Vượt ra khỏi phạm vi của máy tính và điện thoại thông minh, sức mạnh của Internet đã đưa đến 1 kỷ nguyên mới của kết nối giữa vạn vật, các quy trình và các môi trường với nhau. Vậy Internet vạn vật, Internet of Things hay gọi tắt là IoT là gì, bài viết này sẽ giúp bạn nắm rõ những gì liên quan đến sự bùng nổ của công nghệ này.
1. Công nghệ IoT – Internet vạn vật là gì?
IoT hay Internet vạn vật là thuật ngữ chỉ mạng lưới tập hợp các thiết bị thông minh và công nghệ, tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động giao tiếp giữa thiết bị và đám mây cũng như giữa các thiết bị với nhau.
Sự ra đời cải tiến của chip máy tính giá rẻ cùng công nghệ viễn thông băng thông cao đã giúp hàng tỷ thiết bị được kết nối với Internet một cách dễ dàng. Mối liên kết này khiến các thiết bị hàng ngày như bàn chải đánh răng, máy hút bụi, ô tô và máy móc có thể sử dụng cảm biến để thu thập dữ liệu và phản hồi lại người dùng một cách thông minh.
2. Nguyên lý hoạt động của IoT
Một hệ thống IoT thông thường hoạt động thông qua việc thu thập và trao đổi dữ liệu theo thời gian thực gồm ba thành phần:
2.1. Thiết bị thông minh
Đây là một thiết bị, giống như tivi, camera an ninh hoặc thiết bị tập thể dục đã được trao cho khả năng điện toán. Thiết bị này thu thập dữ liệu từ môi trường xung quanh, thao tác nhập liệu của người dùng hoặc mô thức sử dụng và truyền cũng như nhận dữ liệu qua Internet từ ứng dụng IoT của nó.
2.2. Ứng dụng IoT
Ứng dụng IoT là một tập hợp các dịch vụ và phần mềm có chức năng tích hợp dữ liệu nhận được từ các thiết bị IoT khác nhau. Ứng dụng này sử dụng công nghệ máy học machine learning hoặc trí tuệ nhân tạo AI để phân tích dữ liệu và đưa ra các quyết định sáng suốt.
Những quyết định này được truyền trở lại thiết bị IoT và sau đó, thiết bị IoT đó sẽ phản hồi lại dữ liệu đầu vào một cách thông minh.
2.3. Giao diện đồ họa người dùng
Một hoặc một nhóm các thiết bị IoT có thể được quản lý thông qua giao diện đồ họa người dùng. Các ví dụ phổ biến bao gồm một ứng dụng di động hoặc trang web có thể được sử dụng để đăng ký và kiểm soát các thiết bị thông minh.
3. Các công nghệ cấu thành IoT
Các công nghệ được sử dụng trong hệ thống IoT có thể bao gồm:
3.1. Điện toán biên – Edge Computing
Điện toán biên Edge Computing đề cập đến công nghệ được sử dụng để điều khiển các thiết bị thông minh thực hiện nhiều tác vụ hơn, không chỉ đơn thuần là gửi hay nhận dữ liệu từ nền tảng IoT của chúng. Công nghệ này tăng cường công suất điện toán tại biên của một mạng lưới IoT, giảm bớt độ trễ trong giao tiếp và cải thiện tốc độ phản hồi.
3.2. Điện toán đám mây
Công nghệ đám mây được sử dụng để lưu trữ dữ liệu từ xa và quản lý thiết bị IoT, giúp nhiều thiết bị trong mạng lưới có thể truy cập dữ liệu.
3.3. Machine learning – Máy học
Máy học Machine Learning 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.
4. Ví dụ ứng dụng các thiết bị IoT
Ứng dụng của thiết bị IoT là gì hiện nay? Hãy cùng tìm hiểu một số ví dụ về các hệ thống IoT đang được sử dụng trong thời đại công nghiệp 4.0 hiện nay:
4.1. Ô tô thông minh
Các phương tiện như ô tô có thể kết nối với Internet bằng rất nhiều cách như: camera hành trình thông minh, hệ thống nhúng, hệ thống tin học giải trí hoặc là cổng kết nối của phương tiện. Chúng thu thập dữ diệu từ chân ga, phanh, đồng hồ đo tốc độ, đồng hồ đo quãng đường, bánh xe và bình xăng để giám sát cả hiệu suất của người lái và tình trạng phương tiện.
