Hiện nay, trên địa bàn TPHCM có khoảng 1,5 triệu đồng hồ nước và việc thống kê lượng nước tiêu thụ hằng tháng được thực hiện thủ công trực tiếp tại địa điểm gắn đồng hồ đo, tốn nhiều thời gian và nhân công lao động cho việc ghi chỉ sổ nước, nhập liệu, thanh toán,...
Để thay thế toàn bố số đồng hồ cơ truyền thống này bằng đồng hồ nước điện tử là rất khó, khi chi phí đầu tư thay mới cao gấp 4-5 lần so với đồng hồ cơ. Mỗi đồng hồ nước thông minh có giá từ 2,5 triệu đồng trở lên, trong khi đồng hồ nước hiện nay chỉ 500 - 800 ngàn đồng. Vì vậy, cần một giải pháp công nghệ cải tiến đồng hồ nước dạng cơ truyền thống thành đồng hồ nước thông minh để giảm chi phí và phù hợp với điều kiện của TPHCM.
Phần lớn công tơ nước dạng điện tử hay thông minh đang có mặt trên thị trường Việt Nam là hàng nhập ngoại, được thiết kế với chức năng đọc chỉ số công tơ từ xa bằng sóng vô tuyến RF. Tỷ lệ nội địa hóa trên các công cơ nước điện tử này rất thấp; thậm chí, một số sản phẩm nhập khẩu nguyên vẹn từ các đối tác nước ngoài như Trung Quốc, Italy,... Các đồng hồ nước thông minh chưa được nghiên cứu chế tạo bởi các nhà sản xuất Việt Nam. Các nhà nghiên cứu, sản xuất trong nước cũng chưa nắm được công nghệ lõi, chưa làm chủ công nghệ thiết kế chế tạo hệ thống đo lường nước thông minh, nên việc triển khai xây dựng mới hay cải tiến hệ thống rất khó khăn.
Trước thực tế đó, nhóm tác giả ở Trường Đại học Bách khoa TPHCM đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu phát triển công nghệ chế tạo hệ thống đo lường nước thông minh".
Theo đó, nhóm tác giả đã phát triển loạt chức năng thông minh của đồng hồ nước ngay trên các đồng hồ cơ truyền thống, bằng cách bổ sung các mô-đun điện tử, sử dụng công nghệ truyền dữ liệu hiện đại, có khả năng đọc dữ liệu từ bộ phát xung, được kết nối với đồng hồ cơ và truyền qua giao thức vô tuyến không dây Lorawan.
Đồng hồ nước thông minh do nhóm chế tạo không chỉ có khả năng thu thập (đọc) dữ liệu từ xa, mà còn cho phép người dùng nhận thông báo liên quan đến pin và các sự cố tác động đến đồng hồ. Ngoài ra, đồng hồ còn được thiết kế và chế tạo theo nguyên tắc mô-đun hóa, nhờ đó có thể thay thế cải tiến, cập nhật các công nghệ mới, mà không phải tốn nhiều linh kiện và thời gian.
Hệ thống đo lường nước thông minh này còn ứng dụng công nghệ điện toán đám mây, cho phép người dùng giám sát vị trí từ xa, bảo trì cơ sở hạ tầng thông qua phát hiện rò rỉ và cảnh báo tự động, với khoảng cách lắp đặt đồng hồ tối đa 800m trong khu dân cư. Theo thiết kế, pin đồng hồ có thể sử dụng 5 năm, cụm thiết bị gắn lên đồng hồ nước đạt chuẩn an toàn trong môi trường gắn ngoài hiện trường với môi trường ẩm ướt, nhiệt độ cao. Đồng hồ đạt kiểm định theo tiêu chuẩn IP67 của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC).
PGS.TS Lê Minh Phương, Chủ nhiệm đề tài, cho biết, ngoài việc không cần nhân viên thực hiện công tác thu thập dữ liệu tại từng địa chỉ khách hàng, đồng hồ nước thông minh do nhóm chế tạo còn cung cấp cho khách hàng lẫn công ty cấp nước khả năng thống kê nhanh hay theo định kỳ. Đặc biệt, thiết bị tích hợp các dịch vụ đi kèm như gửi thông báo về tiền nước, triển khai thanh toán điện tử và tiếp nhận nhanh các phản ánh từ khách hàng.
