Internet of Things (IoT)- Mạng lưới vạn vật kết nối

Từ Internet of Things (IoT) được nhắc đến nhiều trong thời gian gần đây, nó liên quan đến bước đột phá quan trọng của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4. Internet of Things trong tương lai sẽ tác động sâu rộng đến cuộc sống, công việc và toàn xã hội. Công nghệ Internet of Things đã cho thấy tiềm năng to lớn trong việc đặt nền móng cho nhiều ứng dụng thông minh trong đó có hệ thống thư viện thông minh thế hệ mới. Nhờ có Internet of Things, nhiều quy trình công việc sẽ được chuyển sang hướng tự động hóa hơn, cải thiện hiệu suất và hoạt động của hệ thống, đồng thời chăm sóc và phục vụ người dùng một cách tốt nhất.

Định nghĩa IoT

Internet of Things (IoT) là một hệ thống bao gồm các thiết bị máy tính; máy móc; đồ vật, động vật hoặc con người có liên quan với nhau. Chúng có số nhận dạng duy nhất và có thể truyền dữ liệu qua mạng mà không cần tương tác giữa người với người hoặc giữa con người tương tác máy tính.

Những thứ trong Internet of Things có thể là thiết bị cấy ghép cho các hoạt động theo dõi tim; một động vật với chip sinh học (có khả năng tự động nhận và truyền tín hiệu radio); ô tô có tích hợp cảm biến cảnh báo người lái xe về áp suất lốp hoặc bất kỳ vật tự nhiên hoặc nhân tạo nào khác các đối tượng được gán địa chỉ IP và có thể truyền dữ liệu qua mạng.

IoT bao gồm sự hội tụ đến đỉnh cao của công nghệ không dây; hệ thống cơ điện vi mô (MEMS); microservice (một kiểu kiến trúc phần mềm; chia phần mềm thành những dịch vụ rất nhỏ) và Internet. Điều này đã phá vỡ bức tường silo giữa công nghệ vận hành (OT) và công nghệ thông tin (IT); cho phép phân tích các dữ liệu phi cấu trúc để có được những hiểu biết; cải thiện hiệu quả hơn.

Ashton giải thích về tiềm năng của Internet of Things

Kevin Ashton, nhà đồng sáng lập và giám đốc điều hành của Auto-ID Center của MIT, là người đầu tiên đề cập đến Internet of Things trong bài thuyết trình cho Procter & Gamble vào năm 1999. Đây là cách Ashton giải thích về tiềm năng của Internet of Things (ở thời điểm năm 1999):

“Ngày nay, các máy tính – và do đó; cả Internet – hầu như hoàn toàn phụ thuộc vào con người để có được thông tin. Gần như tất cả 50 Petabyte (1 Petabyte bằng 1.024 Terabyte) dữ liệu trên Internet được ghi lại và tạo ra bởi con người bằng cách gõ phím; nhấn nút ghi; chụp ảnh kỹ thuật số hoặc quét mã vạch.

Vấn đề là con người chỉ có thời gian; sự tập trung; tính chính xác ở mức độ giới hạn – nghĩa là con người không giỏi để nắm bắt dữ liệu về mọi thứ trong thế giới thực. Nếu chúng ta có máy tính có khả năng biết được mọi thứ – sử dụng dữ liệu chúng tự thu thập được mà không cần sự giúp đỡ của con người – chúng ta có thể theo dõi và đếm mọi thứ; giảm đáng kể sự lãng phí; tổn thất và cả chi phí. Chúng ta cũng biết được khi nào cần thay thế, sửa chữa, thu hồi lại mọi thứ và biết được trạng thái chính xác của chúng.”

Mở rộng không gian địa chỉ

Sự gia tăng không gian cho địa chỉ trong IPv6 là một yếu tố quan trọng trong việc phát triển Internet of Things. Theo Steve Leibson; việc mở rộng không gian địa chỉ có nghĩa là chúng ta có thể gán địa chỉ IPv6 đến mọi nguyên tử trên bề mặt trái đất mà vẫn còn đủ để làm như thế 100 lần nữa. Nói cách khác; con người có thể dễ dàng gán địa chỉ IP cho mọi thứ trên hành tinh. Sự gia tăng các nút (node) thông minh cũng như số lượng dữ liệu mà các nút tạo ra; dự kiến sẽ gây ra nhiều vấn đề liên quan đến bảo mật dữ liệu; bản quyền dữ liệu và tính an ninh.

