Bài tập lớn mạng máy tính Ứng dụng IoT trong lĩnh vực an toàn thực phẩm - đại học bách khoa Hà Nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN MẠNG MÁY TÍNH Đề tài: Ứng dụng IoT lĩnh vực an toàn thực phẩm Giảng viên hướng dẫn Thầy Nguyễn Quang Vinh Nhóm sinh viên thực Nguyễn Việt Hồng - 20172566 Nguyễn Ngọc Trung - 20172869 Dương Văn Phong - 20172745 Nguyễn Quang Huy - 20172610 Lê Đắc Khánh - 20172621 Hà Nội, 5-2019 A Mục lục Danh mục bảng biểu hình ảnh Tóm tắt Chương Giới thiệu Chương Quá trình tìm kiếm tài liệu mạng lưới bibliometric 2.1 Tìm kiếm tài liệu 2.2 Mạng lưới Bibliometric Chương IOT tìm kiếm tài liệu an tồn thực phẩm 3.1 Năm xuất 3.2 Các mặt hàng thực phẩm quốc gia xuất 3.3 IoT mạng lưới thư mục an toàn thực phẩm 3.3.1 3.3.2 Hình ảnh hóa mạng lớp phủ cho tác giả Trực quan hóa tần suất xuất nội dung Chương Các lĩnh vực IoT an toàn thực phẩm 11 4.1 Thống kê cảm biến 11 4.2 Công nghệ giao tiếp 11 4.3 Các chủ đề ứng dụng IoT 11 4.4 Giám sát 12 4.4.1 4.4.2 Giám sát chất lượng an toàn thực phẩm 12 Giám sát thời hạn sử dụng 13 4.4.3 Giám sát dư lượng thuốc bảo vệ thực vật 13 4.5 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.6 Chương 5.1 Chuỗi cung ứng 13 Truy xuất nguồn gốc 14 Truy xuất nguồn gốc chống hàng giả 15 Bao bì thực phẩm 15 Giám sát chuỗi cung ứng 15 THẢO LUẬN VÀ NHỮNG THÁCH THỨC TRONG TƯƠNG LAI 22 An toàn thực phẩm truy xuất nguồn gốc 23 5.2 Chương Công nghệ thông tin thách thức bảo mật 23 KẾT LUẬN 25 C Danh mục bảng biểu hình ảnh Hình 1: Kiến trúc IoT Hình 2: Các báo xuất IoT an toàn thực phẩm năm Hình 3: Trực quan hóa mối liên hệ tác giả Hình 4: Hình ảnh trực quan mạng lưới báo 10 Bảng 1: Thống kê kết tìm kiếm Bảng 2: Thống kê công nghệ giao tiếp sử dụng báo IoT ứng dụng an toàn thực phẩm 19 Bảng 3: Các lĩnh vực nghiên cứu báo 21 i Tóm tắt Internet of Things (IoT) phát triển theo cấp số nhân trở thành nguồn thơng tin khổng lồ IoT mang đến hội lĩnh vực khác có thách thức rõ ràng phải giải Người ta ý đến việc sử dụng tiềm IoT lĩnh vực an tồn thực phẩm, mục đích nghiên cứu để thực điều Bài báo đánh giá việc sử dụng công nghệ IoT an toàn thực phẩm Một tài liệu đánh giá thực cách sử dụng tài liệu học thuật viết tiếng Anh xuất tạp chí khoa học bình duyệt Các báo liên quan phân tích cách sử dụng mạng lưới thư mục để điều tra mối quan hệ tác giả, quốc gia nội dung IoT an toàn thực phẩm cách tiếp cận tương đối mới, báo xuất vào năm 2011 tăng lên kể từ Phần lớn nghiên cứu thực trường đại học Trung Quốc ứng dụng IoT báo cáo dây truyền cung ứng thực phẩm để truy xuất nguồn gốc sản phẩm thực phẩm, giám sát an toàn thực phẩm chất lượng Phần lớn ấn phẩm liên quan đến thực phẩm, thịt, sản phẩm dây truyền lạnh sản phẩm nông nghiệp Những nghiên cứu sử dụng cảm biến để theo dõi : nhiệt độ, độ ẩm vị trí Các công nghệ giao tiếp sử dụng Internet, nhận dạnh tần số vô tuyến (RFID) mạng cảm biến khơng dây (WSN) Từ khóa : Chuỗi cung ứng thực phẩm, Cảm biến, IoT, Thiết bị thông minh Chương Giới thiệu Internet of Things (IoT) thay đổi cách sử dụng liệu thu thập mở rộng tầm nhìn xa Internet, từ máy tính kết nối với internet, đến đối tượng nhận truyền liệu kỹ thuật số kết nối với IoT trở thành nguồn thơng tin khổng lồ Một dấu hiệu rõ ràng phát triển IoT phát triển phi thường kết nối máy móc với máy móc (M2M) tỷ kết nối M2M vào năm 2017 lên 3,9 tỷ vào 2022, tập hợp người, quy trình, liệu thứ để làm cho kết nối nối mạng trở nên phù hợp có giá trị (Cisco, 2019, trang 1–33) Hiệp hội Thông tin Ủy ban Châu Âu (Saint-Exupery, 2009, trang 1–50) định nghĩa IoT “Những thứ có danh tính nhân cách ảo hoạt động không gian thông minh cách sử dụng giao diện thông minh để kết nối giao tiếp bối cảnh xã hội, môi trường người dùng” “Các đối tượng kết nối có vai trị tích cực gọi Internet tương lai ” 'Things' IoT bao gồm thứ từ đồng hồ thơng minh đến hệ thống điều khiển hành trình có chứa số loại cảm biến (ví dụ: nhiệt độ, ánh sáng, chuyển động, vị trí, v.v.) Thành phần khác hệ sinh thái IoT phương tiện giao tiếp (Bluetooth, RFID, 4G, v.v.), tạo điều kiện giao tiếp với máy móc người tài nguyên máy tính Kiến trúc IoT bao gồm số lớp Hình 1.1: i) lớp thiết bị, ii) lớp mạng, iii) lớp hỗ trợ dịch vụ, iv) lớp ứng dụng, v) quản lý bảo mật Lớp thiết bị bao gồm tất thiết bị thực môi trường cổng giao tiếp, nghĩa cảm biến (ví dụ: nhiệt độ, ánh sáng, chuyển động vị trí, v.v.), thiết bị truyền nhận thơng tin qua giao tiếp mạng trực tiếp thông qua cổng (ví dụ: tiếp nhận truyền), thiết bị cung cấp lượng (ví dụ: pin, pin mặt trời), thiết bị quản lý chức cổng Lớp thiết bị bao gồm tất công nghệ truyền thông liên quan, có dây khơng dây, chẳng hạn CAN bus, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, v.v Lớp mạng cung cấp tính liệu thiết bị chuyển đổi giao thức liên quan sang lớp mạng giao thức Nó bao gồm chức cho mạng (tức kết nối, di động, xác thực, ủy quyền kế toán) giao vận mơ hình OSI Lớp hỗ trợ dịch vụ đại diện cho dịch vụ cho phép ứng dụng dịch vụ IoT Nó chứa chức xử lý liệu lưu trữ, chức chuyên biệt, cho ứng dụng dịch vụ, dịch vụ có yêu cầu khác Lớp ứng dụng bao gồm ứng dụng dịch vụ IoT Lớp Quản lý bảo mật đề cập đến việc quản lý bảo mật cấu hình, cấu trúc liên kết, tài nguyên, hiệu suất, lỗi tài khoản Hình 1: Kiến trúc IoT Trong lộ trình nghiên cứu chiến lược Hiệp hội Thông tin Ủy ban Châu Âu (Saint-Exupery, 2009, trang 1–50), việc sử dụng IoT chuỗi cung ứng thực phẩm đề cập lĩnh vực đầy hứa hẹn với ứng dụng nông nghiệp xác, sản xuất, chế biến, bảo quản, phân phối, tiêu thụ thực phẩm, truy xuất nguồn gốc, khả hiển thị thách thức kiểm sốt Các cơng nghệ dựa IoT kỳ vọng mang lại chuỗi thực phẩm an toàn hơn, hiệu bền vững tương lai tới Gần đây, Talavera et al (Talavera cộng sự, 2017) tiến