Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu, xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho Internet of things (IOT) ở Việt NamNghiên cứu, xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho Internet of things (IOT) ở Việt NamNghiên cứu, xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho Internet of things (IOT) ở Việt NamNghiên cứu, xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho Internet of things (IOT) ở Việt NamNghiên cứu, xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho Internet of things (IOT) ở Việt NamNghiên cứu, xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho Internet of things (IOT) ở Việt NamNghiên cứu, xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho Internet of things (IOT) ở Việt NamNghiên cứu, xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho Internet of things (IOT) ở Việt Nam
LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến thầy giáo hướng dẫn tôi, PGS.TS Hà Hải Nam – Phó Viện trưởng Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện – Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng Thầy tận tình hướng dẫn, bảo giúp đỡ cho suốt thời gian thực luận văn Bên cạnh đó, tơi muốn gửi lời cảm ơn đến thầy giáo, cô giáo Khoa Công nghệ Thông tin 1, Khoa Quốc tế Đào tạo Sau Đại học Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng, người trực tiếp giảng dạy giúp đỡ tơi suốt q trình học tập trường Hà nội, ngày tháng năm Học viên Nguyễn Quý Thành Trung i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT ii DANH MỤC HÌNH VẼ iv CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TIÊU CHUẨN KIẾN TRÚC THAM CHIẾU IOT 1.1 Internet of things (IoT) gì? 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Các đặc tính 1.2 Kiến trúc tham chiếu IoT 1.2.1 Tổng quan 1.2.2 Đối tượng mục tiêu 1.3 Xu tiêu chuẩn hóa giới liên quan đến kiến trúc tham chiếu cho IoT CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU TÌNH HÌNH XÂY DỰNG CHUẨN KIẾN TRÚC THAM CHIẾU IOT HIỆN NAY 12 2.1 Nghiên cứu đánh giá, so sánh số kiến trúc tham chiếu IoT giới 12 2.1.1 Kiến trúc tham chiếu IoT Microsoft Azure Services 12 2.1.2 Kiến trúc tham chiếu IoT WSO2 16 2.2 Đánh giá trạng nhu cầu chuẩn hóa kiến trúc tham chiếu cho IoT Việt Nam 19 2.2.1 Hiện trạng phát triển IoT Việt Nam 19 2.2.2 Nhu cầu chuẩn hóa kiến trúc tham chiếu cho IoT 20 2.2.3 Khả áp dụng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu IoT quốc tế Việt Nam 21 CHƢƠNG 3: KHUYẾN NGHỊ TIÊU CHUẨN KIẾN TRÚC THAM CHIẾU CHO IOT Ở VIỆT NAM 22 3.1 Nguyên lý xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho IoT 22 3.1.1 Các vấn đề chung 22 3.1.2 Nguyên lý xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu IoT 29 3.1.3 Các kiến trúc tham chiếu IoT 42 3.2 Khuyến nghị tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho IoT Việt Nam 43 3.2.1 Mơ hình khái niệm 43 3.2.2 Mơ hình tham chiếu (RM) kiến trúc tham chiếu (RA) IoT 50 KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 ii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt 5Vs Tiếng Anh Volume, Velocity, Tiếng Việt Veracity, Dung lượng, Tốc độ, Độ Variability, and Variety xác, Sự linh hoạt, Sự đa dạng API Application Programming Interface Giao diện lập trình ứng dụng API Application Programming Interface Giao diện lập trình ứng dụng ASD Application Service Domain Miền dịch vụ ứng dụng CRA Communications Reference Kiến trúc tham chiếu