IoT (Internet of Things) là gì? Ứng dụng IoT trong thời đại 4.0
Bạn đang nghiên cứu về mạng Internet và biết đến khái niệm IoT (Internet of Things) nên muốn biết IoT là gì? Cách thức hoạt động như thế nào? Các ứng dụng của IoT trong cuộc sống là gì? Mời bạn tham khảo câu trả lời chi tiết trong bài viết dưới đây.
1. 2 thông tin tổng quan về IoT (Internet of Things)
1.1. Internet of Things là gì?
IoT (Internet of Things) hay Vạn vật kết nối Internet là hệ thống kết nối các thiết bị vật lý và thiết bị ảo qua Internet, mỗi thiết bị đều được cung cấp một định danh và có khả năng thu thập, trao đổi và xử lý dữ liệu thông qua các cảm biến và thiết bị giám sát mà không yêu cầu tương tác trực tiếp giữa máy tính và con người.
IoT kết nối tất cả các thiết bị vật lý và thiết bị ảo với nhau thông qua mạng Internet
Chẳng hạn, nhà thông minh (Smart Home) là hệ thống IoT, tất cả các thiết bị, hệ thống điện trong ngôi nhà được kết nối với nhau thông qua mạng Internet (thường là kết nối WiFi). Nhờ hệ thống cảm biến, bóng đèn sẽ tự động sáng khi có người bước đến, điều hòa sẽ điều giảm nhiệt độ khi thời tiết nóng, rèm tự động mở khi tới thời gian quy định và nhiều tiện ích khác.
Dịch vụ Smart Home của FPT Telecom ứng dụng công nghệ IoT
Nếu bạn quan tâm tới hệ thống nhà thông minh, bạn có thể tham khảo các thiết bị Smart Home được cung cấp bởi FPT Telecom. Các gói giải pháp gồm chiếu sáng, điều khiển, an ninh, truyền hình và báo cháy, tất cả đều được thiết kế tối ưu theo mục đích sử dụng của người dùng.
1.2. Lịch sử hình thành & phát triển
Công nghệ IoT xuất hiện từ những năm 1980 và phát triển nhanh chóng cùng với sự bùng nổ của Internet cho đến ngày nay. Cụ thể như sau:
| Giai đoạn | Sự kiện |
| 1982 - 1990 | Ý tưởng về việc kết nối các thiết bị công nghệ và cảm biến thành mạng lưới thiết bị thông minh xuất hiện. Tuy nhiên, ý tưởng này chưa thực hiện được do hạn chế về trình độ công nghệ. |
| 1991 - 1994 | Hệ thống IoT được mô tả cụ thể hơn bởi Mark Weiser và Reza Raji. Hệ thống này sẽ tích hợp công nghệ máy tính vào các thiết bị gia đình và máy móc công nghiệp, cho phép thu thập và phân tích dữ liệu để hoạt động tự động hóa. |
| 1999 | Khái niệm IoT được Kevin Ashton sử dụng lần đầu năm 1999 khi ông làm việc tại Procter & Gamble (P&G) và đề xuất gắn chip nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) vào thiết bị để theo dõi khi giao hàng. Bước ngoặt bắt đầu khi Bill Joy để xuất phương thức truyền tại D2D (thiết bị tới thiết bị) trong Diễn đàn kinh tế thế giới năm 1999. Trung tâm Auto-ID của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đưa ra khái niệm Internet Vạn Vật và công nghệ nhận dạng qua tần số vô tuyến (RFID) cùng năm đó. Từ đây, IoT ngày càng phổ biến và phát triển mạnh mẽ. |
| 2000 - 2013 | IoT phát triển mạnh mẽ, ứng dụng đa dạng chuẩn giao tiếp như WiFi, Zigbee, BLE, MQTT, CoAP, Z-Wave và 6LoWPAN. Giao thức IPv6 xuất hiện cũng giúp việc kết nối các thiết bị dễ dàng hơn. |
| 2013 - 2016 | Các công nghệ mới như điện toán đám mây, Big Data được ứng dụng vào hệ thống IoT giúp thu thập, phân tích và xử lý dữ liệu hiệu quả và nhanh chóng hơn. IoT được phát triển lên tầm cao mới khi khái niệm IoE và 5G xuất hiện. Không chỉ các thiết bị máy móc, con người cũng trở thành một phần của hệ thống IoE, giúp nâng cao tốc độ và khả năng kết nối. |
| 2016 - nay | IoT trở thành một phần quan trọng, điểm khác biệt của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 so với những lần trước đó. Hệ thống này được áp dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực, từ trong gia đình tới sản xuất công nghiệp, giúp nâng cao chất lượng cuộc sống và hiệu suất công việc. |
2. Cấu trúc & Cách thức hoạt động của IoT
IoT hoạt động dựa trên cơ sở kết nối các thiết bị thông minh qua mạng Internet. Cụ thể, cấu trúc IoT gồm 4 thành phần chính:
- Thiết bị và cảm biến (Devices and Sensors): Bao gồm các thiết bị cảm biến có nhiệm vụ thu thập dữ liệu từ môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, âm thanh… Chẳng hạn, cảm biến thấy nhiệt độ môi trường nóng lên.
