- "Nghiên cứu thiết kế mô đun điều khiển và truyền thông ứng dụng cho các thiết bị điện thông minh trong hệ sinh thái sản phẩm/dịch vụ Smart Home" - sản phẩm của Công ty Cổ phần Bóng đèn Phích nước Rạng Đông nằm trong số 19 đại diện xuất sắc được xướng danh vào vòng Chung khảo Giải thưởng Nhân tài Đất Việt 2023 lĩnh vực Công nghệ số.

Công ty Cổ phần Bóng đèn Phích nước Rạng Đông là một doanh nghiệp đi đầu về lĩnh vực chiếu sáng tại Việt Nam. Với mong muốn được tích hợp công nghệ số, công nghệ IoT và đặc biệt là các công nghệ mới vào các sản phẩm dân dụng mà đi đầu là sản phẩm chiếu sáng, đội ngũ kỹ thuật của công ty đã nghiên cứu, triển khai sản phẩm “Nghiên cứu, thiết kế module điều khiển và truyền thông ứng dụng cho các thiết bị IoT trong hệ sinh thái sản phẩm/dịch vụ Smart Home”, nhằm phục vụ phát triển các sản phẩm trong lĩnh vực Smart Home mà công ty đang phát triển.

Module xây dựng trên nền tảng truyền thông Bluetooth Mesh, có khả năng tái sử dụng

Theo nhóm tác giả sản phẩm, module điều khiển và truyền thông được ứng dụng chính trong thị trường nhà thông minh (SmartHome) thuộc lĩnh vực dân dụng từ tháng 10/2022 đến nay. Sản phẩm do nhóm tác giả phát triển được xây dựng trên nền tảng truyền thông Bluetooth Mesh ứng dụng cho lĩnh vực nhà thông minh (Smart Home) với những ưu điểm như: Bluetooth Mesh cho phép mở rộng mạng lưới thông qua việc kết nối nhiều thiết bị lại với nhau. Điều này cho phép tạo ra một hệ thống nhà thông minh với số lượng thiết bị lớn mà không ảnh hưởng đến phạm vi hoạt động hoặc hiệu suất mạng.

Bluetooth Mesh cho phép các thiết bị tự tổ chức thành một mạng lưới linh hoạt. Mỗi thiết bị trong mạng có thể truyền tải thông tin và chuyển tiếp gói tin cho các thiết bị khác giúp tăng cường độ ổn định và phạm vi hoạt động của mạng, giảm thiểu các điểm yếu và ngăn chặn sự gián đoạn tín hiệu. Được thiết kế để tiết kiệm năng lượng. Các thiết bị trong mạng có thể hoạt động ở chế độ tiết kiệm năng lượng và tương tác thông qua các gói tin ngủ. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ pin và giảm sự tiêu thụ năng lượng không cần thiết.

Ngoài ra, Bluetooth Mesh cung cấp các lớp bảo mật đa mức đảm bảo an toàn cho hệ thống nhà thông minh và là một tiêu chuẩn công nghiệp, điều này đảm bảo tính tương thích giữa các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau. Bluetooth Mesh có khả năng triển khai và cấu hình dễ dàng, giúp người dùng dễ dàng cài đặt và quản lý hệ thống nhà thông minh.

Module được thiết kế với các tính năng về phần cứng có khả năng kết nối linh hoạt với ngoại vi khác để tạo thành một sản phẩm nhà thông minh hoàn thiện như: Công tắc, Đèn, Cảm biến, Khóa… thông minh thông qua các kết nối tiêu chuẩn; Tích hợp truyền dẫn vô tuyến Bluetooth với khả năng truyền dẫn ổn định nâng cao khả năng hoạt động của thiết bị.

Về phần mềm nhúng, tích hợp giao tiếp Bluetooth Mesh theo tiêu chuẩn của SIG cho phép dễ dàng kết nối vào các hệ sinh thái sản phẩm khác sử dụng Bluetooth Mesh. Được thiết kế xây dựng trên mô hình HAL (Hardware Abstraction Layer) cho phép việc cấu hình, cài đặt và tích hợp module với các sản phẩm trở nên dễ dàng thông qua các API tiêu chuẩn.