truyền thơng Architecture CM Conceptual Model Mơ hình khái niệm HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn IoT Internet of Things Vạn vật kết nối IS International Standard Tiêu chuẩn quốc tế IRA Information Reference Architecture Kiến trúc tham chiếu thông tin LOB Line of Business Phạm vi nghiệp vụ OD Object Domain Miền vật thể OMD Operation & Management Domain Miền vận hành quản trị QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ SCD Sensing and Control Domain Miền cảm biến điều khiển SPD Service Provider Domain Miền nhà cung cấp dịch vụ SRA System Reference Architecture Kiến trúc tham chiếu hệ thống RA Reference Architecture Kiến trúc tham chiếu iii RID Resource Interchange Domain Miền trao đổi tài nguyên RM Reference Model Mơ hình tham chiếu TCP/IP Transmission Control Protocol / Giao thức internet / giao thức điều Internet Protocol khiển truyền dẫn UD User Domain Miền người dùng VPN Virtual Private Network Mạng cá nhân ảo WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WLAN Wireless Local Area Network Mạng vô tuyến địa phương iv DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu trúc iot Hình 2.1: Kiến trúc tham chiếu iot microsoft azure…… .12 Hình 2.2: Các lựa chọn kết nối thiết bị khác microsoft azure iot 13 Hình 2.3: Quản lý cung cấp, nhận dạng trạng thái thiết bị 14 Hình 2.4: Bộ xử lý luồng 15 Hình 2.5: Kiến trúc tham chiếu cho iot wso2 16 Hình 3.1: Mơ hình khái niệm iot biểu diễn miền mối liên kết miền…… 30 Hình 3.2: Mơ tả kiến trúc tham chiếu sử dụng tiêu chuẩn iot 35 Hình 3.3: Tiếp cận mặt ngữ nghĩa kiến trúc tham chiếu kiến trúc mục tiêu 36 Hình 3.4: Mơ hình tổng qt khái niệm iot cm 44 Hình 3.5: Các khái niệm thực thể miền cm 45 Hình 3.6: Tương tác miền cm 45 Hình 3.7: Phân chia miền cm 46 Hình 3.8: Khái niệm nhận dạng cm 47 Hình 3.9: Các khái niệm dịch vụ, mạng, thiết bị iot, cổng iot cm 48 Hình 3.10: Các khái niệm người dùng iot cm 49 Hình 3.11: Khái niệm thực thể ảo, thực thể vật lý thiết bị iot cm 50 Hình 3.12: Mối quan hệ cm, rm, iot 51 Hình 3.13: Mơ hình tham chiếu iot dựa thực thể 52 Hình 3.14: Mơ hình tham chiếu dựa miền iot 55 Hình 3.15: Mối quan hệ rm dựa thực thể rm dựa miền 57 Hình 3.16: Góc nhìn chức iot – phân chia thành phần chức iot 58 Hình 3.17: Góc nhìn hệ thống kiến trúc tham chiếu iot 61 Hình 3.18: Góc nhìn truyền thơng iot 64 Hình 3.19: Các loại thơng tin liên quan đến miền 66 Hình 3.20: Mối liên hệ người dùng, nhà cung cấp dịch vụ nhà phát triển dịch vụ iot 68 Hình 3.21: Vai trò hoạt động suốt vòng đời sản phẩm iot 68 PHẦN MỞ ĐẦU Những năm trở lại đây, giới khơng xa lạ với xu hướng công nghệ gọi Internet of Things (IoT) Có nhiều định nghĩa, khái niệm IoT, nhiên chưa có khái niệm chấp nhận rộng rãi IoT Có thể nói cách đơn giản, IoT khái niệm để thiết bị có khả kết nối với nhau, kết nối với Internet tạo nên mạng lưới thiết bị phục vụ cho sống người Kể từ xuất đến nay, IoT sử dụng nhiều sản phẩm, công nghệ ứng dụng thông minh phục vụ cho sống người tương lai, kể đến như: ngồi nhà thông minh, điện thoại thông minh, phương tiện thông minh, thành phố thông minh, bệnh viện thông minh… Tuy nhiên, vấn đề mà tất nhà phát triển, cung cấp sản phẩm IoT gặp phải khả giao tiếp, tương thích tích hợp sản phẩm, thiết bị IoT Chính vấn đề mà việc phát triển IoT mang tính cục cao đơn vị phát triển, cung cấp sản phẩm, dịch vụ sử dụng tiêu chuẩn riêng Điều dẫn đến việc mở rộng phạm vi sản phẩm, ứng