Internet vận vật IoT: định nghĩa và ứng dụng của IoT
Internet Vạn Vật là gì?
Internet Vạn Vật là Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là Mạng lưới thiết bị kết nối Internet (tiếng Anh: Internet of Things, viết tắt IoT) là một liên mạng, trong đó các thiết bị, phương tiện vận tải (được gọi là “thiết bị kết nối” và “thiết bị thông minh”), phòng ốc và các trang thiết bị khác được nhúng với các bộ phận điện tử, phần mềm, cảm biến, cơ cấu chấp hành cùng với khả năng kết nối mạng máy tính giúp cho các thiết bị này có thể thu thập và truyền tải dữ liệu
IoT 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
Năm 2013, tổ chức Global Standards Initiative on Internet of Things (IoT-GSI) đinh nghĩa IoT là “hạ tầng cơ sở toàn cầu phục vụ cho xã hội thông tin, hỗ trợ các dịch vụ (điện toán) chuyên sâu thông qua các vật thể (cả thực lẫn ảo) được kết nối với nhau nhờ vào công nghệ thông tin và truyền thông hiện hữu được tích hợp,”và với mục đích ấy một “vật” là “một thứ trong thế giới thực (vật thực) hoặc thế giới thông tin (vật ảo), mà vật đó có thể được nhận dạng và được tích hợp vào một mạng lưới truyền thông”.
Hệ thống IoT cho phép vật được cảm nhận hoặc được điều khiển từ xa thông qua hạ tầng mạng hiện hữu, tạo cơ hội cho thế giới thực được tích hợp trực tiếp hơn vào hệ thống điện toán, hệ quả là hiệu năng, độ tin cậy và lợi ích kinh tế được tăng cường bên cạnh việc giảm thiểu sự can dự của con người. Khi IoT được gia tố cảm biến và cơ cấu chấp hành, công nghệ này trở thành một dạng thức của hệ thống ảo-thực với tính tổng quát cao hơn, bao gồm luôn cả những công nghệ như điện lưới thông minh, nhà máy điện ảo, nhà thông minh, vận tải thông minh và thành phố thông minh. Mỗi vật được nhận dạng riêng biệt trong hệ thống điện toán nhúng và có khả năng phối hợp với nhau trong cùng hạ tầng Internet hiện hữu.
Các chuyên gia ước tính rằng IoT sẽ bao gồm khoảng 30 tỷ thiết bị vào năm 2020. Người ta cũng ước tính giá trị thị trường toàn cầu của IoT sẽ đạt 7,1 nghìn tỷ đô vào năm 2020.
ứng dụng của IoT
Ứng dụng của Internet of Things (IoT) trong cuộc sống
Internet of Things có thể ứng dụng được trong bất kì lĩnh vực nào mà chúng ta muốn. Một số lĩnh vực nổi bật hiện nay được ứng dụng IoT nhiều nhất như:
- Nhà thông minh
- Quản lý các thiết bị cá nhân: thiết bị đeo tay để đo nhịp tim huyết áp
- Quản lý môi trường:
- Xử lý trong các tình huống khẩn cấp
- Quản lý giao thông
- Lĩnh vực mua sắm thông minh
- Đồ dùng sinh hoạt hằng ngày: như máy pha coffee, bình nóng lạnh
- Tự động hóa: các công xưởng sản xuất xe hơi đã áp dụng công nghệ IoT để cắt giảm hầu hết các công nhân, thay vào đó là các bộ máy tích hợp trí thông minh nhân tạo cho năng suất tăng gấp nhiều lần và độ chính xác cao hơn.
Ứng dụng của thiết bị IoT
Các ứng dụng cho các thiết bị kết nối internet IoT rất phong phú. Nhiều phân loại đã được đề xuất, hầu hết đều đồng ý về sự tách biệt giữa người tiêu dùng, doanh nghiệp (doanh nghiệp) và các ứng dụng cơ sở hạ tầng. George Osborne, cựu Chancellor của Bộ Tài chính (Mỹ), cho rằng IoT là bước tiếp theo của cuộc cách mạng thông tin và dẫn chiếu đến sự kết nối giữa mọi thứ từ giao thông đô thị đến các thiết bị y tế và đồ gia dụng.
Khả năng mạng các thiết bị nhúng với giới hạn CPU, bộ nhớ và các nguồn lực có nghĩa là IoT sẽ được tìm thấy các ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực. Các hệ thống như vậy có thể có trách nhiệm thu thập thông tin từ các hệ sinh thái tự nhiên tới các tòa nhà và nhà máy, từ đó tìm ra các ứng dụng trong lĩnh vực nhận diện môi trường và quy hoạch đô thị.
