IoT là gì? Chức năng và cách thức hoạt động như thế nào?
IoT là gì ?
IoT với tên đầy đủ "Internet of Things" là một hệ thống bao gồm các thiết bị tính toán, máy móc cơ khí và kỹ thuật số, vật thể, động vật hoặc con người có liên quan với nhau được cung cấp các mã nhận dạng duy nhất và khả năng truyền dữ liệu qua mạng mà không yêu cầu tương tác người-với-người hoặc người-với-máy tính.
Hầu hết mọi người không muốn cũng như không cần phải đi sâu vào sự phức tạp của IoT. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn lời giải thích đơn giản về Internet of Things và ý nghĩa của nó đối với bạn.
Bạn đang đọc ebook này như thế nào? Nó có thể trên máy tính để bàn, trên thiết bị di động, có thể là máy tính bảng, nhưng bất kỳ thiết bị nào bạn đang sử dụng, rất có thể nó được kết nối với Internet.
Kết nối internet là một điều tuyệt vời, nó mang lại cho chúng ta tất cả các loại lợi ích mà trước đây chúng ta không thể có được. Nếu bạn đủ lớn, hãy nghĩ đến điện thoại di động của bạn trước khi nó là điện thoại thông minh. Chắc chắn bạn có thể gọi điện và nhắn tin, nhưng giờ đây bạn có thể đọc bất kỳ cuốn sách nào, xem bất kỳ bộ phim nào hoặc nghe bất kỳ bài hát nào trong lòng bàn tay của bạn.
Vấn đề là kết nối mọi thứ với internet mang lại nhiều lợi ích đáng kinh ngạc. Tất cả chúng ta đều đã thấy những lợi ích này với điện thoại thông minh, máy tính xách tay và máy tính bảng của mình, nhưng điều này cũng đúng với mọi thứ khác.
Internet of Things thực sự là một khái niệm khá đơn giản, nó có nghĩa là lấy tất cả các địa điểm và mọi thứ trên thế giới và kết nối chúng với internet .
Sự nhầm lẫn nảy sinh không phải vì khái niệm quá hẹp và được định nghĩa chặt chẽ, mà là vì nó quá rộng và được định nghĩa lỏng lẻo. Có thể khó tìm ra khái niệm trong đầu bạn khi có rất nhiều ví dụ và khả năng trong IoT.
Để giúp làm rõ, điều quan trọng là phải hiểu lợi ích của việc kết nối mọi thứ với internet. Tại sao chúng ta thậm chí muốn kết nối mọi thứ với internet?
Tại sao IoT lại quan trọng ?
Khi một thứ gì đó được kết nối với internet, điều đó có nghĩa là nó có thể gửi thông tin hoặc nhận thông tin, hoặc cả hai. Khả năng gửi và / hoặc nhận thông tin này làm cho mọi thứ trở nên “thông minh”.
Hãy sử dụng điện thoại thông minh một lần nữa làm ví dụ. Ngay bây giờ, bạn có thể nghe bất kỳ bài hát nào trên thế giới, nhưng không phải vì điện thoại của bạn thực sự có lưu trữ mọi bài hát trên thế giới. Đó là bởi vì mọi bài hát trên thế giới được lưu trữ ở một nơi khác, nhưng điện thoại của bạn có thể gửi thông tin (yêu cầu bài hát đó) và sau đó nhận thông tin (phát trực tuyến bài hát đó trên điện thoại của bạn).
Để trở nên thông minh, một thứ không cần phải có siêu bộ nhớ hay siêu máy tính bên trong - nó chỉ cần truy cập vào nó. Tất cả những gì phải làm là kết nối với siêu bộ nhớ hoặc với một siêu máy tính. Trong Internet of Things, tất cả những thứ đang được kết nối với internet có thể được xếp thành ba loại:
- Những thứ thu thập thông tin và sau đó gửi nó.
- Những thứ tiếp nhận thông tin và sau đó hành động trên đó.
- Những thứ làm được cả hai điều trên.
Và cả ba điều này đều có những lợi ích to lớn kết hợp với nhau.
- Thu thập và gửi thông tin
Cảm biến có thể là cảm biến nhiệt độ, cảm biến chuyển động, cảm biến độ ẩm, cảm biến chất lượng không khí, cảm biến ánh sáng. Các cảm biến này cùng với kết nối cho phép chúng tôi tự động thu thập thông tin từ môi trường, từ đó cho phép chúng tôi đưa ra các quyết định thông minh hơn.