Nhóm đã triển khai lắp đặt thử nghiệm hơn 100 đồng hồ tại Trường Đại học Bách khoa TPHCM và một số hộ dân ở xã Tân Thuận Tây, TP Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp với kết quả vận hành ổn định, độ chính xác cao.
Quản lý tập trung
Có thể khẳng định rằng, việc nghiên cứu ứng dụng hệ thống đo lường nước thông minh đã xuất hiện trên thế giới từ khá lâu, bắt đầu phát triển ở dạng AMR một chiều (Automatic Meter Reading - đọc đồng hồ tự động) và hiện nay đang tập trung vào dạng hai chiều dạng AMI (Advanced Metering Infrastructure - cơ sở hạ tầng đo lường tiên tiến) trên nền tảng IoT.
Không nằm ngoài dòng chảy xu hướng, Việt Nam nói chung và TP.HCM nói riêng cũng đã quyết liệt triển khai nhiều chương trình hội nhập sâu rộng với cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 toàn cầu và chiến lược xây dựng smartcity, chính quyền số và xã hội số.
Riêng trong lĩnh vực cung cấp nước, đội ngũ chuyên gia, nhà khoa học Việt Nam cùng các đơn vị hoạt động trong lĩnh vực cung cấp nước sạch phục vụ sinh hoạt (gọi là công ty cấp nước) đã và đang tập trung vào việc nghiên cứu ứng dụng thiết bị đo lường điện tử và thiết bị đo đếm phục vụ mục tiêu thúc đẩy triển khai chuyển đổi số, quản trị đô thị hiện đại gắn liền với sự hội tụ của các dịch vụ.
Hiệu quả kinh tế cao
Theo lời PGS.TS Lê Minh Phương, giải pháp là sản phẩm của nhiệm vụ khoa học - công nghệ đã dựa trên ý tưởng sử dụng công nghệ thông minh để truyền dữ liệu giữa các đồng hồ cơ thế hệ cũ.
"Đây là sản phẩm có tính ứng dụng cao, và có thể cải tiến hệ thống truyền thống "không thông minh" thành hệ thống thông minh với giá thành thấp", PGS.TS Lê Minh Phương nhấn mạnh, "Công nghệ mới này có thể giảm được giá thành của đồng hồ nước điện tử hiện ở mức từ 3 - 4 triệu đồng, xuống chỉ còn vào khoảng 700.000 đến 1 triệu đồng, và điều này giúp chúng ta có thể triển khai hệ thống một cách hoàn hảo và hiệu quả về kinh phí đầu tư".
Đại diện nhóm triển khai nhiệm vụ cũng khẳng định, quyết tâm hoàn thiện giải pháp đề ra cũng xây dựng mô hình quản lý tập trung theo cấu trúc mở nhằm thể hiện "hoài bão" là không chỉ tập trung vào sản phẩm đồng hồ nước thông minh, mà xa hơn là muốn tập hợp thành một hệ thống sinh thái cho đồng hồ nước thông minh, đèn chiếu sáng thông minh và đo lường điện thông minh cho TP.HCM nói riêng và tất cả tỉnh, thành trên phạm vi toàn quốc nói chung.
Tựu trung, với việc chế tạo thành công bộ chuyển đổi đồng hồ nước dạng cơ truyền thống sang phiên bản với khả năng đo đếm thông minh, tích hợp khả năng vận hành - giám sát qua IoT đã khẳng định sự sẵn sàng của đội ngũ trí thức, chuyên gia và nhà khoa học tại TP.HCM trước xu hướng 4.0 thông qua việc từng ngày hoàn thiện những giải pháp thực tiễn, gắn liền với đời sống người dân cũng như cơ quan, đơn vị trong từng lĩnh vực dịch vụ liên quan.
Văn Anh