Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG 3: INTERNET OF THINGS 5 3.1 TỔNG QUAN VỀ IOT 6 3.1.1 Khái niệm 7 3.1.2 Lịch sử phát triển 8 3.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA IOT 9 3.2.1 Thông minh 10 3.2.2 Cấu trúc dựa trên sự kiện 11 3.2.3 Là một cấu trúc phức tạp 12 3.2.4 Kích thước 13 3.2.5 Nguồn năng lượng mới 14 3.2.5.1 Nguồn năng lượng dồi dào cho quảng cáo 15 3.2.5.2 Giải pháp Marketing mới từ IoT 16 3.2.5.3 Chai Johnnie Walker “thông minh” 17 3.2.6 Tiết kiệm năng lượng 18 3.2.7 Các loại cảm biến dùng trong IoT 19 3.3 ỨNG DỤNG CỦA IOT 20 3.3.1 SmartHome 21 3.3.2 Smart City 22 3.3.2.1 Bãi đổ xe thông minh 23 3.3.2.2 Theo dõi độ bền của công trình 24 3.3.2.3 Bản đồ tiếng ồn đô thị 25 3.3.2.4 Phát hiện điện thoại thông minh 26 3.3.2.5 Giảm ùn tắc giao thông 27 3.3.2.6 Đèn đường thông minh 28 3.3.2.7 Quản lý chất thải 29 3.3.2.8 Đường cao tốc thông minh 30 3.3.3 Smart Retail 31 3.3.3.1 Nhà kho thông minh 32 3.3.3.2 Kết nối khách hàng 33 3.3.3.3 Cửa hàng thông minh 34 3.3.4 Smart Grid 35 3.3.5 Smart Agriculture 36 3.3.6 Connected Car 37 3.3.7 Wearable 38 3.3.8 IIoT 39 3.3.9 Healthcare 40 3.4 NHỮNG CẢN TRỞ CỦA IOT 41 3.4.1 An ninh và bảo mật dữ liệu 42 3.4.2 Nhu cầu khách hàng 43 3.4.3 Tiêu chuẩn chung 44 3.4.4 Thị trường phân mảnh 45 3.4.5 Hàng rào subnetwork 46 3.4.6 Tiền và chi phí 47 3.5 NHẬN ĐỊNH VỀ IOT 48 3.5.1 Đánh giá của nhóm 49 3.5.2 Nhận định từ chuyên gia, nhà nghiên cứu CHƯƠNG 3: INTERNET OF THINGS 5 3.1 TỔNG QUAN VỀ IOT 6 3.1.1 Khái niệm 7 3.1.2 Lịch sử phát triển 8 3.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA IOT 9 3.2.1 Thông minh 10 3.2.2 Cấu trúc dựa trên sự kiện 11 3.2.3 Là một cấu trúc phức tạp 12 3.2.4 Kích thước 13 3.2.5 Nguồn năng lượng mới 14 3.2.5.1 Nguồn năng lượng dồi dào cho quảng cáo 15 3.2.5.2 Giải pháp Marketing mới từ IoT 16 3.2.5.3 Chai Johnnie Walker “thông minh” 17 3.2.6 Tiết kiệm năng lượng 18 3.2.7 Các loại cảm biến dùng trong IoT 19 3.3 ỨNG DỤNG CỦA IOT 20 3.3.1 SmartHome 21 3.3.2 Smart City 22 3.3.2.1 Bãi đổ xe thông minh 23 3.3.2.2 Theo dõi độ bền của công trình 24 3.3.2.3 Bản đồ tiếng ồn đô thị 25 3.3.2.4 Phát hiện điện thoại thông minh 26 3.3.2.5 Giảm ùn tắc giao thông 27 3.3.2.6 Đèn đường thông minh 28 3.3.2.7 Quản lý chất thải 29 3.3.2.8 Đường cao tốc thông minh 30 3.3.3 Smart Retail 31 3.3.3.1 Nhà kho thông minh 32 3.3.3.2 Kết nối khách hàng 33 3.3.3.3 Cửa hàng thông minh 34 3.3.4 Smart Grid 35 3.3.5 Smart Agriculture 36 3.3.6 Connected Car 37 3.3.7 Wearable 38 3.3.8 IIoT 39 3.3.9 Healthcare 40 3.4 NHỮNG CẢN TRỞ CỦA IOT 41 3.4.1 An ninh và bảo mật dữ liệu 42 3.4.2 Nhu cầu khách hàng 43 3.4.3 Tiêu chuẩn chung 44 3.4.4 Thị trường phân mảnh 45 3.4.5 Hàng rào subnetwork 46 3.4.6 Tiền và chi phí 47 3.5 NHẬN ĐỊNH VỀ IOT 48 3.5.1 Đánh giá của nhóm 49 3.5.2 Nhận định từ chuyên gia, nhà nghiên cứu
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BÁO CÁO MÔN HỌC ĐỀ TÀI: INTERNET OF THINGS SVTH: Lý Thế Quân Lê Thị Ngọc Yến Trần Ngọc Tâm Phan Thành Đồng TP.HCM, 23-12-2017 CHƯƠNG 3: INTERNET OF THINGS 3.1 TỔNG QUAN VỀ IOT 3.1.1 Khái niệm 3.1.2 Lịch sử phát triển .4 3.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA IOT .5 3.2.1 Thông minh 3.2.2 Cấu trúc dựa kiện 3.2.3 Là cấu trúc phức tạp 3.2.4 Kích thước 3.2.5 Nguồn lượng 3.2.5.1 Nguồn lượng dồi cho quảng cáo .7 3.2.5.2 Giải pháp Marketing từ IoT: .7 3.2.5.3 Những chai Johnnie Walker “thông minh” .8 3.2.6 Tiết kiệm lượng 3.2.7 Các loại cảm biến dùng IoT 3.3 ỨNG DỤNG CỦA IOT 3.3.1 SmartHome 3.3.2 Smart Cities Error! Thẻ đánh dấu không được xác định 3.3.2.1 Bãi đậu xe thông minh Error! Thẻ đánh dấu không được xác định 3.3.2.2 Theo dõi độ bền cơng trình .10 3.3.2.3 Bản đồ tiếng ồn đô thị .10 3.3.2.4 Phát điện thoại thông minh .11 3.3.2.5 Giảm ùn tắc giao thông 11 3.3.2.6 Đèn đường thông minh 11 3.3.2.7 Quản lý chất thải 11 3.3.2.8 Đường cao tốc thông minh 12 3.3.3 Smart Retail Error! Thẻ đánh dấu không được xác định 3.3.3.1 Nhà kho thông minh 12 3.3.3.2 Kết nối khách hàng 12 3.3.3.3 Cửa hàng thông minh 12 3.3.4 Smart Grid 12 3.3.5 Smart Agriculture .13 3.3.6 Connected Car 14 3.3.7 Wearable 15 3.3.8 IIoT 15 3.3.9 Healthcare 15 