Lợi ích kinh doanh của IoT

Cách doanh nghiệp đón nhận IoT

Sau đây chỉ là một số cách doanh nghiệp đang áp dụng IoT:

Nền công nghiệp 4.0 (Industrial Internet of Things- IIoT)

Trong khi IoT được biết đến rộng rãi hơn nhờ tác động của nó đối với các thiết bị cá nhân, nó đã có những tiến bộ to lớn trong công nghiệp, đến mức có thể được coi là một cuộc cách mạng công nghiệp mới: Công nghiệp 4.0. Nhìn vào những lợi ích nó mang lại, số lượng mạng lưới và kết nối ngày càng tăng,Ngành công nghiệp 4.0 càng nhận ra các giải pháp IoT có ý nghĩa như thế nào trên quy mô công nghiệp. IIoT, khi kết hợp với công nghệ mới nổi như AI, tác động tiềm tàng đến các hệ thống công nghiệp và sản xuất toàn cầu là vô cùng lớn.

Công nghiệp chăm sóc sức khỏe (Internet of Medical Things-IoMT)

Tại Bluefruit Software, chúng ta ngày càng nhận thấy việc áp dụng tư duy IoT trong Ngành y tế, khi ngày càng có nhiều công ty tìm cách đưa mọi thứ từ thiết bị chẩn đoán đến bệnh viện trực tuyến. IoMT đang bắt đầu thay đổi cách chúng ta nghĩ về thiết bị y tế và cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe. Tác động của COVID và nhu cầu về các giải pháp thực tiễn từ xa  làm tăng thêm sự phát triển thị trường thiết bị y tế một cách nhanh chóng. Thường được gọi là IoMT, lĩnh vực y tế có những cơ hội và rủi ro riêng khi đưa các giải pháp chăm sóc sức khỏe trực tuyến và kết nối với đám mây.

Biến IoT thành hiện thực

Mặc dù tất cả những tiến bộ dựa trên IoT này đều rất thú vị, nhưng điều quan trọng cần nhớ là bạn không thể thức dậy và kết nối được ngay vào thiết bị vào đám mây. Cần làm khá nhiều thứ nữa để xác định giải pháp kết nối phù hợp và hiểu tác động của nó đối với sản phẩm hiện có hoặc các yêu cầu đối với sản phẩm mới. Đây là thứ các hệ thống nhúng và đội ngũ các nhà phát triển phần mềm nhúng của chúng ta đang nghiên cứu.

Lợi ích kinh doanh của IoT

Bây giờ chúng ta đã hiểu IoT và hệ thống nhúng là gì, tại sao các nhóm quản lý sản phẩm nên quan tâm đến sự làn sóng quảng cáo xung quanh IoT? Chắc chắn rằng có một số tính năng tuyệt vời mà người dùng có thể có được khi sử dụng một sản phẩm IoT, đặc biệt là từ góc nhìn giám sát và báo cáo.

Nhưng cũng có những lợi ích kinh doanh dành cho các nhà phát triển sản phẩm khi tạo ra một sản phẩm có tính kết nối:

• Cập nhật phần mềm cốt lõi từ xa không cần sự tương tác của người dùng. Các bản cập nhật qua mạng cần sự tương tác của người dùng ít hơn nhiều so với các sản phẩm không được kết nối mạng, vốn có quy trình cập nhật phức tạp hơn nhiều hoặc có thể hoàn toàn không cập nhật được.
• Quản lý giấy phép để bạn có thể bảo vệ tài sản trí tuệ của mình. Người trải nghiệm sản phẩm không thể dễ dàng lật lại thiết kế phần mềm để trích xuất sao chép nó.
• Thu thập dữ liệu sử dụng để phát triển và nghiên cứu thêm sản phẩm. Trước khi các thiết bị IoT trở thành hiện thực, việc kiểm tra khả năng sử dụng cho các hệ thống nhúng sẽ cần được thực hiện hoàn toàn thủ công. Giờ đây, việc thu thập dữ liệu sử dụng được thực hiện từ xa để tìm hiểu những tính năng nào đang được sử dụng và tần suất sử dụng như thế nào. Với những thông tin chi tiết này, việc thúc đẩy các bản cập nhật và các phiên bản sản phẩm trong tương lai sẽ chính xác  và sát với nhu cầu của người dùng.

