I. LỜI MỞ ĐẦU

       Thế giới trong thời đại 4.0 với sự thay đổi, phát triển không ngừng của Công nghệ Thông tin, Công nghệ Tự động hóa… đã và đang trở thành công cụ hữu hiệu tăng cường hiệu quả của các hoạt động sản xuất, kết nối, lưu trữ, truyền nhận dữ liệu, quản lý, y tế, giáo dục, nông nghiệp… Đó là một trong các động lực quan trọng nhất của sự phát triển, cùng với một số ngành công nghệ cao khác đang làm biến đổi sâu sắc đời sống kinh tế, văn hóa, xã hội của thế giới hiện đại.

Ngành Nông nghiệp nói chung và lĩnh vực quan trắc thủy văn nói riêng cũng không nằm ngoài sự phát triển đó. Để xây dựng được CSDL dùng chung ngành nông nghiệp và CSDL chuyên ngành khí tượng thủy văn thì cần thiết phải có “Hệ thống IoT quan trắc khí tượng thủy văn và Ứng dụng công nghệ số trong quản lý vận hành hệ thống công trình thủy lợi”.

II. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG:

1. Đặc điểm của hệ thống:

“Hệ thống IoT quan trắc khí tượng thủy văn và Ứng dụng công nghệ số trong quản lý vận hành hệ thống công trình thủy lợi” được thiết kế để thu thập, xử lý, lưu trữ và truyền dữ liệu từ các trạm đo về hệ thống máy chủ của các ban ngành quản lý. Hệ thống có đặc điểm cơ bản sau:

– Dễ dàng lắp đặt, bảo dưỡng và vận hành

– Phương pháp đo từ xa vô tuyến, di động hoặc vệ tinh để liên lạc với máy tính chủ.

– Hầu hết các thiết bị đều được trang bị 2 nguồn điện: kết nối với lưới điện thương mại hoặc kết nối với pin năng lượng mặt trời.

– Hình thức giám sát: Tự động, liên tục, kết nối và truyền trực tiếp trên hệ thống giám sát theo thời gian thực

– Hệ thống giám sát: Thống nhất, đảm bảo kết nối dữ liệu từ cơ sở đến các cơ quan quản lý

– Thiết bị đo đạc, kết nối, truyền số liệu: Hoạt động liên tục, kết nối, truyền thông tin, số liệu tới thiết bị thu nhận, lưu trữ của cơ sở dữ liệu giám sát.

– Thiết bị được kiểm định, hiệu chuẩn, thử nghiệm theo quy định

Việc sử dụng “Hệ thống IoT quan trắc khí tượng thủy văn và Ứng dụng công nghệ số trong quản lý vận hành hệ thống công trình thủy lợi” phát huy những ưu điểm vượt trội so với phương pháp quản lý vận hành hệ thống công trình thủy lợi thủ công, truyền thống trước đây: Độ chính xác cao, loại bỏ sai số khách quan, dữ liệu tự động lưu trữ nên thuận tiện khi xem xét lịch sử lượng mưa, mực nước, lưu lượng…dữ liệu giám sát gần như realtime (tần suất truyền dữ liệu 1 phút, 2 phút, 5 phút…) và hiển thị trên hệ thống phần mềm, từ Trạm giám sát trung tâm tại nhà quản lý tại các hồ và phòng điều hành Văn phòng Sở Nông nghiệp &PTNT tỉnh, cán bộ theo dõi các thông số về lượng mưa, mực nước, lưu lượng…  mà không cần trực tiếp lên vị trí trên các hồ để đọc, ghi chép số liệu.

2. Sơ đồ hệ thống:

3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống

       Hệ thống “Hệ thống IoT quan trắc khí tượng thủy văn và Ứng dụng công nghệ số trong quản lý vận hành hệ thống công trình thủy lợi” bao gồm các bộ Data Logger  (ECA-GPIs4.2THs) lắp tại các trạm đo tại hồ phục vụ thu thập dữ liệu đo từ các cảm biến (sensor), sau đó sẽ truyền dữ liệu về Trạm giám sát trung tâm (ECA-GPIs6.6CE-SERVER) lắp đặt tại nhà quản lý hồ chứa, sau đó dữ liệu sẽ được truyền về máy chủ đặt tại phòng điều hành Văn phòng Sở Nông nghiệp &PTNT tỉnh.

