A. THÔNG TIN CHUNG:

1. Tên cá nhân/đại diện tổ chức dự thi:

Nguyễn Việt Anh

B. TÊN SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Thiết bị cảnh báo sớm nhiệt đa điểm kết nối IOT (Internet Vạn vật) FIREWATCH

1.Tính mới, tính sáng tạo:

– Phát hiện nhiệt bất thường trong phạm vi 400m²

– Báo đèn và còi tại chỗ

– Báo qua Internet ngay sau khi phát hiện nhiệt hoặc lửa cho hàng nghìn điện thoại có cài app đồng thời

– Báo đúng vị trí đám cháy từ khi còn nhỏ theo từng vùng có diện tích 25m²

– Made in Việt Nam

– Áp dụng công nghệ IOT để quản lý và thu thập dữ liệu từ các thiết bị

– Từ hàng trăm ngàn thiết bị khắp nơi ta thu thập được dữ liệu về nhiệt của các loại đối tượng cần được bảo vệ, các cooing trình khác nhau (Bigdata)

– Từ Bigdata ta thu được áp dụng trí tuệ nhân tạo AI để tạo ra các mức độ cảnh báo phù hợp cho các vùng cần được bảo vệ.

2.Hiệu quả, tính kinh tế:

Hệ thống cảnh báo cháy sớm FireWatch phát hiện đám cháy ngay từ khi phát hiện tính năng bất thường, gửi thông tin cảnh báo cháy sớm đến cơ quan Cảnh sát PCCC và các đơn vị,cá nhân có liên quan, giúp cơ quan, tổ chức, cá nhân xử lý, dập tắt đám cháy ngay khi mới phát sinh dẫn đến giảm tối đa thiệt hại về người và tài sản góp phần làm xã hội phát triển bền vững, tăng chỉ số an sinh xã hội.

Đối với ngành PCCC việc phát hiện sớm các đám cháy trong vòng 10 phút đầu tiên là rất quan trọng mang tính quyết định việc có thể dập tắt đám cháy hay không? Giảm thiểu mức độ nguy hiểm cho các chiến sỹ trực tiếp chiến đấu, giảm chi phí vật tư trong quá trình chữa cháy. Chủ động sản xuất thiết bị trong nước, góp phần phát triển công nghiệp PCCC trong nước.

3.Tính khả thi:

Trong bối cảnh đất nước không ngừng xây dựng và phát triển thì công tác phòng cháy chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ (PCCC&CNCH) vàng chiếm giữu một vai trò quan trọng. Tại các đô thị, sự xuất hiện ngày càng nhiều các công trình nhà cao tầng, công trình ngầm, các trung tâm thương mại, bệnh viện, trường học, các khu chế xuất, khu công nghiệp, khu công nghệ cao, các trạm xăng dầu trong nội đô… nguy cơ cháy nổ là rất lớn và hậu quả khôn lường. Trong khi đó nguyên nhân dẫn đến cháy, ban đầu chỉ bắt nguồn từ một đốm lửa nhỏ, một sự cố chập điện bình thường hoặc từ những bất cần từ con người… không được phát hiện , xử lý kịp thời dẫn đến bùng phát thành đám cháy dữ dội.

Cùng với sự quan tâm đầu tư của Đảng và Chính phủ trong công tác PCCC &CNCH đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng trong công tác bảo vệ cuộc sống an toàn cho toàn dân. Đóng góp thành tích không nhỏ vào công cuộc đổi mới và phát triển đất nước, đảm báo từng bước nâng cao an sinh xã hội.

Trong vài thập niên gần đây, sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ đặc biệt là trong lĩnh vực Công nghê thông tin và viễn thông cùng với sự phát triển của xu hướng vạn vật kết nối (Internet Of Things) đã kéo theo sự thay đổi căn bản hoạt động quản lý của nhiều lĩnh vực. Đối với các hệ thống cảnh báo cháy sớm trên thế giới ngày càng tiên tiến và hiện đại tới mức độ cảnh báo thông tin chính xác và tức thì đã giúp cho các lực lượng chức năng quản lý có đầy đủ các thông tin để ra quyết định xử lý tình huống đảm bảo an toàn cho người dân.