Ô tô thông minh IoT được sử dụng cho hàng loạt mục đích:
- Giám sát đội xe ô tô cho thuê để tăng cường hiệu quả sử dụng nhiên liệu và giảm chi phí.
- Giúp cha mẹ theo dõi hành vi lái xe của con cái.
- Tự động thông báo cho bạn bè và người thân trong trường hợp xảy ra tai nạn xe.
- Dự đoán và hạn chế nhu cầu bảo dưỡng xe.
4.2. Nhà thông minh
Các thiết bị gia đình thông minh tập trung chủ yếu vào hoạt động cải thiện hiệu quả và độ an toàn của ngôi nhà, cũng như mạng lưới kết nối trong nhà. Các thiết bị như ổ điện thông minh có thể giám sát mức sử dụng điện và bộ điều nhiệt thông minh có thể cung cấp khả năng kiểm soát nhiệt độ tốt hơn.
Các hệ thống thủy canh có thể sử dụng cảm biến IoT để quản lý khu vườn, trong khi đó, máy báo khói IoT có thể phát hiện khói thuốc lá. Các hệ thống an ninh gia đình như khóa cửa, camera an ninh và máy phát hiện rò nước có thể phát hiện và ngăn chặn các mối nguy hiểm, đồng thời gửi cảnh báo tới chủ nhà.
Gia đình có thể sử dụng những thiết bị thông minh cho các mục đích:
- Tự động tắt các thiết bị khi không sử dụng.
- Quản lý và bảo trì các bất động sản cho thuê.
- Tìm đồ thất lạc như chìa khóa hoặc ví.
- Tự động hóa các công việc hàng ngày như hút bụi, pha cà phê, v.v.
4.3. Thành phố thông minh
Các ứng dụng IoT đã giúp quá trình quy hoạch đô thị và bảo trì cơ sở hạ tầng hiệu quả hơn. Các chính phủ đang sử dụng ứng dụng IoT để giải quyết những vấn đề về cơ sở hạ tầng, y tế và môi trường. Ứng dụng IoT có thể được sử dụng cho các mục đích:
- Đo lường chất lượng không khí và mức độ bức xạ.
- Giảm chi phí năng lượng nhờ hệ thống chiếu sáng thông minh.
- Xác định thời điểm cần bảo trì các cơ sở hạ tầng quan trọng như đường xá, cầu cống và đường ống.
- Tăng lợi nhuận thông qua công tác quản lý bãi đỗ xe hiệu quả.
4.4. Công trình thông minh
Các công trình như khuôn viên trường đại học và công trình thương mại sử dụng ứng dụng IoT để thúc đẩy hoạt động hiệu quả hơn. Những công trình thông minh có thể sử dụng các thiết bị IoT cho mục đích:
- Giảm mức tiêu thụ năng lượng.
- Giảm chi phí bảo trì.
- Tận dụng không gian làm việc hiệu quả hơn.
4.5 IoT công nghiệp – Nhà máy thông minh Smart Factory
IoT công nghiệp (IIoT) đề cập đến các thiết bị thông minh được sử dụng trong sản xuất, bán lẻ, y tế và các lĩnh vực khác để tạo ra hiệu quả kinh doanh. Các thiết bị công nghiệp, từ cảm biến đến máy móc, cung cấp cho chủ doanh nghiệp dữ liệu chi tiết theo thời gian thực để các doanh nghiệp có thể sử dụng phục vụ mục đích cải thiện quá trình kinh doanh.
IoT doanh nghiệp trong sản xuất sử dụng khả năng bảo trì dự đoán để giảm thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến và công nghệ đeo trên người để cải thiện an toàn cho người lao động. Các ứng dụng IoT có thể dự đoán lỗi máy móc trước khi nó xảy ra, giúp giảm thời gian ngừng sản xuất.
4.6. Kho vận và vận tải
Các thiết bị IoT thương mại và công nghiệp có thể hỗ trợ quản lý chuỗi cung ứng, bao gồm quản lý hàng tồn kho với hệ thống quản lý kho hàng, mối quan hệ với nhà cung cấp, quản lý đội xe và bảo trì theo lịch. Các công ty vận chuyển sử dụng ứng dụng IoT công nghiệp để theo dõi tài sản và tối ưu hóa mức tiêu thụ nhiên liệu trên các tuyến vận chuyển.
