Introductory knowledge of Internet of Things (IoT)

IoT (Internet of Things) là một hệ thống phân tích và tự động hóa tiên tiến khai thác công nghệ mạng, cảm biến, big data và trí tuệ nhân tạo để cung cấp các hệ thống hoàn chỉnh cho một sản phẩm hoặc dịch vụ. Các hệ thống này cho phép tính minh bạch, kiểm soát và hiệu suất cao hơn khi áp dụng cho bất kỳ ngành công nghiệp hoặc hệ thống nào.

Hệ thống IoT có các ứng dụng trong các ngành công nghiệp thông qua tính linh hoạt độc đáo và khả năng phù hợp trong mọi môi trường. Chúng tăng cường thu thập dữ liệu, tự động hóa, hoạt động và hơn thế nữa thông qua các thiết bị thông minh và công nghệ.

Bài viết này nhằm mục đích cung cấp cho bạn giới thiệu khái quát về IoT, giới thiệu các khái niệm chính của IoT, những thứ cần thiết khi sử dụng và triển khai các hệ thống IoT.

IoT - Các tính năng chính

Các tính năng quan trọng nhất của IoT bao gồm trí tuệ nhân tạo, kết nối, cảm biến, tương tác tích cực và sử dụng thiết bị nhỏ. Dưới đây là một bản đánh giá ngắn gọn về các tính năng này.

1. AI

Về cơ bản, IoT làm cho hầu hết mọi thứ trở nên “thông minh”, có nghĩa là nó nâng cao mọi khía cạnh của cuộc sống với sức mạnh thu thập dữ liệu, thuật toán trí tuệ nhân tạo và network. Điều này có thể định nghĩa đơn giản như nâng cấp tủ lạnh và tủ của bạn để phát hiện khi nào sữa và ngũ cốc sắp hết, sau đó đặt hàng với cửa hàng tạp hóa.

2. Connectivity

Các công nghệ cho phép mới dành cho network, và cụ thể là IoT network, có nghĩa là các network không còn bị ràng buộc độc quyền bởi các nhà cung cấp lớn. Network có thể tồn tại ở quy mô nhỏ hơn và rẻ hơn nhiều. IoT tạo ra các network nhỏ này giữa các thiết bị hệ thống của nó.

3. Sensors

IoT mất đi sự phân biệt nếu không có cảm biến. Chúng hoạt động như những công cụ xác định giúp chuyển đổi IoT từ một mạng thiết bị tSmall Deviceshụ động tiêu chuẩn thành một hệ thống tích cực có khả năng tích hợp trong thế giới thực.

4. Active Engagement

Phần lớn tương tác ngày nay với công nghệ được kết nối xảy ra thông qua tương tác thụ động. IoT giới thiệu một mô hình mới cho tương tác với nội dung, sản phẩm hoặc dịch vụ đang hoạt động.

5. Small Devices

Theo dự đoán, thiết bị ngày càng nhỏ hơn, rẻ hơn và mạnh hơn theo thời gian. IoT khai thác các thiết bị nhỏ được xây dựng theo mục đích để mang lại độ chính xác, khả năng mở rộng và tính linh hoạt của nó.

IoT - Ưu điểm

Những lợi thế của IoT trải dài trên mọi lĩnh vực của đời sống và kinh doanh. Dưới đây là danh sách một số lợi thế mà IoT mang lại.

• Sự tương tác của khách hàng được cải thiện: Các phân tích hiện tại có những điểm mù và sai sót đáng kể về độ chính xác; và như đã lưu ý, sự tham gia vẫn bị động. IoT hoàn toàn biến đổi điều này để đạt được sự tương tác phong phú và hiệu quả hơn với khán giả.

• Tối ưu hóa Công nghệ: Các công nghệ và dữ liệu tương tự giúp cải thiện trải nghiệm của khách hàng cũng cải thiện việc sử dụng thiết bị và hỗ trợ các cải tiến mạnh mẽ hơn cho công nghệ. IoT mở ra thế giới dữ liệu trường và chức năng quan trọng.

• Giảm lãng phí: IoT làm cho các lĩnh vực cải tiến trở nên rõ ràng. Các phân tích hiện tại cung cấp cho chúng ta cái nhìn sâu sắc, nhưng IoT cung cấp thông tin trong thế giới thực dẫn đến việc quản lý tài nguyên hiệu quả hơn.

• Thu thập dữ liệu được nâng cao: Thu thập dữ liệu hiện đại có những hạn chế và thiết kế của nó để sử dụng thụ động. IoT phá vỡ nó ra khỏi những không gian đó và đặt nó chính xác nơi con người thực sự muốn đến để phân tích thế giới của chúng ta. Nó cho phép một bức tranh chính xác về mọi thứ.

IoT - Nhược điểm

Mặc dù IoT mang lại một loạt lợi ích ấn tượng, nó cũng đưa ra một loạt thách thức đáng kể. Đây là danh sách một số vấn đề chính của nó.