4.Thành phần cơ bản của Hệ thống tại mỗi hồ chứa thủy lợi:

4.1. Phần cứng:  Bao gồm:

4.1.1. Trạm giám sát trung tâm tại nhà quản lý: Thành phần chính là Bộ giám sát trung tâm ECA-GPIs6.6CE-SERVER

4.1.2. Các trạm thu nhận dữ liệu đo đạc từ các cảm biến, sau đó truyền về Trạm giám sát trung tâm tại nhà quản lý bao gồm:

+ Trạm đo mưa lưu vực

+ Trạm đo mực nước hồ kết hợp đo mưa đầu mối

+ Trạm đo độ mở cửa tràn

+ Trạm đo mực nước kênh sau cống

+ Trạm đo mưa + mực nước hạ du

Thành phần chính của các trạm này là: Bộ Data Logger ECA-GPIs4.2THs, các thiết bị cảm biến, các module mở rộng…

4.2. Phần mềm: Phần mềm được cài đặt trên các thiết bị, trên máy tính hoặc điện thoại thông minh.

4.3. Trạm giám sát trung tâm ECA-GPIs6.6CE-SERVER:

Trạm giám sát trung tâm là một máy tính công nghiệp Linux với tốc độ CPU 1.5Ghz x 4 cores, 2GB RAM, 32GB SD. Có cổng kết nối mạng 1 cổng Ethernet 100Mbps, 1 cổng RS485 và 4 cổng USB2.0, chạy phần mềm server thu nhận dữ liệu của 10 bộ Data Logger ECA-GPIs4.2THs và hiển thị tập trung trên màn hình TV.

– Phần mềm giao diện Web Base, truy cập vào Web Base thông qua trình duyệt web, đăng nhập bằng user và password.

– Lưu trữ, hiển thị dữ liệu đo liên tục. Các dữ liệu đo bao gồm: dữ liệu đo tức thời, phân tích dữ liệu min/max/ trung bình. Dữ liệu theo giờ/ngày/tháng/năm.

– Hiển thị số liệu dạng bảng, dạng biểu đồ, xuất file báo cáo Excel.

Thiết bị bao gồm:

– 01 Trạm giám sát trung tâm gồm 1 máy tính mini vỏ nhôm, có cổng HDMI kết nối với màn hình TV, kèm theo bàn phím chuột.

Trạm giám sát trung tâm thu thập, tính toán và xử lý dữ liệu từ các bộ Data Logger trạm  (ECA-GPIs4.2THs) và thực hiện việc truyền các dữ liệu về máy chủ đặt tại phòng điều hành Văn phòng Sở Nông nghiệp &PTNT tỉnh.

4.4. Bộ Data Logger ECA-GPIs4.2THs trạm:

– Bộ Data Logger ECA-GPIs4.2THs tại các trạm có vai trò giám sát thu thập dữ liệu từ các cảm biến và thực hiện việc truyền các dữ liệu về Bộ điều khiển trung tâm tại nhà quản lý ECA-GPIs6.6CE-SERVER.

Các thông số về Data Logger ECA-GPIs4.2THs:

– Kích thước: 90x60x30mm

– Khối lượng: 200g

– Nguồn cấp: 12-24VDC

– Chip xử lý: SOC 600MHz

– RAM: 512MB; Bộ nhớ: 16GB

– Hệ điều hành: Linux

– Đầu vào số: 4; Đầu ra số: 2

– Cổng kết nối: 1x USB2.0; 1x RJ45 tốc độ 100Mbps; 1x RS485;

– Giao thức mạng: WEB, HTTP, SMTP, Modbus TCP, Modbus RTU , MQTT, FTP.

– Kết nối được tới 8 giá trị đo khác nhau

– Có kết nối dữ liệu qua 3G/4G

– Có dữ liệu đám mây và App Android

– Thu thập, xử lý, ghi, lưu trữ, truyền nhận dữ liệu trong các hệ thống một cách liên tục và tự động.

4.5. Hệ thống cảm biến tại các trạm đo gồm có:

– Cảm biến đo lượng mưa

– Cảm biến đo mức nước bằng siêu âm

– Cảm biến đo độ mở cửa tràn

– Cảm biến đo độ mở cửa cống

5. Phần mềm quản lý tập trung ECA-GPIS20:

–  Quản lý giám sát điều khiển từ xa cho các Datalogger trạm theo giao thức mạng FTP đáp ứng thông tư 10/2021/TT-BTNMT hoặc thông tư 17/2021/TT-BTNMT

–  Phần mềm được cài đặt trên máy tính chủ chạy Ubuntu 20.04

5.1. Các chức năng chính:

– Hiển thị thông tin các trạm Data Logger quan trắc

– Hiển thị thông tin cảm biến, giá trị đo, trạng thái đo

– Hiển thị thông tin cảnh báo, giá trị cao, thấp quá

– Hiển thị thông tin kết nối trạm và cảm biến

– Hiển thị và điều khiển các đầu ra tín hiệu số

– Hiển thị hình ảnh khi có cảnh báo.