Ví dụ: các hệ thống mua sắm thông minh có thể theo dõi thói quen mua sắm của người dùng cụ thể trong một cửa hàng bằng cách theo dõi điện thoại di động cụ thể của họ. Những người dùng này sau đó có thể được cung cấp phiếu mua hàng đặc biệt trên các sản phẩm yêu thích của họ, hoặc thậm chí vị trí của các mặt hàng mà họ cần, trong đó tủ lạnh của họ sẽ tự động chuyển đến điện thoại cá nhân. Các ví dụ bổ sung về cảm nhận và khởi động được phản ánh trong các ứng dụng liên quan đến quản lý nhiệt độ, độ ẩm, nước, điện và năng lượng, cũng như các hệ thống vận chuyển bằng tàu thủy. Các ứng dụng khác mà Internet vạn vật có thể cung cấp được cho phép mở rộng các tính năng bảo mật gia đình và tự động hóa ngôi nhà. Khái niệm “Internet của các vật sống (living things)” đã được đề xuất để mô tả mạng lưới các cảm biến sinh học có thể sử dụng các phân tích dựa trên đám mây để cho phép người dùng nghiên cứu DNA hoặc các phân tử khác.
Ứng dụng của IoT dành khách hàng
Một phần ngày càng tăng của các thiết bị IoT được tạo ra để sử dụng cho người tiêu dùng. Ví dụ về các ứng dụng của người tiêu dùng bao gồm xe kết nối tự hành, giải trí, tự động hóa nhà ở (còn được gọi là thiết bị gia đình thông minh – smarthome devices), thiết bị đeo thông minh, tự định lượng ( quantified self), sức khoẻ kết nối và các thiết bị gia đình như máy giặt / máy sấy, máy hút không khí, máy lọc không khí, lò nướng sử dụng Wi-Fi để theo dõi từ xa, …. Thiết bị IoT dân dụng cung cấp cơ hội mới cho trải nghiệm người dùng và các giao diện.
Một số ứng dụng của người tiêu dùng đã bị chỉ trích vì thiếu tính đa dạng và sự thiếu nhất quán của chúng, dẫn đến một sự nhại lại phổ biến được gọi là “Internet of Shit” (he…he…). Các công ty đã bị chỉ trích vì đã vội vàng lao vào IoT, tạo ra các thiết bị có giá trị đáng ngờ và không thiết lập nghiêm ngặt các tiêu chuẩn an ninh.
Nhà thông minh
Các thiết bị IoT là một phần của khái niệm lớn hơn về tự động hóa ngôi nhà (automation home), còn được gọi là domotics. Hệ thống nhà thông minh lớn sử dụng trung tâm chính hoặc bộ điều khiển để cung cấp cho người dùng quyền kiểm soát trung tâm cho tất cả các thiết bị trong căn nhà của họ. Những thiết bị này có thể bao gồm chiếu sáng, sưởi ấm và điều hòa không khí, phương tiện truyền thông, tưới tiêu, quản lý hiệu quả năng lượng và hệ thống an toàn, an ninh, …. Dễ sử dụng là lợi ích trực tiếp nhất để kết nối các chức năng này. Lợi ích lâu dài có thể bao gồm khả năng tạo ra một ngôi nhà thân thiện với môi trường hơn bằng cách tự động hoá một số chức năng như đảm bảo ánh sáng và các thiết bị điện tử có thể bật-tắt. Một trong những trở ngại lớn nhất để có được công nghệ nhà thông minh là chi phí ban đầu cao.
Các ứng dụng của nhà thông minh
Một ứng dụng chủ yếu của nhà thông minh là cung cấp trợ giúp cho người tàn tật và người già. Những hệ thống nhà thông minh này sử dụng công nghệ trợ giúp để thích ứng với một khuyết tật cụ thể của chủ sở hữu. Kiểm soát bằng giọng nói có thể giúp những người dùng gặp phải các hạn chế về thị giác và di chuyển trong khi hệ thống cảnh báo có thể được kết nối trực tiếp với cấy ghép hệ thống tai nhân tạo do người khiếm thính dùng. Chúng cũng có thể được trang bị các tính năng an toàn bổ sung. Những tính năng này có thể bao gồm các cảm biến theo dõi các trường hợp khẩn cấp y tế như ngã hoặc động kinh. Công nghệ nhà thông minh được áp dụng theo cách này có thể cung cấp cho người dùng nhiều quyền tự do hơn và chất lượng cuộc sống cao hơn.