• Bảo mật: IoT tạo ra một hệ sinh thái các thiết bị được kết nối liên tục giao tiếp qua mạng. Hệ thống cung cấp ít quyền kiểm soát mặc dù có bất kỳ biện pháp an ninh nào. Điều này khiến người dùng tiếp xúc với nhiều loại kẻ tấn công khác nhau.

• Quyền riêng tư: Sự tinh vi của IoT cung cấp dữ liệu cá nhân đáng kể, cực kỳ chi tiết mà không cần sự tham gia tích cực của người dùng.

• Tính phức tạp: Một số điểm cho thấy các hệ thống IoT phức tạp về mặt thiết kế, triển khai và bảo trì do chúng sử dụng nhiều công nghệ và một loạt các công nghệ cho phép mới.

• Tính linh hoạt: Nhiều người lo ngại về tính linh hoạt của một hệ thống IoT để tích hợp dễ dàng với hệ thống khác. Họ lo lắng về việc tìm thấy một số hệ thống xung đột hoặc bị khóa.

• Tuân thủ: IoT, giống như bất kỳ công nghệ nào khác trong lĩnh vực kinh doanh, phải tuân thủ các quy định. Sự phức tạp của nó làm cho vấn đề tuân thủ có vẻ vô cùng thách thức khi nhiều người coi việc tuân thủ phần mềm tiêu chuẩn là một trận chiến.

IoT - Công nghệ và giao thức

IoT chủ yếu khai thác các giao thức chuẩn và công nghệ mạng. Tuy nhiên, các công nghệ và giao thức cho phép chính của IoT là RFID, NFC, bluetooth năng lượng thấp, wireless năng lượng thấp, các giao thức vô tuyến năng lượng thấp, LTE-A và WiFi-Direct. Các công nghệ này hỗ trợ chức năng mạng cụ thể cần thiết trong hệ thống IoT trái ngược với mạng thống nhất tiêu chuẩn của các hệ thống thông thường.

1. NFC và RFID

RFID (radio-frequency identification: nhận dạng tần số vô tuyến) và NFC (near-field communication: giao tiếp trường gần) cung cấp các tùy chọn đơn giản, hiệu quả và linh hoạt cho mã nhận dạng và truy cập, khởi động kết nối và thanh toán.

• Công nghệ RFID sử dụng máy thu-phát vô tuyến 2 chiều để xác định và theo dõi các thẻ liên kết với các đối tượng.
• NFC bao gồm các giao thức giao tiếp cho các thiết bị điện tử, thường là thiết bị di động và thiết bị tiêu chuẩn.

2. Bluetooth năng lượng thấp

Công nghệ này hỗ trợ nhu cầu sử dụng lâu dài, tiêu thụ điện năng thấp của chức năng IoT trong khi khai thác công nghệ tiêu chuẩn với hỗ trợ riêng trên các hệ thống.

3. Wireless năng lượng thấp

Công nghệ này thay thế khía cạnh ngốn điện nhất của hệ thống IoT. Mặc dù cảm biến và các phần tử khác có thể sập nguồn trong thời gian dài, các liên kết giao tiếp (tức là không dây) phải ở chế độ lắng nghe. Wireless năng lượng thấp không chỉ giảm tiêu thụ mà còn kéo dài tuổi thọ của thiết bị thông qua việc sử dụng ít hơn.

4. Giao thức vô tuyến

ZigBee, Z-Wave và Thread là các giao thức vô tuyến để tạo ra network khu vực riêng tỷ lệ thấp. Những công nghệ này có công suất thấp, nhưng cung cấp thông lượng cao không giống như nhiều tùy chọn tương tự. Điều này làm tăng sức mạnh của các network thiết bị cục bộ nhỏ mà không có chi phí thông thường.

5. LTE-A

LTE-A, hay LTE Advanced, mang đến một nâng cấp quan trọng cho công nghệ LTE bằng cách không chỉ tăng phạm vi phủ sóng mà còn giảm độ trễ và nâng cao thông lượng. Nó mang lại cho IoT một sức mạnh to lớn thông qua việc mở rộng phạm vi của nó, với các ứng dụng quan trọng nhất của nó là phương tiện, UAV và giao tiếp tương tự.

6. Wi-Fi Direct

WiFi-Direct loại bỏ nhu cầu về điểm truy cập. Nó cho phép kết nối P2P (peer-to-peer) với tốc độ của WiFi, nhưng với độ trễ thấp hơn. WiFi-Direct loại bỏ phần tử của network thường làm hỏng nó và nó không ảnh hưởng đến tốc độ hoặc lưu lượng.

IoT - Ứng dụng phổ biến

IoT có các ứng dụng trên tất cả các ngành công nghiệp và thị trường. Nó mở rộng các nhóm người dùng từ những người muốn giảm sử dụng năng lượng trong nhà của họ đến các tổ chức lớn muốn hợp lý hóa hoạt động của họ. Nó không chỉ hữu ích mà còn gần như quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp khi công nghệ tiến bộ và chúng ta tiến tới tự động hóa tiên tiến được tưởng tượng trong tương lai xa.