Trong trang trại, việc tự động nhận thông tin về độ ẩm của đất có thể cho người nông dân biết chính xác khi nào cây trồng của họ cần được tưới nước. Thay vì tưới quá nhiều (có thể là việc sử dụng quá nhiều hệ thống tưới tiêu tốn kém) hoặc tưới quá ít (có thể gây mất mùa tốn kém), người nông dân có thể đảm bảo rằng cây trồng nhận được chính xác lượng nước thích hợp. Điều này cho phép nông dân tăng năng suất cây trồng trong khi giảm chi phí liên quan.
Cũng giống như thị giác, thính giác, khứu giác, xúc giác và vị giác của chúng ta cho phép chúng ta, con người, nhận biết thế giới, các cảm biến cho phép máy móc (và con người giám sát máy móc) nhận biết thế giới.
- Tiếp nhận và xử lý thông tin
Tất cả chúng ta đều rất quen thuộc với việc máy móc nhận thông tin và sau đó hành động. Máy in của bạn nhận được một tài liệu và nó sẽ in nó. Xe của bạn nhận được tín hiệu từ chìa khóa xe và cửa xe sẽ mở. Các ví dụ là vô tận.
Cho dù đó là việc đơn giản như gửi lệnh “bật” hay phức tạp như gửi một mô hình 3D đến máy in 3D, chúng tôi biết rằng chúng tôi có thể nói với máy móc phải làm gì từ rất xa. Vậy thì sao?
Sức mạnh thực sự của Internet of Things phát sinh khi mọi thứ có thể làm được cả hai điều trên. Những thứ thu thập thông tin và gửi nó, nhưng cũng nhận thông tin và hành động trên đó.
- Làm được cả hai: Mục tiêu của Hệ thống IoT
Hãy nhanh chóng quay trở lại ví dụ farm. Các cảm biến có thể thu thập thông tin về độ ẩm của đất để cho người nông dân biết lượng nước tưới cho cây trồng, nhưng bạn không thực sự cần người nông dân. Thay vào đó, hệ thống tưới có thể tự động bật khi cần thiết, dựa trên độ ẩm trong đất.
Bạn cũng có thể tiến thêm một bước nữa. Nếu hệ thống tưới tiêu nhận được thông tin về thời tiết từ kết nối internet, nó cũng có thể biết khi nào trời sắp mưa và quyết định không tưới cây hôm nay vì dù sao thì chúng cũng sẽ được tưới bởi mưa.
Và nó không dừng lại ở đó! Tất cả thông tin này về độ ẩm của đất, hệ thống tưới tiêu đang tưới cây như thế nào và cây trồng thực sự phát triển như thế nào đều có thể được thu thập và gửi tới các siêu máy tính chạy các thuật toán tuyệt vời có thể hiểu được tất cả thông tin này.
Và đó chỉ là một loại cảm biến. Thêm vào các cảm biến khác như ánh sáng, chất lượng không khí và nhiệt độ và các thuật toán này có thể học được nhiều hơn nữa. Với hàng chục, hàng trăm, hàng nghìn trang trại đều thu thập thông tin này, các thuật toán này có thể tạo ra những hiểu biết đáng kinh ngạc về cách làm cho cây trồng phát triển tốt nhất, giúp nuôi sống thế giới.
Và nông nghiệp chỉ là một trong nhiều ứng dụng của IoT…
Internet of Things (IoT) hứa hẹn sẽ mang lại giá trị to lớn cho mọi tổ chức. Bằng cách tiếp tục kết nối tất cả mọi thứ, con người và môi trường của chúng ta, chúng ta sẽ mở ra giá trị tổ chức to lớn và đạt được những kỳ tích thực sự giống như phép thuật. Nhưng bởi vì IoT là một khái niệm quá rộng và sâu rộng, chúng tôi nhận thấy rằng nhiều người đang nhầm lẫn về những ứng dụng tiềm năng cho IoT chính xác là gì. Làm cách nào để doanh nghiệp của tôi thực sự có thể triển khai các giải pháp IoT? Dưới đây, chúng tôi sẽ đưa ra một số ví dụ và ứng dụng Internet of Things để làm sáng tỏ mọi thứ.