hành đánh giá IoT nông nghiệp quan sát thấy ứng dụng xảy giám sát, kiểm soát, hậu cần dự đoán Phần lớn nghiên cứu IoT nông nghiệp đề cập đến ứng dụng chuỗi cung ứng, canh tác nông nghiệp ứng dụng chủ yếu giám sát cảm biến (Verdouw, Wolfert, Beulens, & Rialland, 2016) Kết luận họ IoT nông nghiệp thực phẩm giai đoạn phát triển ban đầu Thibaud đồng nghiệp xuất đánh giá tài liệu việc sử dụng IoT nhiều lĩnh vực bao gồm chăm sóc sức khỏe, khai thác lượng, phương tiện kết nối, xây dựng quản lý sở hạ tầng chuỗi cung ứng thực phẩm Đối với lĩnh vực này, động lực nghiên cứu triển khai hệ thống IoT vạch bao gồm đặc điểm cụ thể IoT kiến trúc hệ thống, mức độ cảm biến, khía cạnh giao tiếp kinh doanh), thách thức giải pháp Trong tất nghiên cứu có, người ta ý đến khả sử dụng IoT lĩnh vực an toàn thực phẩm mục tiêu nghiên cứu để thực điều Vì vậy, báo khoa học báo cáo việc sử dụng công nghệ IoT an tồn thực phẩm cơng bố tài liệu khoa học đến năm 2018 thu thập, tổng kết đánh giá Các báo thu thập phân tích cách sử dụng mạng lưới sinh trắc học để xác định mối quan hệ tác giả, viện nghiên cứu, quốc gia nội dung Cuối cùng, lỗ hổng kiến thức xác định đòi hỏi phải khám phá thêm tạo hội cho nghiên cứu tương lai lĩnh vực Để có nhìn tổng quan khả sử dụng IoT an toàn thực phẩm, tìm kiếm tài liệu thực số sở liệu chứa ấn phẩm khoa học kỷ yếu hội nghị (ví dụ: IEEE, Science Direct, Scopus, Google Scholar) Cuộc tìm kiếm cung cấp 533 báo có khả liên quan, sau đánh giá thêm dẫn đến 48 ấn phẩm liên quan, sử dụng cho tổng quan Các ấn phẩm liên quan phân tích cách sử dụng mạng lưới sinh trắc học để điều tra mối quan hệ tác giả, quốc gia nội dung Chương Quá trình tìm kiếm tài liệu mạng lưới bibliometric 2.1 Tìm kiếm tài liệu Tác giả báo thực đánh giá tài liệu có liên quan đến IoT lĩnh vực an toàn thực phẩm để trả lời câu hỏi nghiên cứu sau: Các phương pháp triển khai sử dụng IoT (đã triển khai hay đề nghị) lĩnh vực thực phẩm liên quan đến an tồn thực phẩm gì? Để trả lời câu hỏi trên, nguồn liệu khoa học uy tín sử dụng IEEE, Science Direct, Scopus Google Scholar Việc tìm kiếm thực với cụm từ tìm kiếm khác nhau, để tìm kiếm kết chủ đề " Internet of Things" chủ đề " Food Safety" cách riêng biệt Không áp dụng giới hạn thời gian đăng việc tìm kiếm Các từ khóa tìm kiếm chủ đề thứ kể đến : an toàn thực phẩm, chuỗi cung ứng thực phẩm, canh tác xác, giám sát thực phẩm, chuẩn bị thức ăn, xử lý thực phẩm, chế biến thức ăn, kho lương thực, nguồn gốc thực phẩm, nhãn thực phẩm, truy xuất nguồn gốc thực phẩm, phụ gia thực phẩm, thuốc trừ sâu, dư lượng thuốc trừ sâu, nước sạch, ô nhiễm thực phẩm, vật lý ô nhiễm, độc hại, nhiễm hóa chất, hóa chất nguy hiểm, nhiễm bẩn sinh học, nguy sinh học, chăn nuôi gia súc, thịt, cá, rau, trái cây, Sữa, sản phẩm bơ sữa, ngũ cốc, trứng Trải qua trình tìm kiếm sở liệu, có số khó khăn định, nhóm tác giả tổng