IoT (Internet of Things) là gì? Nguyên lý hoạt động và ứng dụng trong đời sống

IoT là công nghệ đang ngày càng được nhiều doanh nghiệp lớn áp dụng cho hoạt động sản xuất và thậm chí có thể áp dụng lên chính các sản phẩm cung cấp cho người tiêu dùng. Những cơ hội nào IoT vạn vật có thể phát triển trong tương lai?

Internet of Things (IoT) là gì?

Internet of Things (IoT) còn gọi là Internet vạn vật, là hệ thống mạng lưới kết nối các thiết bị kết nối, thiết bị thông minh được truyền tải dữ liệu với nhau giữa thiết bị với máy chủ cũng như các thiết bị với nhau. Với IoT, dữ liệu có thể truyền qua Internet mà không cần sự tương tác giữa người với người và người với máy tính.

Các thiết bị IoT có thể các vật dụng hằng ngày cho đến các công cụ phức tạp trong công nghiệp sản xuất. Hiện nay, nhiều doanh nghiệp lớn trong ngành công nghiệp đã áp dụng IoT vào hoạt động sản xuất để nâng cao hiệu quả, từ đó cung cấp các dịch vụ tốt hơn cho khách hàng, cải thiện việc ra quyết định đúng hơn để tăng giá trị doanh nghiệp.

Nguồn gốc của IoT đến từ công nghệ RFID (Radio-Frequency Identification), đây là công nghệ giúp xác định cũng như theo dõi vật phẩm thông qua tín hiệu từ Radio. Bắt đầu từ những năm 80 của thế kỷ XX, một số người đã nhận thấy tiềm năng của việc làm cho mọi vật đều có thể kết nối thông qua Internet sẽ đem lại cho con người vô vàn lợi ích.

Cách hoạt động của hệ thống IoT

Một hệ thống IoT sẽ bao gồm 4 phần chính gồm thiết bị (Things), Trạm kết nối (Gateway), Mạng lưới và đám mây (Network and Cloud) và Bộ phân tích và xử lý dữ liệu (Services-creation and Solution Layers).

Hệ thống IoT hoạt động bằng các cảm biến được gắn trong thiết bị IoT sẽ nhận tín hiệu từ môi trường xung quanh và chuyển thành dữ liệu trong môi trường qua Internet. Sau đó, các dữ liệu sẽ được gửi đến trung tâm dữ liệu để phân tích, xử lý và đưa ra các thay đổi theo ý định con người.

Dưới đây là 4 yếu tố được kết hợp vào hệ thống IoT để nó hoạt động, bao gồm:

Cảm biến hoặc thiết bị

Hệ sinh thái IoT gồm các thiết bị thông minh, vật dụng vật lý được trang bị cảm biến, bộ xử lý và kết nối mạng để chúng thu thập, gửi và xử lý dữ liệu thu được từ môi trường của chúng. Ví dụ như smartphone, tủ lạnh thông minh, ô tô thông minh,…

Kết nối

Các thiết bị IoT giao tiếp được với nhau qua mạng lưới Internet, các thiết bị chia sẻ dữ liệu bằng cách kết nối với một cổng IoT, là trung tâm dữ liệu và các thiết bị IoT gửi vào. Trước khi dữ liệu được gửi đi, nó cũng có thể gửi đến một thiết bị nơi có thể phân tích cục bộ.

Phân tích dữ liệu

Chỉ những dữ liệu liên quan mới được sử dụng để xác định mẫu, đưa ra nhận định và xác định những vấn đề tiềm ẩn có thể xảy ra. Phân tích dữ liệu cục bộ sẽ làm giảm khối lượng dữ liệu được gửi đến đám mây, giúp giảm thiểu được băng thông truyền tới máy chủ.

Đôi khi, những thiết bị giao tiếp này giao tiếp với những thiết bị liên quan khác và hoạt động dựa trên những thông tin nó nhận được với nhau. Hầu hết các công việc sẽ được các thiết bị thực hiện mà không cần đến sự can thiệp từ con người, mặc dù con người có thể tương tác với thiết bị.

