Được thực hiện bởi GS.TS Lê Minh Phương thuộc Phòng thí nghiệm nghiên cứu điện tử công suất tại Trường Đại học Bách khoa – ĐHQG TP.HCM, hệ thống nghiên cứu và phát triển đo lường tiêu thụ nước hộ gia đình Việt Nam hứa hẹn sẽ giúp các đơn vị cấp nước giảm thiểu công đoạn thu thập dữ liệu từ đồng hồ nước của các hộ gia đình.

Giờ đây, nếu công nghệ mới này được đưa vào sử dụng, các công ty quản lý nước sẽ không cần đích thân cử nhân viên đến kiểm tra thông tin nước hàng tháng để thu thập dữ liệu mà máy móc có thể tự động làm công đoạn đó với độ chuẩn xác cao, kết hợp với khả năng giám sát từ xa và cảnh báo tự động khi phát hiện hành động trộm nước.

Trước đây, việc thu thập dữ liệu từng đồng hồ nước của mỗi hộ gia đình đều đòi hỏi sự can thiệp thủ công đều đặn từ các nhân viên của các công ty cấp nước. Những chủ hộ trong vòng vài chục năm gần đây chắc sẽ còn nhớ về quãng thời gian khi mà cách một đoạn thời gian nhất định, họ sẽ phải phối hợp với nhân viên công ty nước để cạy nắp bảo hộ đồng hồ, qua đó đo lường mức nước tiêu thụ.

Điều này là bắt buộc vì các đồng hồ nước cơ hiện nay chỉ có thể hiển thị số liệu trực tiếp trên mặt đồng hồ và chỉ có thể đọc được tại chỗ, tạo ra thách thức lớn khi muốn thu thập toàn bộ dữ liệu của các hộ gia đình trên khắp Việt Nam. Bài toán này đã khiến nhiều người cũng như các thành viên trong nhóm nghiên cứu tự hỏi: “Làm thế nào để giảm thiểu công đoạn thu thập thủ công này?”

Để giải quyết vấn đề này, Tổng Công ty Cấp nước Sài Gòn (SAWACO) đã hợp tác với Phòng thí nghiệm “Nghiên cứu Điện tử công suất” thuộc trường Đại học Bách khoa – ĐHQG TP.HCM. Họ đã phát triển một hệ thống mới bằng cách trang bị đồng hồ nước cơ truyền thống một mạch điện tử chứa bộ vi điều khiển sử dụng pin.

Mạch này có khả năng đọc dữ liệu từ đồng hồ cơ và truyền thông qua mô-đun phát sóng LoRa theo phương thức không dây (wifi). Điều này giúp đồng hồ nước không chỉ đo lưu lượng nước mà còn kết nối không dây với mạng LoRaWAN, cho phép giám sát từ xa và cảnh báo tự động (khoảng cách truyền xa nhất đạt gần 2.000m). Pin của đồng hồ có thể sử dụng được trong khoảng 05 năm, và thiết bị được bảo vệ với chuẩn IP67, đảm bảo an toàn khi lắp đặt ngoài trời trong môi trường ẩm ướt và nhiệt độ cao.

Để giải quyết vấn đề về sai số đọc dữ liệu, nhóm nghiên cứu đã bổ sung cảm biến cảnh báo vào mạch điều khiển. Cảm biến này sẽ gửi tín hiệu đến vi điều khiển chính khi phát hiện từ trường bên ngoài tác động, và vi điều khiển chính sẽ phát tín hiệu cảnh báo đến hệ thống quản lý. Điều này giúp hệ thống tránh được những tác động từ ngoại vi và giữ cho dữ liệu được thu thập được chính xác và đáng tin cậy.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm bằng cách lắp đặt các mẫu đồng hồ nước thông minh được cải tiến từ đồng hồ nước truyền thống tại nhiều địa điểm khác nhau, bao gồm trường Đại học Bách Khoa, khu Ký túc xá Đại học Bách Khoa, và một khu dân cư ở khu vực nông thôn. Kết quả cho thấy dữ liệu từ đồng hồ được truyền về các LoRa Gateway một cách ổn định, ngay cả ở những khu vực có nhiều cây cỏ che khuất.

Để tiếp tục kiểm tra hiệu quả và ổn định của các loại công nghệ, SAWACO tiếp tục hợp tác với nhóm nghiên cứu để thử nghiệm 40.000 đồng hồ nước được cải tiến, sử dụng công nghệ 4G, LoRa và NB-IoT. Điều này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc giảm bớt công đoạn thu thập dữ liệu thủ công và cải thiện hiệu quả trong quản lý và giám sát lưu lượng nước tại các hộ gia đình và cơ sở hạ tầng nước tại Việt Nam.

Đồng hồ nước điện tử này đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng độc quyền sáng chế số 31468 cho nhóm nghiên cứu của GS. TS Lê Minh Phương.