Tại sao nên dùng mạng LoRaWAN thay vì 4G/5G trong cảnh báo cháy rừng?

Rừng là lá phổi xanh của hành tinh và là nguồn tài nguyên quý giá cần được bảo vệ. Tuy nhiên, trong nhiều năm gần đây, tình trạng cháy rừng diễn biến ngày càng phức tạp, gây thiệt hại lớn cho môi trường và kinh tế. Cảnh báo cháy rừng sớm đang trở thành một trong những nhiệm vụ quan trọng của công tác quản lý tài nguyên rừng. Để làm được điều đó, các hệ thống giám sát và truyền dữ liệu phải đảm bảo độ ổn định, phạm vi phủ sóng rộng và chi phí vận hành thấp.

Nhiều giải pháp đã được thử nghiệm, trong đó đáng chú ý nhất là việc so sánh giữa công nghệ truyền dữ liệu qua mạng di động 4G/5G và nền tảng kết nối mạng LoRaWAN. Thực tế đã chứng minh rằng, mạng LoRaWAN mang lại nhiều ưu thế vượt trội khi ứng dụng trong hệ thống cảnh báo cháy rừng sớm.

1. Đặc điểm của mạng LoRaWAN trong truyền dữ liệu IoT

Mạng LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) là công nghệ truyền thông không dây hoạt động dựa trên nền tảng LPWAN – mạng diện rộng công suất thấp. Hệ thống được thiết kế để kết nối các thiết bị IoT ở khoảng cách xa, tiêu thụ năng lượng ít và truyền dữ liệu với tần suất nhỏ. Mạng LoRaWAN có thể phủ sóng trong bán kính lên tới hàng chục km ở khu vực đồi núi hoặc rừng, nơi hạ tầng viễn thông truyền thống khó tiếp cận.

Khác với 4G hoặc 5G vốn tối ưu cho truyền tải dữ liệu tốc độ cao, video hoặc các ứng dụng yêu cầu băng thông lớn, mạng LoRaWAN tập trung vào khả năng truyền các gói dữ liệu nhỏ, ổn định và tiết kiệm năng lượng. Mỗi trạm gateway LoRaWAN có thể kết nối cùng lúc hàng nghìn thiết bị cảm biến, giúp xây dựng mạng lưới giám sát rộng khắp với chi phí thấp hơn rất nhiều so với việc triển khai các trạm di động.

2. Thách thức khi sử dụng 4G/5G trong cảnh báo cháy rừng

Mặc dù mạng di động 4G và 5G có tốc độ truyền dữ liệu nhanh, nhưng khi áp dụng vào hệ thống cảnh báo cháy rừng, công nghệ này bộc lộ nhiều hạn chế. Đầu tiên là vấn đề về phạm vi phủ sóng. Hầu hết các khu rừng lớn, rừng phòng hộ hoặc rừng đầu nguồn thường nằm ở địa hình phức tạp, xa khu dân cư và ít có hạ tầng viễn thông. Việc xây dựng trạm phát sóng 4G/5G ở những khu vực này tốn kém và không hiệu quả về mặt kinh tế.

Thứ hai, các cảm biến cảnh báo cháy rừng thường được bố trí rải rác trên diện rộng và cần hoạt động độc lập bằng pin hoặc năng lượng mặt trời. Mạng di động yêu cầu công suất phát sóng cao hơn, khiến thiết bị tiêu tốn nhiều năng lượng và phải bảo trì thường xuyên. Điều này đi ngược với tiêu chí của hệ thống giám sát cháy rừng là hoạt động bền bỉ, liên tục trong nhiều năm mà không cần thay pin hoặc sạc lại.

Ngoài ra, việc duy trì kết nối 4G/5G cho hàng trăm hoặc hàng nghìn cảm biến đòi hỏi chi phí thuê dữ liệu lớn, khiến tổng chi phí vận hành vượt quá khả năng của các dự án bảo vệ rừng, vốn phụ thuộc vào ngân sách nhà nước hoặc tổ chức bảo tồn.

Xem thêm: Ứng dụng mạng LoRaWAN trong giám sát môi trường công nghiệp thông minh

3. Ưu điểm của mạng LoRaWAN trong cảnh báo cháy rừng

Khi so sánh với mạng di động, mạng LoRaWAN cho thấy những lợi thế rõ ràng về hiệu quả và độ phù hợp đối với các hệ thống cảnh báo cháy rừng tự động.

Phủ sóng diện rộng và ổn định:
Một trạm gateway LoRaWAN có thể bao phủ diện tích từ 10 đến 20 km, thậm chí lớn hơn ở địa hình thông thoáng. Nhờ đó, chỉ cần số lượng trạm hạn chế là có thể kết nối hàng nghìn cảm biến rải rác khắp khu rừng. Tín hiệu LoRaWAN có khả năng xuyên qua cây cối và địa hình tốt, đảm bảo kết nối ổn định hơn so với sóng di động trong khu vực nhiều vật cản.

Tiêu thụ năng lượng cực thấp:
Các cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, khói, hoặc khí CO được thiết kế hoạt động với pin dung lượng nhỏ nhưng có thể duy trì trong 5 đến 10 năm nhờ cơ chế truyền dữ liệu tiết kiệm năng lượng của mạng LoRaWAN. Điều này giúp giảm đáng kể chi phí bảo trì, phù hợp với các khu rừng rộng hàng nghìn hecta.

