Internet of things là gì? Lịch sử, xu hướng, ứng dụng IoT

Thuật ngữ ” Internet of things”( viết tắt là IoT) dạo gần đây xuất hiện khá nhiều và thu hút không ít sự quan tâm chú ý của thế giới công nghệ. Vì sự bùng nổ của IoT trong tương lai sẽ có tác động mãnh mẽ tới cuộc sống, công việc và xã hội loài người.

Thực tế, Internet of things đã manh nha từ nhiều thập kỹ trước. Tuy nhiên mãi đến năm 1999 cụm từ IoT mới được đưa ra bởi Kevin Ashton , Ông là một nhà khoa học đã sáng lập ra Trung tâm Auto-ID ở đại học MIT, nơi thiết lập các quy chuẩn toàn cầu cho RFID (một phương thức giao tiếp không dây dùng sóng radio) cũng như một số loại cảm biến khác.

Internet of things là gì?

Theo định nghĩa của Wikipedia
Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là Mạng lưới thiết bị kết nối Internet viết tắt là IoT (tiếng Anh: Internet of Things) là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính. IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và Internet. Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó.

Hay hiểu một cách đơn giản IoT là tất cả các thiết bị có thể kết nối với nhau . Việc kết nối thì có thể thực hiện qua Wi-Fi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại… Các thiết bị có thể là điện thoại thông minh, máy pha cafe, máy giặt, tai nghe, bóng đèn, và nhiều thiết bị khác. Cisco, nhà cung cấp giải pháp và thiết bị mạng hàng đầu hiện nay dự báo: Đến năm 2020, sẽ có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối vào Internet, thậm chí con số này còn gia tăng nhiều hơn nữa. IoT sẽ là mạng khổng lồ kết nối tất cả mọi thứ, bao gồm cả con người và sẽ tồn tại các mối quan hệ giữa người và người, người và thiết bị, thiết bị và thiết bị. Một mạng lưới IoT có thể chứa đến 50 đến 100 nghìn tỉ đối tượng được kết nối và mạng lưới này có thể theo dõi sự di chuyển của từng đối tượng. Một con người sống trong thành thị có thể bị bao bọc xung quanh bởi 1000 đến 5000 đối tượng có khả năng theo dõi.

Đặc tính cơ bản của internet of things

– Tính kết nối liên thông (interconnectivity): với IoT, bất cứ điều gì cũng có thể kết nối với nhau thông qua mạng lưới thông tin và cơ sở hạ tầng liên lạc tổng thể.

– Những dịch vụ liên quan đến “Things”: hệ thống IoT có khả năng cung cấp các dịch vụ liên quan đến “Things”, chẳng hạn như bảo vệ sự riêng tư và nhất quán giữa Physical Thing và Virtual Thing. Để cung cấp được dịch vụ này, cả công nghệ phần cứng và công nghệ thông tin(phần mềm) sẽ phải thay đổi.

– Tính không đồng nhất: Các thiết bị trong IoT là không đồng nhất vì nó có phần cứng khác nhau, và network khác nhau. Các thiết bị giữa các network có thể tương tác với nhau nhờ vào sự liên kết của các network.

– Thay đổi linh hoạt: Status của các thiết bị tự động thay đổi, ví dụ, ngủ và thức dậy, kết nối hoặc bị ngắt, vị trí thiết bị đã thay đổi,và tốc độ đã thay đổi… Hơn nữa, số lượng thiết bị có thể tự động thay đổi.

– Quy mô lớn: Sẽ có một số lượng rất lớn các thiết bị được quản lý và giao tiếp với nhau. Số lượng này lớn hơn nhiều so với số lượng máy tính kết nối Internet hiện nay. Số lượng các thông tin được truyền bởi thiết bị sẽ lớn hơn nhiều so với được truyền bởi con người.

Yêu cầu ở mức high-level đối với một hệ thống IoT

Một hệ thống IoT phải thoả mãn các yêu cầu sau:

– Kết nối dựa trên sự nhận diện: Nghĩa là các “Things” phải có ID riêng biệt. Hệ thống IoT cần hỗ trợ các kết nối giữa các “Things”, và kết nối được thiết lập dựa trên định danh (ID) của Things.

– Khả năng cộng tác: hệ thống IoT khả năng tương tác qua lại giữa các network và Things.

– Khả năng tự quản của network: Bao gồm tự quản lý, tự cấu hình, tự chữa bệnh, tự tối ưu hóa và tự có cơ chế bảo vệ. Điều này cần thiết để network có thể thích ứng với các domains ứng dụng khác nhau, môi trường truyền thông khác nhau, và nhiều loại thiết bị khác nhau.

– Dịch vụ thoả thuận: dịch vụ này để có thể được cung cấp bằng cách thu thập, giao tiếp và xử lý tự động các dữ liệu giữa các “Things” dựa trên các quy tắc(rules) được thiết lập bởi người vận hành hoặc tùy chỉnh bởi các người dùng.