Và đây chỉ là một số lợi ích kinh doanh khi xây dựng một thiết bị IoT ngay từ đầu.

Tuy nhiên, phát triển một thiết bị IoT không phải là không gặp khó khăn.

Những thách thức của phần mềm nhúng IoT

Phát triển phần mềm nhúng trong IoT phải đối mặt với nhiều thách thức tương tự như phát triển phần mềm cho các hệ thống nhúng không được kết nối với internet. Tương tự, một số khó khăn về phát triển phần mềm ở đây thậm chí còn trở thành tiêu điểm hơn hơn khi phát triển phần mềm dành cho một sản phẩm IoT.

Dưới đây là ba thách thức hàng đầu mà phát triển phần mềm nhúng IoT phải đối mặt:

1. Bảo mật

Bảo mật của thiết bị có thể là thách thức lớn nhất và quan trọng nhất phải đối mặt trong quá trình viết mã cho một sản phẩm IoT. Mặc dù phần lớn thách thức ở đây đến từ các quyết định phần cứng cho phép các thiết bị kết nối, phần mềm cũng chịu trách nhiệm giảm thiểu rủi ro bảo mật.

Thiết bị được kết nối có khả năng bị tấn công lớn hơn thiết bị không được kết nối rộng rãi. Vấn đề này lớn như thế nào? Vào năm 2020, Nokia phát hiện ra rằng các thiết bị IoT chiếm 32,72% các trường hợp bị lây nhiễm phần mềm độc hại được quan sát bởi phần mềm bảo mật của hãng (nguồn ). Và đó chỉ là những gì Nokia đã thấy. Các đối tác phần mềm bảo mật khác đã ghi nhận tỷ lệ lây nhiễm tương tự trong IoT.

Một thiết bị không được bảo mật là mối đe dọa đối với quyền riêng tư của bất kỳ dữ liệu nào được thiết bị truyền đi. Thiết bị này cũng có thể trở thành một phần của mạng botnet, được sử dụng để khởi động các cuộc tấn công mạng khác.

Nhưng trường hợp xấu nhất là gì? Một thiết bị hỗ trợ IoT có thể bị xâm nhập và ảnh hưởng đến mạng người. Đối với IoT trong ô tô, IoMT và IIoT, rủi ro ở đây là rất lớn khi tính bảo mật không được tính đến. Tuy nhiên, ngay cả một sản phẩm IoT ở cấp độ người tiêu dùng như tủ lạnh thông minh, ấm đun nước hoặc tivi cũng là một rủi ro an toàn với mức độ bảo mật thấp.

2. Bộ nhớ hạn chế

Các hệ thống nhúng thường không có lượng bộ nhớ lớn và tốc độ xử lý như máy tính cá nhân (vì nhiều lý do, bao gồm cả chi phí). Do những hạn chế về phần cứng này, phần mềm nhúng cần phải hiệu quả và gọn nhẹ nhất có thể.

Mỗi dòng mã phải có lý do để ở đó; mỗi tính năng phải có một mục đích. Hệ thống nhúng sẽ không có bộ nhớ gigabyte trực tiếp cho nó. Và thường nó sẽ không có megabyte.

Ví dụ về vòng đeo tay thể thao thông minh – thiết bị IoT mà chúng ta hay đeo. 