Giao diện người dùng

Giao diện người dùng được sử dụng để quản lý các thiết bị IoT, nó sẽ được thông báo cho người dùng theo những cách như email, tin nhắn,… Thường các phần mềm và ứng dụng IoT sẽ có một giao diện riêng, có thể giúp người dùng quản lý, điều khiển và đăng ký các thiết bị thông minh.

Ví dụ người dùng có thể kiểm tra những nguồn cấp dữ liệu video kỹ thuật số trên những nền tảng khác nhau, có thể qua ứng dụng trên điện thoại, trợ lý ảo hoặc các trình duyệt web.

Ưu và nhược điểm của IoT

Ưu điểm

• Giám sát và theo dõi tài sản mọi lúc, mọi nơi trên mọi thiết bị.
• Tự động hóa điều khiển từ xa giúp tiết kiệm thời gian và công sức quá ứng dụng.
• Mọi dữ liệu được truyền qua mạng, giúp tiết kiệm thời gian, chi phí.
• Tối ưu việc giao tiếp giữa các thiết bị điện tử được kết nối với nhau.
• Phát hiện và cảnh báo những tình huống bất ngờ có thể xảy ra (ví dụ cháy nổ, chất lượng không khí không đảm bảo, rò rỉ gas,..) giúp giảm thiệt hại.
• Mở ra các cơ hội cho các tổ chức tạo ra sản phẩm/dịch vụ sáng tạo đáp ứng nhu cầu khách hàng ngày càng cao.

Nhược điểm

• Chi phí đầu tư và chi phí vận hành cho các thiết bị IoT cao.
• Khi xảy ra lỗi trong hệ thống, khả năng các thiết bị kết nối IoT cũng bị hỏng theo.
• Dữ liệu thu được từ các thiết bị IoT với số lượng lớn sẽ gây ra thách thức với doanh nghiệp
• Thiết bị IoT hiện có ít tính năng bảo mật nên có thể dễ bị Hacker tấn công và khai thác dữ liệu thông tin, gây ra hậu quả nghiêm trọng.
• Phụ thuộc vào mạng Internet, nếu mạng không ổn định sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của IoT, gây ra gián đoạn trong quá trình truyền tải dữ liệu.
• Tự động hóa bằng IoT sẽ ảnh hưởng đến công ăn việc làm của những người làm việc truyền thống.

Tại sao IoT lại quan trọng với doanh nghiệp?

Trong bối cảnh doanh nghiệp, các thiết bị IoT được sử dụng để theo dõi nhiều thông số như nhiệt độ, độ ẩm, chất lượng không khí, mức tiêu thụ năng lượng và hiệu suất máy móc. Dữ liệu này sẽ được phân tích theo thời gian thực (real time) để xác định các xu hướng và bất thường, có thể giúp doanh nghiệp tối ưu hóa hoạt động và cải thiện lợi nhuận.

Sự phát triển của các thiết bị công nghệ IoT sẽ biến đổi cách chúng ta sống, làm việc và tương tác với nhau. Internet vạn vật giúp cuộc sống con người trở nên tiện lợi hơn, khi mà giờ đây con người không cần phải tương tác trực tiếp nhiều như trước nữa. IoT vẫn không ngừng hoàn thiện và vẫn sẽ còn nhiều tiềm năng để phát triển hơn nữa trong tương lai.