Nhưng trước khi làm, trước tiên chúng ta nên phân biệt giữa IoT của người tiêu dùng và IoT của doanh nghiệp.
Sẽ rất hữu ích khi coi IoT là thực hiện một hoặc nhiều điều sau: tăng hiệu quả, cải thiện sức khỏe an toàn hoặc tạo ra trải nghiệm tốt hơn.
Lợi ích của IoT
Tăng hiệu quả
Hiện tại Internet of things (IoT) ngày càng được tận dụng để phát triển các ngành công nghiệp bằng cách sử dụng dữ liệu dựa trên cảm biến và tạo ra các bộ dữ liệu giàu phân tích… giải quyết các vấn đề hậu cần, sản xuất, dịch vụ và cung ứng phức tạp các vấn đề về dây chuyền.
Tăng hiệu quả có nghĩa là nhiều đầu ra hơn với cùng một đầu vào hoặc cùng một đầu ra với ít đầu vào hơn. Đầu vào có thể bao gồm thời gian, năng lượng, tiền bạc hoặc tài nguyên. Đầu ra có thể là các đơn vị được sản xuất hoặc các nhiệm vụ đã hoàn thành.
Hiệu quả là đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng công nghiệp, bởi vì sản xuất nhiều hơn với chi phí thấp hơn có nghĩa là lợi nhuận lớn hơn, nhưng hiệu quả đạt được có thể được thực hiện ở bất kỳ tổ chức nào. Dưới đây là một số ví dụ:
Theo dõi tài sản
Cho dù tài sản lớn hay nhỏ, cố định hay di động, việc gắn các cảm biến vào chúng cho phép các tổ chức theo dõi vị trí theo thời gian thực, theo dõi hiệu suất, cải thiện quy trình làm việc và tối ưu hóa việc sử dụng.
Hiệu quả sản xuất
Các cảm biến được nhúng trong thiết bị sản xuất và được đặt trong nhà máy có thể giúp xác định các nút thắt cổ chai trong quá trình sản xuất. Bằng cách giải quyết các tắc nghẽn, thời gian sản xuất và chất thải được giảm bớt.
Thay vì bảo trì phòng ngừa tiêu chuẩn, có nghĩa là thực hiện bảo trì máy móc trước khi chúng bị hỏng, "bảo trì dự đoán" có nghĩa là sử dụng cảm biến và phân tích tiên tiến để dự đoán chính xác thời điểm máy móc cần bảo trì. Bởi vì bảo trì dự đoán có nghĩa là chỉ bảo dưỡng máy móc khi chúng cần, điều này giúp giảm tổng chi phí và thời gian máy móc nhàn rỗi.
Hiệu suất năng lượng
Mọi người và tổ chức có thể giảm đáng kể mức sử dụng năng lượng của họ với IoT. Các cảm biến giám sát những thứ như ánh sáng, nhiệt độ, sử dụng năng lượng, v.v. và dữ liệu đó được xử lý bằng các thuật toán thông minh để quản lý vi mô các hoạt động trong thời gian thực. Đây là cách Google cắt giảm 15% chi phí năng lượng trong các trung tâm dữ liệu của mình.
Hiệu quả nông nghiệp
Đối với nông nghiệp ngoài trời, một ví dụ có thể là cảm biến độ ẩm của đất và tính đến thời tiết để các hệ thống tưới tiêu thông minh chỉ tưới cây khi cần thiết, giảm lượng nước sử dụng.
Đối với nông nghiệp trong nhà, IoT cho phép giám sát và quản lý các điều kiện vi khí hậu (độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng, v.v.) để tối đa hóa sản xuất.
Quản lý hàng tồn kho
Bằng cách đặt thẻ trên các sản phẩm riêng lẻ, vị trí chính xác của các mặt hàng đơn lẻ trong một kho lớn có thể được chia sẻ, do đó tiết kiệm thời gian tìm kiếm và giảm chi phí lao động.
Một ví dụ khác là trong một cơ sở bán lẻ. Bằng cách biết chính xác những gì còn hàng và những gì không có, cửa hàng chỉ có thể đặt hàng những sản phẩm mới khi cần. Điều này làm giảm chi phí lưu giữ thêm hàng tồn kho ở phía sau. Ngoài ra, quản lý hàng tồn kho thông minh loại bỏ nhu cầu kiểm tra thủ công những gì trên kệ, giảm chi phí lao động.