1. Kỹ thuật, Công nghiệp và Cơ sở hạ tầng

Các ứng dụng của IoT trong các lĩnh vực này bao gồm cải thiện sản xuất, tiếp thị, cung cấp dịch vụ và an toàn. IoT cung cấp một phương tiện mạnh mẽ để giám sát các quy trình khác nhau; và sự minh bạch thực sự tạo ra khả năng hiển thị nhiều hơn cho các cơ hội cải tiến.

Mức độ kiểm soát sâu do IoT cung cấp cho phép hành động nhanh chóng và nhiều hơn nữa đối với những cơ hội đó, bao gồm các sự kiện như nhu cầu rõ ràng của khách hàng, sản phẩm không phù hợp, trục trặc trong thiết bị, sự cố trong mạng phân phối, v.v.

Ví dụ: Joan điều hành một cơ sở sản xuất làm tấm chắn cho các thiết bị sản xuất. Khi các quy định thay đổi về thành phần và chức năng của tấm chắn, các yêu cầu thích hợp mới được lập trình tự động trong robot sản xuất và các kỹ sư được thông báo về việc họ chấp thuận các thay đổi.

2. Chính phủ và Sự an toàn

IoT được áp dụng cho chính phủ và sự an toàn cho phép cải thiện việc thực thi pháp luật, quốc phòng, quy hoạch thành phố và quản lý kinh tế. Công nghệ lấp đầy những lỗ hổng hiện tại, sửa chữa nhiều lỗ hổng hiện tại và mở rộng phạm vi của những nỗ lực này. Ví dụ, IoT có thể giúp các nhà quy hoạch thành phố có cái nhìn rõ ràng hơn về tác động của thiết kế của họ và các chính phủ có ý tưởng tốt hơn về nền kinh tế địa phương.

Ví dụ: Joan sống ở một thành phố nhỏ. Cô ấy đã nghe nói về sự gia tăng tội phạm gần đây trong khu vực của cô ấy và lo lắng về việc trở về nhà vào đêm khuya. Cơ quan thực thi pháp luật địa phương đã được cảnh báo về khu vực "nóng" mới thông qua cờ hệ thống và họ đã tăng cường sự hiện diện của mình. Các thiết bị giám sát khu vực đã phát hiện ra hành vi đáng ngờ và cơ quan thực thi pháp luật đã điều tra những hành vi này để ngăn chặn tội phạm.

3. Nhà ở và Văn phòng

Trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, IoT cung cấp trải nghiệm được cá nhân hóa từ nhà đến văn phòng cho các tổ chức mà chúng ta thường xuyên kinh doanh. Điều này cải thiện sự hài lòng chung của chúng tôi, nâng cao năng suất và cải thiện sức khỏe và sự an toàn của chúng tôi. Ví dụ, IoT có thể giúp chúng ta tùy chỉnh không gian văn phòng để tối ưu hóa công việc của mình.

Ví dụ: Joan làm việc trong lĩnh vực quảng cáo. Cô ấy bước vào văn phòng của mình, và nó nhận ra khuôn mặt của cô ấy. Nó điều chỉnh ánh sáng và nhiệt độ theo sở thích của cô ấy. Nó bật thiết bị của cô ấy và mở các ứng dụng đến điểm làm việc cuối cùng của cô ấy. Cửa văn phòng của cô đã phát hiện và nhận ra một đồng nghiệp đến văn phòng của cô nhiều lần trước khi cô đến. Hệ thống của Joan sẽ tự động mở tin nhắn của khách truy cập này.

4. Sức khỏe và Y học

IoT thúc đẩy chúng ta hướng tới tương lai y học tưởng tượng của chúng ta, khai thác một mạng lưới tích hợp cao các thiết bị y tế tinh vi. Ngày nay, IoT có thể nâng cao đáng kể nghiên cứu y tế, thiết bị, chăm sóc và cấp cứu. Sự tích hợp của tất cả các yếu tố cung cấp độ chính xác hơn, chú ý hơn đến chi tiết, phản ứng nhanh hơn với các sự kiện và cải tiến liên tục trong khi giảm chi phí điển hình của các tổ chức và nghiên cứu y tế.

Ví dụ: Joan là y tá trong phòng cấp cứu. Một cuộc gọi đến cho một người đàn ông bị thương trong một cuộc hỗn chiến. Hệ thống nhận dạng bệnh nhân và kéo hồ sơ của anh ta. Tại hiện trường, thiết bị y tế nắm bắt các thông tin quan trọng tự động gửi đến các bên tiếp nhận tại bệnh viện. Hệ thống phân tích dữ liệu mới và hồ sơ hiện tại để đưa ra giải pháp hướng dẫn. Tình trạng của bệnh nhân được cập nhật từng giây vào hệ thống trong quá trình vận chuyển của mình. Hệ thống nhắc Joan phê duyệt các hành động của hệ thống để phân phối thuốc và chuẩn bị thiết bị y tế.

(Nguồn: https://www.tutorialspoint.com/)