dụng IoT khó khăn yếu tố ngăn cản phát triển IoT tình hình Đã có nhiều buổi hội thảo, tọa đàm, diễn đàn đề xuất việc cần thiết phải đưa tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu thống IoT toàn giới Qua nêu bật tầm quan trọng việc thiết bị IoT khác phải có khả giao tiếp cung cấp thông tin đáng tin cậy cách thống chuẩn mực Đây tiền đề yếu tố tối cần thiết muốn phát triển IoT lên tầm cao mới, khái niệm như: bệnh viện thông minh, trường học thơng minh, thành phố thơng minh… Vì vậy, tiêu chuẩn chung IoT điều mà tổ chức, nhà sản xuất, cung cấp sản phẩm IoT giới quan tâm vào lúc Từ đề thực tiễn nêu trên, lựa chọn đề tài “Nghiên cứu, xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu IoT Việt Nam” Đề tài tập trung nghiên cứu tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu IoT, đưa nguyên lý xây dựng khuyến nghị tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho IoT Việt Nam Nội dung nghiên cứu bố cục đề tài: - Phần Mở Đầu - Chƣơng 1: Tổng quan tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu IoT Tìm hiểu định nghĩa, khái niệm IoT tổ chức, đơn vị phát triển công nghệ lớn giới Các đặc điểm đặc trưng hệ thống IoT Nghiên cứu tổng quan kiến trúc tham chiếu IoT, yêu cầu chung, vấn đề khía cạnh cần có kiến trúc tham chiếu IoT - Chƣơng 2: Nghiên cứu tình hình xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu IoT Nghiên cứu, so sánh, đánh giá kiến trúc tham chiếu IoT số tổ chức, đơn vị phát triển công nghệ giới: Microsoft Azure IoT RA, WSO2 IoT RA Nghiên cứu tình hình phát triển IoT tổ chức, đơn vị doanh nghiệp ICT nước, đánh giá trạng nhu cầu chuẩn hóa kiến trúc tham chiếu cho IoT Việt Nam - Chƣơng 3: Khuyến nghị tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho IoT Việt Nam Nghiên cứu, phân tích yêu cầu chung, khía cạnh kiến trúc tham chiếu IoT, tiêu chuẩn, quy chuẩn cần có kiến trúc tham chiếu IoT, từ đề xuất nguyên lý xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho IoT Xây dựng khuyến nghị tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho IoT Việt Nam - Kết luận CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TIÊU CHUẨN KIẾN TRÚC THAM CHIẾU IOT 1.1 Internet of things (IoT) gì? 1.1.1 Khái niệm Hiện nay, có nhiều định nghĩa IoT đưa tổ chức phát triển tiêu chuẩn, liên minh tập đồn cơng nghệ lớn giới Dưới định nghĩa IoT từ vài tổ chức tiêu biểu International Telecommunication Union (ITU-T): IoT sở hạ tầng toàn cầu cho xã hội thông tin, cho phép triển khai dịch vụ tiên tiến cách kết nối vật thể (vật lý ảo) dựa thông tin hợp tác cơng nghệ truyền thơng sẵn có phát triển Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE): IoT thực việc trao đổi thông tin trạm thuê bao với máy chủ mạng lõi (thơng qua trạm sở) mà khơng có tương tác người The European Telecommunications Standards Institute (ETSI): IoT truyền thông hai hay nhiều thực thể mà không thiết cần đến can thiệp trực tiếp người Internet Engineering Task Force (IETF): IoT mạng toàn cầu kết nối đối tượng với địa riêng, dựa giao thức truyền thông tiêu chuẩn International Organisation for Standardisation (ISO): IoT sở hạ tầng dành cho vật thể, người, hệ thống nguồn thông tin kết nối với nhau, với dịch vụ thông minh phép chúng xử lý thông tin phản ứng giới vật lý giới ảo 1.1.2 Các đặc tính a Các đặc tính hệ thống IoT Tự cấu hình: tính tự động đặt cấu hình thiết bị dựa tương tác quy tắc xác định trước Tự động cấu hình hữu ích