Trong bối cảnh công nghệ ngày càng phát triển, nhu cầu tối ưu hóa hệ thống giám sát và quản lý kho lạnh trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Nhóm 2 lớp C1.2405.E0, bao gồm các thành viên Nguyễn Anh Quân (trưởng nhóm), Hoàng Gia Bảo, Nguyễn Hoàng Tâm, Nguyễn Đắc Hào và Nguyễn Huy, đã thực hiện dự án “Hệ Thống Quản Lý Kho Lạnh” với mục tiêu nâng cao tính hiệu quả, tối ưu hóa quản lý và tăng cường khả năng giám sát trong kho lạnh. Khác với phiên bản trước sử dụng vi điều khiển truyền thống, dự án lần này áp dụng FPGA KIT, giúp cải thiện hiệu suất thiết kế và đưa hệ thống đến gần hơn với các tiêu chuẩn công nghiệp.
Lý do lựa chọn đề tài
Dựa trên ý tưởng từ đồ án học kỳ trước, nhóm quyết định tiếp tục phát triển dự án nhằm nâng cao trình độ chuyên môn và tiếp cận với công nghệ hiện đại hơn. Sự thay đổi cốt lõi trong lần nâng cấp này là thay thế vi điều khiển truyền thống bằng FPGA KIT, giúp tăng tốc độ xử lý và tối ưu hóa hệ thống. Điều này không chỉ giúp nhóm tiếp cận với lập trình mô tả phần cứng (RTL) bằng Verilog mà còn mở rộng kiến thức về thiết kế hệ thống nhúng theo hướng chuyên sâu.
Mục tiêu khi thực hiện dự án
Dự án hướng đến ba mục tiêu chính: ứng dụng lý thuyết vào thực tiễn thiết kế vi mạch, làm chủ các giao thức truyền dữ liệu trên FPGA và rèn luyện kỹ năng lập trình Verilog. Bên cạnh đó, nhóm tập trung vào việc phát triển tư duy nghiên cứu, nâng cao khả năng phân tích tài liệu và xử lý lỗi, giúp mỗi thành viên có được nền tảng vững chắc để áp dụng vào công việc sau này.
Quá trình thực hiện dự án được chia thành nhiều giai đoạn quan trọng. Đầu tiên, nhóm xây dựng thiết kế hệ thống bằng cách vẽ sơ đồ khối và mạch điện. Tiếp theo là phát triển các module chức năng, trong đó các block thành phần được xây dựng theo kiến trúc linh hoạt để dễ dàng tối ưu và kiểm thử. Sau khi lập trình RTL bằng Verilog và tạo Testbench, nhóm tiến hành chạy mô phỏng, kiểm tra thực tế và tinh chỉnh hệ thống để đảm bảo hoạt động trơn tru.
Thách thức khi thực hiện đồ án và cách khắc phục
Trong quá trình phát triển, nhóm gặp phải nhiều khó khăn, đặc biệt là việc hiểu rõ nguyên lý hoạt động và phối hợp các khối logic trên FPGA, điều này đòi hỏi thời gian nghiên cứu lớn. Bên cạnh đó, quá trình kiểm thử liên tục phát sinh lỗi, gây khó khăn trong việc sửa lỗi và tối ưu hóa hệ thống. Để khắc phục, nhóm tích cực nghiên cứu tài liệu chuyên sâu, đặc biệt là datasheet và hướng dẫn kỹ thuật. Nhóm cũng nhận được sự hỗ trợ từ giảng viên, cùng nhau thảo luận và tìm ra giải pháp tối ưu. Phương pháp kiểm thử từng bước được áp dụng để đảm bảo hệ thống vận hành ổn định.
Dự án không chỉ là một bài tập kỹ thuật mà còn là một hành trình đầy kỷ niệm đối với nhóm. Những buổi làm việc xuyên đêm để khắc phục lỗi, khoảnh khắc vỡ òa khi sản phẩm chạy thành công sau nhiều lần thất bại, hay sự gắn kết giữa các thành viên khi cùng nhau vượt qua thử thách là những điều đáng nhớ nhất. Chính sự quyết tâm và tinh thần đồng đội đã giúp nhóm hoàn thành dự án một cách xuất sắc.
Điểm nối bật của đồ án nhóm
Hệ thống quản lý kho lạnh được nhóm phát triển có nhiều tính năng nổi bật. Đầu tiên, hệ thống giám sát nhiệt độ liên tục, cho phép theo dõi dữ liệu nhiệt độ và độ ẩm 24/7. Ngoài ra, tính năng cảnh báo thông minh giúp gửi thông báo tức thì qua email hoặc SMS khi phát hiện sự cố, đảm bảo kho lạnh luôn duy trì trong điều kiện tối ưu. Một điểm đặc biệt nữa là khả năng truy cập từ xa, khi dữ liệu được hiển thị trên nền tảng ThingsBoard Cloud, giúp người dùng dễ dàng giám sát ở bất kỳ đâu.
“Dự án đã mang lại nhiều bài học quý giá cho nhóm. Các thành viên không chỉ củng cố kiến thức về Verilog và FPGA mà còn nâng cao kỹ năng giải quyết vấn đề, tìm hiểu và khắc phục lỗi. Ngoài ra, dự án cũng giúp nhóm cải thiện khả năng làm việc nhóm, phối hợp hiệu quả để đạt được mục tiêu chung. Hơn hết, thông qua trải nghiệm thực tế này, nhóm hiểu rõ hơn về quy trình thiết kế vi mạch, từ giai đoạn ý tưởng đến sản phẩm hoàn thiện”.
Nhóm đã có nhiều trải nghiệm đáng nhớ và thu được nhiều kiến thức thực tế quan trọng. Một thành viên chia sẻ: “Dự án giúp em hiểu rõ hơn về lập trình Verilog và cách thiết kế các giao thức giao tiếp như I2C, UART…”. Một thành viên khác cũng bày tỏ: “Trải nghiệm thực tế này giúp em rèn luyện kỹ năng phân tích và giải quyết vấn đề trong kỹ thuật, điều mà em khó có thể tiếp cận chỉ qua lý thuyết.”
Nhận xét từ giảng viên cho thấy dự án có sự đầu tư bài bản và thể hiện sự chủ động, sáng tạo của nhóm. Các thành viên đã áp dụng tốt kiến thức lý thuyết vào thực tiễn và thể hiện khả năng nghiên cứu độc lập. Tuy nhiên, nhóm cần tối ưu thêm các chức năng để phù hợp hơn với nhu cầu thực tiễn. Tổng thể, đây là một đồ án xuất sắc và có tiềm năng phát triển thành một sản phẩm ứng dụng thực tế trong tương lai.
Dự án “Hệ Thống Quản Lý Kho Lạnh” không chỉ là một bài tập thực hành mà còn là một bước tiến quan trọng trong hành trình học tập và phát triển chuyên môn của nhóm. Việc ứng dụng FPGA KIT vào hệ thống giám sát kho lạnh đã mở ra nhiều cơ hội để nhóm tiếp cận với công nghệ tiên tiến, đồng thời giúp các thành viên phát triển kỹ năng kỹ thuật và tư duy sáng tạo. Đây là tiền đề vững chắc để nhóm tiếp tục theo đuổi các dự án công nghệ trong tương lai.