– Các Khả năng dựa vào vị trí(location-based capabilities): Thông tin liên lạc và các dịch vụ liên quan đến một cái gì đó sẽ phụ thuộc vào thông tin vị trí của Things và người sử dụng. Hệ thống IoT có thể biết và theo dõi vị trí một cách tự động. Các dịch vụ dựa trên vị trí có thể bị hạn chế bởi luật pháp hay quy định, và phải tuân thủ các yêu cầu an ninh.

– Bảo mật: Trong IoT, nhiều “Things” được kết nối với nhau. Chình điều này làm tăng mối nguy trong bảo mật, chẳng hạn như bí mật thông tin bị tiết lộ, xác thực sai, hay dữ liệu bị thay đổi hay làm giả.

– Bảo vệ tính riêng tư: tất cả các “Things” đều có chủ sở hữu và người sử dụng của nó. Dữ liệu thu thập được từ các “Things” có thể chứa thông tin cá nhân liên quan chủ sở hữu hoặc người sử dụng nó. Các hệ thống IoT cần bảo vệ sự riêng tư trong quá trình truyền dữ liệu, tập hợp, lưu trữ, khai thác và xử lý. Bảo vệ sự riêng tư không nên thiết lập một rào cản đối với xác thực nguồn dữ liệu.

– Plug and play: các Things phải được plug-and-play một cách dễ dàng và tiện dụng.

– Khả năng quản lý: hệ thống IoT cần phải hỗ trợ tính năng quản lý các “Things” để đảm bảo network hoạt động bình thường. Ứng dụng IoT thường làm việc tự động mà không cần sự tham gia người, nhưng toàn bộ quá trình hoạt động của họ nên được quản lý bởi các bên liên quan.

Sự khác biệt của IoT?

Chủ yếu là: cảm biến!. Mọi thiết bị sẽ được tích hợp các cảm biến để phát hiện các thay đổi về nhiệt độ, âm thanh, ánh sáng, áp lực, chuyển động và vị trí địa lí. Chúng sẽ là con mắt và đôi tai điện tử của người sử dụng, với khả năng phát hiện và ghi lại mọi thay đổi của thế giới xung quanh. Các cảm biến này thường được liệt vào một chủng loại thiết bị mang tên microelectromechanical system (MEMS – hệ vi điện cơ). Và chúng được sản xuất trên các dây chuyền tương tự dây chuyền sản xuất vi xử lí. Mỗi cảm biến sau đó sẽ được kết hợp với các mạch tích hợp. Cộng thêm một vi xử lí cỡ nhỏ và một module giao tiếp không dây, ta có một cấu phần điều khiển hoàn chỉnh, sẵn sàng để kết nối các vật dụng với hệ thống IoT.

IoT hoạt động như thế nào ở nơi công cộng?

Ví dụ về việc đậu xe. Nhiều thành phố hiện đã bắt đầu sử dụng hệ thống cảm biến của hãng Streetline trên các ô đỗ xe dọc các tuyến đường của mình. Các bác tài sẽ có thể sử dụng các APP trên điện thoại di động (của Streetline cung cấp) để biết được các vị trí còn trống. Hãng này mới đây còn bổ sung thêm tính năng cảm ứng âm thanh và nhiệt độ bề mặt cho các sản phẩm của mình để giúp chính quyền thành phố các nước châu Âu lạnh giá quyết định thời điểm sử dụng muối trên bề mặt đường, giúp cải thiện tình trạng băng trơn trượt.

Cảm biến IoT hoạt động ra sao?

Thêm một ví dụ , bạn đang có một kì nghỉ xa vài ngày, ngôi nhà của bạn không ai chăm sóc. Các cảm biến độ ẩm sẽ phát hiện khi nào có chất lỏng trên bề mặt sàn. Kết quả thu thập được sẽ được một phần mềm xử lí (có thể được tích hợp sẵn trong mạch điều khiển cảm biến độ ẩm hoặc đặt trong một máy tính/home server nào đó). Phần mềm này kết hợp thêm các thông tin do cảm biến nhiệt độ ghi lại và đưa ra kết luận rằng đang có nước chảy trong đường ống (dòng nước chảy thường lấy đi nhiệt khiến nhiệt độ trong ống hạ xuống).

Đây là một vấn đề đáng lưu ý. Dòng nước chảy với tốc độ cao có thể là bị vỡ đường ống, dòng nước chảy vừa phải có thể do hệ thống nước đang được sử dụng, dòng nước chảy nhỏ có thể sinh ra từ rỏ rỉ…v.v. Dù là trường hợp nào, các kết quả phân tích sẽ được gửi tự động gửi đến cho chúng ta.

Từ xa, chúng ta có thể tạo 2 mã khóa cửa sử dụng một lần. Một mã được gửi đến bạn bè, người thân để nhờ kiểm tra. Một mã khác có thể được giao cho thợ sửa ống nước. Mỗi khi một trong hai mã được sử dụng, thông tin và thậm chí là hình ảnh của người vào nhà sẽ được lưu lại và gửi đi. Điều khiển từ xa như trong ví dụ này là một trong những trường hợp cơ bản nhất về tiềm năng của IoT.