Ứng dụng của thiết bị IoT trong đời sống

Trong công nghiệp

Ngành công nghiệp đang dần có xu hướng chuyển đổi số để tận dụng tối đa lợi ích mà IoT đem lại và giảm sự phụ thuộc từ con người, một số công nghệ sản xuất hiện nay đang áp dụng công nghệ IoT tiêu biểu có thể kể đến như:

• Hệ thống thị giác máy thông minh.
• Quản lý tài sản nhà máy.
• Giám sát bảo trì bảo dưỡng liên tục.
• Giám sát Hiệu suất thiết bị tổng thể (OEE).
• Quản lý tiêu thụ năng lượng.
• Quản lý kho thông minh

Hiện nay PMS dang̣ cung cấp triển khai công nghệ tích hợp IoT công nghiệp cho chuyển đổi số sản xuất. Nếu quý doanh nghiệp có nhu cầu ứng dụng IoT số hóa vào trong nhà máy, hãy liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ tư vấn cụ thể hơn.

Nhờ đó, quý anh/chị sẽ có thêm nhiều sự lựa chọn thích hợp để quản lý sản xuất một cách thông minh hơn qua đó giúp doanh nghiệp của mình vừa tối ưu hóa chi phí một cách hiệu quả, lại còn giúp nâng cao hiệu suất và cải thiện quy trình sản xuất.

► Đọc ngay: IoT công nghiệp là gì? Các ứng dụng nổi bật IoT trong sản xuất

Nhà thông minh

Ứng dụng công nghệ IoT vào ngôi nhà sẽ biến không gian sống con người trở nên hiện đại, tiện nghi, an toàn và tiết kiệm năng lượng hơn qua những vật dụng trong ngôi nhà có thể được kết nối với nhau qua các thiết bị IoT. Nó giúp con người có thể theo dõi và điều khiển ngay cả khi con người không có ở nhà như:

• Bật/tắt và điều chỉnh độ sáng trong ngôi nhà.
• Cửa tự động đóng mở.
• Tự động tắt khi không sử dụng các vật dụng trong nhà.
• Tự động hóa các tác vụ hằng ngày như pha cà phê, hút bụi,…
• Quản lý và bảo trì các thiết bị trong nhà khi cho thuê.
• Quan sát và theo dõi nhà từ xa qua camera an ninh, tự động thông báo khi có điều bất thường trong nhà.
• Hệ thống báo cháy, rò rỉ gas trong nhà.
• Giám sát nhiệt độ và năng lượng trong nhà.
• Giải trí và tiện ích qua các thiết bị như TV thông minh, robot lau nhà, hút bụi thông minh, đóng rèm cửa thông minh,…

Ô tô thông minh

Phương tiện ô tô cũng đang được tích hợp với Internet với nhiều tính năng và ứng dụng nổi bật như:

• Theo dõi hành vi lái xe của người tham gia phương tiện.
• Chẩn đoán thời gian bảo trì bảo dưỡng xe.
• Giám sát người thuê xe ô tô để kiểm soát sử dụng nhiên liệu.
• Tự động thông báo cho người thân khi không may gặp tai nạn trên đường.
• Hệ thống giải trí thông minh trên xe như xem phim, nghe nhạc, chơi game,…
• Hệ thống hỗ trợ xe nâng cao như cảnh báo lệch làn, phanh khẩn cấp khi có vật lạ trước và sau xe, theo dõi áp suất lốp,…

Thành phố thông minh

Thành phố thông minh (Smart city) là nơi có thể ứng dụng những công nghệ và kỹ thuật hiện đại, tiên tiến để thu thập dữ liệu nhằm mục đích tạo ra hệ thống cơ sở hạ tầng có sự kết nối lẫn nhau, tạo điều kiện nâng cao chất lượng cuộc sống của con người.

Các chính phủ đang ứng dụng công nghệ IoT trong thành phố lớn để giải quyết các vấn đề về cơ sở hạ tầng, môi trường và y tế. Được sử dụng với mục đích:

• Đo lường và giám sát mức độ chất lượng không khí trong môi trường.
• Tiết kiệm năng lượng nhờ hệ thống chiếu sáng thông minh công cộng.
• Quản lý giao thông thông minh.
• Tăng lợi nhuận qua bãi đỗ xe thông minh.
• Dự báo thời điểm cần bảo trì các cơ sở hạ tầng trong thành phố.