Một ứng dụng thứ hai của nhà thông minh thậm chí còn tinh vi hơn. Người ta có thể điều khiển thiết bị được kết nối ở nhà ngay cả từ xa. Nếu một trong những ví dụ rời khỏi văn phòng, có thể ra lệnh cho một thiết bị điều hòa không khí kết nối thông qua điện thoại thông minh để làm mát nhà đến một nhiệt độ nhất định.
Một ví dụ khác là sử dụng các thiết bị thông minh như ví dụ của Amazon Alexa để có được những tin tức gần đây và quan trọng nhất trong ngày trong khi cắt các loại rau cho bữa ăn bạn đang nấu ăn vào lúc này. Nói chung, thiết bị nhà thông minh – smart-home làm cho cuộc sống dễ dàng hơn ở nhà và cho chúng ta khả năng tạo ra một số điều cùng một lúc.
Ứng dụng thiết bị IoT trong doanh nghiệp (EIoT – Enterprise Internet of Things)
Thuật ngữ “Enterprise IoT” hoặc EIoT được sử dụng để chỉ tất cả các thiết bị được ứng dụng trong doanh nghiệp và công ty. Đến năm 2019, ước tính EITT sẽ chiếm gần 40% hoặc 9,1 tỷ thiết bị.
Phương tiện truyền thông
Truyền thông sử dụng IoT chủ yếu liên quan đến tiếp thị và nghiên cứu hành vi tiêu dùng. Thông qua hành vi focus mục tiêu các thiết bị này thu thập nhiều điểm thông tin có thể thực hiện được về hàng triệu cá nhân. Sử dụng cấu hình được xây dựng trong quá trình tập trung mục tiêu, các nhà sản xuất phương tiện truyền thông hiển thị quảng cáo hiển thị phù hợp với thói quen quen thuộc của người tiêu dùng tại một thời điểm và vị trí để tối đa hóa hiệu quả của nó. Thông tin thêm được thu thập bằng cách theo dõi các thói quen của tiêu dùng tương tác với nội dung tiếp thị hay mua sắm. Điều này được thực hiện thông qua theo dõi chuyển đổi, tỷ lệ bỏ qua, tỷ lệ nhấp chuột, tỷ lệ đăng ký và tỷ lệ tương tác. Kích thước của dữ liệu thường trình bày những thách thức khi nó vượt qua trong lĩnh vực dữ liệu lớn (big data). Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp các lợi ích thu được từ các dữ liệu được lưu trữ rất lớn ra cân nặng những thách thức này.
Ứng dụng thiết bị IoT trong quản lý cơ sở hạ tầng
Giám sát và kiểm soát các hoạt động của các cơ sở hạ tầng đô thị và nông thôn như cầu, đường sắt, nông trại trong và ngoài khơi là một ứng dụng chính của IoT. Cơ sở hạ tầng IoT có thể được sử dụng để theo dõi bất kỳ sự kiện hoặc thay đổi trong điều kiện kết cấu có thể gây tổn hại đến sự an toàn và tăng nguy cơ. Nó cũng có thể được sử dụng để lập lịch trình các hoạt động sửa chữa và bảo trì một cách có hiệu quả bằng cách phối hợp các nhiệm vụ giữa các nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng các thiết bị này. Các thiết bị IoT cũng có thể được sử dụng để kiểm soát cơ sở hạ tầng quan trọng như cầu nối để cung cấp khả năng tiếp cận tàu. Việc sử dụng các thiết bị IoT để theo dõi và vận hành cơ sở hạ tầng có thể cải thiện việc điều hành sự cố và phối hợp phản ứng khẩn cấp, chất lượng dịch vụ, thời gian hoạt động và giảm chi phí hoạt động trong tất cả các lĩnh vực liên quan đến cơ sở hạ tầng. Ngay cả các lĩnh vực như quản lý chất thải có thể có lợi từ tự động hóa và tối ưu hóa có thể được đưa vào bởi IoT.