Các thiết bị IoT kết nối với nhau ra sao?

Đa số thiết bị “smart” ngày nay đều được sản xuất kèm theo tính năng giao tiếp qua các kênh không dây. Các giao thức giao tiếp không dây trong thế giới IoT được thiết kế để thỏa mãn các yêu cầu cơ bản: tiêu tốn ít năng lượng cho việc thu hoặc phát sóng, tiêu tốn ít băng thông, hoạt động trong mạng mắt lưới…Một số thiết bị sẽ giao tiếp qua Wi-fi hay Bluetooth, nhưng đa phần sẽ tận dụng các kết nối sử dụng dải tần dưới mức GHz Zigbee.

Đa số các thiết bị và cảm biến trong mạng Internet of Things sẽ sử dụng điện từ điện lưới gia dụng, nhưng cũng có rất nhiều thành phần trong đó, ví dụ như cơ chế tự động khóa cửa, sẽ phải sử dụng các nguồn nnăng lượng như pin. Các thiết bị độc lập này sẽ gửi và nhận một lượng thông tin rất nhỏ theo một chu kì mặc định sẵn. Vì vậy, việc gửi tín hiệu không dây được thiết kế hợp lí để tiêu tốn ít năng lượng và băng thông, ngay cả khi sử dụng pin thì thời lượng sử dụng của các thiết bị này vẫn có thể kéo dài lên tới hơn 1 năm hay thậm chí cả thập kỉ. Một trong những hãng sản xuất thiết bị IoT đình đám nhất, Insteon, đang tích cực sản xuất các dòng sản phẩm với khả năng giao tiếp qua cả kênh sóng không dây lẫn thông qua đường truyền tải điện (hiện đã có sẵn những công nghệ cho phép truyền tải tín hiệu ở mức hạn chế qua đường dây dẫn điện trong nhà), khiến độ tin cậy tăng lên rất nhiều.

Ứng dụng của IoT

IoT có ứng dụng rộng vô cùng, có thể kể ra một số thư như sau:

• Quản lí chất thải
• Quản lí và lập kế hoạch quản lí đô thị
• Quản lí môi trường
• Phản hồi trong các tinh huống khẩn cấp
• Mua sắm thông minh
• Quản lí các thiết bị cá nhân
• Đồng hồ đo thông minh
• Tự động hóa ngôi nhà
• …

Tác động của IoT rất đa dạng, trên các lĩnh vực: quản lý hạ tầng, y tế, xây dựng và tự động hóa, giao thông…. Cụ thể trong lĩnh vực y tế, Thiết bị IoT có thể được sử dụng để cho phép theo dõi sức khỏe từ xa và hệ thống thông báo khẩn cấp. Các thiết bị theo dõi sức khỏe có thể dao động từ huyết áp và nhịp tim màn với các thiết bị tiên tiến có khả năng giám sát cấy ghép đặc biệt, chẳng hạn như máy điều hòa nhịp hoặc trợ thính tiên tiến. cảm biến đặc biệt cũng có thể được trang bị trong không gian sống để theo dõi sức khỏe và thịnh vượng chung là người già, trong khi cũng bảo đảm xử lý thích hợp đang được quản trị và hỗ trợ người dân lấy lại mất tính di động thông qua điều trị là tốt. thiết bị tiêu dùng khác để khuyến khích lối sống lành mạnh, chẳng hạn như, quy mô kết nối hoặc máy theo dõi tim mặc.

IoT trong tương lai

Vì sao Cisco, Intel, và Qualcomm tài trợ khởi nghiệp cho IoT? Vì Tiềm năng hưởng lợi từ việc đầu tư vào các công ty khởi nghiệp đáng để mạo hiểm cho các hãng công nghệ khổng lồ. Như trong năm 2014, Intel kiếm hơn 2 tỷ USD từ Internet of Things

Những con số khẳng định IoT là xu hướng của tương lai

Internet of Things đến năm 2020:

+ 4 tỷ người kết nối với nhau
+ 4 ngàn tỷ USD doanh thu
+ Hơn 25 triệu ứng dụng
+ Hơn 25 tỷ hệ thống nhúng và hệ thống thông minh
+ 50 ngàn tỷ Gigabytes dữ liệu

Rõ ràng, IoT có thể thay đổi hoàn toàn cách sống của con người trong tương lai. Khi mọi thứ đã được “Internet hóa”, người dùng hoàn toàn có thể điều khiển chúng từ bất cứ đâu, chỉ cần một chiếc điện thoại có kết nối Internet. Sở hữu những thành tựu trong lĩnh vực này nghĩa là bạn đang nắm giữ trong tay chìa khóa thành công của mọi thời đại. Internet of Things chính là xu hướng của tương lai.

Biên tập: Coin24h.online