3.4 NHỮNG CẢN TRỞ CỦA IOT .16 3.4.1 An ninh bảo mật liệu 16 3.4.2 Nhu cầu khách hàng 17 3.4.3 Tiêu chuẩn chung .17 3.4.4 Thị trường phân mảnh .17 3.4.5 Hàng rào subnetwork .17 3.4.6 Tiền chi phí 18 3.5 NHẬN ĐỊNH VỀ IOT 18 3.5.1 Đánh giá nhóm 18 3.5.2 Nhận định từ chuyên gia, nhà nghiên cứu 18 Tài liệu tham khảo……………………………………………………………… 21 CHƯƠNG 3: INTERNET OF THINGS 3.1 TỔNG QUAN VỀ IOT 1.1 Khái niệm Mạng lưới vạn vật kết nối Internet (tiếng Anh Internet of Things) kịch giới mà đồ vật, người cung cấp định danh riêng tất có khả truyền tải, trao đổi thơng tin, liệu qua mạng mà không cần đến tương tác trực tiếp người với người, hay người với máy tính Để có phát triển đó, hội tụ cơng nghệ khơng dây, cơng nghệ vi điện tử Internet “bàn đạp” 1.2 Lịch sử phát triển Thật ra, Internet of Things manh nha từ nhiều thập kỷ trước Tuy nhiên đến năm 1999 cụm từ IoT đưa Kevin Ashton , ông nhà khoa học sáng lập Trung tâm Auto-ID đại học MIT Đây nơi thiết lập quy chuẩn toàn cầu cho RFID (một phương thức giao tiếp khơng dây dùng sóng radio) số loại cảm biến khác Và đến năm 2015 IoT thật ý nhận đầu tư từ hãng Theo thống kê từ BI Intelligence, mạng internet đến PC (máy tính cá nhân), sau vào giai đoạn 2015 chuyển giao sang smartphone (điện thoại thơng minh), tiếp tục mở rộng sang tablet (máy tính bảng), smartwatch (đồng hồ thông minh) tivi Hiện tại, thiết bị có kết nối mạng tồn gọi với tên chung thiết bị IoT 3.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA IOT 2.1 Thông minh Sự thông minh tự động điều khiển thực chất phần ý tưởng IoT Các máy móc dễ dàng nhận biết phản hồi lại môi trường xung quanh (ambient intelligence), chúng tự điều khiển thân (autonomous control) mà không cần đến kết nối mạng Tuy nhiên, thời gian gần người ta bắt đầu nghiên cứu kết hợp hai khái niệm IoT autonomous control lại với Tương lai IoT mạng lưới thực thể thơng minh có khả tự tổ chức hoạt động riêng lẻ tùy theo tình huống, mơi trường, đồng thời chúng liên lạc với để trao đổi thông tin, liệu Việc tích hợp trí thơng minh vào IoT giúp thiết bị, máy móc, phần mềm thu thập phân tích dấu vết điện tử người tương tác với thứ thơng minh, từ phát tri thức liên quan tới sống, môi trường, mối tương tác xã hội hành vi người 2.2 Cấu trúc dựa kiện Các thực thể, máy móc IoT phản hồi dựa theo kiện diễn lúc chúng hoạt động theo thời gian thực Mọi thiết bị hệ sinh thái IoT tích hợp cảm biến để phát thay đổi nhiệt độ, ánh sáng, áp lực, âm thanh, chuyển động vị trí địa lí Chúng mắt đôi tai điện tử người sử dụng, với khả phát ghi lại thay đổi giới xung quanh Các cảm biến thường liệt vào chủng loại thiết bị mang tên microelectromechanical system (MEMS – hệ vi điện cơ) Mỗi cảm biến sau kết hợp với mạch tích hợp (các bảng mạch dạng cho phép lập trình viên thay đổi vài thông số, thiết kế chuyên biệt cho mục đích cụ thể) Cộng thêm vi xử lí cỡ nhỏ module giao tiếp khơng dây, ta có cấu phần điều khiển hoàn chỉnh, sẵn sàng để kết nối vật dụng với hệ sinh thái IoT Vậy cảm biến IoT hoạt động sao? Thử điểm qua ví dụ: Bạn trải qua kì nghỉ dài biển Nha Trang, bỏ mặc nhà trống rỗng không chăm sóc Các cảm biến độ ẩm phát có chất lỏng bề mặt sàn Kết thu thập phần mềm xử lí (có thể tích hợp sẵn mạch điều khiển cảm biến độ ẩm đặt máy tính/home server đó) Phần mềm kết hợp thêm thông tin cảm biến nhiệt độ ghi lại đưa kết luận có nước chảy đường ống (dòng nước chảy thường lấy nhiệt khiến nhiệt độ ống hạ xuống) Đây vấn đề đáng lưu ý Nước chảy với tốc độ cao dấu hiệu vỡ đường ống, thường sau thời gian kích hoạt van tự động, dòng vừa phải hệ thống nước sử dụng, dòng nhỏ sinh từ rỏ rỉ.v.v Dù trường hợp nào, kết phân tích gửi tự động gửi đến cho Từ xa, tạo mã khóa cửa sử dụng lần Một mã gửi đến bạn bè/người thân để nhờ kiểm tra Một mã khác giao cho thợ sửa đường ống Mỗi hai mã sử dụng, thơng tin chí hình ảnh người vào nhà lưu lại gửi 2.3 Là cấu trúc phức tạp Kiến trúc IoT đại diện phần: Vạn vật (Things), trạm kết nối (Gateways), hạ tầng mạng điện toán đám mây (Network and Cloud) lớp tạo cung cấp dịch vụ (Services-creation and Solutions Layers) Vạn vật (Things): Ngày có hàng tỷ vật dụng hữu thị trường gia dụng công nghệ, nhà tay người dùng