hợp 927 báo sử dụng từ khóa tìm kiếm liệt kê Sau loại bỏ kết trùng lặp, 533 báo giữ lại Những báo phân loại độ liên quan (có hay khơng) dựa tiêu đề, dựa theo định luật-bốn-mắt Định luật bốn mắt có nghĩa có người xác nhận việc phân loại để đảm bảo tính xác Các chủ đề đánh giá không liên quan đến lĩnh vực an toàn thực phẩm bao gồm: Các báo viết ngôn ngữ tiếng Anh, bền vững nơng nghiệp, chăn ni bị sữa, hệ thống phân phối sữa, suất trồng, ứng dụng y tế, dinh dưỡng, kỷ yếu từ hội nghị, Kỹ thuật hóa học, béo phì, hành vi động vật, canh tác trồng tối ưu, thủy lợi, thức ăn lành mạnh, thương mại, quản lý lượng, phân loại cà chua, nước thải đô thị, giám sát chất lượng nước, Thanh tốn NFC, nồng độ khí ga Q trình lướt qua cho thấy có 190 báo có tiêu đề liên quan, số báo lại tiếp tục phân loại việc đọc toàn số báo với tiêu chí phân loại như: - Bài báo tiếp cận với gói theo dõi khơng hay có truy cập miễn phí khơng? - Vấn đề mà báo đề cập có liên quan đến an tồn thực phẩm khơng? - Bài báo có cung cấp giải pháp cụ thể cho việc ứng dụng IoT an tồn thực phẩm khơng? Cơ sở liệu Scopus Science Direct IEEE Explore Google Scholar Total Bao gồm 490 47 302 88 927 Tiêu đề liên 139 quan 21 29 190 Nội dung liên 41 quan 48 Bảng 1: Thống kê kết tìm kiếm Những báo đề cập đến IoT cơng nghệ lĩnh vực an tồn thực phẩm hay tiến hóa IoT thí dụ báo tổng hợp kiến thức nói chung khơng tính có nội dung liên quan Sau áp dụng phân loại số lượng báo có nội dung thực liên quan 48 sử dụng cho việc nghiên cứu viết báo Như ta thấy bảng đa số báo đến từ Scopus, sau Google Scholar Science Direct có IEEE Explore khơng có báo có nội dung liên quan 2.2 Mạng lưới Bibliometric Các báo liên quan phân tích sử dụng mạng lưới Bibliometric Ví dụ phân tích đồng tác giả, phân tích trích dẫn hay phân tích đồng trích dẫn Trong nghiên cứu này, mạng lưới hình ảnh hóa để dễ hình dung hơn, sử dụng VOSviewer Phần mềm VOSviewer phần mềm miễn phí có chức cần thiết cho phân tích nêu Hình ảnh hóa mạng lưới chứng minh cách tiếp cận hiệu để phân tích mạng lưới bibliometric đa Chương Các lĩnh vực IoT an toàn thực phẩm 4.1 Thống kê cảm biến Thống kê cảm biến bảng biến nhiệt đo nhiệt độ sử dụng 60%, độ ẩm 40% GPS 40% 4.2 Công nghệ giao tiếp Các công nghệ sử dụng thường xuyên giao tiếp IoT thiết bị an tồn thực phẩm Internet / Ethernet, tần số vơ tuyến nhận dạng (RFID) mạng cảm biến không dây (WSN) Trong an toàn thực phẩm, RFID sử dụng số dự án IoT để theo dõi truy xuất nguồn gốc thực phẩm biện pháp xác thực sản phẩm Ví dụ, Chen (Chen, 2015) đề xuất sử dụng thẻ RFID đầu đọc để theo dõi sản phẩm dọc theo chuỗi cung ứng từ trang trại đến bán lẻ Trong Lui et al (Liu cộng sự, 2016), thẻ RFID sử dụng dự án IoT thí điểm để theo dõi truy tìm thực phẩm chuỗi cung ứng Để truyền liệu WSN, WiFi Ethernet sử dụng Mededjel cộng (2017) phát triển hệ thống truy xuất nguồn gốc