Bên cạnh đó ngành PCCC cũng đang đối mặt với rất nhiều khó khăn với các nhu cầu thực tế trong công tác phòng cháy chữa cháy như: Kết nối các điểm cháy nổ trong điểm Online đến hệ thống giám sát tập trung; Quản lý được năng lực chữa cháy của đơn vị PCCC cũng như tòa nhà, doanh nghiệp; Xác minh được tính chính xác trong thông tin báo cháy từ thuê bao điện thoại; Hỗ trợ các trung tâm điều hành tập trung để điều hành online thông qua hệ thống bản đồ và giao thông thông minh.

Yêu cầu quản lý phòng ngừa một số lượng lớn các điểm cháy nổ trọng điểm nhất thiết phải sử dụng hệ thống công nghệ thông tin cung cấp đầy đủ thông tin quản lý một cách chính xác và chặt chẽ. Công tác phòng ngừa, chữa cháy tại các cơ sở trọng yếu luôn được đặt yêu tin hàng đầu, nên việc áp dụng hiện đại hóa công tác PCCC là rất cần thiết. Ngoài ra, áp dụng hệ thống cảnh báo cháy nhanh tại các đơn vị này sẽ là tiền đề để tiến tới áp dụng trên toàn quốc, nâng cao năng lực công tác PCCC.

4.Các thuyết minh khác:

Đề tài đề cập đến hệ thống cảnh báo cháy sớm bao gồm điện thoại của người dùng(1); màn hình kết nối của người quản lý(2). Bộ xử lý IOT(3); camera ảnh nhiệt, thiết bị cảm biến bức xạ bức xạ nhiệt. Trong đó khi gặp sự cố về nơi cháy có khói làm thay đổi nhiệt độ quá mức cho phép sẽ lập tức cảnh báo chính xác vị trí cháy trên điện thoại. Khi có cảnh báo, điện thoại của người dùng (1) lập tức sẽ gửi thông tin cảnh báo gồm mức cảnh báo, vị trí cảnh báo, thời gian cảnh báo, thông tin về đối tượng cảnh báo, vị trí cảnh báo, thời gian cảnh báo lên màn hình người quản lý. Khi nhận thông tin từ bộ xử lý IOT, điện thoại của người trợ giúp (2) và màn hình kết nối của người quản lý (2) sẽ xác định được chính xác vị trí sự cố để có biện pháp ứng cứu kịp thời, cảnh báo sẽ liên tục lặp lại cho đến khi người cần trọ giúp tắt cảnh báo.

Lĩnh vực kỹ thuật cần đề cập:

Đề tài liên quan đến lĩnh vực cảnh báo cháy sớm bằng phương pháp cảm biến nhiệt. Tình trạng kỹ thuật của đề tài : “Những năm gần đâytình hình hỏa hoạn diễn biến đặc biệt phức tạp, tính chất các vụ cháy từ các nhà nhỏ đến phân xưởng, chợ, tòa nhà,…” Qua các vụ cháy nghiêm trọng có thể thấy một số điểm chung là việc phát hiện và cảnh báo cháy không kịp thời dẫn đén không kịp xử lý dập cháy, gây thiệt hại nặng nề về con người và tài sản. Từ những thực tế này đặt ra yêu cầu một giải pháp cảnh báo cháy nhanh, chính xác, tự động trong tình huống có sự cố. Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin và viễn thông đã dẫn đến việc phổ cập điện thoại di động cho người dùng. Hiện nay người dùng đã dễ dàng mua các điện thoại thông minh tích hợp 3G, GPS, Wifi,…chạy các hệ điều hành như IOS, Android,… với giá thành rất rẻ. Từ thực tế này cho phép chúng ta phát triển và phổ cập các giải pháp trên nền điện thoại thông minh một cách dễ dàng như giải pháp cảnh báo cháy sớm. hiện tại các thiết bị sẵn có trên thị trường bao gồm:

– Báo khói: khi xảy ra cháy, khói bay lên tập trung làm ngắt mạch quang học và báo về trung tâm

– Báo nhiệt: cảm ứng nhiệt độ môi trường cung quanh(20cm) khoảng 65⁰Cthif phát tín hiệu cảnh báo về trung tâm.