Chẳng hạn xe hơi, thiết bịcảm biến, thiết bị đeo điện thoại di động kết nối trực tiếp thông qua băng tầng mạng không dây truy cập vào Internet Giải pháp IoT giúp thiết bị thông minh sàng lọc, kết nối quản lý liệu cách cục bộ, thiết bị chưa thơng minh kết nối thơng qua trạm kết nối Trạm kết nối (Gateways): Một rào cản triển khai IoT gần 85% vật dụng không thiết kế để kết nối với Internet khơng thể chia sẻ liệuvới điện toán đám mây Để khắc phục vấn đề này, trạm kết nối đóng vai trò trung gian trực tiếp, cho phép vật dụng có sẵn kết nối với điện tốn đám mây cách bảo mật dễ dàng quản lý Hạ tầng mạng điện toán đám mây (Network and Cloud): Cơ sở hạ tầng kết nối: Internet hệ thống toàn cầu nhiều mạng IP kết nối với liên kết với hệ thống máy tính Cơ sở hạ tầng mạng bao gồm thiết bịđịnh tuyến, trạm kết nối, thiết bị tổng hợp, thiếp bị lặp nhiều thiết bị khác kiểm sốt lưu lượng liệu lưu thơng kết nối đến mạng lưới viễn thông cáp - triển khai nhà cung cấp dịch vụ Trung tâm liệu/ hạ tầng điện toán đám mây: Các trung tâm liệu hạ tầng điện toán đám mây bao gồm hệ thống lớn máy chủ, hệ thống lưu trữ mạng ảo hóa kết nối Các lớp tạo cung cấp dịch vụ (Services-Creation and Solutions Layers): Intel kết hợp phần mềm quản lý API hàng đầu (Application Progmraming Interface) Mashery Aepona để giúp đưa sản phẩm giải pháp IoT thị trường cách chóng tận dụng hết giá trị việc phân tích liệu từ hệ thống tài sản có sẵn IoT mang tính chất phức tạp bao gồm lượng lớn đường liên kết thiết bị, máy móc, dịch vụ với nhau, ngồi khả thêm vào nhân tố 2.4 Kích thước Đến năm 2020, có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối vào Internet, chí số gia tăng nhiều IoT mạng khổng lồ kết nối tất thứ, bao gồm người tồn mối quan hệ người người, người thiết bị, thiết bị thiết bị Một mạng lưới IoT chứa đến 50 đến 100 nghìn tỉ đối tượng kết nối mạng lưới theo dõi di chuyển đối tượng Một người sống thành thị bị bao bọc xung quanh 1000 đến 5000 đối tượng có khả theo dõi 2.5 Nguồn lượng 3.2.5.1 Nguồn lượng dồi cho quảng cáo Mạng lưới vạn vật kết nối Internet(Internet of Things – IoT) hứa hẹn biến tương tác ngày với đồ vật thành liệu có giá trị cho ứng dụng marketing cơng tác hậu cần liên quan 3.2.5.2 Giải pháp Marketing từ IoT Evrythng, công ty chuyên tảng IoT, thấy “nguồn liệu mới” tạo từ dụng cụ điều hòa nhiệt độ, chai rượu, ví xách tay máy giặt – kết nối với sở liệu marketing chủ (first-party marketing database) Evrythng hợp tác với Trueffect, công ty quảng cáo số chuyên định hướng (targeting) dựa liệu chủ, để hướng tới giải pháp giúp Marketer khai thác liệu tập hợp người dùng sử dụng sản phẩm họ Họ hy vọng giao tiếp với người dùng, qua định hướng thơng điệp quảng cáo cho người dùng cách trực tiếp Để làm điều này, hai công ty tiến hành trao đổi tương tác sản phẩm liệu người dùng thông qua việc tích hợp Giao diện lập trình ứng dụng (API integration) hai tảng riêng họ 3.2.5.3 Chai Johnnie Walker “thông minh” Bằng cách sử dụng tảng IoT Evrythng, công ty Diaego biến chai rượu whisky thượng hạng hiệu Johnnie Walker thành quà cá nhân hóa, cho phép người mua tùy chỉnh video để gửi đến người nhận Với việc gợi ý người mua người dùng cuối sản phẩm cho phép chia sẻ thông tin cá nhân (opt-in) để nhận nhiều trải nghiệm cá nhân hóa từ Diageo, Evrythng giúp nhà cung ứng rượu mạnh đạt thứ mà hầu hết nhà sản xuất khác phải đấu tranh để có – thông tin người mua người sử dụng sản phẩm sau Việc biết mua hàng hóa, cách mà sản phẩm sử dụng/tiêu dùng cho phép công ty bổ sung điểm liệu cho sở liệu CRM, cung cấp thông tin cho việc cải tiến phát triển sản phẩm tương lai, xây dựng chương trình nâng cao lòng trung thành khách hàng, thực marketing với thông điệp đặc trưng cho hoạt động sử dụng sản phẩm Ngồi việc cung cấp thơng tin hữu ích cho cơng ty, sản phẩm kết nối tảng IoT mang lại dấu hiệu giúp người dùng nhận hàng thật, sản phẩm ngày dễ bị làm mặt hàng túi xách, hay mỹ phẩm cao cấp 2.6 Tiết kiệm lượng Cuộc cách mạng 4.0 với tảng thiết bị thơng minh, trí tuệ nhân tạo giúp tiết giảm khoảng 30% lượng bị sử dụng không hiệu Với kết nối IT (công nghệ phần mềm) OT (công nghệ phần cứng), người sử dụng lượng phủ có hội tiết giảm