- Mạng kết nối (Connectivity): Những dữ liệu thu thập được từ cảm biến được chuyển thành tín hiệu mạng, sau đó truyền đi qua mạng dây hoặc mạng không dây tới hệ thống xử lý trung tâm.
- Trung tâm xử lý dữ liệu/Cloud: Có nhiệm vụ phân tích dữ liệu thu thập được từ các cảm biến và đưa ra hành động tương ứng. Chẳng hạn, dữ liệu nhiệt độ nóng lên được phân tích và đưa ra hành động tương ứng là bật điều hòa.
- Ứng dụng người dùng: Thực hiện hành động theo điều khiển của trung tâm dữ liệu dựa trên kết quả phân tích dữ liệu thu thập được từ các cảm biến. Chẳng hạn, hệ thống sẽ điều khiển tự động bật điều hòa với nhiệt độ phù hợp.
Cấu trúc hệ thống IoT gồm 4 phần chính liên kết với nhau qua mạng Internet
3. 4 ứng dụng của IoT với cuộc sống hiện đại
Hệ thống IoT được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, phổ biến nhất là trong đời sống, công nghiệp, nông nghiệp và y tế. Cụ thể như sau:
3.1. Ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày
Các thiết bị IoT có thể được sử dụng để điều khiển thiết bị gia đình nhanh chóng hơn (tự động, bằng giọng nói, nút bấm thông minh), giao hàng, lái xe, cảnh báo an toàn. Cụ thể:
- Điều khiển từ xa các thiết bị trong gia đình: Sử dụng ứng dụng điện thoại, cảm biến và phân tích giọng nói để điều khiển tự động các thiết bị trong gia đình từ xa như bật/tắt điều hòa, đóng/mở rèm cửa, tự động mở cổng khi có xe đến, tự động bật đèn hành lang và cầu thang khi có người tới…
- Cảnh báo sự cố bất ngờ: Sử dụng các cảm biến nhiệt độ, ánh sáng, chuyển động để phát hiện, cảnh báo và xử lý những tình huống bất thường, ngăn chặn sự cố kịp thời. Chẳng hạn như vòi cứu hỏa tự động mở khi phát hiện lửa và khói, cảnh báo hiện lên khi phát hiện độ ẩm tăng bất thường khi rò rỉ nước…
- Cảnh báo đảm bảo an toàn: Sử dụng cảm biến chuyển động của camera thông minh, giúp phát hiện đối tượng xâm nhập và cảnh báo kịp thời, đảm bảo an toàn cho ngôi nhà.
- Xe tự lái: Sử dụng GPS, radar, camera và công nghệ AI để xác định đường đi, lựa chọn tuyến đường, tự động nhận dạng vật cản và tự động điều khiển xe an toàn tới điểm đến.
- Tìm chỗ đậu xe: Ứng dụng hệ thống bãi đậu xe thông minh với các camera giám sát để tìm kiếm và xác định vị trí chỗ trống nhanh chóng.
- Robot giao hàng: Robot sử dụng GPS, cảm biến vật cản và nhiều cảm biến khác để xác định tuyến đường, tránh vật cản và giao hàng đúng nơi cần đến.
