Ứng dụng IoT trong giám sát không khí: Giải pháp số hóa bảo vệ 'sức khỏe đô thị'
Việt Nam đang mở rộng ứng dụng Internet vạn vật trong quan trắc chất lượng không khí với hàng trăm trạm cảm biến đặt tại Hà Nội, TP.HCM và nhiều tỉnh thành, nhằm cung cấp dữ liệu thời gian thực và cảnh báo ô nhiễm sớm cho cộng đồng.
Ô nhiễm không khí đang trở thành thách thức lớn đối với sức khỏe người dân tại các thành phố đông đúc. Trước tình hình này, nhiều địa phương đã bắt đầu ứng dụng công nghệ Internet vạn vật (IoT) để giám sát và quản lý chất lượng không khí một cách chủ động, liên tục. Các trạm quan trắc được tích hợp cảm biến đo bụi mịn (PM2.5, PM10), khí độc hại như CO, NO₂, SO₂, cùng thông số khí tượng như nhiệt độ, độ ẩm. Dữ liệu thu thập được truyền về nền tảng số, xử lý và hiển thị trực tuyến, từ đó giúp cơ quan quản lý và người dân nắm bắt tình hình ô nhiễm kịp thời.
Tại TP.HCM, nhiều sáng kiến đang được triển khai thử nghiệm. Sở Khoa học và Công nghệ thành phố đã giao SHTPLABS nghiên cứu và sản xuất các thiết bị IoT gồm Node và Gateway, kèm bộ mã hóa bảo mật dữ liệu. Hệ thống được thử nghiệm tại một số điểm như chân cầu Phú Hữu, vòng xoay Liên Phường (TP.Thủ Đức cũ).
Kết quả cho thấy các thiết bị hoạt động ổn định, đạt tiêu chuẩn kiểm định, có khả năng đo 6 thông số chính về không khí và truyền dữ liệu an toàn. Một số nghiên cứu từ Đại học Bách khoa TP.HCM còn kết hợp trí tuệ nhân tạo (AI) và điện toán đám mây để tạo bản đồ chất lượng không khí, cho phép dự báo ngắn hạn và cảnh báo khi mức ô nhiễm tiệm cận ngưỡng nguy hại.
IoT quản lý khu đô thị
Hà Nội cũng đang đẩy mạnh kế hoạch mở rộng mạng lưới cảm biến nhanh. Theo Bộ Tài nguyên và Môi trường, thành phố dự kiến lắp thêm khoảng 50 cảm biến vào cuối tháng 9.2025 tại các khu dân cư đông đúc, bệnh viện, trường học và gần các nguồn phát thải lớn. Đồng thời, khoảng 100 vị trí khác sẽ được khảo sát để xây dựng hệ thống đo nhanh, cung cấp dữ liệu phục vụ dự báo và cảnh báo cho cộng đồng.
Một trong những điểm đáng chú ý của hệ thống IoT hiện nay là khả năng tính toán chỉ số chất lượng không khí theo quy chuẩn mới VN_AQI. Nhờ đó, dữ liệu được chuẩn hóa hơn, dễ dàng so sánh giữa các khu vực và giúp người dân hiểu rõ hơn về mức độ ô nhiễm. Nghiên cứu thử nghiệm các trạm cảm biến không dây sử dụng mạng 3G/4G cho thấy hệ thống có thể vận hành ổn định, cho phép người dùng theo dõi qua ứng dụng web hoặc điện thoại.
Ngoài hệ thống chính thức của nhà nước và các viện nghiên cứu, mạng lưới giám sát xã hội hóa cũng đang mở rộng. Dự án PAM Air, do một tổ chức phi chính phủ thực hiện, đã lắp đặt hơn 400 trạm giám sát trên 63 tỉnh thành, cung cấp dữ liệu công khai qua ứng dụng di động. Người dân có thể dễ dàng tra cứu thông tin về chất lượng không khí nơi mình sinh sống.
Các dự án IoT này thường sử dụng công nghệ truyền dẫn phù hợp với điều kiện Việt Nam như NB-IoT, LoRaWAN, 3G/4G hoặc các mạng LPWAN nhằm giảm chi phí và đảm bảo dữ liệu được truyền tải ổn định trong môi trường khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều. Một số nghiên cứu còn thử nghiệm giải pháp không phụ thuộc hoàn toàn vào hạ tầng viễn thông truyền thống mà dùng Gateway và Node riêng, tăng tính bảo mật và giảm rủi ro gián đoạn.
Tuy nhiên, thách thức vẫn còn nhiều. Hiện nay, một số trạm đo hoạt động độc lập, thuộc các đơn vị quản lý khác nhau, dẫn đến thiếu đồng bộ về dữ liệu. Tại Hà Nội, khoảng 8 trạm giám sát chính thức đang đo các chỉ số cơ bản như PM10, SO₂, NOx, O₃…, nhưng mỗi nơi lại có tần suất đo và cách công bố dữ liệu riêng. Điều này gây khó khăn khi đánh giá tổng thể và đưa ra cảnh báo sớm thống nhất. Bên cạnh đó, chi phí bảo trì, độ bền của cảm biến, khả năng hiệu chuẩn thiết bị cũng là những vấn đề kỹ thuật cần giải quyết để đảm bảo dữ liệu chính xác.
Theo các chuyên gia môi trường, việc số hóa hệ thống giám sát không khí bằng IoT mang lại nhiều lợi ích thiết thực. Quan trắc bằng IoT giúp thu thập dữ liệu nhanh, phủ rộng, chi phí thấp hơn so với các trạm đo truyền thống. Nhưng để hệ thống phát huy hiệu quả, cần sự kết nối liên thông dữ liệu giữa các cơ quan và bảo đảm chuẩn hóa theo quy định quốc gia.
Nhìn chung, Việt Nam đang đi đúng hướng trong nỗ lực xây dựng mạng lưới giám sát không khí thông minh. Việc mở rộng trạm cảm biến, áp dụng chuẩn VN_AQI, kết hợp IoT và AI cho phép quản lý tốt hơn tình trạng ô nhiễm. Điều quan trọng là phải duy trì sự phối hợp liên ngành, công khai dữ liệu minh bạch và liên tục nâng cấp công nghệ để các hệ thống này thực sự trở thành công cụ hữu hiệu bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