Hệ thống nhúng bên trong có thể chỉ có 256 kilobyte (kB) bộ nhớ flash (cùng với 32kB SRAM và 8kB EEPROM). Một đĩa mềm từ những năm 1990 sẽ có bộ nhớ khoảng 1,41 megabyte (MB) — tức là gần gấp hơn sáu lần so với bộ nhớ vòng đeo tay thông minh.

Nhưng không giống như đĩa mềm đó, vòng đeo tay cần có khả năng giám sát các cảm biến của nó, ghi dữ liệu và giao tiếp với điện thoại thông minh được ghép nối thông qua đèn hiệu Bluetooth. Ngăn xếp bộ điều khiển Bluetooth, phần mềm sẽ cho phép Bluetooth hoạt động, có thể chiếm khoảng 192 kB trong bộ nhớ flash (và 24 kB RAM). Và đó chỉ là để Bluetooth có thể hoạt động.

3. Cập nhật

Lợi thế đáng kể của thiết bị IoT là khả năng kết nối của nó, có nghĩa là phần mềm nhúng trong một sản phẩm IoT có thể được hưởng lợi từ các bản cập nhật cũng như các ứng dụng trên bất kỳ điện thoại thông minh hoặc dịch vụ đám mây đang kết nối nào.

Các bản cập nhật cho phần mềm có thể khắc phục các lỗi chưa được phát hiện trước đây trong quá trình thử nghiệm hoặc sửa các lỗ hổng bảo mật được tìm thấy trong thư viện phần mềm được sử dụng để mã hóa phần mềm thiết bị. Các bản cập nhật thiết bị cũng có thể thêm các tính năng mới hoặc nâng cao các tính năng hiện có cho người dùng cuối và mở rộng khả năng tiếp thị và mức độ phù hợp của sản phẩm.

Nhưng để theo kịp tốc độ phát triển cần thiết – các nhóm phát triển phần mềm nhúng cần phải viết mã và thử nghiệm để hỗ trợ và có các quy trình đồng bộ với các nhà phát triển ứng dụng và các chuyên gia khác trong nhóm quản lý sản phẩm. Các quy trình này cần có khả năng:

• Hiểu khi nào cần cập nhật.
• Phát triển các bản cập nhật kịp thời một cách năng suất và hiệu quả.
• Kiểm tra đầy đủ các bản cập nhật để đảm bảo không có gì sai sót trên thiết bị và ứng dụng của nó.
• Tiến hành kiểm tra khả năng sử dụng trước khi triển khai.
• Thực hiện bất kỳ thay đổi cần thiết nào được tìm thấy thông qua kiểm tra phần mềm và kiểm tra khả năng sử dụng.
• Bảo mật các bản cập nhật và xác thực chúng đến từ một nguồn đáng tin cậy.
• Tìm ra thời điểm tốt nhất để đưa ra các bản cập nhật.
• Cung cấp tính năng khôi phục hoặc tạm ngừng cập nhật nếu phát hiện thấy sự cố sau khi triển khai.
• Cải thiện những hạn chế của phần cứng thiết bị và kết nối.

Đó là một sự cân bằng khó khăn để duy trì và cập nhật phần mềm cho thiết bị IoT.

Tuy nhiên, đừng để những thách thức phần mềm này làm bạn nản lòng.

Mẹo phát triển phần mềm nhúng cho IoT

Những thách thức được xác định trong bài đăng này không phải là không thể vượt qua. Với các quy trình và thực tiễn phù hợp, phát triển phần mềm nhúng IoT là một trải nghiệm có thể quản lý được.