lượng khơng hợp lý Từ máy móc hộ gia đình tòa nhà, nhà máy quản lý để tối ưu việc sử dụng lượng Nhờ vậy, người quản lý biết khu vực, nhà sử dụng lượng, lấy từ nguồn Máy chủ biết xác chỗ cần cung cấp xác lượng điện 2.7 Các loại cảm biến dùng IoT Cảm biến nhiệt độ: cảm biến sử dụng hầu hết môi trường IoT, từ tầng nhà máy tới cánh đồng nông nghiệp Trong sản xuất, cảm biến liên tục đo nhiệt độ máy để đảm bảo ngưỡng an tồn Ở nơng trại, chúng sử dụng để theo dõi nhiệt độ đất, nước trồng để tối đa hóa sản lượng Cảm biến chất lượng nước: sử dụng nông nghiệp,để xử lý nước giám sát chất lượng nước mưa Cảm biến tiệm cận: cảm biến phát chuyển động thường sử dụng môi trường bán lẻ.Cảm biến tiệm cận sử dụng để theo dõi sẵn có chỗ đỗ xe địa điểm lớn sân bay, trung tâm mua sắm sân vận động Cảm biến áp suất: sử dụng để xác định lưu lượng nước thông qua đường ống Chúng sử dụng xe thông minh máy bay để xác định lực độ cao tương ứng Cảm biến hóa học / khói khí: thiết bị sử dụng để quản lý kiểm sốt chất lượng khơng khí tòa nhà thơng minh khắp thành phố thông minh Cảm biến mức: cảm biến mức phát mức chất lỏng chất lỏng khác bao gồm chất dẻo, vật liệu dạng hạt bột Bộ cảm biến mức sử dụng cho mục đích quản lý tái chế chất thải thông minh Cảm biến hồng ngoại: có nhiều ứng dụng, phát rò rỉ nhiệt nhà, giúp bác sĩ giám sát lưu lượng máu, xác định hóa chất mơi trường mơi trường tích hợp với thiết bị điện tử 3.3 ỨNG DỤNG CỦA IOT 3.1 SmartHome Lợi ích dễ thấy Smart Home tiện lợi vật dụng nhà tích hợp cơng nghệ (cảm biến nhiệt, cảm biến tiệm cận, cảm biến khí, cảm biến hồng ngoại),được kết nối với thành mạng lưới, điều khiển smart phone tự động làm cơng việc lập trình tiết kiệm nhiều thời gian cho người sử dụng Ngoài ra, thiết bị IoT gia đình giúp giảm chi phí tiết kiệm lượng VD: hệ thống điều hòa khơng khí ta có tích hợp IoT với cảm biến thong minh cho ta đầy đủ liệu khơng khí: nhiệt độ, độ ẩm, chất kích ứng da liệu truyền máy chủ sử lý sau cho kết điều chỉnh tới thiết bị : máy điều hòa, máy lọc khơng khí, máy tạo độ ẩm máy móc tự động hoạt động cho không khí lành với nhiệt độ thích hợp, độ ẩm phù hợp với sức khỏe lọc bỏ tác nhân gây hại Mặt khác máy móc tự tắt khơng có nhà , làm giảm hóa đơn điện tiết kiệm chi phí sinh hoạt Đèn thông minh hoạt động theo cách tương tự Cũng lợi ích nhà thơng minh ngày trở nên phổ biến Ngày nay, nhà thông minh xu hướng công nghệ tất yếu giới, trở thành tiêu chuẩn nhà đại giới dần tiến vào kỷ nguyên IoT, kết nối vật qua Internet Tuy nhiên, thiết bị gia đình thơng minh thường đắt thiết bị thông thường nên giá Smart Home không rẻ VD: đèn LED thông minh có giá khoảng 15$ đèn LED thơng thường có 8$ Ở Việt Nam, tính đến thời điểm tại, Bkav SmarHome triển khai hàng chục ngàn hộ nước Gần nhất, dự án Gamuda City, Ecolife Capitol, Hanoi Landmark 51, Condotel Royal Park Bắc Ninh có diện Smart Home Bkav SmartHome hệ thống Nhà thơng minh hồn chỉnh, điều khiển kiểm sốt thơng qua giao diện trực quan smartphone hay tablet, thiết bị gia đình mô giống thực tế Các hệ thống điều khiển ánh sáng, rèm mành, kiểm sốt mơi trường, an ninh, giải trí bình nóng lạnh… phối hợp hoạt động cách thông minh, nhằm mang đến tiện nghi cao cho người sử dụng 3.2 Smart City 3.3.2.1 Bãi đổ xe thông minh Các bãi đỗ xe thông minh giúp giảm thời gian việc tìm kiếm chỗ đậu xe trung tâm thành phố, nơi mà ước tính đến 30% số xe tơ khó khăn việc tìm kiếm chỗ đậu xe thời gian đông đúc Với smart phone có cài đặt ứng dụng kết nối với bãi đậu xe thơng minh, bạn nhận thơng báo chỗ đậu xe có sẵn hướng dẫn đến nơi đậu xe Để làm điều đòi hỏi phải có kết hợp nhiều cảm biến cảm biến phải hoạt động cách xác Việc sử dụng nhiều cảm biến đòi hỏi phải tiêu tốn nhiều lượng cần phải có thuật tốn tối ưu hóa việc sử dụng lượng Ngoài tuổi tho cảm biến cần đảm bảo thơng qua việc tính tốn biện pháp che chắn hiệu 3.3.2.2 Theo dõi độ bền cơng trình Structural Health Monitoring (SHM) cơng cụ quan trọng để cải thiện tính an tồn trì kết cấu quan trọng cơng trình cầu tòa nhà SHM cung cấp thơng tin thời gian thực xác tình trạng sức khoẻ cơng trình như: Phát tồn hư hỏng kết cấu Định vị thiệt hại Xác định loại thiệt hại Xác định mức