tiểu luận hệ thống viễn thông đề tài tổng quan về hệ thống iot

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Báo cáo tập Học phần: Hệ thống viễn thông Đề tài: Tổng quan hệ thống IoT GVHD: Nguyễn Lại Duy Nhóm 6: Nội dung nhiệm vụ STT Sinh viên thực 6.1 Định nghĩa đặc trưng IoT Nguyễn Lê Phương Nam 6.2 Kiến Trúc IoT Trương Bảo Ngọc 6.2 Kiến Trúc IoT Nguyễn Đoàn Vĩnh Nguyên 6.3 Ưu điểm nhược điểm IoT Nguyễn Tấn Đạt 6.4 Ứng dụng IoT Nguyễn Lâm Khánh Duy 6.1 Định nghĩa đặc trưng IoT a.Khái niệm IoT Mạng lưới vạn vật kết nối Internet Mạng lưới thiết bị kết nối Internet viết tắt IoT (Internet of Things) kịch giới, mà đồ vật, người cung cấp định danh riêng mình, tất có khả truyền tải, trao đổi thông tin, liệu qua mạng mà không cần đến tương tác trực tiếp người với người, hay người với máy tính IoT phát triển từ hội tụ công nghệ không dây, cơng nghệ vi điện tử Internet Nói đơn giản tập hợp thiết bị có khả kết nối với nhau, với Internet với giới bên ngồi để thực cơng việc 6.1 Định nghĩa đặc trưng IoT Kevin Ashton (sinh năm 1968) nhà tiên phong công nghệ người Anh, người đồng sáng lập Trung tâm Auto-ID Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), nơi tạo hệ thống tiêu chuẩn toàn cầu cho RFID cảm biến khác Ông tiếng với việc đặt thuật ngữ "Internet of Things" để mô tả hệ thống mà Internet kết nối với giới Kevin Ashton vật chất thông qua cảm biến phổ biến 6.1 Định nghĩa đặc trưng IoT b Lịch sử hình thành • Năm 1982, ý tưởng mạng lưới thiết bị thơng minh đưa thảo luận rộng rãi • Năm 1999, Kevin Ashton lần đề cập đến Internet of Things buổi thuyết trình cơng ty Procter & Gamble • Năm 2000-2013, IoT nghiên cứu ứng dụng rộng rãi vào lĩnh vực đời sống đồ gia dụng, thiết bị chăm sóc sức khỏe Một số sản phẩm tiêu biểu : Fibit – đồng hồ theo dõi sức khỏe, Máy tạo nhịp tim không dây, dịch vụ vận chuyển hàng khơng,… • Năm 2014, số lượng thiết bị di động máy móc kết nối với internet vượt dân số giới • Năm 2015, mơ hình robot IoT, trang trại 6.1 Định nghĩa đặc trưng IoT c Đặc tính • Tính kết nối liên thơng(interconnectivity): với IoT, điều kết nối với thông qua mạng lưới thông tin sở hạ tầng liên lạc tổng thể • Những dịch vụ liên quan đến “Things”: hệ thống IoT có khả cung cấp dịch vụ liên quan đến “Things”, chẳng hạn bảo vệ riêng tư quán Physical Thing Virtual Thing Để cung cấp dịch vụ này, công nghệ phần cứng công nghệ thông tin (phần mềm) phải thay đổi 6.1 Định nghĩa đặc trưng IoT c Đặc tính • Thay đổi linh hoạt: Status thiết bị tự động thay đổi, ví dụ, ngủ thức dậy, kết nối bị ngắt, vị trí thiết bị thay đổi,và tốc độ thay đổi… Hơn nữa, số lượng thiết bị tự động thay đổi • Quy mơ lớn: Sẽ có số lượng lớn thiết bị quản lý giao tiếp với Số lượng thông tin truyền thiết bị lớn nhiều so với truyền người 6.1 Định nghĩa đặc trưng IoT d Bảo mật Internet vạn vật đặt rủi ro đáng kể toàn hệ sinh thái kỹ thuật số Điều nhiều thiết bị số thiết kế mà khơng có hệ thống bảo mật tích hợp để ngăn chặn tin tặc công 6.1 Định nghĩa đặc trưng IoT d Bảo mật CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG IOT 6.1 Định nghĩa đặc trưng IoT d Bảo mật 6.3 Ưu điểm, nhược điểm hệ thống IoT Ư u đ i ể m Giao tiếp Tự động hóa giúp giám sát thiết bị tốt Thông tin Tiết kiệm chi phí thời gian 6.3 Ưu điểm, nhược điểm hệ thống IoT Nhược điểm 1.Các vấn đề quyền riêng tư 2.Phụ thuộc nhiều vào công nghệ tiện ích điện tử 3.Thất nghiệp Các giao thức kết nối không dây cho IoT a Wifi - Wifi (Wireless Fidelity hay mạng 802.11) hệ thống mạng khơng dây sử dụng sóng vơ tuyến, giống điện thoại di đơng,truyền hình radio. Kết nơi Wifi thường lựa chọn hàng đầu nhiều kỹ sư giải pháp tính thơng dụng kinh tế hệ thống wifi mạng LAN với mơ hình kết nối phạm vi địa lý có giới hạn - Chúng truyền phát tín hiệu ở tần số 2.4 GHz 5 GHz - Tốc độ truyền liệu cao: 600Mbps - Độ an ninh: Thấp - Chi phí: Trung bình - Chuẩn IEEE: 