1. Bảo mật bằng tư duy thiết kế

Trong bài đăng của chúng tôi trên bảo mật trong IoT và phần mềm nhúng chúng tôi đã nói về các bước mà các nhóm có thể thực hiện để hỗ trợ bảo mật theo thiết kế. Các bước quan trọng bạn có thể thực hiện để kích hoạt điều này là:

• Kích hoạt bảo mật theo thiết kế ngay từ đầu bởi vì việc thêm nó vào thời điểm được kích hoạt là gần như không thể. Điều đó có nghĩa là bảo mật cần được nghĩ đến ngay từ khi bắt đầu một dự án.
• Giảm thiểu không gian có thể bị tấn công bằng cách hạn chế các tính năng bề ngoài và/hoặc dư thừa, bao gồm cả các tính năng kết nối. Nếu dữ liệu sử dụng của bạn nhận thấy rằng một tính năng chỉ được một số ít người dùng hoặc không có người dùng nào sử dụng – hãy xem xét việc ngừng sử dụng tính năng đó. Thêm vào đó, sẽ hữu ích nếu bạn tính đến tất cả các hành vi trên thiết bị, bằng cách xác thực thiết bị bằng cách sử dụng hệ thống phân quyền.
• Hiểu sự cân bằng giữa mã nội bộ và mã của bên thứ ba . Có những mặt tích cực và tiêu cực cho cả hai, bao gồm cả chi phí, nhưng từ quan điểm bảo mật, nội bộ ít tiếp xúc với các tác nhân độc hại hơn nhưng thường kém an toàn hơn. Đồng thời, bên thứ ba (đặc biệt là một cái gì đó mã nguồn mở) phải chịu sự giám sát kỹ lưỡng hơn rất nhiều.
• Kiểm tra chuỗi cung ứng của bạn từ đầu đến cuối và cho toàn bộ vòng đời của sản phẩm. Không chỉ nhóm phần mềm của bạn hoặc các nhóm cần quan tâm đến vấn đề bảo mật. Tất cả những người có liên quan cần hiểu rằng bảo mật trong chuỗi là một quá trình liên tục.
• Xây dựng văn hóa bảo mật bằng cách không tập trung vào khía cạnh người dùng tuân thủ hết các quy tắc. Đối với các kỹ sư phần mềm, các góc độ mà họ nên quan tâm có thể xoay quanh thách thức do bảo mật đặt ra, vì vậy hãy xem xét các cách bạn có thể mang lại điều đó.

Một số sản phẩm cần được bảo mật hơn những sản phẩm khác, nhưng như bảo mật của chúng ta trong IoT đã đăng tải: Trách nhiệm bảo mật khi xảy ra sự cố là một vấn đề mang tính pháp lý và rủi ro cao.

2. Đầu tư vào khái niệm tính toàn vẹn để chống lại các hạn chế phần cứng

Tại Bluefruit Software, chúng tôi ủng hộ khái niệm tính toàn vẹn để đảm bảo phần mềm nhúng chất lượng cao . Tính toàn vẹn của khái niệm là việc chú ý đến các yếu tố phần mềm mà người dùng sẽ không bao giờ nhìn thấy – ở cấp độ cơ bản nhất của nó, nghĩa là quan tâm đến chất lượng theo nghĩa đen của mã được phát triển và cách nó được sản xuất.

Các yếu tố cốt lõi của tính toàn vẹn khái niệm yêu cầu phần mềm đó là:

• Có thể mở rộng —Phần mềm phải có khả năng mở rộng và cấu trúc tốt, cho phép các tính năng mới và sự phát triển lâu dài sản phẩm.
• Có thể bảo trì —Mã lệnh phải được viết rõ ràng và có  framework  thử nghiệm mạnh mẽ để bất kỳ nhà phát triển nào cũng có thể hiểu và làm việc trong đó.
• Linh Hoat —Mã lệnh phải dễ sử dụng và có cấu trúc rõ ràng để có thể tự tin thực hiện các thay đổi.

Cả ba đều phải có để đạt được một phần mềm chất lượng cao. Các thực hành liên quan đến việc đạt được điều đó có nghĩa là nó kết hợp tốt với các giới hạn trong thế giới thực được đặt ra đối với việc phát triển phần mềm nhúng bằng phần cứng có sẵn. Như bạn đã thấy trong ví dụ về vòng đeo tay thể thao thông minh so với đĩa mềm trước đây của chúng tôi, điện toán nhúng hoạt động ở cực kỳ hạn chế phần cứng, ngay cả trong IoT.