Ứng dụng IoT trong lĩnh vực chế tạo (Industrial Internet of things IIoT)
Quản lý mạng và quản lý thiết bị sản xuất, quản lý tài sản và tình huống, hoặc kiểm soát quy trình sản xuất mang IoT trong lĩnh vực ứng dụng công nghiệp và sản xuất thông minh. Các hệ thống thông minh của IoT cho phép sản xuất nhanh chóng các sản phẩm mới, đáp ứng linh hoạt nhu cầu sản phẩm và tối ưu hoá thời gian thực của sản xuất dây chuyền sản xuất và chuỗi cung ứng bằng cách kết nối mạng lưới máy móc, cảm biến và hệ thống điều khiển với nhau.
Ứng dụng IoT trong các lĩnh vực khác
Ứng dụng IoT trong Y tế và chăm sóc sức khoẻ
Các thiết bị IoT có thể được sử dụng để cho phép giám sát sức khoẻ từ xa và các hệ thống thông báo khẩn cấp. Các thiết bị theo dõi sức khoẻ này có thể bao gồm từ các máy đo huyết áp và nhịp tim đến các thiết bị tiên tiến có khả năng giám sát cấy ghép chuyên dụng, như máy điều hòa nhịp tim, túi đeo tay điện tử Fitbit hoặc máy trợ thính tiên tiến. Một số bệnh viện đã bắt đầu thực hiện “giường thông minh” có thể phát hiện khi họ đang ở và khi một bệnh nhân đang cố gắng để có được lên. Nó cũng có thể điều chỉnh chính nó để đảm bảo áp lực thích hợp và hỗ trợ được áp dụng cho bệnh nhân mà không có sự tương tác bằng tay của y tá. Theo nghiên cứu mới nhất, Bộ Y tế Hoa Kỳ có kế hoạch tiết kiệm tới 300 tỷ USD từ ngân sách quốc gia do đổi mới y tế.
Các cảm biến chuyên dụng cũng có thể được trang bị trong không gian sống để theo dõi sức khoẻ và phúc lợi nói chung của người cao tuổi, đồng thời đảm bảo rằng việc điều trị đúng cách cũng được thực hiện và giúp đỡ mọi người lấy lại được tính di chuyển qua liệu pháp. Các thiết bị tiêu dùng khác để khuyến khích cuộc sống lành mạnh, chẳng hạn như, quy mô kết nối hoặc màn hình trái tim mặc được, cũng là một khả năng với IoT. Ngày càng có nhiều các cơ sở IoT theo dõi sức khoẻ đang đến cho những bệnh nhân tiền mãn kinh và mãn tính, giúp chúng ta quản lý sức khoẻ và các yêu cầu về thuốc định kỳ.
Tổng công ty Nghiên cứu và Phát triển (DEKA), một công ty tạo chân tay giả, đã tạo ra một cánh tay dùng pin sử dụng điện thần công, một thiết bị chuyển đổi cảm giác cơ bắp thành động cơ. Cánh tay được đặt tên là Luke Arm sau Luke Skywalker (Star Wars).
Ứng dụng IoT trong Vận tải và giao thông
IoT có thể hỗ trợ tích hợp truyền thông, kiểm soát và xử lý thông tin qua các hệ thống giao thông khác nhau. Việc áp dụng IoT mở rộng đến tất cả các khía cạnh của hệ thống giao thông (tức là xe, cơ sở hạ tầng, và người lái xe hoặc người sử dụng). Sự tương tác động giữa các thành phần này của hệ thống giao thông cho phép truyền thông giữa các bên trong và bên trong, kiểm soát giao thông thông minh, bãi đậu xe thông minh, hệ thống thu phí điện tử, quản lý hậu cần và hạm đội, kiểm soát xe và an toàn và hỗ trợ đường bộ. Trong Quản lý Hậu cần và Hạm đội, Nền tảng IoT có thể liên tục giám sát vị trí và điều kiện của hàng hóa và tài sản thông qua cảm biến không dây và gửi các thông báo cụ thể khi các trường hợp ngoại lệ quản lý xảy ra (sự chậm trễ, hư hỏng, trộm cắp, vv).
Kết luận: Ứng dụng của Internet of Things (IoT) trong cuộc sống là vô cùng phong phú. Xu hướng đáng kể chủ yếu của IoT trong những năm gần đây là sự tăng trưởng bùng nổ của các thiết bị được kết nối và kiểm soát bởi internet. Một loạt các ứng dụng cho công nghệ IoT có nghĩa là các chi tiết cụ thể có thể rất khác nhau từ thiết bị này sang thiết bị khác nhưng có những đặc điểm cơ bản được chia sẻ nhiều nhất.