Công nghệ này đặc biệt hữu dụng trong việc kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ trong các công-ten-nơ lạnh. Nhờ các thuật toán định tuyến và tái định tuyến thông minh, các quản lý chuỗi cung ứng có thể đưa ra những dự đoán sáng suốt.
4.7. Bán lẻ
Amazon đang thúc đẩy quá trình đổi mới tự động hóa và hợp tác giữa con người và máy móc trong lĩnh vực bán lẻ. Các cơ sở của Amazon sử dụng robot được kết nối Internet để theo dõi, định vị, phân loại và vận chuyển sản phẩm.
4.8 Chăm sóc sức khỏe
IoT đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nhiều lợi ích cho ngành chăm sóc sức khỏe. Đặc biệt, trong việc quản lý tài sản hỗ trợ bệnh nhân như xe lăn, IoT mang lại sự thuận tiện và hiệu quả cao. Bác sĩ và y tá thường cần biết chính xác vị trí của các tài sản này, và khi xe lăn được trang bị cảm biến IoT, việc theo dõi trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết.
Thông qua ứng dụng giám sát tài sản IoT, bất kỳ ai cần tìm kiếm chiếc xe lăn có sẵn gần nhất đều có thể nhanh chóng tìm thấy. Điều này mang lại lợi ích lớn trong việc quản lý và sử dụng tài sản trong bệnh viện. Bằng cách theo dõi nhiều tài sản khác nhau theo cách này, bệnh viện có thể đảm bảo sự sử dụng hợp lý của các tài sản và quản lý kế toán tài chính một cách chính xác cho các tài sản vật chất trong mỗi khoa.
5. Lợi ích IoT mang tới cho doanh nghiệp
5.1. Tăng tốc độ đổi mới
Internet vạn vật IoT mang tới cho các doanh nghiệp khả năng tiếp cận với những phân tích nâng cao để khám phá các cơ hội mới. Ví dụ: các doanh nghiệp có thể tạo ra những chiến dịch tiếp thị nhắm mục tiêu chuẩn xác bằng cách thu thập dữ liệu về hành vi của khách hàng.
Chuyển đổi dữ liệu thành thông tin chuyên sâu và hành động bằng AI và ML
Dữ liệu và xu hướng trong quá khứ đã thu thập có thể được sử dụng để dự đoán kết quả trong tương lai. Ví dụ: thông tin bảo hành có thể được ghép cặp với dữ liệu do IoT thu thập để dự đoán các sự cố bảo trì. Lợi thế này có thể được sử dụng để chủ động cung cấp dịch vụ khách hàng cũng như xây dựng lòng trung thành của khách.
5.2. Tăng tính bảo mật
Việc liên tục giám sát cơ sở hạ tầng kỹ thuật số cũng như vật lý có thể tối ưu hóa hiệu suất, cải thiện mức độ hiệu quả và giảm bớt rủi ro an toàn. Ví dụ: dữ liệu được thu thập từ một thiết bị giám sát tại chỗ có thể kết hợp với dữ liệu phần cứng và phiên bản firmware để tự động lên lịch cập nhật hệ thống.
5.3. Thay đổi quy mô các giải pháp khác biệt
Công nghệ IoT có thể được triển khai theo hướng tập trung vào khách hàng để cải thiện mức độ hài lòng. Ví dụ: các sản phẩm bán chạy có thể được bổ sung kịp thời để tránh tình trạng thiếu hụt hàng hóa.
Tóm lại, IoT đang định hình một tương lai kết nối và thông minh. Việc hiểu rõ và sử dụng IoT một cách có hiệu quả có thể mang lại lợi ích lớn cho cá nhân, doanh nghiệp và xã hội. Tuy nhiên, để thực hiện điều này, chúng ta cần phải áp dụng các tiêu chuẩn bảo mật và quản lý rủi ro một cách đúng đắn. IoT đã đánh dấu sự kết nối và sự tiến bộ của công nghệ trong thời đại số hóa, và tương lai hứa hẹn sẽ còn rất nhiều điều thú vị và tiềm năng phía trước.