IoT, kiến trúc đề xuất sử dụng tảng frog cloud, thẻ RFID mã sản phẩm điện tử (EPC) Yan cộng vào năm 2012 phát triển tảng truy xuất nguồn gốc cho cá rô phi sản xuất nuôi trồng thủy sản, sử dụng công nghệ RFID, EPC, ONS (Đối tượng Dịch vụ định danh) máy chủ EPCIS (Dịch vụ thông tin EPC) máy chủ sở liệu Sử dụng IoT cho mục đích truy xuất nguồn gốc cho phép tùy chọn kiểm soát giảm thiểu hàng chứng minh (Zou, 2016) Tác giả thiết kế kiến trúc chống làm giả thịt lợn truy xuất nguồn gốc, sử dụng công nghệ EPC, RFID NFC (giao tiếp trường gần) ZigBee lớp Mạng 4.3 Các chủ đề ứng dụng IoT Các lĩnh vực ứng dụng IoT an tồn thực phẩm là: (i) Cung cấp chuỗi: bao gồm viết giải pháp IoT thiết kế để theo dõi sản phẩm thực phẩm theo chuỗi cung ứng (ii) Giám sát: bao gồm nghiên cứu giám sát an toàn thực phẩm chất lượng thực phẩm 11 (iii) Chuỗi cung ứng giám sát: bao gồm báo chuỗi cung ứng giám sát 4.4 Giám sát Các báo lĩnh vực giám sát nghiên cứu kiểm soát chất lượng thực phẩm Kiểm soát chất lượng có nghĩa là: • Kiểm sốt điểm kiểm sốt tới hạn (HACCP) • Giám sát thực phẩm tạp nhiễm thực phẩm • Giám sát nhiễm • Giám sát suy thoái • Giám sát tiêu thụ tài nguyên phòng chống dịch bệnh Các báo thảo luận chủ đề thời hạn sử dụng (N = 4) giải bảo quản độ tươi sản phẩm dây chuyền lạnh IoT lĩnh vực giám sát áp dụng để phát rủi ro an toàn thực phẩm dư lượng thuốc bảo vệ thực vật sản phẩm nơng nghiệp 4.4.1 Giám sát chất lượng an tồn thực phẩm Một hệ thống IoT phát gian lận thực phẩm thiết kế Gupta Rakesh (Gupta & Rakesh, 2018) để giám sát chất tạp nhiễm sản phẩm thực phẩm Hệ thống đơn giản hiệu quả, sử dụng số đối tượng thực phẩm chuỗi cung ứng (ví dụ: nông dân, người tiêu dùng quan chức năng) để phát chất tạp nhiễm có thực phẩm Hệ thống chứa cảm biến khác để đo nhiệt độ, dầu, độ ẩm, muối, kim loại, màu sắc, độ pH độ nhớt Một hệ thống IoT phát gian lận thực phẩm khác hệ thống phát triển Rajakumar et al (theo Rajakumar cộng sự, 2018), hệ thống tập trung vào việc phát chất tạp nhiễm sữa cách sử dụng số cảm biến khí, nhiệt độ, độ nhớt, độ mặn đầu đọc RFID Nirenjena đồng nghiệp (Nirenjena cộng sự, 2018) phát triển IoT hệ thống ngăn ngừa ô nhiễm biến chất thực phẩm, sử dụng để giám sát chất lượng thực phẩm nói chung, điều chỉnh mặt hàng thực phẩm cụ thể Họ sử dụng số cảm biến để phát thức ăn bị biến chất nhiệt độ, độ ẩm vị trí GPS Smiljkovikj Gavrilovska (theo Smiljkovikj & Gavrilovska, 2014) phát triển hệ thống dựa tảng đám mây gọi SmartWine để giám sát chuỗi cung ứng rượu Mục tiêu hệ thống quản lý tài nguyên tiêu thụ (ví dụ: nước thuốc trừ sâu), phịng chống dịch bệnh chất lượng cải tiến Họ tích hợp số cảm biến để thu thập liệu nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, áp suất khí quyển, xạ mặt trời, xạ tia cực tím, tốc độ gió, hướng gió, độ ẩm lá, nhiệt độ đất sức căng nước đất Shih Wang (Shih & Wang, 2016) phát