– Báo khói kèm báo nhiệt: kết hợp cả 2 loại trên để báo tín hiệu về trung tâm

– Camera ảnh nhiệt: hiển thị hình ảnh và các dải màu nhiệt tương ứng

Bản chất kỹ thuật của sáng chế

Mục đích của sáng chế đề cập đến hệ thống cảnh báo cháy sớm nhằm khắc phục các vấn đề nêu trên.

Để đạt được mục đích nêu trên, hệ thống cảnh báo cháy sớm được đề xuất bao gồm điện thoại của người dùng (chủ sở hữu tòa nhà, phân xưởng, chợ,…), màn hình của người kết nối (2), bộ xử lý IOT(3), camera ảnh nhiệt, thiết bị cảm ứng bức xạ nhiệt. Các điện thoại được sử dụng ở dây là các điện thoại thông minh. Khi nhận được thông tin, bộ xử lý IOT kiểm tra lại các thông tin, xác nhận hình thức và mức độ cảnh báo, điện thoại của người dung và người quản lý sẽ hiển thị chính xác khu vực có sự cố để có biện pháp xử lý kịp thời. Cảnh báo sẽ liên tục lặp lại cho đến khi hết sự cố tắt cảnh báo.

Mô tả vắn tắt các hình vẽ

Mô tả chi tiết đề tài

Như được thể hiện trên hình 6, điện thoại của người dùng và người quản lý là điện thoại di động thông minh được cài đặt phần mềm cảnh báo. Khi có sự cố cảm biến bức xạ nhiệt sẽ báo về điện thoại và màn hình chính xác vị trí sự cố thông qua bộ xử lý công nghệ IoT.

Khi nhận biết được tín hiệu cảnh báo được kích hoạt, phần mềm cái đặt trên điện thoại của người dùng sẽ lập tức gửi thông tin cảnh báo bao gồm vị trí và mức độ cảnh báo lên bộ xử lý (qua đường truyền GPRS/3G/Wifi, Internet và giao thức TCP/IP tới chủ sở hữu và người quản lý sự cố để có biện pháp ứng cứu kịp thời. Cảnh báo sẽ liên tục lặp lại cho đến khi tắt cảnh báo.

Để kết nối được với bộ vi xử lý, người chủ sở hữu và người quản lý cần phải lập tài khoản và được xác nhận qua tin nhắn gửi vào số điện thoại để đăng ký.

Trường hợp xác nhận không phải là sự cố cháy, chủ sở hữu hay người quản lý có thể hủy cảnh báo này.

Khi cần cảnh báo, tùy theo chế độ cài đặt thì người dùng có thể thực hiện thao tác báo động bằng việc rung lắc hoặ chế độ kêu. Khi nhận được cảnh báo sẽ hiển thị vị trí và mức độ cảnh báo bằng màu xanh, màu vàng đồng thời cảnh báo ra chuông, rung và đèn.

Thiết bị cảm biến có thể phát hiện đám cháy từ lúc còn nhỏ ( như đầu thuốc lá) thời gian phát hiện đám cháy lúc còn nhỏ dưới 10s, có thể phát hiện vùng nhiệt cao bất thường( cao hơn ngưỡng bình thường, hàng ngày), giá rẻ nhiều lần so với camera ảnh nhiệt(khả năng phát hiện nhiệt lượng như nhau), chia vùng có thẻ cảm ứng ra 12 vùng độc lập có thể điều chỉnh độ nhạy, nhiệt lượng cảnh báo từng vùng riêng biệt.

Hình ảnh trên cho thấy mức nhiệt được phát hiện bởi các nguyên lý khác nhau.