Công trình thông minh

IoT cũng biến những công trình thông thường thành công trình thông minh xoay quanh cơ sở hạ tầng với nhiều ứng dụng hữu ích phải kể đến như:

• Giám sát tiêu thụ năng lượng như điện nước, hệ thống, ánh sáng và năng lượng tái tạo.
• Bảo trì dự đoán
• Cảm biến có thể giám sát, theo dõi an ninh và cảnh báo sự cố tại công trình gây ra nguy hiểm.
• Thiết bị IoT gắn trên người lao động để theo dõi tình tình hình sức khỏe, phát hiện những nguy cơ tiềm ẩn có thể xảy ra trong quá trình lao động.
• Theo dõi tiến độ làm việc qua camera.
• Quản lý tài liệu và thông tin tài liệu, bản vẽ công trình trên nền tảng đám mây.

Y tế và sức khỏe

Ngày nay, IoT cũng đã được sử dụng trong lĩnh vực y tế giúp cải thiện chất lượng chăm sóc sức khỏe, quản lý các tác vụ đem lại trải nghiệm tốt hơn cho bệnh nhân, dưới đây là những ứng dụng nổi bật:

• Các thiết bị đồng hồ thông minh được gắn vào tay để theo dõi tình trạng sức khỏe như nhịp tim, huyết áp, lượng calo,..
• Theo dõi vị trí bệnh nhân, quản lý hồ sơ, nhắc nhở lịch hẹn nhằm giảm tải công việc cho các nhân viên y tế.
• Các cảm biến IoT giúp theo dõi tình hình môi trường xung quanh bệnh nhân như chất lượng không khí, độ ẩm và ánh sáng. Đảm bảo bệnh nhân luôn trong môi trường an toàn và thoải mái.
• IoT cho phép theo dõi các chỉ số sức khỏe của bệnh nhân hay cầu thủ bóng đá mà chúng ta thường thấy, điều này cho phép họ có đang ở tình trạng sức khỏe ổn định hay không.
• Quản lý và giám sát các tài sản y tế, giảm thất thoát và đảm bảo luôn có dụng cụ để sử dụng.

Các công nghệ của Internet of Things là gì?

Điện toán đám mây

Điện toán biên dùng để điều khiển các thiết bị thông minh, cho phép chúng xử lý dữ liệu và thực hiện nhiều tác vụ phức tạp, thay vì chỉ gửi và nhận dữ liệu từ nền tảng IoT. Bằng cách tăng cường công suất tính toán tại biên của mạng lưới của IoT, nó sẽ giúp giảm thiểu độ trễ và cải thiện tốc độ phản hồi của hệ thống.

Điện toán biên

Ngành công nghiệp đang dần có xu hướng chuyển đổi số để tận dụng tối đa lợi ích mà IoT đem lại và giảm sự phụ thuộc từ con người, một số công nghệ sản xuất hiện nay đang áp dụng công nghệ IoT tiêu biểu có thể kể đến như:

Máy học

Máy học sử dụng thuật toán và phần mềm để phân tích dữ liệu và đưa ra quyết định theo thời gian thực dựa trên những dữ liệu thu thập được. Các thuật toán có thể triển khai trên điện toán đám mây hoặc điện toán biên, mang lại sự linh hoạt cho hệ thống IoT.

Máy học đề cập đến phần mềm và thuật toán được sử dụng để xử lý dữ liệu và đưa ra các quyết định theo thời gian thực dựa trên dữ liệu đó. Những thuật toán máy học này có thể được triển khai trên đám mây hoặc tại biên.

Với những thông tin tổng quan về hệ thống IoT (Internet vạn vật) và cách mà hệ thống này đang được vận hành cũng như tác động đến đời sống của con người. Trong tương lai, chắc chắn IoT sẽ đóng góp cho sự phát triển vượt bậc đối với doanh nghiệp, nhà máy sản xuất và đối với cuộc sống tiện nghi của con người.