Được tích hợp các chương trình ứng dụng tiêu chuẩn như: Đèn thông minh, Cảm biến, Các cấu kiện điện tử cho phép linh hoạt thay đổi tính năng dựa trên các tính năng quan trọng và cơ bản nhất đã được phát triển trước. Cho phép linh hoạt cấu hình, thay đổi tính năng mà không cần lập trình (no-code) giúp việc phát triển và tích hợp được nhanh chóng và dễ dàng.

Ở giải pháp công nghệ này, nhóm đề tài đã thực hiện một quá trình nghiên cứu và xây dựng giải pháp bài bản như thay vì sử dụng các module tích hợp để có thể nhanh chóng tạo ra sản phẩm nhóm nghiên cứu đã quyết định chủ động làm việc với đối tác để xây dựng thiết kế từ mức sử dụng IC. Vì vậy, để có thể thiết kế module này nhóm đề tài đã làm việc chuyên sâu với các chuyên gia về lĩnh vực thiết kế vô tuyến (RF Design), thiết kế cao tần (High Speed), chống nhiễu và phát xạ nhiễu (EMI & EMC) từ đó có những tùy chỉnh ở mức độ cao hơn so với việc sử dụng các module tích hợp.

Ngoài ra với việc chủ động thiết kế từ mức sử dụng IC cho phép công ty có thể dễ dàng tùy biến, hiệu chỉnh để sử dụng cho đa dạng các ứng dụng thay vì phụ thuộc vào các module đã có sẵn trên thị trường đặc biệt trong giai đoạn đứt gãy chuỗi cung ứng thời kỳ Covid và hậu Covid gây khó khăn rất lớn cho các nhà sản xuất liên quan đến lĩnh vực điện tử trong nước cũng như trên thế giới. Hơn nữa, với khả năng tùy biến cao cũng hỗ trợ cho Công ty có thể dễ dàng làm việc với các đối tác trong việc thiết kế, cung ứng các sản phẩm.

Việc xây dựng 1 module điều khiển và truyền thông tích hợp IoT có ý nghĩa rất lớn trong việc đẩy nhanh quá trình phát triển sản phẩm, bằng cách tái sự dụng lại những tài nguyên đã có. Khi đã sẵn sàng cho việc ứng dụng mô đun vào sản phẩm, việc triển khai xây dựng 1 thiết bị mới sẽ đơn giản hơn rất nhiều. Với các sản phẩm phải xây dựng từ đầu mà không sử dụng module điều khiển và truyền thông, quy trình phát triển sẽ bao gồm nhiều đầu mục về nghiên cứu và phát triển như: tìm hiểu về vi điều khiển, tài liệu nhà phát triển, mã nguồn phát triển, công cụ phát triển, lý thuyết thiết kế, thông số đo đạc... Nhưng với sản phẩm sử dụng module điều khiển và truyền thông, các công việc trên gần như có thể lược bỏ hoàn toàn, chỉ cần tập trung vào việc phát triển ngoại vi cho sản phẩm.

Module được lựa chọn phần cứng tuân theo chuẩn SIG Mesh, do đó module hoàn toàn tương thích với nhiều nền tảng khác nhau, bao gồm cả Bluetooth Classic và Bluetooth Mesh. Ngoài khả năng giao tiếp với các thiết bị cùng hãng, mô đun còn có thể giao tiếp với các thiết bị của hãng khác như Nordic, Espressif Systems... Các thiết bị từ đó cũng có thể tương thích ngược với sản phẩm của các nhà phân phối khác, dễ dàng tạo nên một hệ sinh thái kết nối lớn mạnh hơn.

Những thành công đem tới từ sản phẩm

Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần xây dựng các sản phẩm LED thông minh tích hợp công nghệ IoT (tiết kiệm từ 50%-80% so các sản phẩm chiếu sáng truyền thống) chất lượng cao, tiết kiệm năng lượng thêm 50% so với đèn LED chưa có tích hợp, góp phần nâng cao sức khỏe con người khi chất lượng ánh sáng, thời gian chiếu sáng, cường độ, nhịp độ theo các nhịp sinh học. Sản phẩm module truyền thông và điều khiển đã cho phép Rạng Đông chủ động phát triển các sản phẩm thuộc hệ sinh thái SmartHome một cách chủ động và linh hoạt từ đó có thể đưa ra đa dạng các sản phẩm về chủng loại cũng như tính năng.