cho hệ thống IoT, hệ thống có nhiều thành phần khác thay đổi theo thời gian Tính phân tán: Các hệ thống IoT bao phủ tồn tòa nhà, bao phủ khắp thành phố, chí bao phủ tồn cầu Hiện nay, số lượng thiết bị di động thức vượt số người giới Các thiết bị di động mạng di động ví dụ điển hình cho tính phân tán hệ thống IoT Mạng truyền thông đa dạng: Các hệ thống IoT hoạt động dựa vào khả trao đổi đơn vị thông tin tảng có cấu trúc từ loại mạng khác tương tác với Các Thiết bị truyền nhận liệu cần liên lạc với dịch vụ phần mềm đặt gần Các cổng giao tiếp sử dụng để kết nối loại mạng khác nhau, thông thường mạng liền kề với mạng diện rộng Thời gian thực: Các hệ thống IoT thường hoạt động theo thời gian thực; liệu truyền liên tục trình kiện diễn hệ thống cần phải có phản hồi kịp thời kiện Tự mơ tả: đặc tính cần thiết cho khả kết hợp tương tác hệ thống IoT thiết bị IoT Tự mô tả đặc biệt có lợi trường hợp mà hệ thống IoT cần phải kết nối với hệ thống IoT khác, trường hợp mà hệ thống IoT cần mở rộng cách bổ sung thiết bị IoT b Các đặc tính dịch vụ IoT Các tính nhận diện nội dung: tính tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận hành chức phù hợp với hệ thống, chẳng hạn định tuyến liệu, tốc độ phân phối liệu, tính bảo mật mã hóa, dựa yếu tố vị trí, chất lượng yêu cầu dịch vụ độ nhạy cảm liệu Các tính nhận diện bối cảnh: thuộc tính thiết bị, dịch vụ, hệ thống IoT cho phép giám sát mơi trường hoạt động kiện mơi trường để xác định thơng tin nào, đâu theo trình tự mà nhiều tượng xảy giới thực Tính kịp thời: Tính kịp thời thuộc tính thể việc thực hành động, chức dịch vụ vòng khoảng thời gian định 56 phục vụ giám sát Môi trường hoạt động hệ thống IoT chủ yếu cấu thành PED, nhiên, số trường hợp định, mơi trường tạo thành vài loại thực thể SCD Phần cứng (chẳng hạn thực thể vật lý) phần mềm (ví dụ thực thể ảo) mà xuất miền khơng phải PED SCD hỗ trợ chức lực miền mà chúng nằm chúng khơng tương tác (ví dụ cảm nhận kích hoạt) với mơi trường mà hệ thống IoT phục vụ giám sát Các RM dựa miền IoT hỗ trợ việc lập kế hoạch tổ chức việc xây dựng mở rộng hệ thống nhiều loại mạng kết nối với Các mạng kết nối có chức cung cấp kết nối truyền thông, bao gồm liên kết liệu Đây liên kết điểm - điểm bên hệ thống IoT, lẫn miền, với hệ thống tổ chức khác Các mạng kết nối cần phải trì khả tương tác từ mạng sang mạng khác Nhiệm vụ mạng cung cấp đường dẫn cho truyền thông trao đổi liệu Do đó, mục tiêu then chốt mạng hỗ trợ cung cấp hoạt động tương tác truyền thông trao đổi liệu Các loại hoạt động tương tác hai thực thể, hai miền, hai hệ thống IoT nói lên mối quan hệ thực thể, miền, hệ thống IoT Mối quan hệ RM dựa thực thể RM dựa miền Hình 3.15 biểu diễn mối quan hệ thực thể với miền chúng Người dùng IoT thuộc miền người dùng Các hệ thống dịch vụ ứng dụng, hệ thống vận hành quản lý hệ thống tài nguyên trao đổi hoạt động miền dịch vụ ứng dụng, miền vận hành quản lý, miền tài nguyên trao đổi Các thiết bị IoT cổng IoT thực thể miền cảm biến điều khiển Thực thể vật lý tồn miền thực thể vật lý 57 Hình 3.15: Mối quan hệ RM dựa thực thể RM dựa miền c Các góc nhìn kiến trúc tham chiếu IoT Mô tả chung IoT RA mơ tả năm góc nhìn RA sau: - Góc nhìn chức IoT RA - Góc nhìn hệ thống IoT RA - Góc nhìn giao tiếp truyền thơng IoT RA - Góc nhìn thơng tin IoT RA - Góc nhìn ứng dụng IoT RA IoT RA trở thành kiến trúc hệ thống chuyên ứng dụng dịch vụ, kiến trúc hệ thống mục tiêu mà RA thiết kế riêng