Cải thiện sức khỏe và an toàn
IoT cho phép giám sát, theo dõi và phát hiện nâng cao, tất cả đều kết hợp để cải thiện sức khỏe và tăng độ an toàn. Điều này đặc biệt thú vị đối với các tổ chức như chính quyền địa phương hoặc thành phố, những tổ chức cần đảm bảo sức khỏe và sự an toàn của cư dân của họ, nhưng cũng mở rộng cho các doanh nghiệp lớn hỗ trợ nhân viên của họ.
Cảnh báo thiên tai
Bộ cảm biến có thể thu thập thông tin quan trọng về môi trường, cho phép phát hiện sớm các thảm họa môi trường như động đất, sóng thần, v.v., nhờ đó cứu sống được nhiều người.
Thực thi pháp luật
Các công cụ theo dõi và giám sát tốt hơn sẽ cho phép nhà chức trách phát hiện khi nào tội phạm đã xảy ra và phản ứng nhanh hơn nhiều, giữ cho công dân an toàn hơn. Ngoài ra, cơ quan thực thi pháp luật thậm chí sẽ có thể dự đoán tội phạm, ngăn chặn nó xảy ra ngay từ đầu.
Chăm sóc
Giám sát bệnh nhân có thể được cứu sống; tự động phát hiện khi ai đó ngã xuống hoặc khi họ bắt đầu lên cơn đau tim để có thể đưa đi cấp cứu ngay lập tức.
Chất lượng môi trường
Cảm biến cũng có thể phát hiện bức xạ, mầm bệnh và chất lượng không khí để có thể xác định sớm nồng độ nguy hiểm, cho phép mọi người sơ tán.
Trải nghiệm tốt hơn
Internet of Things sẽ cho phép thế giới của chúng ta ngày càng tự định hình theo nhu cầu và mong muốn của chúng ta, tạo ra trải nghiệm tốt hơn. Thay vì chỉ cung cấp thông tin một cách thụ động và phản ứng với các đầu vào của chúng tôi, phần lớn giá trị của IoT sẽ đến từ việc dự đoán và giải quyết nhu cầu một cách tự động.
Mặc dù bạn có thể nhóm ví dụ trên theo hiệu suất năng lượng vì nó thực tế là tiết kiệm năng lượng, điều này sẽ đánh giá thấp trải nghiệm tốt hơn được cung cấp cho tất cả nhân viên của bạn để đảm bảo mọi người có nhiệt độ tối ưu để thoải mái và hiệu suất.
Cách thức hoạt động của IoT
các ứng dụng cho IoT mở rộng trên nhiều trường hợp sử dụng và ngành dọc. Tuy nhiên, tất cả các hệ thống IoT hoàn chỉnh đều giống nhau ở điểm chúng thể hiện sự tích hợp của bốn thành phần riêng biệt: cảm biến/thiết bị, kết nối, xử lý dữ liệu và giao diện người dùng.
Chúng tôi sẽ phác thảo ý nghĩa của từng thứ trong các phần bên dưới và cách chúng kết hợp với nhau để tạo thành một hệ thống IoT hoàn chỉnh. Mỗi phần trong số này cũng sẽ đóng vai trò là cơ cấu tổ chức của phần còn lại của sách điện tử này và chúng ta sẽ đi sâu hơn vào các thành phần này trong các chương để theo dõi.
- Cảm biến/Thiết bị
Đầu tiên, cảm biến hoặc thiết bị thu thập dữ liệu từ môi trường của chúng. Dữ liệu này có thể đơn giản như đọc nhiệt độ hoặc phức tạp như một nguồn cấp dữ liệu video đầy đủ.
Chúng tôi sử dụng “cảm biến/ thiết bị” vì nhiều cảm biến có thể được kết hợp với nhau hoặc cảm biến có thể là một phần của thiết bị không chỉ cảm nhận mọi thứ. Ví dụ: điện thoại của bạn là một thiết bị có nhiều cảm biến (máy ảnh, gia tốc kế, GPS, v.v.), nhưng điện thoại của bạn không chỉ là một cảm biến vì nó còn có thể thực hiện nhiều hành động.