Trên thực tế; các ứng dụng của công nghệ IoT có thể được tìm thấy ở nhiều ngành công nghiệp, bao gồm nông nghiệp công nghệ cao; quản lý xây dựng, chăm sóc sức khỏe, năng lượng và vận tải.

Mặc dù mãi đến năm 1999 khái niệm Internet of Things mới được gọi tên; nhưng công nghệ này đã được phát triển trong nhiều thập kỷ. Ví dụ; thiết bị Internet đầu tiên là máy Coke ở Carnegie Melon University vào đầu những năm 1980. Các lập trình viên có thể kết nối với máy thông qua Internet; kiểm tra trạng thái của máy và xem xem trong máy có đồ uống lạnh hay không. Nếu có đồ uống; họ sẽ đi đến đó để lấy.

Kiến trúc Internet of Things (IoT)

Công nghệ Internet of Things (IoT) có rất nhiều ứng dụng và việc sử dụng Internet of Things đang phát triển nhanh hơn. Tùy thuộc vào các lĩnh vực ứng dụng khác nhau của Internet of Things; nó sẽ hoạt động tương ứng như đã được thiết kế/phát triển. Nhưng IoT không có một kiến ​​trúc làm việc xác định tiêu chuẩn được tuân thủ nghiêm ngặt trên toàn cầu. Kiến trúc của IoT phụ thuộc vào chức năng và việc triển khai của nó trong các lĩnh vực khác nhau. Tuy nhiên; có một quy trình cơ bản dựa trên đó IoT được xây dựng.

Vì thế, trong phần này; chúng tôi sẽ thảo luận về kiến ​​trúc nền tảng cơ bản của IoT; tức là kiến ​​trúc IoT 4 giai đoạn.

Như bạn có thể thấy từ hình ảnh trên; kiến ​​trúc IoT có 4 lớp: Lớp cảm biến, lớp mạng, lớp xử lý dữ liệu và lớp ứng dụng.

Lớp cảm biến

Cảm biến; thiết bị truyền động; các thiết bị có trong lớp cảm biến này. Các bộ cảm biến hoặc bộ truyền động này nhận dữ liệu (thông số vật lý/môi trường); xử lý dữ liệu và phát dữ liệu qua mạng.

Lớp mạng

Các cổng Internet/mạng; hệ thống thu thập dữ liệu (Data Acquisition System – DAS) xuất hiện trong lớp này. DAS thực hiện chức năng tổng hợp và chuyển đổi dữ liệu (Thu thập dữ liệu và tổng hợp dữ liệu sau đó chuyển đổi dữ liệu analog của cảm biến sang dữ liệu digital, v.v…). Các cổng nâng cao chủ yếu mở ra kết nối giữa mạng cảm biến và Internet cũng thực hiện nhiều chức năng cơ bản; như bảo vệ chống phần mềm độc hại và lọc một số lần ra quyết định dựa trên dữ liệu đã nhập và các dịch vụ quản lý dữ liệu, v.v…

Lớp xử lý dữ liệu

Đây là đơn vị xử lý của hệ sinh thái IoT. Tại đây dữ liệu được phân tích và xử lý trước khi gửi đến trung tâm dữ liệu; nơi dữ liệu được truy cập bởi các ứng dụng phần mềm thường được gọi là ứng dụng kinh doanh. Đây là nơi dữ liệu được theo dõi và quản lý; Các hành động khác cũng được chuẩn bị tại đây.

Lớp ứng dụng

Đây là lớp cuối cùng trong 4 giai đoạn của kiến ​​trúc IoT. Trung tâm dữ liệu hoặc đám mây là giai đoạn quản lý, nơi dữ liệu được quản lý và sử dụng bởi các ứng dụng người dùng cuối như nông nghiệp, chăm sóc sức khỏe, hàng không vũ trụ, nông nghiệp, quốc phòng, v.v…

Nguồn: quantrimang.com