thiết bị đo với phiên bản mới hơn, phù hợp với xu thế phát triển không ngừng của công nghệ và điều kiện môi trường khắc nghiệt tại các điểm đặt trạm đo. Hệ thống này hứa hẹn cung cấp nguồn dữ liệu chính xác cho các cơ quan quản lý và người dân trong việc xây dựng kế hoạch sản xuất, nghiên cứu và ứng dụng vào nuôi trồng thủy hải sản, đồng thời góp phần giảm thiểu rủi ro và thiệt hại do xâm nhập mặn gây ra.
Ứng dụng rộng rãi và sự công nhận quốc tế
Kết quả nghiên cứu của dự án không chỉ dừng lại ở việc giám sát xâm nhập mặn, mà còn có tính ứng dụng cao trong phát triển hệ thống giám sát tài nguyên môi trường nước và quan trắc môi trường. Dự án hướng tới xây dựng cơ sở dữ liệu toàn diện về quan trắc và giám sát, tiến tới dự báo tình hình nhiễm mặn ở các khu vực rộng lớn.
Đáng chú ý, dự án đã nhận được sự đánh giá cao từ Quỹ Newton của Viện Hàn lâm Kỹ thuật Hoàng gia Anh (RAEng) về tiềm năng thương mại hóa sản phẩm. Dự án còn được RAEng tài trợ để cán bộ sang London đào tạo về thương mại hóa kết quả nghiên cứu khoa học. Các thành viên Hội đồng nghiệm thu dự án của Viện Hàn lâm cũng ghi nhận những kết quả ấn tượng của nhóm nghiên cứu, đặc biệt là việc phát triển thành công hệ thống giám sát xâm nhập mặn ứng dụng công nghệ IoT - một sản phẩm công nghệ Việt Nam hoàn toàn. Các thiết bị phần cứng và phần mềm trong hệ thống đều thể hiện tính đồng bộ cao, đã được thử nghiệm và vận hành ổn định trong điều kiện thực tế.