độ nghiêm trọng thiệt hại Quá trình SHM kết hợp nhiều cảm biến: gia tốc , áp điện camera quan sát Cảm biến áp điện cảm biến sử dụng phổ biến nhất, truyền nhận tín hiệu sóng định hướng (ví dụ sóng Lamp) bên chất rắn sử dụng để phát thay đổi bên cấu trúc 3.3.2.3 Bản đồ tiếng ồn thị Tình trạng dân số đô thị lớn tăng nhanh cách đáng kể kéo theo vấn đề tiếng ồn gia tăng đến mức báo động Theo chuyên gia, việc tiếp xúc nhiều với tiếng ồn làm giảm chất lượng sống: gây cảm xúc tiêu cực, rối loạn giấc ngủ, hạn chế giao tiếp chí rối loạn thần kinh vấn đề tim mạch Bản đồ tiếng ồn giúp Giám sát âm quán bar trung tâm thương mại, nơi tập trung đông người, vv thời gian thực đơn giản thông qua cảm biến smartphone Các liệu tiếng ồn nơi mà người dùng qua gửi trung tâm xử lý Trung tâm phân tích liệu để thiết lập đồ mức độ tiếng ồn khu vực cụ thể Đây phương pháp đơn giản khơng đòi hỏi chi phí cao, tương tác với người dùng đơn giản thông qua ứng dụng smartphone 3.3.2.4 Phát điện thoại thông minh Giúp phát thiết bị Android iOS thiết bị có kết nối mạng Bluetooth từ dễ dàng xác định vị trí thiết bị tìm lại chúng bị lạc Ứng dụng Find my device Google thiết kế để giải vấn đề nhiều người thường bỏ quên thiết bị họ văn phòng, nhà, ghế gối giảm hội bi Khi bạn khơng thể tìm thấy điện thoại máy tính bảng mình, cần đăng nhập vào tài khoản bạn từ web thiết bị Android khác bạn dễ dàng tìm thấy thiết bị đồ Bạn lựa chọn để thiết bị phát âm (nếu thiết bị gần) khóa chí xóa tất liệu thiết bị bạn nghĩ bị người khác lấy 3.3.2.5 Giảm ùn tắc giao thông Ùn tắc giao thông vấn đề gây nhức nhối đô thị lớn gây thiệt hại khổng lồ thời gian tiền bạc Tuy nhiên, tương lai vấn đề giao thơng giải đáng kể việc triển khai Hệ thống giao thông thông minh (Intelligent Transportation System ) 10 Cảm biến trang bị xe ô tô đặt đường Chúng giám sát tình trạng tắc nghẽn gửi thông tin đến "hệ thống kiểm sốt lưu thơng trung tâm", trung tâm thu thập liệu để cung cấp cho xe đường Nếu có nhiều phương tiện lưu thơng hệ thống điều khiển đưa cách giải cách áp đặt giới hạn tốc độ Nissan tiến hành bước để triển khai ITS vào thực tế Công ty cho biết ITS giúp xe tơ theo đường ngắn nhất, giảm lượng khí thải CO2 Nó chí cảnh báo người lái xe khu vực trường học để tránh vào khu vực đông đúc trẻ em, chí kết nối với smartphone người để cảnh báo với hai bên tránh gây tai nạn 3.3.2.6 Đèn đường thông minh Cột đèn trang bị cảm biến ánh sáng tự động thay đổi thời gian bật tắt, tùy chỉnh độ sáng theo thời tiết theo khoảng thời gian năm giúp giảm gánh nặng lượng cho thành phố giảm thiểu tai nạn giao thông 3.3.2.7 Quản lý chất thải Các thùng rác thông minh trang bị cảm biến siêu âm, cảm biến hoạt động radar theo dõi lượng rác thùng gửi tín hiệu công ty thu thập xử lý rác thải giúp tiết kiệm nhiên liệu thời gian 3.3.2.8 Đường cao tốc thông minh Hệ thống đường cao tốc thơng minh sử dụng “bộ dò vòng lặp” ,là vòng dây phát tín hiệu điện áp ơ-tơ di chuyển qua Tốc độ xe xác định thơng qua thời gian mà xe vượt qua vòng dây Dữ liệu gửi trung tâm xử lý, trường hợp tốc độ tăng suy giảm cách đột ngột trung tâm kịp thời xác định nguyên nhân hệ thống camera quan sát đưa các cảnh báo cho tài xế 3.3 Smart Retail 3.3.3.1 Nhà kho thông minh Các thiết bị, cảm biến thẻ nhận dạng tần số vơ tuyến cho phép nhà quản lý kho biết vị trí xác số lượng sản phẩm thời điểm Các thiết bị đeo tay cho phép cơng nhân di chuyển truy cập thông tin hướng dẫn từ nơi Thêm vào đó, nhà kho thơng minh giảm việc sử dụng lao động thủ công, tăng tốc độ độ xác việc luân chuyển hàng hóa kho.Giúp giảm thiểu tình trạng hết hàng mặt hàng bán chạy hạn chế tình trạng tồn kho Nhiều công ty lớn thử nghiệm nhà kho thông minh, Athletic Lids công ty chuyên sản xuất quần áo thể thao sử dụng xe lăn tự động lấy sản phẩm, đặt chúng vào thùng đưa chúng cho công nhân Một nhũng nhà bán lẻ hàng đầu giới, Amazon, chí sử dụng robot tự động kho họ 3.3.3.2 Kết nối khách hàng Các nhà bán lẻ kết nối với khách hàng thơng qua ứng dụng smartphone Khách hàng xem giá cả, mẫu mã, thông tin sản phẩm , nhận xét so sánh giá nhà điều giúp tiết kiệm chi 11 phí đáng kể cho người mua người bán Đồng thời ứng dụng tổng hợp liệu