Ứng dụng IoT điều khiển các thiết bị trong gia đình
3.2. Ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp
Các thiết bị IoT được ứng dụng ngày càng phổ biến trong công nghiệp, tham gia vào nhiều giai đoạn khác nhau, từ khâu sản xuất tới khi giao hàng, giúp tối ưu năng suất và đảm bảo độ chính xác cao hơn. Cụ thể:
- Quản lý tự động hóa: Sử dụng các cảm biến, camera giám sát kết hợp với hệ thống điều khiển mạng IoT để thu thập dữ liệu về tốc độ, quá trình vận hành, nhiệt độ, trạng thái máy móc nhằm điều khiển các thiết bị trong dây chuyền phối hợp hoạt động nhịp nhàng, tăng năng suất sản xuất.
- Giám sát và phân tích: Sử dụng hệ thống camera giám sát, các loại cảm biến và điều khiển IoT thông minh để phát hiện, cảnh báo và ngăn chặn các sự cố máy móc trong nhà máy, đảm bảo quy trình hoạt động bình thường, không bị gián đoạn.
- Quản lý chuỗi cung ứng: Các thiết IoT gắn trên xe hàng, trên hàng hóa, sử dụng thiết bị GPS, cảm biến vị trí theo thời gian thực để thu thập thông tin về quá trình di chuyển, thời gian giao hàng và trạng thái đơn hàng để đảm bảo giao hàng đúng hẹn, và giảm thất lạc hàng hóa.
- Quản lý kho hàng: Hệ thống này sử dụng cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, chuyển động để giám sát, thu thập thông tin về điều kiện môi trường kho hàng, đảm bảo trạng thái kho hàng ổn định, tránh hư hỏng hàng hóa. Các robot tự động có thể được sử dụng để phân loại hàng hóa trong kho, giúp việc tìm kiếm và giao nhận nhanh chóng hơn.
- Bảo trì thiết bị: Hệ thống này sử dụng cảm biến nhiệt độ, phần mềm phân tích dữ liệu để thu thập thông tin về tình trạng thiết bị, giúp phát hiện sớm sự cố để bảo trì, sửa chữa kịp thời, giảm thời gian ngừng hoạt động và kéo dài tuổi thọ thiết bị.
Ứng dụng hệ thống IoT điều khiển robot tự động trong kho hàng
3.3. Ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp
Trong nông nghiệp, IoT được sử dụng để theo dõi, cảnh báo và bổ sung các điều kiện cần thiết giúp cây trồng và vật nuôi phát triển tốt, cụ thể:
- Giám sát điều kiện môi trường: Sử dụng camera giám sát, cảm biến nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, tình trạng thời tiết và hệ thống điều khiển để tự động tưới nước, điều chỉnh ánh sáng, nhiệt độ phù hợp cho cây phát triển tốt.
- Theo dõi sức khỏe gia súc: Hệ thống IoT sử dụng vòng cổ thông minh, chip RFID, cảm biến đo nhiệt độ, nhịp tim, cường độ vận động của vật nuôi. Dữ liệu được gửi qua mạng đến phần mềm phân tích, giúp phát hiện bệnh sớm và cảnh báo kịp thời tình trạng sức khỏe để chăm sóc sức khỏe kịp thời.
- Quản lý chăn nuôi: Hệ thống IoT trong chăn nuôi sử dụng cảm biến theo dõi thói quen ăn uống của vật nuôi, tự động điều chỉnh khẩu phần và thời gian cho ăn. Cảm biến nhiệt độ biến nhiệt giúp tự động điều chỉnh quạt, hệ thống chiếu sáng phù hợp.
- Giám sát vật nuôi hoang dã: Hệ thống sử dụng vòng đeo tay GPS, camera và cảm biến chuyển động để thu thập dữ liệu vị trí, hoạt động và sức khỏe con vật theo thời gian thực. Dữ liệu được gửi về trung tâm điều khiển để theo dõi tình trạng con vật, phát hiện nguy hiểm, đảm bảo an toàn cho con vật.
- Tự động hóa quy trình nông nghiệp: Hệ thống IoT sử dụng cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng để thu thập dữ liệu môi trường. Dữ liệu này được xử lý và gửi lệnh điều khiển tới các thiết bị để tưới nước, phun thuốc, chiếu sáng tự động, giúp tối ưu năng suất cây trồng.