Tuy nhiên, cho dù đó là một cảm biến độc lập hay một thiết bị đầy đủ, trong bước đầu tiên này, dữ liệu đang được thu thập từ môi trường bởi một thứ gì đó .
- Kết nối
Tiếp theo, dữ liệu đó được gửi đến đám mây, nhưng nó cần một cách để đạt được điều đó!
Các cảm biến/ thiết bị có thể được kết nối với đám mây thông qua nhiều phương thức bao gồm: mạng di động, vệ tinh, WiFi, Bluetooth, mạng diện rộng công suất thấp (LPWAN), kết nối qua cổng/ bộ định tuyến hoặc kết nối trực tiếp với internet qua ethernet...
Mỗi tùy chọn có sự cân bằng giữa mức tiêu thụ điện năng, phạm vi và băng thông. Việc chọn tùy chọn kết nối nào là tốt nhất phụ thuộc vào ứng dụng IoT cụ thể, nhưng tất cả chúng đều hoàn thành nhiệm vụ giống nhau: đưa dữ liệu lên đám mây.
- Xử lý dữ liệu
Khi dữ liệu được đưa lên đám mây, phần mềm sẽ thực hiện một số loại xử lý trên đó.
Điều này có thể rất đơn giản, chẳng hạn như kiểm tra xem nhiệt độ có nằm trong phạm vi chấp nhận được không. Hoặc nó cũng có thể rất phức tạp, chẳng hạn như sử dụng thị giác máy tính trên video để xác định các đối tượng (chẳng hạn như những kẻ xâm nhập vào tài sản).
Nhưng điều gì sẽ xảy ra khi nhiệt độ quá cao hoặc nếu có kẻ gian đột nhập vào tài sản? Đó là nơi người dùng đến.
- Giao diện người dùng
Tiếp theo, thông tin sẽ hữu ích cho người dùng cuối theo một cách nào đó. Điều này có thể thông qua một cảnh báo cho người dùng (email, văn bản, thông báo, v.v.). Ví dụ, một văn bản cảnh báo khi nhiệt độ quá cao trong kho lạnh của công ty.
Người dùng có thể có một giao diện cho phép họ chủ động đăng ký trên hệ thống. Ví dụ: người dùng có thể muốn kiểm tra nguồn cấp dữ liệu video trên các thuộc tính khác nhau thông qua ứng dụng điện thoại hoặc trình duyệt web.
Tuy nhiên, không phải lúc nào nó cũng là đường một chiều. Tùy thuộc vào ứng dụng IoT, người dùng cũng có thể thực hiện một hành động và ảnh hưởng đến hệ thống. Ví dụ: người dùng có thể điều chỉnh nhiệt độ trong kho lạnh từ xa thông qua một ứng dụng trên điện thoại của họ.
Và một số hành động được thực hiện tự động. Thay vì đợi bạn điều chỉnh nhiệt độ, hệ thống có thể tự động làm điều đó thông qua các quy tắc được xác định trước. Thay vì chỉ gọi cho bạn để cảnh báo bạn về kẻ xâm nhập, hệ thống IoT còn có thể tự động thông báo cho các đội bảo mật hoặc các cơ quan chức năng có liên quan.
Xem thêm giải pháp "IoT" của chúng tôi: https://technolog.vn/giai-phap.html
hoặc
Sản phẩm "IoT" của chúng tôi: https://technolog.vn/san-pham-cua-mees.html
Tóm tắt
Hệ thống IoT bao gồm các cảm biến/ thiết bị “giao tiếp” với đám mây thông qua một số loại kết nối. Khi dữ liệu được đưa lên đám mây, phần mềm sẽ xử lý nó và sau đó có thể quyết định thực hiện một hành động, chẳng hạn như gửi cảnh báo hoặc tự động điều chỉnh các cảm biến/ thiết bị mà không cần người dùng.
Nhưng nếu người dùng nhập thông tin là cần thiết hoặc nếu người dùng chỉ muốn đăng ký trên hệ thống, giao diện người dùng cho phép họ làm như vậy. Bất kỳ điều chỉnh hoặc hành động nào mà người dùng thực hiện sau đó sẽ được gửi theo hướng ngược lại thông qua hệ thống: từ giao diện người dùng, tới đám mây và trở lại cảm biến/ thiết bị để thực hiện một số loại thay đổi.
Đó là cách một hệ thống IoT hoạt động ở cấp độ cao.