người dùng (tuổi tác, giới tính, sở thích, vị trí ) giúp nhà bán hiểu rõ khách hàng từ đưa phản hồi chương trình khuyến phù hợp 3.3.3.3 Cửa hàng thông minh Trong cửa hàng thông minh, việc giám sát lưu lượng thông qua cảm biến, camera phân tích liệu nhà bán lẻ nắm rõ tồn q trình mua sắm khách hàng Từ cải thiện bố trí cửa hàng ( xếp kệ, nhãn mác, ánh sánh, nhiệt độ ) cho phù hợp để kích thích nhu cầu mua sắm khách hàng Trước việc vất vả tốn phải thực hàng loạt khảo sát mà kết trả chưa hẳn xác Ngồi cửa hàng thơng minh giúp giảm bớt chi phí sử dụng lượng hệ thống quản lý cửa hàng thông minh tùy chỉnh độ sáng, nhiệt độ, độ ẩm phù hợp với thời tiết, thời gian 3.4 Smart Grid Lưới điện giữ vai trò quan trọng sống, nhờ vào phát triển công nghệ tương lai lưới điện thông minh đem đến nhiều lợi ích: Truyền tải điện hiệu hơn: Các công nghệ cảm biến truyền tin tiên tiến IoT giúp giám sát lưới điện cách hiệu từ tránh giảm thiệt hại thiên tai gây đường dây truyền tải, nâng cao độ tin cậy truyền tải điện giảm tổn thất kinh tế Phục hồi nhanh sau cố: nhanh chóng xác định vị trí mức độ thiệt hại, từ đưa giải pháp khắc phục nhanh “ Công nghệ điều khiển tự phục hồi” mục tiêu hướng tới smart grid Giảm chi phí hoạt động quản lý từ giảm chi phí lượng cho người tiêu dùng: trình thực tự động, xác trung tâm điều khiển Tích hợp hệ thống tái tạo lượng quy mô lớn: giúp công ty tái tạo lượng hoạt động cách hiệu từ sở liệu máy chủ phân tích Tích hợp hệ thống phát điện cho khách hàng, bao gồm hệ thống tái tạo lượ ng: linh hoạt việc kết hợp sử dụng nguồn lượng gió, pin mặt trời VD: hệ thống đưa lời khuyên để chủ nhà sử dụng pin thông minh chuyển đổi thông minh vào cao điểm Cải thiện an ninh: hệ thống giám sát thông minh giúp ngăn chặn cơng vào hệ thống tình trạng trộm điện 3.5 Smart Agriculture Nông nghiệp yếu tố then chốt phát triển xã hội lồi người Ngày nay, nơng nghiệp thơng minh lĩnh vực phát triển nhanh IoT Theo BI Intelligence, dịch vụ nghiên cứu cao cấp Insider, dự đoán việc lắp đặt thiết bị IoT nông nghiệp tăng từ 30 triệu năm 2015 lên 75 triệu vào năm 2020, với tốc độ tăng trưởng hàng năm 20% Hoa Kỳ dẫn đầu giới nông nghiệp thông minh, đạt sản lượng 7.340 kg ngũ cốc (ví dụ lúa mì, gạo, ngô, lúa mạch, vv) hecta, so với mức trung bình tồn cầu 3.851 kg/hecta 12 Nơng dân sử dụng điện thoại thơng minh họ để giám sát từ xa thiết bị, trồng, thu thập số liệu sản phẩm họ Cũng nhận thông báo thời tiết ngày tuần tới Hệ thống cảm biến giữ vai trò trung tâm nơng nghiệp thơng minh Nhờ có cảm biến mà q trình diễn cách tự động hiệu quả, vd: kiểm tra độ ẩm chất dinh dưỡng đất, kiểm sốt việc sử dụng nước phân bón để trồng phát triển thích hợp mà khơng gây lãng phí Các loại cảm biến thông dụng nông nghiệp: Cảm biến vị trí sử dụng tín hiệu từ vệ tinh GPS để xác định vĩ độ, kinh độ Giúp theo dõi vị trí máy móc thiết bị Định vị xác tảng nơng nghiệp thông minh Cảm biến quang học sử dụng ánh sáng để đo tính chất đất: kết cấu, khống vật, chất hữu cơ, Các cảm biến đặt xe giới máy bay khơng người lái hay chí vệ tinh Cảm biến điện hóa cung cấp thơng tin cần thiết: pH mức độ dinh dưỡng đất Cảm biến hoạt động cách phát ion đất Cảm biến học phát lực hút nước rễ từ có biện pháp xử lý thích hợp Cảm biến độ ârm giúp đo độ ẩm thông qua số điện môi Cảm biến nhiệt độ 3.6 Connected Car Trong giới tương lai nơi mà xe bạn không tự lái xe mà làm điều thơng minh Điều giống bất khả thi cách năm, ngày IoT giúp cho công ty công nghệ cao nhà sản xuất xe thực hóa ý tưởng xe kết nối Tại Mobile World Congress (MWC17), SAP (công ty phần mềm lớn Châu Âu) công bố hợp tác với Hertz, Nokia Concur Technologies để thúc đẩy IoT vào việc cung cấp trải nghiệm tự động, thông minh cho người sử dụng xe Sự hợp tác SAP với cơng ty đẩy nhanh phát triển xe kết nối Việc triển khai LTE 4G, sau mạng 5G, tăng thêm khả xe kết nối, tạo điều kiện cho tốc độ truyền nhanh lượng liệu cao Theo BI Intelligence, dự kiến có 94 triệu xe kết nối vào năm 2021, đồng nghĩa với tang trưởng 35% năm kể từ năm 2016 Việc sử dụng cảm biến, xử lý trung tâm kết nối không dây, xe kết nối có lợi ích vượt trội: Cải thiện trải nghiệm lái xe cách sử dụng kho liệu - từ việc cung cấp