Hệ thống điều khiển đèn chiếu sáng, phát hiện rò rỉ điện từ xa qua SMS

Nhóm tác giả Nguyễn Trọng Kiên, Nguyễn Văn Hoàng ở Công ty Nguyễn Hoàng Tuy (TP Hồ Chí Minh) đã thực hiện thành công “Hệ thống điều khiển, giám sát đèn chiếu sáng công cộng, phát hiện rò rỉ điện từ xa qua hệ thống SMS”. Theo đó, ngoài việc điều khiển chiếu sáng của các bóng đèn công cộng từ xa, hệ thống còn có khả năng phát hiện tình trạng rò rỉ điện đã báo cho bộ phận quản lý kịp thời xử lý.

Mỗi năm, hệ thống đèn chiếu sáng công cộng trên cả nước tiêu tốn nhiều điện năng và gây lãng phí lớn do chưa được điều tiết hợp lý thời điểm bật, tắt đèn. Muốn điều tiết thời gian đèn chiếu sáng phải cần nhân sự đến từng trạm để thay đổi. Nhằm giúp cho việc quản lý giám sát, điều tiết thời gian hoạt động các bóng đèn chiếu sáng công cộng từ xa nhanh chóng mà không cần phải đến từng trạm để điều tiết như hiện nay, qua đó giúp việc điều tiết hợp lý hơn theo từng thời điểm bật, tắt (như sáng 100% công suất vào giờ cao điểm cần chiếu sáng và 50% công suất giờ thấp điểm, điều chỉnh thời gian bật, tắt phù hợp với thời tiết ở Việt Nam), Nhóm tác giả Nguyễn Trọng Kiên, Nguyễn Văn Hoàng đã tìm tòi nghiên cứu và và thành công trong giải quyết vấn đề này.

Theo ông Nguyễn Trọng Kiên, hệ thống kiểm soát và điều khiển có 2 phần, gồm: Phần trung tâm; phần nhận lệnh và điều khiển tại mỗi trạm. Phần trung tâm gồm có modem GSM + phần mềm quản lý và điều khiển trạm trung tâm. Một modem kết nối với 50 trạm con (trong trường hợp nhiều trạm hơn thì dùng nhiều modem). Trạm trung tâm này có thể điều khiển và giám sát các trạm con.

Phần nhận lệnh điều khiển tại các trạm gồm có: Khối đo dòng điện rò và gửi về vi điều khiển để kiểm soát, nếu dòng điện rò lớn hơn giá trị cài đặt thì hệ thống sẽ cắt điện và báo về trung tâm, giới hạn cài đặt dòng điện rò từ 20 đến 1.000 mA, thiết bị đo dòng diện này được nhập từ Malaysia theo chuẩn công nghiệp. Khối vi điều khiển có nhiệm vụ xử lý và điều khiển các tín hiệu vào/ra khi nhận được lệnh từ phần mềm quản lý trung tâm. Khối modem GSM nhận tin nhắn từ trung tâm yêu cầu để điều khiển và gởi tin nhắn ngược lại trung tâm để giám sát. Khối nguồn dùng để cung cấp nguồn cho hệ thống hoạt động và có ắc quy dự trữ khi mất điện. Khối relay dùng để điều khiển các công tắc đóng/ngắt dòng điện  cho bóng đèn.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống được tóm tắt như sau: Khi vào trạm, hệ thống sẽ báo động nếu không được tắt từ trước và gửi tín hiệu về trung tâm, báo tin nhắn cho người quản lý trạm. Sau khi ra khỏi trạm, hệ thống được tự động bật bảo vệ sau thời gian 10 giây và gửi tin nhắn báo đã được bật bảo vệ. Điểm nổi bật của hệ thống là cấu hình hoàn toàn bằng tin nhắn với cú pháp cụ thể, có kèm mật khẩu để xử lý trong hệ thống.

Quá trình nghiên cứu cho thấy, những ưu điểm nổi bật của hệ thống là có thể biết được dòng điện rò của trạm là bao nhiêu và số kW tiêu thụ của từng trạm chiếu sáng trên 1 tháng; có nhiều chế độ chiếu sáng thích hợp cho từng khoảng thời gian; dễ dàng phát hiện sự cố hư bóng đèn. Do việc quản lý hoàn toàn trên máy tính nên có thể đưa ra báo cáo rõ ràng cho từng trạm. Bên cạnh đó, chi phí lắp đặt thấp, việc bảo trì dễ dàng (thậm chí có thể bảo trì từ xa); quá trình vận hành nhanh, gọn, chính xác và đặc biệt, tính bảo mật tương đối cao do không cần nối mạng.

Ngoài những ưu điểm trên, theo đánh giá của nhóm tác giả, đề tài này mang tính ứng dụng thực tiễn cao do tiết kiệm chi phí trong khâu quản lý và tiêu hao điện năng. Điển hình như việc tắt đúng thời điểm trước 1 giờ đồng hồ hoặc sáng 50% công suất cho giờ thấp điểm cũng đã tiết kiệm được lượng điện không nhỏ nếu tính trên tổng số đèn trong toàn thành phố. Hơn nữa, việc báo cáo nhanh chóng cho người quản lý biết tình trạng rò rỉ điện để kịp thời xử lý cũng đã đảm bảo được độ tin cậy của hệ thống. Dựa vào mạng viễn thông đang phát triển mạnh mẽ hiện nay, thì việc truyền dữ liệu qua lại giữa các thiết bị đảm bảo được độ tin cậy cao.

Hơn nữa việc truyền nhận qua SMS sẽ tiết kiệm được các chi phí về bảo trì và quản lý phần trung tâm hơn so với hệ thống kết nối qua Internet. Trong đề tài này, thiết bị được xây dựng với độ bảo mật và ổn định tối đa, xây dựng giao thức có kiểm tra mật khẩu để nối với trung tâm. Ngoài ra, các tin nhắn SMS khác không thể truy nhập được vào hệ thống; các trạm được quản lý bởi một trung tâm hoạt động độc lập thông qua modem GSM riêng. Hiện nay hệ thống đang được vận hành tại trạm BTS HCM089, Thanh Đa, quận Bình Thạnh, TP Hồ Chí Minh.

Ông Nguyễn Trọng Kiên cho biết, nhóm nghiên cứu của ông đang tiếp tục triển khai đề tài lên hướng cao hơn, sâu hơn về kỹ thuật, điển hình như xây dựng phần mềm trung tâm quản lý, tối ưu thiết bị để đạt độ ổn định cao hơn. Cụ thể là sẽ lắp đặt một trạm mẫu có sự phối hợp giữa các cấp ngành để đưa ra các giải pháp tối ưu hơn trong thiết kế, sẽ nâng cấp thiết bị trong việc quản lý công suất và báo cáo của từng trạm lên phần mềm trung tâm thông qua mạng viễn thông, SMS, GPRS...

Theo Khoahocphothong