Điều khiển và ghi nhận dữ liệu hệ quan trắc phóng xạ thông qua mạng Internet

Thiết bị quan trắc và cảnh báo phóng xạ môi trường là một mắt xích trong thành phần kết nối mạng quan trắc phóng xạ quốc gia. Một trong những yêu cầu của mạng là phải truyền dẫn được dữ liệu qua mạng internet. Việc lựa chọn phương án truyền dẫn dữ liệu hệ quan trắc qua mạng internet và xây dựng phần mềm điều khiển cho trung tâm điều khiển là khâu quan trọng cuối cùng trong thiết kế chế tạo thiết bị cảnh báo phóng xạ môi trường. Lựa chọn phương án truyền tốt sẽ đảm bảo việc liên kết tốt giữa thiết bị và phần mềm điều khiển tại trung tâm điều hành, tận dụng tối đa cơ sở hạ tầng mạng tại vị trí lắp đặt, tối giản chi phí duy trì hoạt động, tạo điều kiện thuận lợi trong việc bảo dưỡng thiết bị. Phần mềm điều khiển tại trung tâm có nhiệm vụ điều khiển thu nhận và chỉ thị kết quả quan trắc theo thời gian thực, qua đó đưa ra những cảnh báo kịp thời với những biến động phóng xạ trong môi trường.

Phương pháp truyền dữ liệu: với sự phát triển của internet, việc truyền dẫn bằng mô hình điện toán đám mây ngày càng được ưa chuộng, được các doanh nghiệp, tổ chức và người dùng cá nhân sử dụng rất rộng rãi. Thực tế, mô hình này chỉ là một bước tiến trong cách mạng công nghệ thông tin, là mô hình điện toán sử dụng công nghệ máy tính dựa vào sự phát triển của internet. Có thể hiểu đơn giản, mô hình điện toán đám mây chỉ là sự ảo hóa các tài nguyên tính toán và ứng dụng, các dữ liệu có thể lưu trữ và tải về từ nguồn trên internet cũng giống như các trang mạng xã hội trực tuyến: Facebook, Youtube…

Hình 1: Mô hình ghép nối internet truyền về trung tâm

Ưu điểm lớn nhất của việc lưu trữ trên internet so với các phương pháp truyền dẫn thông thường (IP tĩnh, thuê kênh riêng, mạng riêng ảo…) là chi phí. Chi phí ở đây là chi phí về thiết bị truyền dẫn đầu cuối, chi phí duy trì và chi phí về bảo dưỡng. Hiện nay, có rất nhiều các công ty lớn cung cấp dịch vụ này với ưu đãi như miễn phí thuê bao với một dung lượng lưu trữ nhất định (Google 15GB, Microsoft 5GB, Dropbox 2GB…), người sử dụng chỉ cần trả phí tùy theo dung lượng sử dụng.
Thiết kế phần mềm điều khiển: Phần mềm có chức năng thu nhận dữ liệu từ hệ quan trắc trên internet, chỉ thị kết quả theo thời gian thực. Nhìn chung, các phần mềm quan trắc phóng xạ đều có hai nội dung hiển thị chính: một là bản đồ phóng xạ với chức năng hiển thị tổng quan tất cả các thiết bị quan trắc kèm theo giá trị suất liều tức thời, cung cấp cái nhìn tổng quan nhất về toàn bộ tình hình biến động phóng xạ tại những vị trí lắp đặt thiết bị; hai là màn hình hiển thị chi tiết, đầy đủ các nội dung (phổ năng lượng, các cảm biến hệ thống, môi trường…) mà hệ thiết bị ghi nhận được.

Hình 2: Mô hình hoạt động của phần mềm ERMS KC05

Với những kinh nghiệm trong lĩnh vực chế tạo thiết bị điện tử hạt nhân, phần mềm điều khiển sẽ được nhóm nghiên cứu thực hiện trên phần mềm LabVIEW của National Instruments (G) kết hợp với việc sử dụng công cụ Microsoft Visual Studio 2015 (C#). Mỗi phần mềm có thế mạnh riêng, LabVIEW rất đơn giản trong việc thể hiện giao diện đồ thị trực quan, Visual Studio lại hỗ trợ trong việc thể hiện bản đồ phóng xạ. Việc kết hợp hai phần mềm nhằm đơn giản hóa công việc thiết kế và viết mã chương trình.
Độ ổn định của phương pháp truyền: Hệ thiết bị quan trắc cảnh báo phóng xạ môi trường bắt đầu hoạt động chính thức từ đầu năm 2016, thiết bị rất ít khi mất kết nối internet do gián đoạn đường truyền, còn việc lưu trữ dữ liệu trực tuyến thì vẫn hoạt động liên tục. Theo như cam kết của nhà cung cấp dịch vụ lưu trữ trực tuyến thì hệ thống máy chủ hoạt động 24/7 nên việc truyền dữ liệu về trung tâm luôn được đảm bảo. Dưới sự điều phối dữ liệu thông qua phần mềm mà nhóm thực hiện thiết kế, dung lượng lưu trữ trên internet luôn luôn được tối ưu, đảm bảo băng thông truyền tối đa và không mất phí cho việc truyền dữ liệu, đây là một thuận lợi rất lớn trong việc duy trì hoạt động của thiết bị.