cảnh báo bảo trì dự báo tới chức "tìm xe tơi" Tăng độ an tồn hiệu suất cách cung cấp thơng tin đường xá tình trạng xe ( xăng, áp suất lốp, kết cấu khí…) cho người lái xe hệ thống lái tự động Cung cấp hướng dẫn điều hướng để tránh kẹt xe, dễ dàng di chuyển đến địa điểm mong muốn tìm chỗ đậu xe 13 Hơn nữa, tích hợp ứng dụng trở nên phổ biến loại xe Google Maps công cụ điều hướng khác bắt đầu thay hệ thống GPS tích hợp Các ứng dụng GasBuddy giúp tài tìm thấy nơi có nhiên liệu rẻ khu vực họ Các ứng dụng âm nhạc Spotify dần thay đài phát radio Hiện xe kết nối lĩnh vực béo bở thu hút nhiều nhà đầu tư, thương hiệu đầu: Tesla, BMW, Apple, Google,… Tesla nghiên cứu để tạo hệ thống tự lái "an toàn gấp mười lần" so với lái xe tay 3.7 Wearable Thiết bị đeo thường nói đến ứng dụng lớn Các công ty cố gắng sản xuất số lượng lớn thiết bị đeo, thị trường lại không bị bão hòa Hai đại diện lớn thiết bị đeo : Apple Watch Samsung Gear không ngừng chạy đua để cải tiến công nghệ, mẫu mã, chức Các thiết bị từ Fitbit công ty tương tự cho phép người theo dõi sức khoẻ họ theo cách thực trước Được trang bị cảm biến vi mạch tích hợp siêu nhỏ gọn, thiết bị có tính thuận tiện cao, cho phép tương tác tức thời, thu thập thống kê liệu cách hiệu Với ứng dụng cài đặt sẵn thiết bị đeo kết nối với smartphone người dùng dễ dàng thực thao tác mà không cần sử dụng smartphone gọi điện, nhắn tin, xem lời nhắc, giải trí, thể thao chí theo dõi sức khỏe, Mặt khác kích thước nhỏ gọn trang bị công nghệ tiên tiến nên thiết bị đeo sử dụng lượng hiệu BI Intelligence, hy vọng thị trường thiết bị đeo tay đạt 14 tỷ USD vào cuối năm họ dự đoán số lượng thiết bị đeo tăng lên 162,9 triệu vào cuối năm 2020 3.8 IIoT Việc áp dụng IoT cho ngành công nghiệp sản xuất gọi IIoT (hoặc Industrial Internet/ Industry 4.0) IIoT cách mạng hóa sản xuất cách cho phép thu thập xử lý số lượng liệu lớn hơn, với tốc độ lớn hiệu nhiều so với trước Một số công ty sáng tạo bắt đầu thực IIoT cách thúc đẩy thiết bị cỗ máythông minh nhà máy họ IIoT cải thiện đáng kể khả kết nối, khả mở rộng, tiết kiệm thời gian tiết kiệm chi phí cho tổ chức công nghiệp IIoT cho phép tổ chức công nghiệp tạo kho liệu mở để kết nối người từ tầng nhà máy đến văn phòng điều hành Các nhà lãnh đạo doanh nghiệp sử dụng liệu IIoT để có nhìn đầy đủ xác cách mà doanh nghiệp họ hoạt động, điều giúp họ đưa định tốt Khả tương tác bảo mật có lẽ hai thách thức lớn xung quanh việc thực IIoT Sự gia tăng cảm biến thiết bị kết nối thông minh dẫn đến bùng nổ song song lỗ hổng bảo mật Mặc dù vậy, theo GE, IIoT tạo 10 nghìn tỷ đến 15 nghìn tỷ USD suốt 15 năm tới, số khổng lồ 14 3.9 Healthcare IoT biến đổi ngành y tế hoàn toàn cách đưa công cụ hiệu tạo nên hệ thống chăm sóc sức khoẻ tổng hợp nhằm đảm bảo cho bệnh nhân chăm sóc tốt hơn, chi phí chăm sóc sức khoẻ giảm đáng kể kết điều trị cải thiện Những ưu điểm IoT chăm sóc sức khoẻ: Giảm chi phí: việc sử dụng camera thiết bị thông minh, việc theo dõi bệnh nhân thực dễ dàng, giảm đáng kể thăm khám không cần thiết bác sĩ Cụ thể, sở chăm sóc nhà nâng cao bảo đảm để giảm bớt thời gian nằm viện tái nhập viện Cải thiện kết điều trị: kết nối giải pháp chăm sóc sức khoẻ thơng qua điện tốn đám mây giúpngười chăm sóc truy cập thơng tin theo thời gian thực từ đưa định điều trị phù hợp dựa chứng Điều đảm bảo dịch vụ chăm sóc sức khoẻ kịp thời kết điều trị cải thiện Cải thiện quản lý dịch bệnh: bệnh nhân theo dõi liên tục nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khoẻ truy cập liệu theo thời gian thực, bệnh điều trị trước vượt khỏi tầm kiểm soát Giảm sai sót: kho liệu xác, luồng công việc tự động, kết hợp với định dựa liệu cách hiệu để cắt giảm chất thải, giảm chi phí quan trọng giảm thiểu sai sót Tăng hiệu quản lý thuốc: quản lý thuốc tiêu tốn chi phí lớn ngành y tế, ngày với IoT cho phép kiểm sốt điều kiện bên tủ đơng chứa vắc-xin, thuốc chất hữu cơ, từ giảm thiểu chi phí 3.4 NHỮNG CẢN TRỞ CỦA IOT 4.1 An ninh bảo mật liệu Mọi vấn đề bảo mật tốt điểm yếu thiết bị Điều giải thích lý Samsung dành nỗ lực đáng kể vào tảng ARTIK dành cho IoT thời gian gần ARTIK có mẫu module chứa tất thành phần – cảm biến, vi xử lý, nhớ tích hợp, kèm