802.11 - Phạm vi phủ sóng: Trung bình khoảng (50m) - Tiêu thụ điện năng: Cao - Hiện nay, đa số thiết bị wifi tuân theo chuẩn 802.11n, phát tần số 2.4Ghz đạt tốc độ xử lý tối đa 300Mbps 31 Các giao thức kết nối không dây cho IoT b BUETOOTH LOW ENERGY (BLE) - BLE giao thức sử dụng đáng kể cho ứng dụng IoT, thiết kế cho ứng dụng dùng để truyền file phù hợp cho khối liệu nhỏ - Tốc độ truyền liệu: Thấp (1 Mbps) - Độ an ninh: Thấp - Giá thành rẻ - Phạm vi phủ sóng: Khoảng cách ngắn (10m) - Mức tiêu thụ điện thấp - Ứng dụng nhiều loại thiết bị hệ điều hành di động bao gồm iOS, Android, Windows Phone BlackBerry, macOS, Linux, Windows Windows 10, nguyên hỗ trợ Bluetooth Low Energy 32 Các giao thức kết nối không dây cho IoT c ZIGBEE - Giống Bluetooth, loại truyền thông khoảng cách ngắn, sử dụng với số lượng lớn, sử dụng công nghiệp - Chuẩn IEEE: 802.15.4 - chuẩn giao thức truyền thông vật lý công nghiệp hoạt động 2.4Ghz sử dụng ứng dụng khoảng cách ngắn liệu truyền tin thường xuyên, đánh giá phù hợp với ứng dụng smarthome khu vực đô thị/khu chung cư - Tốc độ truyền liệu: Thấp (250 Kbps) - Độ an ninh: Trung bình - Chi phí: Thấp - Phạm vi phủ sóng: Ngắn (10 - 100m) - Mức tiêu thụ điện năng: Thấp 33 Các giao thức kết nối không dây cho IoT d LORAWAN (LPWAN) - LORAWAN giao thức mạng lượng thấp, diện rộng phát triển Liên minh LoRa, kết nối không dây hoạt động với internet mạng khu vực, quốc gia toàn cầu, nhắm mục tiêu yêu cầu Internet of Things (IoT) thiết bị thông tin liên lạc hai chiều, dịch vụ bảo mật đầu cuối, di động nội địa hóa - Tốc độ liệu thấp (0,3 bps – 50 kbps, thường khoảng 10 kB/ngày) - Độ an ninh: Trung bình - Chi phí: Khoảng USD/module - Phạm vi phủ sóng: Khoảng cách xa (>5 km khu vực đô thị, >10 km khu vực ngoại ô, >80 km đường ngầm) - Áp dụng rộng rãi ứng dụng thu thập liệu sensor network Các giao thức kết nối không dây cho IoT e NARROWBAND IoT (NB - IoT) -NB: là tiêu chuẩn công nghệ di động không dây mới, phát triển nhanh chóng Narrowband IoT (NB-IoT) cơng nghệ 5G, tiêu chuẩn hóa 3GPP vào năm 2016 Nhanh chóng gây tiếng vang công nghệ LPWAN hàng đầu cung cấp cho thiết bị IoT mới, bao gồm bãi đậu xe thơng minh, tiện ích, thiết bị đeo giải pháp công nghiệp -Tận dụng công nghệ điều chế DSSS công nghệ trải phổ LTE cho kết nối NB-IoT linh hoạt hoạt động băng tần 2G, 3G 4G, loại bỏ cần thiết cổng, giúp tiết kiệm chi phí lâu dài - Tốc độ truyền liệu: Thấp (300 bps đến 200 Kbps) - Độ an ninh: Mạnh - Tiết kiệm chi phí - Phạm vi phủ sóng: Khoảng cách xa (10 đến 15 km) - Mức tiêu thụ điện năng: Thấp 6.4 Các lĩnh vực ứng dụng IoT hàng đầu Các lĩnh vực ứng dụng IoT hàng đầu  IoT công nghiệp/sản xuất Howden tạo giải pháp thực tế hỗn hợp để nâng cao trải nghiệm khách hàng với công cụ tảng IoT trợ giúp: • Ngăn ngừa cố thời gian ngừng hoạt động • Cải thiện hiệu bảo trì máy • Tiết kiệm thời gian chi phí • Nâng cao hiệu lực lượng lao động  IoT vận tải/di động KWRL Transportation Co-op điều hành đội xe buýt qua tảng theo dõi đội xe khơng dây Samsara • Quản lí đội xe • Cảnh báo lỗi động cơ, xác định độ nghiêm trọng lỗi • Theo dõi nhiên liệu Cập nhật thơng tin xác đội xe  IoT lĩnh vực lượng Mơ hình dự đốn lượng gió Exelon • Dự báo cho trang trại Sử dụng Predix Platform gió 18s • Tăng 70% hiệu suất ... hành động thông qua thiết bị, ứng dụng di động, giao diện web giao diện điện toán đám mây 6.2 Kiến Trúc Về IoT a Kiến Trúc Về IoT - Kiến trúc IOT bao gồm lớp cơng nghệ khác hỗ trợ IOT.  Nó phục... nhược điểm hệ thống IoT Ư u đ i ể m Giao tiếp Tự động hóa giúp giám sát thiết bị tốt Thơng tin Tiết kiệm chi phí thời gian 6.3 Ưu điểm, nhược điểm hệ thống IoT Nhược điểm 1.Các vấn đề quyền riêng... thức kết nối không dây cho IoT e NARROWBAND IoT (NB - IoT) -NB: là tiêu chuẩn công nghệ di động không dây mới, phát triển nhanh chóng Narrowband IoT (NB -IoT) cơng nghệ 5G, tiêu chuẩn hóa 3GPP