Chi phí vận hành thấp:
Không cần thuê gói cước dữ liệu như mạng 4G/5G, mạng LoRaWAN hoạt động dựa trên hạ tầng độc lập. Các gateway và máy chủ dữ liệu có thể do đơn vị quản lý rừng hoặc đối tác công nghệ như Digitel triển khai và vận hành. Mô hình này giúp tiết kiệm chi phí hằng năm mà vẫn đảm bảo độ tin cậy cao.

Khả năng mở rộng linh hoạt:
Hệ thống có thể mở rộng dễ dàng bằng cách bổ sung cảm biến hoặc trạm thu phát mà không làm gián đoạn hoạt động. Mạng LoRaWAN hỗ trợ hàng chục nghìn thiết bị cùng lúc, phù hợp cho việc mở rộng quy mô từ khu vực thử nghiệm đến toàn bộ vùng rừng quốc gia.

Hoạt động ổn định trong điều kiện khắc nghiệt:
Các thiết bị LoRaWAN được thiết kế chịu được nhiệt độ cao, độ ẩm lớn và môi trường ngoài trời khắc nghiệt. Điều này đặc biệt quan trọng trong môi trường rừng tự nhiên, nơi thời tiết và địa hình thường thay đổi liên tục.

4. Ứng dụng thực tế của mạng LoRaWAN trong hệ thống cảnh báo cháy rừng

Digitel đang triển khai giải pháp cảnh báo cháy rừng sớm dựa trên mạng LoRaWAN tại nhiều khu vực có nguy cơ cao. Hệ thống gồm các cảm biến đo nhiệt độ, khói, khí CO và độ ẩm được lắp đặt trên cột cao hoặc gắn vào cây lớn. Dữ liệu được truyền qua các gateway LoRaWAN về trung tâm xử lý. Phần mềm phân tích của Digitel tổng hợp và đánh giá dữ liệu liên tục, tự động gửi cảnh báo đến người quản lý khi có dấu hiệu bất thường.

Nhờ đặc tính truyền dữ liệu ổn định và phạm vi rộng, hệ thống có thể hoạt động độc lập, không cần phụ thuộc vào sóng di động. Ngay cả khi mất điện hoặc tín hiệu yếu, thiết bị vẫn lưu trữ dữ liệu và tự động gửi lại khi mạng phục hồi. Đây là lợi thế mà mạng LoRaWAN mang lại so với các công nghệ di động truyền thống.

5. Hướng phát triển tương lai của mạng LoRaWAN trong bảo vệ rừng

Sự kết hợp giữa mạng LoRaWAN và các công nghệ như AI, dữ liệu lớn và vệ tinh đang mở ra hướng phát triển mới cho công tác bảo vệ rừng. Dữ liệu thu thập từ hàng nghìn cảm biến giúp mô hình hóa các khu vực có nguy cơ cháy cao, dự đoán sớm điểm phát hỏa và đưa ra cảnh báo chính xác. Khi được tích hợp với bản đồ địa lý số, người quản lý có thể theo dõi tình hình thời gian thực và điều phối lực lượng chữa cháy nhanh hơn.

Digitel định hướng phát triển hệ thống cảnh báo cháy rừng thông minh dựa trên nền tảng LoRaWAN quốc gia, kết nối các trạm giám sát, đài khí tượng và cơ quan quản lý. Giải pháp này không chỉ giúp giảm thiểu thiệt hại do cháy rừng mà còn nâng cao hiệu quả bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, góp phần vào chiến lược chuyển đổi số ngành lâm nghiệp Việt Nam.

Việc lựa chọn công nghệ truyền dữ liệu là yếu tố then chốt trong xây dựng hệ thống cảnh báo cháy rừng sớm. So với 4G hay 5G, mạng LoRaWAN mang lại nhiều ưu điểm vượt trội về phạm vi phủ sóng, độ bền, chi phí và khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt. Giải pháp của Digitel ứng dụng mạng LoRaWAN không chỉ giúp phát hiện cháy rừng sớm và chính xác, mà còn góp phần bảo vệ rừng bền vững, giảm thiểu thiệt hại và hướng đến một hệ sinh thái rừng thông minh cho tương lai xanh của Việt Nam.

Xem thêm: “Tổng đài xanh” – mô hình hotline tiết kiệm năng lượng và thân thiện môi trường

————————————————————————

DIGITEL – Dịch vụ viễn thông hàng đầu Việt Nam

🏢 Địa chỉ:

Trụ sở Hà Nội: Tầng 3 – Office, Vinhomes West Point, đường Phạm Hùng, Phường Từ Liêm, Thành phố Hà Nội

Trụ sở TP HCM: Căn BH9, Tầng Trệt, Block B, Tòa nhà Sky Center, 5B Phổ Quang, Phường Tân Sơn Hòa, Thành phố Hồ Chí Minh

📞 Hotline: 1900 9379

🌐 Website: digitel.org.vn 

📩 Email: CSKH@digitel.org.vn

🔗 Facebook: Digitel