cho yêu 58 cầu cụ thể Dẫn chứng hệ thống cụ thể bao gồm: hệ thống nông nghiệp, hệ thống môi trường, hệ thống lưới thông minh, nhà thông minh, thành phố thông minh, vv Góc nhìn chức Góc nhìn chức góc nhìn khơng có tính cơng nghệ chức cần thiết để tạo thành hệ thống IoT Góc nhìn mơ tả phân bố phụ thuộc chức nhằm hỗ trợ hoạt động mơ tả góc nhìn người dùng, biểu diễn khái niệm: chức nội miền chức liên miền Hình 3.16 biểu diễn trình chia nhỏ thành phần chức IoT RA Trong hình này, hai phần là: chức nội miền chức liên miền Những thành phần chức không cần thiết số ứng dụng cụ thể khơng tồn hệ thống IoT tương ứng Hình 3.16: Góc nhìn chức IoT RA – phân chia thành phần chức IoT RA 59 Miền cảm ứng điều khiển (SCD) bao gồm nhiều thành phần chức mà phức tạp việc triển khai chúng phụ thuộc vào sở hạ tầng hệ thống IoT: cảm biến, truyền động, nhận dạng, vận hành, chế truy cập mạng, mơ hình hóa quản lý tài sản Miền dịch vụ ứng dụng (ASD) biểu diễn tập hợp chức thực phép logic ứng dụng nhằm nhận diện chức kinh doanh cụ thể cho nhà cung cấp dịch vụ ASD Miền dịch vụ ứng dụng bao gồm thành phần logic quy tắc, thành phần chức năng, API, thành phần chức cổng Miền vận hành quản lý (OMD) đại diện cho tập hợp chức đảm trách nhiệm vụ quản lý xuyên suốt vòng đời hệ thống, hỗ trợ kinh doanh, quản lý an ninh an tồn, kiểm sốt quy định Các chức quản lý cho phép trung tâm quản lý đưa tập hợp câu lệnh quản lý cho hệ thống điều khiển thiết bị tương ứng Chức quản lý vòng đời cung cấp số loại thành phần chức phục vụ vận hành hệ thống IoT như: cung cấp, triển khai, giám sát, bảo trì, dự báo, chẩn đốn, tối ưu hố, tính cước, v.v Miền tài nguyên trao đổi (RID) - Những thành phần chức bao gồm quản lý tài nguyên, phân tích, trao đổi tài nguyên, kiểm soát truy cập, v.v Các tài nguyên IoT mà chia sẻ hệ thống IoT với hệ thống IoT khác bao gồm thơng tin tình báo, kiến thức, thơng tin, liệu, vv Miền tài nguyên trao đổi IoT thực việc trao đổi tài nguyên IoT cho toàn hệ thống IoT với hệ thống khác Hơn nữa, thành phần liên quan RID cần phải cung cấp, cung cấp, liệu hệ thống IoT, phân tích liệu nguồn nhận phân tích, lưu trữ liệu dạng đám mây Miền người dùng (UD) - Chức UD cung cấp việc truy cập vào dịch vụ IoT thông tin cách sử dụng chúng Ở đây, thành phần chức người dùng HMI mà cung cấp giao diện cho người dùng truy cập, đăng ký nhận dịch vụ cung cấp miền dịch vụ ứng dụng 60 Miền thực thể vật lý (PED) gồm có thực thể vật lý cảm biến điều khiển Những thực thể đối tượng chức miền khác Các chức liên miền tồn tất sáu lĩnh vực mô tả RM dựa miền IoT Các chức bao gồm bảo mật, an toàn, khả phục hồi, tin cậy riêng tư, kết nối, khả tương tác, kết hợp động, tương tác tự động, vv Mỗi chức bao gồm thành phần chức thuộc miền khác mở rộng trình chia nhỏ miền chức Góc nhìn hệ thống Góc nhìn hệ thống mơ tả thành phần tổng quát bao gồm thiết bị, hệ thống con, mạng mà chúng tạo thành hệ thống IoT Trong góc nhìn chức mô tả hệ thống IoT thông qua thành phần chức nó, góc nhìn hệ thống mơ tả hệ thống thơng qua thành phần vật lý Góc nhìn hệ thống mơ tả khía cạnh sau: Các thành phần vật lý (ví dụ: hệ thống con, thiết bị, mạng) hệ thống IoT; Kiến trúc tổng thể hệ thống IoT, bao gồm cấu trúc hệ thống IoT, phân bố thành phần, cấu trúc khơng gian tính đa liên kết thành phần; Bản mô tả kỹ thuật thành phần hệ thống, bao gồm hành vi thuộc tính khác Trong hình 3.17, góc nhìn hệ thống IoT RA biểu diễn với tất thực thể liên