triển kiến trúc thời gian thực hệ thống giám sát từ xa Cảm biến không dây đo nhiệt độ dọc theo dây chuyền đông lạnh hệ thống chế biến thực phẩm, bao gồm việc chuẩn bị vận chuyển thực phẩm 4.4.2 Giám sát thời hạn sử dụng Chen cộng (Chen cộng sự, 2014) đề xuất hệ thống dây chuyền đông lạnh thông minh để giám sát độ tươi thực phẩm cách sử dụng nhiều cảm biến ghi lại nhiệt độ, độ ẩm áp suất dây chuyền sản xuất thực phẩm đông lạnh loại RFID Hệ thống giám sát sản phẩm thực phẩm có mã di động, đảm bảo hệ thống tiếp tục dịch vụ hệ thống phụ trợ bị ngắt kết nối Điều làm giảm tải hệ thống (lưu trữ, xử lý giao tiếp) hệ thống xử lý phía sau khơng cần phải truy cập tất thời gian 4.4.3 Giám sát dư lượng thuốc bảo vệ thực vật Jin đồng nghiệp vào năm 2017 mô tả máy di động đo hấp thụ độ nhạy để theo dõi dư lượng thuốc bảo vệ thực vật đồng ruộng Hệ thống sử dụng giao diện người dùng để phát ảnh vi điều khiển bo mạch kết nối điện thoại thông minh, đám mây an toàn thực phẩm chuyên gia công nghệ 4G Công nghệ Bluetooth sử dụng để liên lạc máy dò trường giao diện Dữ liệu thu thập hiển thị điện thoại thông minh Hệ thống sử dụng cảm biến sinh học, truyền dẫn không dây, thiết bị phát (chip đơn máy vi tính) chia sẻ thông tin Hệ thống đã thử nghiệm mẫu thật kết khả quan 4.5 Chuỗi cung ứng Các viết danh mục chuỗi cung ứng sử dụng công nghệ IoT chủ yếu cho truy tìm theo dõi sản phẩm thực phẩm khác dọc theo chuỗi thực phẩm (N = 16) số ứng dụng nhỏ (truy xuất nguồn gốc chống hàng giả (N = 1), đóng gói thực phẩm (N = 1) rủi ro (N = 1)) Truy xuất nguồn gốc giúp để có thơng tin an tồn sản phẩm dọc theo chuỗi để cải thiện hậu cần đằng sau sản phẩm thực phẩm Do đó, chức truy xuất nguồn gốc sử dụng để thu thập thông tin liên quan khác an toàn thực phẩm, chất lượng thực phẩm hậu cần Một ứng dụng khác truy xuất nguồn gốc sử dụng hệ thống chống hàng giả chuỗi cung ứng 13 4.5.1 Truy xuất nguồn gốc Hệ thống xác định nguồn gốc ứng dụng để cung cấp thơng tin an tồn sản phẩm chuỗi cung ứng cải thiện trình sản xuất phân phối sản phẩm Chen năm 2015 đề xuất hệ thống theo dõi IoT tự động theo dõi vịng đời sản phẩm Các sản phẩm xác định từ trang trại đến nơi bán lẻ thẻ RFID, WSN EPCglobal (mã sản phẩm điện tử) EPCglobal cho phép chia sẻ thông tin vấn đề sản phẩm Các tác giả chứng minh thí nghiệm hệ thống họ theo dõi hiệu thực phẩm dọc theo chuỗi cung ứng Một nghiên cứu khác thực Liu đồng nghiệp (Liu cộng sự, 2016) giới thiệu kiến trúc IoT để theo dõi truy xuất nguồn gốc thực phẩm chuỗi cung ứng Họ sử dụng RFID video ghi âm dạng cảm biến, sử dụng WSN, WiFi, Ethernet để truyền liệu Hệ thống chứa tảng xử lý, phân tích trực quan hóa liệu Được áp dụng số trường hợp thực tế, hệ thống đánh giá hiệu Liu đồng nghiệp năm 2017 phát triển theo dõi hệ thống truy tìm thực phẩm đóng gói sẵn bao gồm tồn thơng tin nguồn cung Nền tảng tích hợp mã