Model	FW5K
Hệ thống phát hiện	Quang học, hồng ngoại
Vùng phát hiện	Khoảng cách trung bình: 15m Khoảng cách max:40m Góc quét: 120×90 hoặc 88×70
Nguồn cung cấp	5VDC
Dòng điện tiêu thụ	200mA
Nhiệt độ hoạt động	-20~850C
Dải nhiệt phát hiện	-20~6000C
Độ phân giải	5120 DDIEEMR NHIEETJ
Số vùng hoạt động	12
Thời gian phát hiện cháy	<25s
Bộ vị xử lý trung tâm	32 bit
Tần số xung nhịp	240Mhz
Bộ nhớ RAM	4Mb
Bộ nhớ chương trình	4Mb
Tốc độ mạng	10~40Mbps
Đầu ra cảnh báo	Led báo cháy Chuông báo cháy
Led trạng thái	Led nguồn đỏ Led trang thái mạng xanh
Lắp đặt	Trong nhà
Trọng lượng	550g
Vật tư phụ kèm theo	Vít nở bắt thiết bị

 

Ví dụ thực hiện:

– Đã lắp xong tòa T2 Timecity 1 hệ thống giám sát nhiệt và cháy cho 3 phòng đặt 3 cabin động cơ và điều khiển thang máy.

– Xưởng gỗ làng nghề Liên Hà, Hà Tây…

– Tòa nhà F Xuân La

– Đang đàm phán giải pháp và giá cho nhà máy pin Samsung

– Lên Demo cho Tập đoàn BRG

– Giải pháp cảnh báo cháy sớm cho khu vực WC trung tâm thương mại AEON Long Biên

Lợi ích kinh tế – xã hội(vắn tắt về lợi ích kinh tế –  xã hội mà giải pháp mang lại so với những giải pháp đã biết):

– Sẽ không cần thiết phải nói lại các con số thống kê về cháy trên toàn quốc

– Lợi ích kinh tế cho xã hội là cực kỳ lớn.

– Như chúng ta đã biết thông qua tin đại chúng, cháy hiện tại xảy ra hàng ngày trên khắp 64 tỉnh thành cả nước, thiệt hại về người và của cải vật chất là không thể đo đếm.

– Chữa cháy thì cực kỳ lâu(khoảng 1-5h) vì các đám cháy đã to rồi và nguy hiểm đến tính mạng của Cảnh sát PCCC.

– Vấn đề đặt ra là làm thế nào để phát hiện ra sớm từ khi đám cháy còn nhỏ, ủ nhiệt…

– Đã phải phát hiện ra và dễ dàng xử lý bằng các phương tiện chữa cháy tại chỗ như bình C­O₂, nước, khan ướt,… hoặc khi Cảnh sát PCCC đến thì cũng dễ dàng dập tắt đmá cháy trong thời gian <30 phút để giảm thiểu thiệt hại về người và của cải.

– Các tầng hầm của các tòa nhà là rất hiệu quả

– Các căn hộ chung cư hiện tại dùng đầu cảnh báo nhiệt trong khu vực bếp là không đúng nguyên lý, dùng báo khói thì gây ra báo giả rất nhiều, khiến người dân hay tháo đi.

– Hiên trạng về các loại thiết bị báo cháy đang có trên thị trường làm người dân khó hiểu và họ không biết nó còn làm việc hay không, nó lúc nào thì làm việc dẫn đến tình trang lắp thiết bị mà vẫn cháy.

– Nếu chúng ta lắp thiết bị cảnh báo cháy sớm thì toàn bộ vùng bếp sẽ được bảo về và họ sẽ dễ dàng kiểm tra hoạt động của thiết bị bằng các cách đơn giản

– Các nhà máy sản xuất các vật liệu dễ cháy như giấy, gỗ, vải vóc, sợ hóa chất…

– Các nhà kho chứa các vật liệu dễ cháy và nông sản, các kho dự trữ quốc gia…

– Các di tích văn hóa…

 

Yêu cầu bảo hộ

Hệ thống cảnh báo cháy sớm bao gồm: điên thoại người dùng(1), bộ xừ lý IOT(2), camera ảnh nhiệt, thiết bị cảm ứng bức xạ nhiệt, phần mềm cảnh báo cháy sớm cài đặt trên điện thoại của người dùng(1), màn hình kết nối của người quản lý với chế độ rung, chuông để cảnh báo qua một trong các đường truyền GPRS/3G/Wifi/Internet và giao thức TCP/IP

---

Nguồn: “Cuộc thi sáng tạo khoa học và công nghệ về PCCC và CNCH năm 2019”. -Hà Nội 2019.-Tr. 5 – 9.