quan đến miền kết nối chúng Các thực thể miền mang tính chất tổng quát tùy chọn, tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể Có bốn loại mạng khác để kết nối thành phần vật lý sáu miền hệ thống IoT: mạng gần, mạng truy cập, mạng dịch vụ, mạng người dùng 61 Hình 3.17: Góc nhìn hệ thống kiến trúc tham chiếu IoT Các hệ thống/hệ thống miền thực thể vật lý (PED) không chứa thiết bị hệ thống Thay vào đó, chủ yếu bao gồm vật thể vật lý cảm nhận vật thể vật lý điều khiển, vật thể liên quan đến ứng dụng IoT người dùng quan tâm Một đối tượng vật lý cảm nhận thực thể vật chất mà thơng tin từ thu thập cảm biến, đối tượng vật lý điều khiển thực thể vật lý chịu vận hành truyền động Các hệ thống/hệ thống miền cảm biến điều khiển (SCD - Trong SCD, thực thể địa phương chủ yếu bao gồm thiết bị cảm biến, thiết bị truyền động, cổng IoT điểm cuối Các thiết bị cảm biến truyền động hoạt động thực thể vật lý, cổng IoT kết nối SCD với kênh truyền thông Các cảm biến thu nhận thông tin từ vật thể cảm nhận, ví dụ thuộc tính vật lý, hóa học, sinh học, vv Các truyền động thực thao tác đối tượng vật lý điều khiển thông qua việc điều khiển đơn vị chức 62 Cả thiết bị cảm biến thiết bị truyền động hoạt động vật thể vật lý cách độc lập cộng tác Cổng IoT thiết bị dùng để kết nối SCD với miền khác Cổng IoT cung cấp chức chuyển đổi giao thức, lập đồ địa chỉ, xử lý liệu, tổng hợp thông tin, cấp chứng nhận, quản lý thiết bị Cổng IoT thiết bị độc lập, tích hợp với thiết bị cảm biến điều khiển khác SCD bao gồm số hệ thống điều khiển địa phương, chẳng hạn quản lý tài sản, đơn vị vận hành, vv., tùy thuộc vào độ phức tạp sở hạ tầng hệ thống IoT Các hệ thống/hệ thống miền dịch vụ ứng dụng (ASD) - Trong ASD tồn hệ thống dịch vụ hệ thống dịch vụ kinh doanh - Hệ thống dịch vụ cung cấp dịch vụ liệu mang tính tảng, bao gồm truy cập liệu, xử lý liệu, tổng hợp liệu, lưu trữ liệu, phân giải thông tin nhận dạng, dịch vụ thông tin địa lý, quản lý người dùng, quản lý liệu, vv - Hệ thống dịch vụ kinh doanh có nhiệm vụ nhận diện loại hình chức kinh doanh dựa Internet theo phương thức truyền thống hay phương thức Các chức kinh doanh bao gồm quản lý tài nguyên doanh nghiệp (ERP), quản lý quan hệ khách hàng (CRM), quản lý tài sản, quản lý vòng đời dịch vụ, in hóa đơn, xử lý toán, hoạt động nguồn nhân lực, lập kế hoạch công việc, lập kế hoạch hệ thống Các hệ thống/hệ thống miền vận hành quản lý (OMD) bao gồm hệ thống vận hành hệ thống quản lý quy tắc Các hệ thống vận hành có nhiệm vụ quản lý thiết bị IoT điều khiển hoạt động hệ thống IoT, cho phép thiết bị hệ thống vận hành cách an toàn đáng tin cậy Các hệ thống quản lý quy tắc có chức đảm bảo hệ thống IoT tuân thủ luật quy định có liên quan Chúng cung cấp q trình giám sát, kiểm soát thực luật quy định tương ứng 63 Các hệ thống/hệ thống miền người dùng (UD) - Trong UD, người dùng người dùng thật người dùng số Cả hai loại người dùng tương tác với miền khác thông qua thiết bị giao diện người dùng, người dùng thật cần cài thêm HMI Các thiết bị UD HMI thiết bị giao diện người dùng Các hệ thống/hệ thống miền tài nguyên trao đổi IoT (RID) - Trong RID, có ba hệ thống chính: - Hệ thống quản lý tài nguyên: Hệ thống lưu trữ xử lý tài nguyên Các tài nguyên chia thành hai loại Loại thứ dành cho ứng dụng bên hệ thống, loại thứ hai để chia sẻ với, lấy từ, hệ thống bên - Hệ thống trao đổi: Hệ thống thực việc trao đổi tài nguyên - Hệ thống quản lý truy