Với sự nghiên cứu phát triển thành công của nhóm đã đem lại cơ hội cho các doanh nghiệp trong nước có thêm những cơ hội hợp tác và mở rộng hơn các sản phẩm thuộc lĩnh vực nhà thông minh thay vì phụ thuộc vào các đối tác nước ngoài. Tính đến tháng 10 năm 2023, danh mục sản phẩm sử dụng mô đun điều khiển và truyền thông đã tăng trưởng 253% so với cùng kỳ năm 2022.

Ngoài ra, module cũng được tích hợp và thương mại hóa bởi nhiều đối tác. Sản phẩm đã nhận được giải nhì của cuộc thi Sáng tạo kỹ thuật thành phố Hà Nội lần I (2022-2023), cũng như góp phần giúp Công ty đạt giải thưởng Sao Khuê cho giải pháp Nhà thông minh Rạng Đông - RalliSmart.

Việc nghiên cứu chế tạo thành công module điều khiển và truyền thông không dây sử dụng chuẩn Bluetooth Mesh, cụ thể là chủ động thiết kế từ mức sử dụng IC đã góp phần giúp công ty có thể cắt giảm chi phí giúp cho giá thành sản phẩm được giảm (module tương tự của hãng Nordic có giá khoảng 4 USD, khi thiết kế tại Công ty giá thành xấp xỉ 1.1 USD) từ đó người tiêu dùng có thể dễ dàng tiếp cận sản phẩm mới, hiện đại thay vì gặp rào cản về giá thành.

Hiện nay tại Việt Nam, Rạng Đông là một trong những doanh nghiệp hàng đầu tại Việt Nam trong lĩnh vực sản xuất, sản xuất đèn LED, thị phần ước tính năm 2019 chỉ mới đạt được 10%. Với những sản phẩm LED tích hợp mô đun điều khiển và truyền thông không dây là kết quả nghiên cứu trong đề tài này được phát triển thì chắc chắn doanh thu, thị phần sẽ tăng lên đáng kể khi sản phẩm tích hợp công nghệ I4.0 đang đón đầu xu thế công nghệ của thế giới.

Được biết, kể từ khi được tiến hành thương mại hóa rộng rãi sản phẩm đã liên tục được bán ra thị trường với mức tăng trưởng cao, đồng thời cũng thu hút được nhiều đối tác đến làm việc với yêu cầu tích hợp sản phẩm được thiết kế từ mô đun do nhóm đề tài phát triển vào hệ sinh thái sản phẩm của đối tác. Các đối tác có thể kể đến như: VNPT, Viettel, FPT, Vity…

Giải thưởng Nhân tài Đất Việt (NTĐV) năm 2023 do Hội Khuyến học Việt Nam chủ trì, cùng sự chỉ đạo của Ban Tuyên giáo Trung ương và sự phối hợp tổ chức của: Bộ Thông tin và Truyền thông, Bộ Khoa học công nghệ, Bộ Y tế, Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ Giáo dục và Đào tạo, Bộ Lao động Thương binh xã hội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam, Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT).

Với chủ đề “Kết nối dữ liệu - Kiến tạo giá trị”, lĩnh vực Công nghệ số là lĩnh vực cốt lõi của giải thưởng Nhân tài Đất Việt, được Bộ Thông tin và Truyền thông trực tiếp chỉ đạo, Tập đoàn VNPT đồng hành tổ chức.

Vòng thi Chung khảo lĩnh vực Công nghệ số Giải thưởng NTĐV 2023 sẽ diễn ra vào ngày 17/12/2023 tại Hà Nội.

Lễ trao giải thưởng Nhân tài Đất Việt 2023 sẽ vinh dự được đón Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính tham dự và chúc mừng các tác giả đạt giải. Chương trình được truyền hình trực tiếp trên kênh VTV2 Đài Truyền hình Việt Nam vào lúc 20h00 ngày 20/12/2023 từ Nhà hát lớn Hà Nội.

Các thông tin về Giải thưởng Nhân tài Đất Việt năm 2023 sẽ được đăng tải đầy đủ trên website chính thức của Giải thưởng tại địa chỉ: http://nhantaidatviet.vnpt.vn và Fanpage chính thức của Giải thưởng tại địa chỉ: https://www.facebook.com/giaithuongnhantaidatviet hoặc qua các đơn vị truyền thông của Giải thưởng là Tạp chí điện tử VnMedia tại địa chỉ http://vnmedia.vn và Tạp chí Công dân và Khuyến học tại địa chỉ https://congdankhuyenhoc.vn/.

P.Mai