Hai phương pháp mã hóa giúp hỗ trợ khả năng mở rộng và phần mềm có thể sử dụng được là đánh giá mã và tái cấu trúc. Các phương pháp này giúp các nhóm loại bỏ và làm sạch phần mềm đủ để xử lý các hạn chế của phần cứng được sử dụng.

3. Sử dụng các phương pháp để hỗ trợ cộng tác và có sự rõ ràng để cập nhật dễ dàng hơn

Với danh nghĩa là một phần mềm nhúng thuộc Lean-Agile nghĩa là Bluefruit theo sau quy trình giúp chúng ta cộng tác và cung cấp sự rõ ràng về các dự án, bất kể đó là dành cho thiết bị IoT hay không. Chìa khóa của điều này là sự kết hợp của các nguyên tắc và thực hành Lean và Agile giúp chúng ta giảm thiểu lãng phí mà vẫn đảm bảo chất lượng.

Trong một trong những dự án khách hàng lớn nhất của chúng tôi (bây giờ Thiết bị chẩn đoán được FDA chấp thuận ), các thực hành Lean-Agile của chúng tôi đã giúp chúng tôi điều phối nhiều nhóm sản phẩm và phần mềm trên nhiều doanh nghiệp ở các quốc gia khác nhau.

Các quy trình và thực tiễn được hỗ trợ Lean-Agile sẽ giúp cập nhật thiết bị IoT dễ dàng hơn bao gồm:

• Đặt người dùng lên hàng đầu với Thiết kế lấy người dùng làm trung tâm .
• Các phiên họp lập kế hoạch hiệu quả .
• Phát triển theo hướng thử nghiệm và Điều khiển hành vi.
• Đánh giá giá trị kinh doanh của các đối tượng địa lý trong quá trình lập kế hoạch 
• Thực hiện điều tra thường xuyên.

Và đó chỉ là một số trong những điều có thể giúp ích.  Chuỗi blog Lean-Agile có thêm thông tin về việc trở thành nhóm phát triển phần mềm hoặc nhóm quản lý sản phẩm Lean-Agile.

Phát triển phần mềm nhúng cho IoT

Những tiến bộ trong IoT luôn liên tục xảy ra. Công nghệ đang vượt ra khỏi cấp độ người tiêu dùng khi ngày càng có nhiều lĩnh vực nhận thấy nơi mà các thiết bị được kết nối có thể mang lại thay đổi tích cực sâu sắc trong cách họ kinh doanh.

Cho dù đó là quản lý chuỗi cung ứng thông qua công nghệ hỗ trợ IIoT với RFID hỗ trợ chuyển đổi Công nghiệp 4.0. Hoặc đó là một thiết bị chăm sóc sức khỏe được cá nhân hóa sử dụng IoMT để quản lý các bệnh đồng mắc của bệnh nhân: IoT có vô số tiềm năng trong nhiều trường hợp kinh doanh khác nhau.

Phát triển phần mềm nhúng cho IoT sẽ vẫn là một phần thiết yếu của những tiến bộ này. Nếu bạn đang tìm kiếm một nhóm kỹ sư phần mềm và kỹ sư kiểm thử để giúp bạn bắt đầu hành trình IoT của mình, hãy liên hệ với Bluefruit Software

Nếu bạn đang quan tâm đến các khoá học liên quan đến công nghệ IoT, vui lòng tìm hiểu tại đây để được hướng dẫn chi tiết về khoá học Lập Trình Nhúng IoT Cùng Lumi – Cam kết đầu ra tại FUNiX.

Đọc thêm: Hướng dẫn về IoT và các hệ thống nhúng

Nguyễn Hải Nam

Dịch từ bài: Your guide to IoT and embedded systems