cập: Hệ thống kiểm soát việc truy cập vào tài nguyên lưu trữ RID tài nguyên khác hệ thống IoT RID đóng vai trò cầu nối hệ thống IoT với giới bên ngồi Góc nhìn truyền thơng Các mạng truyền thơng - Góc nhìn truyền thơng RA IoT mô tả mạng truyền thông liên quan đến hệ thống IoT thực thể mà chúng kết nối Bốn mạng truyền thông biểu diễn Hình 3.18 64 Hình 3.18: Góc nhìn truyền thơng RA IoT Mạng liền kề - tồn bên miền cảm biến điều khiển Nhiệm vụ kết nối cảm biến truyền động với cổng thông tin Các mạng liền kề thường mạng địa phương có giới hạn hẹp phạm vi bao phủ, chúng trở nên cần thiết cảm biến thiết bị truyền động thường có giới hạn nhỏ nguồn lượng, nằm vị trí mà kết nối mạng diện rộng (chẳng hạn mạng internet) khó với tới Mạng truy cập - Các mạng truy nhập thường mạng diện rộng kết nối thiết bị bên SCD với miền khác - ASD OMD Mạng truy cập thường kết nối với cổng, thiết bị cảm biến truyền động có khả mạng truy cập kết nối trực tiếp với chúng Rất nhiều cơng nghệ sử dụng mạng truy cập bao gồm kết nối có dây (băng rộng / ADSL / Fiber) kết nối không dây bao gồm mạng LAN không dây (Wi-Fi), mạng di động (GSM) kết nối vệ tinh (đặc biệt cho khu vựng xa) Mạng truy cập thường sử dụng IP Các mạng truy nhập sử dụng đến thiết bị đăng ký để lưu liệu thiết bị IoT kèm với hệ thống IoT cách giao tiếp với chúng 65 Mạng dịch vụ - kết nối phần tử nội miền ASD, RID, OMD Mạng bao gồm phần tử Internet lẫn phần tử intranet (tư nhân) Thơng thường mạng intranet sử dụng trường hợp phần tử miền khác tồn bên trung tâm liệu Các mạng dịch vụ thường sử dụng IP Mạng người dùng - kết nối miền người dùng với miền ASD OMD Nó kết nối hệ thống IoT ngang hàng hệ thống IoT với RID Mạng thường dựa phần tử Internet công cộng sử dụng IP Triển khai mạng truyền thông - Mỗi mạng truyền thơng triển khai nhiều công nghệ mạng khác nhau, công nghệ lựa chọn tùy thuộc vào đặc điểm yêu cầu cụ thể hệ thống IoT Quá trình triển khai hệ thống IoT sử dụng nhiều dạng khác loại mạng để tạo giải pháp hồn chỉnh Trong Hình 3.18, miền người dùng biểu diễn bao gồm mạng người dùng mạng truy cập Điều mô tả trường hợp thiết bị người dùng ứng dụng chúng kết nối trực tiếp với SCD, chẳng hạn thiết bị người dùng điện thoại thơng minh có chứa phận cảm biến Góc nhìn thơng tin Thơng tin tạo cách sử dụng, theo dõi, điều khiển phân tích thực thể kết nối Một số thông tin có dạng tĩnh định danh thực thể, thơng tin khác thay đổi vị trí thực thể Một số thơng tin tĩnh khóa để kết nối thơng tin biến đổi vào thực thể Một số thông tin tĩnh dạng thơng tin mang tính chất biến đổi cách thức sử dụng Hình 3.19 minh hoạ số ví dụ liệu lưu trữ miền tương ứng 66 Hình 3.19: Các loại thơng tin liên quan đến miền Góc nhìn thơng tin IoT RA xác định nên cấu trúc (ví dụ: quan hệ, thuộc tính, dịch vụ) thơng tin cho thực thể mức khái niệm Dữ liệu định nghĩa mang giá trị túy mà không liên quan đến vấn đề mối liên quan việc sử dụng chúng Thông tin dùng để bổ sung ngữ cảnh vào liệu cung cấp câu trả lời cho câu hỏi điển sao, ai, gì, đâu Góc nhìn sử dụng Trong góc nhìn chức biểu diễn chức cần thiết ràng buộc hệ thống IoT, góc nhìn sử dụng tập trung vào việc làm để hệ thống IoT xây dựng, thử nghiệm, vận hành sử dụng từ quan điểm người sử dụng Góc nhìn đề cập đến khái niệm sau: - Hoạt động; - Vai trò vai trò phụ; - Dịch vụ vấn đề đan chéo 67 Tất hoạt động liên quan đến IoT phân thành nhóm người dùng sau: - Nhà cung cấp dịch vụ IoT - Nhà phát