theo khả kết nối không dây cần thiết cho nhà sản xuất để tạo thiết bị thông minh Tất module ARTIK hãng trang bị khố an tồn nhằm giúp nhà phát triển mã hoá liệu tốt so với phần mềm mã hoá mặc định An ninh bảo mật thường gằn liền với cơng nghệ riêng tư thương liên quan đến người tính pháp lý Các nhà sản xuất thiết bị IoT cần phải hiểu an ninh riêng tư đồng áp dụng chung quy tắc Khả giao tiếp tự động thiết bị IoT làm cho việc đảm bảo riêng tư khó 15 khăn mơ hình sản phẩm khuyến khích sử dụng trước có đồng thuận người dùng thời điểm khác 4.2 Nhu cầu khách hàng Người dùng thiết bị IoT phải thấy lợi ích từ cơng nghệ đáp ứng thời gian dài, không họ bỏ qua 4.3 Tiêu chuẩn chung Việc thiếu tiêu chuẩn, đặc biệt trường hợp sử dụng nhiều giao thức kết nối nay, cản trở cho IoT phát triển Hiện có tổ chức lớn cơng bố chuẩn IoT hồi năm 2014 Ngồi có nhiều đơn vị nhỏ khác tạo nên chuẩn riêng Theo dự đoán phải đến 2017 chuẩn chung thực xuất giới hạn tảng bị phá vỡ Các hãng công nghệ LG, Panasonic, Sharp, Silicon Image, TP-Link, HTC, Qualcomm 100 thành viên khác thành lập nên liên minh AllSeen, dẫn đầu Hiệp hội Linux Tiêu chí liên minh xóa bỏ rào cản thúc đẩy sáng tạo việc phát triển Internet of Things 4.4 Thị trường phân mảnh Sự đa dạng ứng dụng IoT nghĩa khơng chip có khả phù hợp với tất thứ Phân mảnh bước chuẩn bị để nhà sản xuất thiết bị lựa chọn tảng phù hợp với khơng muốn bị lập tương lai Điều tương tự thị trường smartphone khơng có iOS mà Android, Windows Phone, BlackBerry Cũng có viễn cảnh tốt nhóm tiêu chuẩn IoT hợp tác với nhau, cho khả tương thích rộng rãi Điều phụ thuộc vào cơng ty lớn Samsung, Intel, Microsoft có sức ảnh hưởng lớn thị trường công nghệ Việc giảm phân mảnh tạo nên sản phẩm đại chúng người dùng người định thành bại tiêu chuẩn nói 4.5 Hàng rào subnetwork Như nói trên, thay giao tiếp trực tiếp với nhau, thiết bị IoT chủ yếu kết nối đến máy chủ trung tâm hãng sản xuất nhà phát triển quản lý Cách ổn thơi, thiết bị hồn tồn nói chuyện với thông qua chức phiên dịch máy chủ Thế chuyện không đơn giản thế, mạng lưới tạo thành subnetwork riêng, buồn thay máy móc nằm subnetwork giao tiếp tốt với subnetwork khác Lấy ví dụ xe tơ chẳng hạn Một Ford Focus giao tiếp tốt đến dịch vụ trung tâm liệu Ford gửi liệu lên mạng Nếu phận cần thay thế, hệ thống xe thơng báo Ford, từ hãng tiếp tục thông báo đến người dùng Nhưng trường hợp muốn tạo hệ thống cảnh báo kẹt xe chuyện rắc rối nhiều xe Ford thiết lập để nói chuyện với server Ford, với server Honda, Audi, Mercedes hay BMW Lý cho việc giao tiếp thất bại? Chúng ta thiếu ngôn ngữ chung 16 4.6 Tiền chi phí Cách để thiết bị IoT thật giao tiếp với có động lực kinh tế đủ mạnh khiến nhà sản xuất đồng ý chia sẻ quyền điều khiển liệu mà thiết bị họ thu thập Hiện tại, động lực khơng nhiều Có thể xét đến ví dụ sau: cơng ty thu gom rác muốn kiểm tra xem thùng rác có đầy hay chưa Khi đó, họ phải gặp nhà sản xuất thùng rác, đảm bảo họ truy cập vào hệ thống quản lý thùng Điều khiến chi phí bị đội lên, cơng ty thu gom rác đơn giản chọn giải pháp cho người chạy xe kiểm tra thùng 3.5 NHẬN ĐỊNH VỀ IOT 5.1 Đánh giá nhóm Với ưu điểm vượt bậc mình, tương lai, mạng lưới tiếp tục phát triển phổ biến Để phổ biến thiết bị IoT ngày có giá thành rẻ hơn, hoạt động chủ động thông minh hơn, 5.2 Nhận định từ chuyên gia, nhà nghiên cứu Theo nhận định từ chuyên gia BI Intelligence, vào năm 2020, có đến 34 tỷ thiết bị kết nối mạng internet Trong đó, khoảng 24 tỷ thiết bị dạng chuẩn IoT (tức vừa kết nối với mạng vừa thơng minh, hoạt động độc lập chủ động khái niệm nêu ban đầu) Nếu tính bình qn năm nữa, người trái đất sở hữu đến thiết bị IoT Trong cần vào năm sau, nửa giới kết nối internet Đây kết khả quan nhờ quan tâm, đầu tư ông lớn Facebook, Google – họ phát triển thực nhiều dự án mang internet đến với vùng xa xôi, hẻo lánh máy bay không người lái (drone) có kết nối mạng Và nói, để IoT phổ biến tiếp cận nhiều người giá thành mà cụ thể giá linh kiện tạo nên thiết bị IoT ngày rẻ hóa Số liệu từ BI Intelligence cho thấy, vào năm 2020, giá phần cứng IoT giảm mức 0.75 USD (khoảng 18.000 đồng) so với mức gần 1.5 USD (hơn 34.000 đồng) vào giai đoạn năm 2004 17