IoT (Internet of Things) là gì, tồn tại cho mục đích nào?
1. IoT là gì?
1.1 Định nghĩa về IoT
Internet vạn vật – IoT là khái niệm chỉ sự kết nối giữa các thiết bị khác nhau để tạo thành một mạng kết nối thiết bị khổng lồ. Các đơn vị trong mạng này có khả năng truyền dữ liệu cho nhau mà không yêu cầu sự tương tác từ con người. Và bất cứ thiết bị nào sở hữu khả năng kết nối với Internet đều có thể trở thành một phần tử IoT.
Cấu trúc điển hình của một hệ thống IoT bao gồm:
- Things: thiết bị.
- Gateway: trạm kết nối.
- Network and Cloud: hạ tầng mạng.
- Application layer: ứng dụng điều khiển.
(Cấu trúc cơ bản của một mô hình IoT)
IoT đóng vai trò quan trọng cho sự phát triển của nền công nghiệp. Giúp các nhà cung cấp thiết bị thông minh và khách hàng của họ; những người sử dụng IoT có thể thực hiện chức năng điều khiển từ xa, quản lý công việc theo thời gian thực hoặc giám sát năng suất máy móc một cách dễ dàng.
1.2 IoT quan trọng thế nào?
Xuất phát từ nhu cầu “tự động hóa” của con người, và vì sự phát triển của công nghệ đã sinh ra rất nhiều nền tảng, cùng nhiều thiết bị hữu ích khác nhau để phục vụ chúng ta. Nên để dễ quản lý và tận dụng sức mạnh của toàn bộ các phần tử này, IoT ra đời như một nền tảng để những thiết bị công nghệ “giao tiếp” và truyền tải dữ liệu cho nhau.
Vì thế, các hệ thống tích hợp số lượng lớn thiết bị rất cần IoT để quản lý hiệu quả khả năng “giao tiếp” này; ví dụ công xưởng sản xuất, hệ thống điều tiết giao thông, quản lý và phân phối nước hay đơn giản là các thiết bị trong một ngôi nhà thông minh. Điều này không chỉ cho người chủ sở hữu khả năng quản lý tốt mà còn tiết kiệm cả thời gian lẫn kinh tế.
(Nếu như robot biết "tự báo cáo" tiến độ và "tự chỉ đạo" công việc cho nhau thì bạn sẽ tiết kiệm được bao nhiêu công sức?)
2. Ứng dụng thực tiễn của IoT?
Internet vạn vật có thể triển khai trong tất cả các lĩnh vực có sự xuất hiện của công nghệ như: tự động hóa, quản lý sản xuất, quản lý hạ tầng, kiểm soát cảm biến, cấp thoát nước, theo dõi sức khỏe, nhà thông minh, xe thông minh, v.v. và rất nhiều cái tên khác nữa. Bất kỳ ngành nghề nào cần đến thiết bị công nghệ đều có thể ứng dụng IoT.
(Có khoảng 50 tỷ thiết bị trên thế giới đã kết nối với IoT, và con số này đang dần tăng lên)
2.1 Các lĩnh vực phổ biến đang áp dụng IoT
Hãy cùng nhìn vào bảng đồ thị dưới đây:
(Số liệu từ IoT-Analytics.com)
Có thể thấy, các ngành sản xuất công nghiệp đang có nhu cầu rất lớn trong việc quản lý và vận hành máy móc sao cho hiệu quả. Tự động hóa quy trình sản xuất và cắt giảm nhân lực vận hành là xu hướng của các công xưởng trên thế giới. Với đặc thù như vậy, trong tương lai việc phát triển IoT cho ngành này gần như là một điều bắt buộc.
Lĩnh vực vận tải cũng đang “rục rịch” đón nhận làn sóng IoT bởi sự xuất hiện của những dòng xe thông minh, xe điện với các thiết bị công nghệ tân tiến được lắp đặt ngày một nhiều trên các mẫu xe ra mắt gần đây. Mục tiêu chủ yếu để giám sát lộ trình di chuyển và đảm bảo an toàn cho hành khách.
Trong Y tế - Sức khỏe, các thiết bị IoT được dùng để theo dõi chặt chẽ sức khỏe bệnh nhân (VD: vòng đeo tay); cập nhật cho các y bác sĩ thông tin chính xác về bệnh án, đặc biệt giúp đội y tế hỗ trợ người bệnh ngay lập tức nếu có những dấu hiệu nguy hiểm. Ngoài ra, các bệnh viện cũng có thể sử dụng IoT để quản lý dược phẩm và dụng cụ y tế trong kho.
Các lĩnh vực chưa có ứng dụng IoT nhiều như Nông nghiệp, Xây dựng vì một phần vẫn phải dựa vào quyết định của con người. Nhưng hiệu suất trong các ngành này ngày một tăng vì càng ngày càng có nhiều máy móc tham gia hỗ trợ trong công việc với con người (VD: tưới tiêu tự động, máy phân loại rau củ, thiết bị giám sát chất lượng công trình, giám sát an toàn lao động, v.v.)
2.2 Nếu không có IoT thì sẽ ra sao?
Khi mọi thứ trở nên quá lớn, nhu cầu quản lý sẽ trở nên chặt chẽ hơn.
Một hệ thống nhỏ có lẽ chưa thể hiện rõ ràng những vấn đề của nó. Nhưng một hệ thống lớn thì vấn đề của chúng rất dễ nhận thấy. Đó là: tiền, thời gian, hiệu quả và rủi ro của toàn bộ giải pháp mà chúng ta triển khai nếu không có IoT.