– Hiển thị dạng bản đồ số GIS

– Hiển thị dạng biểu đồ thời gian.

– Xem lại dữ liệu đo theo thời gian dạng bảng, xuất file EXCEL, PDF, JPG…

– Chức năng phần quyền quản lý

– Hiển thị các dữ liệu, thông tin theo thời gian thực

6. App quản lý, theo dõi trên các thiết bị smartphone Adroid

6.1. Các chức năng chính:

– Hiển thị thông tin các trạm Data Logger quan trắc

– Hiển thị thông tin cảm biến, giá trị đo, trạng thái đo

– Hiển thị thông tin cảnh báo, giá trị cao, thấp quá

– Hiển thị thông tin kết nối trạm và cảm biến

– Hiển thị và điều khiển các đầu ra tín hiệu số

– Hiển thị dạng bản đồ số GIS

– Hiển thị dạng biểu đồ thời gian.

– Xem lại dữ liệu đo theo thời gian dạng bảng, xuất file EXCEL

– Hiển thị các dữ liệu, thông tin theo thời gian thực

The post HỆ THỐNG IoT QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN appeared first on Công ty TNHH Ứng dụng Phát triển Công nghệ Ecapro.

Web server được nhúng trên thiết bị:

• Tất cả các sự kiện của hệ thống sẽ được chuyển đổi vào các trang HTML để theo dõi web, thiết lập mạng nội bộ để theo dõi điều khiển hoặc thiết lập IP để theo dõi từ xa qua Internet.
• Người dùng sẽ có thể để xem hệ thống dữ liệu của họ trong thời gian thực và gửi các lệnh (thay đổi điểm thiết lập, điều khiển thiết bị bật hoặc tắt), bằng cách sử dụng Web server.
• Tất cả các lệnh và các điểm thiết lập mật khẩu bảo vệ an ninh. Lệnh nhận được từ trình duyệt của bạn được chuyển tiếp đến các các cảm biến và cơ cấu chấp hành cũng giống như khi bạn đang ở máy tính trạm cơ sở.
• Dễ dàng sử dụng bởi là các thiết lập các cho sự kiện và máy chủ Web.
• Dự án hiện có của bạn hiển thị dạng các tập tin HTML5. Những gì bạn nhìn thấy là mô phỏng quá trình làm việc của các sự kiện là những gì bạn nhìn thấy trong trình duyệt của bạn.
• Các trang HTML5 động khác được tạo ra bởi nhà sản xuất khác cũng có thể được sử dụng trong hệ thống.

ÂÂ

Phần cứng:

Thiết bị ECA-GPIs4.4EPO và ECA-GPIs6.6CE được nhúng web server bên trong, đáp ứng được các hệ thống SCADA

ÂÂ

ÂÂ

Các công trình tiêu biểu:

Scada các điều hòa trung tâm AHU

Quản lý năng lượng cho nhà máy gỗ Kim Tín MDF

Giám sát điều khiển trạm bơm nước tỉnh Hải Dương.

Giám sát điều khiển hệ thống trạm xử lý nước thải

Hệ thống giám sát nhiệt độ kết nối không dây

The post Hệ thống SCADA với WEB SERVER appeared first on Công ty TNHH Ứng dụng Phát triển Công nghệ Ecapro.

1. Yêu cầu Giải pháp giám sát Nhiệt độ

Các nội dung yêu cầu cho giải pháp giám sát nhiệt độ các tủ lạnh bảo quản máu và dược phẩm :

Mục tiêu giải pháp :

• Giám sát được nhiệt độ cho các tủ lạnh bảo quản máu và dược phẩm.
• Dải nhiệt độ cần đo : từ -50oC đến +10oC.
• Số lượng tủ lạnh : 20 tủ
• Vị trí của các tủ lạnh : không cố định, được đặt ở các phòng khác nhau trong bệnh viện.
• Mô tả: Giám sát kho lạnh, khi nhiệt độ vượt dải nhiệt độ cho phép thì báo động bằng các phương thức sau: đèn báo tại vị trí cảm biến nhiệt vượt ngưỡng, đèn còi báo tại tủ trung tâm, nhắn tin SMS đến số điện thoại người quản lý và hiển thị thông tin thời gian thực trên web server. Trong trường hợp mất điện lưới 220VAC, có ngay cảnh báo qua tin nhắn SMS về sự kiện mất nguồn điện lưới, để có những sử lý kịp thời. Trong trường hợp này thiết bị được tích hợp sẵn 1 UPS12V cho cả hệ thống để khi mất điện lưới, hệ thống vẫn hoạt động được trong vòng 12 giờ.

