Tầm quan trọng và ứng dụng của Internet of Things (IoT)

Nhà thông minh chỉ là một trong những ứng dụng chính sử dụng cơ sở hạ tầng IoT để kết nối một số cảm biến. Hãy cùng tìm hiểu những ứng dụng của Internet of Things

1. Internet of Things là gì?

Internet of Things (Internet vạn vật) là một công nghệ mới tạo ra một mạng lưới toàn cầu gồm các máy móc và thiết bị có khả năng giao tiếp và trao đổi dữ liệu với nhau thông qua Internet. Có một sự khác biệt giữa Internet of Things (IoT) và Internet. IoT có thể tạo ra thông tin về các đối tượng được kết nối, phân tích thông tin đó và đưa ra quyết định; nói cách khác, IoT có thể được coi là thông minh hơn Internet. Camera an ninh, cảm biến, xe cộ, các tòa nhà và phần mềm là ví dụ về những thứ có thể trao đổi dữ liệu với nhau.

2. Những thách thức đối với Internet of Things

Khi số lượng các ứng dụng (thiết bị) thời gian thực cần kết nối thông minh với nhau ngày càng tăng, những thách thức đối với Internet of Things cũng sẽ tăng theo. Đó là những thách thức sau:

2.1 Kết nối thông minh

Cảm biến và thiết bị được kết nối và giao tiếp với nhau thông qua cơ sở hạ tầng IoT có thể cần cập nhật xu hướng hoặc tính năng của chúng để phù hợp với sự thay đổi của môi trường xung quanh. IoT là một cơ sở hạ tầng thông minh, có thể xử lý dữ liệu được thu thập và đưa ra các quyết định cần thiết để tự cải thiện và thay đổi xu hướng hoặc tính năng của các thiết bị được kết nối để thích ứng với những thay đổi của môi trường xung quanh. IoT là một công nghệ thông minh giúp tất cả các thiết bị được kết nối tự cập nhật theo những thay đổi của môi trường xung quanh, đồng thời có thể được chấp nhận và hoạt động trong bất kỳ môi trường xa lạ nào khác với độ chính xác cao. Do đó, hệ thống kết nối thông minh có thể được tạo ra nếu cơ sở hạ tầng thông minh được thiết kế tốt để xử lý dữ liệu thu thập từ các thiết bị một cách chính xác, đưa ra các quyết định cần thiết.

2.2 Đảm bảo sự riêng tư và bảo mật cao cho tất cả các thiết bị được kết nối

Ý định chính của việc sử dụng IoT là có một hệ thống thông minh và kết nối hàng tỷ thiết bị trên toàn thế giới. Dự kiến ​​sẽ có 50 tỷ thiết bị được kết nối với nhau thông qua IoT vào năm 2020. Hình 1 cho thấy sự gia tăng dân số thế giới và các thiết bị được kết nối vào năm 2020. Việc kết nối một số lượng lớn thiết bị đòi hỏi mức độ bảo mật cao để ngăn chặn các hành vi lừa đảo và bảo vệ dữ liệu ở mức độ cao. Do đó, một thách thức lớn là đạt được mức độ bảo mật cao để có được sự tin tưởng cần thiết từ các ngành và cả các cá nhân khi chia sẻ dữ liệu của họ bằng cách sử dụng IoT.

Hình 1. Tổng dân số thế giới và các thiết bị được kết nối vào năm 2020.

2.3 Xử lý tập hợp dữ liệu lớn

Thách thức quan trọng nhất khi sử dụng IoT là sự phát triển vượt bậc của dữ liệu được truyền giữa các thiết bị được kết nối. Như trong Hình 2, ba nguồn dữ liệu cơ bản là (1) cơ sở dữ liệu được sử dụng trong quy trình kinh doanh; (2) các hoạt động hàng ngày của con người như email, Facebook và blog; và (3) kết nối của các thiết bị vật lý như máy ảnh và micrô. Điều đáng nói là 90% toàn bộ dữ liệu trên thế giới được tạo ra chỉ trong vòng 2 năm qua. Điều này khiến các nhà thiết kế cơ sở hạ tầng IoT gặp nhiều thách thức hơn khi phải đương đầu với tốc độ tăng trưởng dữ liệu được tạo ra như vậy.

Hình 2. Sự phát triển của các nguồn dữ liệu khác nhau.