Hình 3: Độ ổn định của phương pháp truyền

Phần mềm điều khiển: Hiện tại, hệ máy tính quan trắc kèm phần mềm điều khiển mà nhóm thực hiện thiết kế được đặt tại Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt Nhân. Phần mềm gọn nhẹ (~2MB), tiêu tốn ít tài nguyên máy tính và khả năng tự đồng bộ dữ liệu với thiết bị khi có sự kiện dữ liệu từ hệ quan trắc gửi về. Phần mềm thiết kết hoạt động với các chức năng chính như:
- Điều khiển thu nhận và quản lý số liệu toàn hệ quan trắc,
- Biểu diễn phổ phóng xạ và chỉ thị số liệu toàn hệ,
- Cảnh báo phóng xạ.

Hình 4: Giao diện chính chương trình phần mềm điều khiển

Hình 5: Giao diện chi tiết chương trình phần mềm điều khiển

Với thời gian lưu trữ dữ liệu trên internet như hiện tại, việc sử dụng phương thức truyền dữ liệu thông qua lưu trữ điện toán đám mây, hệ quan trắc có thể ghép nối với hơn 200 thiết bị (~2GB) mà không mất phí. Số lượng này có thể tăng gấp đôi thông qua việc cài đặt điều khiển thu nhận dữ liệu dưới phần mềm trung tâm.
Với khả năng làm việc theo thời gian thực, phần mềm tại trung tâm điều khiển cung cấp một cái nhìn tổng quan về tình hình biến động phóng xạ trong môi trường.
Thiết kế, chế tạo thành công hệ thiết bị mang thương hiệu Việt Nam, mở ra khả năng làm chủ thiết bị, giải quyết vấn đề nội địa hóa thiết bị, góp phần xây dựng mạng lưới quan trắc cảnh báo phóng xạ quốc gia./.

BÀI VIẾT KHÁC

Thông báo tuyển dụng viên chức 2020

Ngày 21/05/2020

Biến phế phụ phẩm ngành điều thành Thực phẩm giàu dưỡng chất nhờ khoa học và công nghệ

Dưới sự hỗ trợ của Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN), sản phẩm thực phẩm mới giàu dưỡng chất từ nguồn quả điều đã có mặt tại sự kiện Trình diễn và kết nối cung - cầu công nghệ quốc tế TechDemo 2018 do Bộ KH&CN tổ chức diễn ra ngày 3-5/10/2018 tại Thành phố Cần Thơ.

Ngày 08/10/2018

Đồng hành xây dựng Chính quyền điện tử

Theo công bố của Phòng Thương mại và Công nghiệp Việt Nam VCCI, trong 3 năm trở lại đây, chỉ số năng lực cạnh tranh của tỉnh Phú Thọ liên tục được cải thiện và có những bước tăng trưởng đáng khích lệ (năm 2015 xếp thứ 35/63 tỉnh thành; năm 2016 xếp thứ 29/63 tỉnh thành; năm 2017 xếp thứ 27/63 tỉnh thành).

Ngày 20/09/2018

Nhu cầu công nghệ trong quá trình sản xuất tự động hóa của các doanh nghiệp vừa và nhỏ tại Việt Nam

“V-KIST- Diễn đàn Công nghiệp lần thứ I” là sự kiện đầu tiên mà Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Hàn Quốc (V-KIST) tổ chức trên cơ sở hợp tác với các Hiệp hội Việt Nam trong ngành công nghiệp điện tử, tự động hóa, nhằm tìm hiểu nhu cầu về công nghệ của các doanh nghiệp vừa và nhỏ Việt Nam.

Ngày 04/09/2018

“VKIST - Diễn đàn Công nghiệp lần thứ I”

Chiều 29/8/2018, tại Hà Nội, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam - Hàn Quốc (VKIST) thuộc Bộ Khoa học và Công nghệ tổ chức “VKIST - Diễn đàn Công nghiệp lần thứ I” với chủ đề: “Nhu cầu công nghệ trong quá trình sản xuất tự động hóa của các doanh nghiệp vừa và nhỏ tại Việt Nam”.

Ngày 04/09/2018

Ứng dụng KH&CN là giải pháp trọng tâm trong chiến lược ngành Ngân hàng

Cách mạng công nghiệp 4.0 (CMCN 4.0) sẽ giúp ngân hàng nâng cao lợi nhuận, đảm bảo tính sẵn sàng cao cho hệ thống. Điều này giúp người tiêu dùng Việt Nam có nhiều cơ hội tiếp cận hơn với các dịch vụ tài chính hàng đầu trong và ngoài nước. Từ đó giúp các ngân hàng trong nước nâng lên một tầm cao mới, phát triển và cạnh tranh với các ngân hàng tiên tiến trong khu vực và trên thế giới.

Ngày 22/08/2018

Thông báo