Â

Â

2 Đề xuất Giải pháp giám sát Nhiệt độ

2.1 Mô hình hệ thống

Mô hình gồm 3 thành phần chính:

1. Các đầu đo nhiệt độ kết nối Modbus RTU

2. Trung tâm giám sát nhiệt độ (Server)

3. Máy tính quan sát kết nối mạng LAN (Client)

Â

• Các đầu đo nhiệt độ được đặt trong các tủ lạnh với dải nhiệt độ từ -50 đến 85 độ C với sai số ±0.1 độ C. Các đầu đo này sử dụng kết nối theo mạng RS485 cho phép đặt ở các vị trí khác nhau với khoảng cách tối đa tới 1000m đến Trung tâm giám sát nhiệt độ.
• Mỗi Trung tâm giám sát nhiệt độ có thể quản lý được 10 đầu đo nhiệt độ. Trung tâm giám sát nhiệt độ sẽ thu nhận dữ liệu từ các đầu đo nhiệt độ, lưu trữ dữ liệu (lưu trữ dữ liệu với dung lượng 4GB), xử lý và đưa ra cảnh báo trực tiếp qua đèn báo, qua tin nhắn SMS và giám sát trực tiếp qua web server. Trung tâm giám sát có cổng kết nối mạng LAN và nhúng sẵn web và có địa chỉ IP, do vậy có rất nhiều Tủ trung tâm cùng kết nối vào mạng LAN. Khi cần theo dõi các Tủ trung tâm giám sát nhiệt độ trong mạng LAN chỉ cần nhập IP của tủ đó.
• Các máy tính trong mạng nội bộ (LAN) đó đều có thể giám sát các tủ trung tâm thông qua IP hoặc tên máy hostname. Các thông số đều được hiển thị trên các máy tính này, khi cần thay đổi các thông số thì cần có quyền truy cập Password và Username.

Â

2.2 Trung tâm giám sát nhiệt độ ECA-GPIs4.4ETHL

Tính năng chi tiết:

• Hoạt động ở chế độ: giám sát, cảnh báo và thu thập dữ liệu.
• Giám sát qua tin nhắn SMS và Web server. Với phương thức tin nhắn chúng ta chỉ cần nhắn tin theo 1 cú pháp thì sẽ nhận được đầy đủ các thông tin của hệ thống. Với phương thức web server thì cho phép giám sát trực tuyến các thông tin của hệ thống. Thiết bị có đầu kết nối mạng LAN để kết nối cùng vào mạng nội bộ. Chúng ta chỉ cần gõ địa chỉ IP hoặc tên máy hostname của thiết bị là có thể quan sát được các thông tin như xem 1 website.
• Chức năng cảnh báo gồm có cảnh báo qua tin nhắn SMS và cảnh báo qua đèn báo và trên web server cũng thể hiện các cảnh báo xảy ra. Các cảnh báo gồm có: cảnh báo nhiệt độ vượt ngưỡng cao hoặc thấp, cảnh báo mất nguồn điện lưới.
• Thu thập dữ liệu về nhiệt độ của 10 kênh với thời gian ghi 1 tiếng 1 lần ghi số liệu có đầy đủ số liệu về thời gian kèm theo, số liệu sẽ được ghi dạng file csv tương thích với Excel được chuyển về email theo định kỳ và tự động copy vào thẻ nhớ SD. Hiển thị thời gian thực biểu đồ nhiệt độ của từng kênh trên web.
• Các thông số cài đặt như: cài đặt được 3 địa chỉ email, 5 số điện thoại di động và các ngưỡng nhiệt độ cho từng đầu đo nhiệt độ.
• Các giao tiếp cài đặt gồm: cài đặt qua tin nhắn SMS, qua cổng USB kết nối với máy tính, hoặc trực tiếp trên web server.

Â

Thông số kỹ thuật của tủ trung tâm ECA-GPIs4.4ETHL:

Â

Â

3. Các hình ảnh liên quan đến giải pháp này

3.1 Hình ảnh tủ Trung tâm giám sát nhiệt độ ECA-GPIs6.6CE

Â

3.2 Hình ảnh về giao diện web server

Â

3.3 Hình ảnh về giao diện đồ họa trực quan

Â

3.4 Hình ảnh triển khai thực tế.

Â

The post GIẢI PHÁP THEO DÕI, GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ CỦA CÁC TỦ LẠNH VÀ KHO LẠNH, NHỮNG NƠI CẦN QUẢN LÝ NHIỆT ĐỘ MÔI TRƯỜNG appeared first on Công ty TNHH Ứng dụng Phát triển Công nghệ Ecapro.