2.4 Giảm độ trễ dữ liệu tổng thể trong các tương tác giữa các thiết bị

Khi kết nối nhiều thiết bị thông qua cơ sở hạ tầng IoT, dữ liệu được chia sẻ giữa các thiết bị cũng sẽ tăng lên rất nhiều. Điều này sẽ gây ra một số độ trễ hoặc thời gian chờ khi phân phối dữ liệu giữa các thiết bị được kết nối. Từ đó dẫn đến một thách thức mới mà IoT phải giải quyết là giảm độ trễ đó nhằm đảm bảo có được cơ sở hạ tầng IoT mạnh mẽ.

2.5 Giảm băng thông và tiêu thụ điện năng

Cả băng thông và điện năng tiêu thụ của vô số thiết bị đang kết nối, giao tiếp và chia sẻ dữ liệu với nhau thông qua IoT đều tăng lên rất nhiều. Đây là lý do tại sao khi thiết kế cơ sở hạ tầng IoT, cần phải xem xét đến cả hai thách thức về băng thông và tiêu thụ điện năng. Xu hướng chính hiện nay là giảm kích thước của các thiết bị được kết nối, do đó, mức tiêu thụ điện năng cũng giảm. Tốc độ truyền dữ liệu vẫn còn là một vấn đề cần giải quyết do dữ liệu được chia sẻ giữa các thiết bị là rất lớn.

2.6 Độ phức tạp

Chia sẻ dữ liệu và kết nối các thiết bị với nhau thông qua IoT có thể được thực hiện thông qua nhiều cấp độ và lớp phần mềm/phần cứng và một số giao thức tiêu chuẩn. Khi dữ liệu được chia sẻ và các thiết bị được kết nối gia tăng mạnh mẽ, phần mềm/phần cứng và các giao thức tiêu chuẩn được sử dụng cũng phức tạp hơn. Do vậy, một thách thức đặt ra là giảm độ phức tạp của công nghệ IoT khi số lượng thiết bị kết nối tăng lên.

3. Các ứng dụng của Internet of Things

IoT được công nhận là một trong những lĩnh vực quan trọng nhất của công nghệ tương lai và đang được công nhận rộng rãi trong một loạt các ứng dụng và lĩnh vực liên quan đến thành phố thông minh, quân đội, giáo dục, bệnh viện, hệ thống an ninh nội địa, giao thông và ô tô tự động kết nối, nông nghiệp, hệ thống mua sắm thông minh và các công nghệ hiện đại khác. Nhà thông minh là một trong những ứng dụng chính sử dụng cơ sở hạ tầng IoT để kết nối một số cảm biến. Các cảm biến có thể cảm nhận và thu thập thông tin xung quanh để kiểm soát hoàn toàn các hệ thống gia đình khác nhau như hệ thống chiếu sáng và an ninh như trong Hình 3.

Hình 3. Cảm biến nhà THÔNG MINH giao tiếp thông qua IoT. 

Nhiều ứng dụng khác cũng sử dụng cơ sở hạ tầng IoT như cầu thông minh và đường hầm thông minh. Cảm biến nhiệt độ và độ rung, cũng như camera giám sát video, có thể được lắp đặt trên cầu để phát hiện bất kỳ hoạt động bất thường nào và gửi cảnh báo qua SMS. Ngoài ra, thực hiện phân tích xử lý video để kiểm soát mật độ giao thông trên cầu. Đường hầm thông minh có thể sử dụng các cảm biến để theo dõi độ ẩm, sự dịch chuyển và nhiệt độ để yêu cầu bảo trì thích hợp nếu phát hiện sự cố. Tất cả các ứng dụng này đang sử dụng cảm biến để phát hiện và thu thập dữ liệu, từ đó đưa ra quyết định phù hợp nhằm duy trì mức độ bảo mật cao của các công trình.

• 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.

>>> Xem thêm các chủ đề hữu ích:

• Tất cả những điều bạn cần biết về khóa học lập trình tại FUNiX FPT
• 5 Điểm đáng chú ý tại khóa học lập trình trực tuyến FPT – FUNiX
• Từ A-Z chương trình học FUNiX – Mô hình đào tạo lập trình trực tuyến số 1 Việt Nam
• Lý do phổ biến khiến học viên nước ngoài chọn FUNiX
• Lưu ý để học blockchain trực tuyến hiệu quả cao tại FUNiX
• Lý do nữ giới nên chọn FUNiX để học chuyển nghề IT
• FUNiX trở thành đối tác của Liên minh Blockchain Việt Nam
• 3 lý do bạn trẻ nên học blockchain trực tuyến ở FUNiX

Nguyễn Hải Nam

Dịch từ bài: Introductory Chapter: Internet of Things (IoT) Importance and Its Applications