Ứng dụng IoT trong quản lý cây trồng
3.4. Ứng dụng trong lĩnh vực y tế
Các thiết bị IoT dùng trong y tế nhằm tự động theo dõi và cập nhật các chỉ số sức khỏe theo thời gian thực, hỗ trợ bác sĩ chẩn đoán và đưa ra biện pháp chữa trị phù hợp cho người bệnh. Cụ thể:
- Theo dõi sức khỏe: Hệ thống IoT theo dõi sức khỏe sử dụng các thiết bị như vòng tay thông minh, cảm biến đo nhịp tim, huyết áp, nhiệt độ cơ thể để thu thập dữ liệu này theo thời gian thực. Dữ liệu này được gửi đến ứng dụng trên điện thoại hoặc máy chủ để phân tích và cảnh báo sớm về các vấn đề sức khỏe.
- Quản lý dược phẩm: Hệ thống IoT sử dụng cảm biến theo dõi nhiệt độ, độ ẩm trong kho thuốc và tủ bảo quản, đảm bảo điều kiện lưu trữ đạt chuẩn. Các thiết bị RFID và GPS kết nối với hệ thống quản lý thuốc của bệnh viện nhằm giám sát quá trình vận chuyển, đảm bảo nguồn cấp thuốc an toàn và tránh thất thoát thuốc.
- Giám sát thiết bị y tế: Hệ thống IoT sử dụng cảm biến để thu thập dữ liệu về hiệu suất, tình trạng hoạt động và lỗi các một số loại máy như máy MRI, máy thở, thiết bị đo huyết áp, đảm bảo thiết bị luôn hoạt động ổn định, không bị gián đoạn.
Sử dụng các thiết bị, ứng dụng theo dõi sức khỏe thông minh ứng dụng IoT trong y tế như FPT Medicare
4. 5 rủi ro cần đối mặt trước sự phát triển mạnh mẽ của IoT
Công nghệ IoT ngày càng phát triển mạnh mẽ, các thiết bị này tham gia ngày càng nhiều và đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau. Để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả, an toàn, bạn cần nắm rõ một số rủi ro sau:
- Thiết bị IoT thu thập lượng lớn dữ liệu riêng tư của cá nhân và doanh nghiệp, nếu bị tấn công, thông tin nhạy cảm có thể bị đánh cắp.
- Tin tặc có thể xâm nhập vào thiết bị IoT thông qua Internet để điều khiển máy móc, khóa hệ thống hoặc gây gián đoạn sản xuất.
- Hệ thống IoT cần Internet để hoạt động, nếu mất kết nối, nhiều thiết bị có thể dừng hoạt động hoặc hoạt động không hiệu quả.
- Nhiều thiết bị IoT thu thập dữ liệu người dùng mà không có sự cho phép rõ ràng.
- Doanh nghiệp càng lớn thì số lượng thiết bị IoT cần sử dụng càng nhiều, mang về khối lượng dữ liệu khổng lồ cẩn xử lý và phản hồi nhanh chóng. Đây là thách thức với doanh nghiệp.
- IoT là một hệ thống các thiết bị được liên kết với nhau, nếu một thiết bị có vấn đề có thể khiến toàn bộ hệ thống bị hỏng, ngừng hoạt động.
- Có nhiều nhà sản xuất các thiết bị IoT nhưng chưa có tiêu chuẩn hoạt động hay tiêu chuẩn bảo mật chung. Điều này gây khó khăn trong việc kết hợp các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau với nhau và khó quản lý bảo mật.
Tin tặc tấn công hệ thống IoT để lấy cắp thông tin cá nhân
Trên đây là những thông tin về khái niệm, lịch sử hình thành và phát triển, cấu trúc, cách thức hoạt động, ứng dụng và rủi ro khi sử dụng IoT (Internet of Things). Mong rằng bài viết này có thể giúp bạn hiểu rõ về công nghệ Vạn vật kết nối Internet và lựa chọn thiết bị ứng dụng phù hợp trong cuộc sống hàng ngày và công việc, giúp nâng cao chất lượng cuộc sống và năng suất lao động.
Nếu bạn quan tâm đến các thiết bị Smart Home của FPT Telecom như camera, ổ cắm thông minh, bộ điều khiển hồng ngoại,... liên hệ ngay tới hotline 1900 6600 hoặc truy cập fpt.vn để được tư vấn chi tiết và đặt mua sản phẩm chính hãng, đáp ứng đúng nhu cầu sử dụng!