Công nghệ mới xuất hiện từng ngày, đồng nghĩa với thiết bị ngày càng tân tiến và mạnh mẽ hơn. IoT ra đời chỉ vì mục tiêu này, kết nối các thiết bị công nghệ lại với nhau, giúp chúng lưu trữ, giao tiếp và truyền tải dữ liệu. Nếu những thiết bị này không thể giao tiếp hiệu quả. Vậy chẳng phải chúng ta đã phung phí tiền bạc và công sức của mình sao!?
(Không có IoT, các thiết bị công nghệ không thể “giao tiếp” tốt với nhau)
3. Ưu và nhược điểm của IoT
3.1 Ưu điểm
- Truy cập và quản lý hàng loạt thiết bị mọi nơi, mọi lúc.
- Hệ thống rõ ràng và phân biệt tốt chức năng cho từng loại máy móc, tạo ra luồng xử lý liền mạch.
- Tự động hóa toàn bộ các quy trình, người vận hành chỉ cần kiểm soát chất lượng đầu cuối.
- Có thể mở rộng quy mô và số lượng thiết bị theo nhu cầu, lên tới hàng trăm nghìn thiết bị cùng một lúc.
- Tiết kiệm thời gian, tiền bạc, công sức cho người vận hành.
- Phát hiện vấn đề nhanh chóng, giảm thời gian khắc phục.
3.2 Nhược điểm
- Dữ liệu sinh ra từ các thiết bị IoT rất nhiều, phải chọn lọc dữ liệu kỹ càng để tránh quá tải.
- Mạng lưới thiết bị lớn tạo điều kiện cho các hacker dễ dàng đột nhập và khai thác dữ liệu.
- Tuy có thể phát hiện nhanh vấn đề, nhưng một vài thiết bị gặp trục trặc cũng có thể ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.
- Các thiết bị có thể đến từ nhiều nhà cung cấp khác nhau, có bộ tiêu chuẩn riêng, liên kết IoT cho toàn bộ thiết bị không phải yêu cầu dễ dàng.
4. Ai đang sử dụng IoT?
Hiện nay, có không ít những tổ chức và đơn vị lớn trên thế giới đang ứng dụng IoT cho mô hình của mình.
Amazon - cái tên nổi tiếng trong giới công nghệ toàn cầu đang vận hành hệ thống IoT để quản lý và kết nối các thiết bị. Amazon đang áp dụng những dịch vụ như IoT Core, Greengrass, Analytics, v.v. để khai thác sức mạnh IoT nhằm phục vụ cho người tiêu dùng của họ.
Intel – nhà sản xuất chip bán dẫn và vi xử lý lớn nhất thế giới, ứng dụng IoT để quản lý quy trình sản xuất những vi mạch, bộ điều khiển mạng và bộ công cụ dành cho các nhà phát triển nhằm kết nối các thiết bị và đảm bảo tính bảo mật và cho họ khả năng mở rộng hệ thống.
IBM – tập đoàn điện toán khổng lồ, đang phát triển nền tảng IBM Watson IoT cho riêng mình. Tập trung vào việc đơn giản hóa quy trình, bảo mật và có thể mở rộng, IBM Watson IoT cung cấp các dịch vụ phân tích và công nghệ Blockchain để biến dữ liệu từ các thiết bị thành những ứng dụng hữu ích.
Google – cái tên không còn xa lạ với chúng ta, sử dụng kho dữ liệu khổng lồ của họ để tạo ra Google Cloud IoT cho mục đích kiểm soát, theo dõi tài sản theo thời gian thực, hậu cần và quản lý chuỗi cung ứng, v.v. Với nó, Google cung cấp cho chúng ta một bộ công cụ hoàn chỉnh để kết nối và sử dụng các thiết bị phân tích dữ liệu, nâng cao hiệu quả.
(Mô hình Google Cloud IoT)
5. Cần gì để thiết lập hệ thống IoT?
Các yêu cầu thiết lập hệ thống IoT công nghiệp có thể được xác định như sau:
- Điện toán đám mây (Cloud): Cloud cho phép lưu trữ và xử lý dữ liệu phi cấu trúc và có cấu trúc thành thông tin thời gian thực.
- Thiết bị vận hành: chủ yếu là các thiết bị thông minh, trực tiếp thực hiện công việc, có tích hợp khả năng kết nối mạng nhanh chóng.
- Thiết bị truy cập: các thiết bị tham gia vào quá trình quản lý và trả kết quả cho người dùng, và vẫn sở hữu kết nối mạng tương đương thiết bị vận hành.
- Bộ máy phân tích: các thiết bị phân tích lượng dữ liệu lớn và điều hướng luồng xử lý của các thiết bị khác.
- Đội ngũ vận hành: tức là con người. Tuy không cần nhiều nhân sự nhưng đội ngũ này có vai trò giám sát hệ thống IoT, đảm bảo tính bảo mật dữ liệu và khắc phục sự cố nếu xảy ra vấn đề.
Một hệ thống IoT lớn như những “gã khổng lồ” bên trên chắc chắn cần nhiều hơn là mô hình này để có thể vận hành được suôn sẻ. Nhưng với quy mô dành cho những doanh nghiệp mới bắt đầu tiếp cận, đây sẽ là một cấu trúc tối ưu.
(Ứng dụng IoT trong sản xuất công nghiệp)
Trên đây là những điều cơ bản về IoT mà Chips nghĩ rằng sẽ giúp ích cho bạn. IoT là một lĩnh vực rất rộng và thú vị, nên nếu bạn hứng thú với chủ đề này, Chips sẽ cập nhật thêm về IoT ở các bài viết khác trong thời gian tới.
Nếu bạn có quan tâm đặc biệt đến chủ đề công nghệ nào, hãy cho Chips biết thông qua:
Cảm ơn bạn vì đã quan tâm bài viết của Chips, chúc bạn một ngày tốt lành.