triển dịch vụ IoT - Người dùng IoT Nhà cung cấp dịch vụ IoT đóng vai trò quản lý vận hành dịch vụ IoT, gồm lĩnh vực: - Quản trị kinh doanh - Quản trị phân phối dịch vụ - Vận hành hệ thống - Phân tích an ninh - Phân tích vận hành - Phân tích liệu Nhà phát triển dịch vụ IoT, gồm lĩnh vực: - Xây dựng giải pháp - Quản trị phát triển vận hành - Phát triển ứng dụng - Phát triển thiết bị - Tích hợp hệ thống Người dùng IoT người dùng cuối dịch vụ IoT phân loại thành người dùng thật người dùng số: - Người dùng thật người sử dụng dịch vụ IoT - Người sử dụng số người dùng người hệ thống IoT Chúng bao gồm dịch vụ tự động hóa mà hoạt động thay mặt cho người dùng thật Mỗi liên hệ người dùng, nhà cung cấp dịch vụ nhà phát triển dịch vụ IoT thể hình 3.20 68 Hình 3.20: Mối liên hệ ngƣời dùng, nhà cung cấp dịch vụ nhà phát triển dịch vụ IoT Hình 3.22 biểu diễn vai trò hoạt động liên quan hệ thống tạo ra, phát triển, vận hành cuối chấm dứt hoạt động dịch vụ IoT Hình 3.21: Vai trò hoạt động suốt vòng đời sản phẩm IoT 69 KẾT LUẬN Luận văn nghiên cứu định nghĩa, khái niệm, thành phần, đặc tính, nguyên lý hoạt động hệ thống internet of things (IoT) Tìm hiểu, đánh giá tình hình phát triển IoT tổ chức, doanh nghiệp ICT Việt Nam Từ xây dựng, đề xuất tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho hệ thống IoT (IoT RA) Việt Nam IoT khái niệm rộng, bao trùm có ảnh hưởng tới lĩnh vực tự nhiên đời sống xã hội giới Việc nghiên cứu, xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho IoT (IoT RA) đòi hỏi người thực cần có kiến thức chuyên sâu nhiều lĩnh vực khối lượng công việc lớn Tuy nhiên, hạn chế mặt thời gian thực nên kết đạt luận văn mức tổng quát, chưa sâu chi tiết vào tiêu chí cụ thể Trong thời gian tới, đề tài tiếp tục hoàn thiện, sâu vào phân tích khía cạnh hệ thống IoT đưa tiêu chuẩn cụ thể cho nội dung, tiêu chí Khi đó, tiêu chuẩn thực phát huy hiệu trở thành công cụ tảng cho phát triển cách mạng công nghiệp 4.0 Việt Nam 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ISO/IEC CD 30141:20160910(E) https://www.w3.org/WoT/IG/wiki/images/9/9a/10N0536_CD_text_of_ISO_IEC_30 141.pdf [2] Microsoft Azure IoT RA https://azure.microsoft.com/en-us/updates/microsoft-azure-iot-referencearchitecture-available/ [3] OASIS SOA RM https://www.oasis-open.org/committees/soa-rm/faq.php [4] The Industrial Internet of Things - Volume G1: Reference Architecture https://www.iiconsortium.org/IIC_PUB_G1_V1.80_2017-01-31.pdf [5] Reference Architectural Model Industrie 4.0 (RAMI 4.0) http://www.omg.org/news/meetings/tc/berlin-15/special-events/mfgpresentations/adolphs.pdf [6] Web of Things (WoT) Architecture https://w3c.github.io/wot-architecture/ [7] WSO2 IoT RA http://wso2.com/whitepapers/a-reference-architecture-for-the-internet-of-things/ ... IoT, tiêu chuẩn, quy chuẩn cần có kiến trúc tham chiếu IoT, từ đề xuất nguyên lý xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho IoT Xây dựng khuyến nghị tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho IoT Việt. .. tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu IoT quốc tế Việt Nam 21 CHƢƠNG 3: KHUYẾN NGHỊ TIÊU CHUẨN KIẾN TRÚC THAM CHIẾU CHO IOT Ở VIỆT NAM 22 3.1 Nguyên lý xây dựng tiêu chuẩn kiến trúc tham. .. cầu chuẩn hóa kiến trúc tham chiếu cho IoT Việt Nam - Chƣơng 3: Khuyến nghị tiêu chuẩn kiến trúc tham chiếu cho IoT Việt Nam Nghiên cứu, phân tích yêu cầu chung, khía cạnh kiến trúc tham chiếu