QR RFID Hiệu hệ thống xác định nguồn gốc xác minh nghiên cứu chứng minh đảm bảo an tồn chất lượng thực phẩm đóng gói sẵn Hệ thống được sử dụng để chia sẻ thơng tin liên quan an tồn thực phẩm, chất lượng thực phẩm kho vận Mededjel cộng năm 2017 phát triển hệ thống truy xuất nguồn gốc khác, bên cung cấp thực phẩm hợp tác chia sẻ thông tin Hệ thống đề xuất cho phép thu thập, chuyển giao, lưu trữ chia sẻ thông tin thực phẩm chuỗi cung ứng sử dụng thẻ RFID, mã sản phẩm điện tử (EPC) tảng đám mây Yan cộng (Yan cộng sự, 2012) phát triển hệ thống IoT cho thủy sản (cụ thể cá rơ phi), người tiêu dùng, doanh nghiệp phủ truy xuất thơng tin nguồn gốc Bên cạnh việc , hệ thống cấp thông tin để theo dõi việc nhân giống, doanh số bán hàng, quản lý nuôi trồng, chế biến, phân phối giám sát Hệ thống sử dụng công nghệ RFID, EPC Máy chủ ONS EPCIS (Dịch vụ Thông tin EPC) máy chủ sở liệu 4.5.2 Truy xuất nguồn gốc chống hàng giả Sử dụng IoT để truy xuất nguồn gốc mục đích cho phép kiểm sốt giảm thiểu gian lận thực phẩm Zou năm 2016 thiết kế giải pháp IoT cải thiện khả truy xuất nguồn gốc hạn chế việc gian lận thực phẩm chuỗi cung ứng thịt lợn Khàng truy xuất thơng tin công việc hậu cần, kiểm tra kiểm dịch, trồng trọt trang trại lò giết mổ, khả truy xuất nguồn gốc từ điểm phân phối điểm bán hàng, từ phát gian lận 4.5.3 Bao bì thực phẩm Beker cộng năm 2016 vạch giải pháp IoT áp dụng chuỗi cung ứng thực phẩm để nâng cao chất lượng an toàn thực phẩm Trong giải pháp này, điện thoại thơng minh người tiêu dùng sử dụng để thu thập thông tin bao bì (ví dụ: thành phần, dị ứng giá trị dinh dưỡng) thông tin khác chất lượng sản phẩm, độ tươi, nguồn gốc thuốc bảo vệ thực vật áp dụng Bên cạnh người tiêu dùng, nhà bán lẻ thu lợi từ hệ thống cách dự đoán thời hạn sử dụng sản phẩm so sánh với thời hạn sử dụng thực để cải thiện kho vận 4.6 Giám sát chuỗi cung ứng Liu đồng năm 2014 phát triển kiến trúc để theo dõi sản phẩm thực phẩm dọc theo chuỗi cung ứng thực phẩm từ trang trại đến thị trường Kiến trúc cho phép lưu trữ hiệu chia sẻ thông tin bên mang lại lợi ích cho tất đối tượng chuỗi cung ứng Musa Vidyansankar năm 2017 đề xuất kiến trúc sử dụng công cụ quan trọng để nâng cao hiệu việc truy tìm sản phẩm chuỗi cung ứng Hệ thơng đề xuất sử dụng cơng việc thu hoạch, vận chuyển nhà đóng gói chuỗi cung ứng dâu đen, sử dụng cảm biến để theo dõi nhiệt độ, độ ẩm tương đối, carbon dioxide ánh sáng Ở Hà Lan, Verdouw collegeus năm 2016 đề xuất kiến trúc IoT cho chuỗi cung ứng thực phẩm ảo gọi FIspace.2 Hệ thống tảng dựa đám mây cho phép tác nhân chuỗi cung ứng để trực quan hóa, giám sát, kiểm sốt, lập kế hoạch tối ưu hóa quy trình kinh doanh theo thời gian thực Nền tảng hoạt động bốn lớp ảo hóa (tức cảm biến kích hoạt, trao đổi liệu, tích hợp thơng tin, dịch vụ ứng dụng) Nền tảng hỗ trợ số ứng dụng Ứng dụng thơng tin sản xuất, Ứng dụng tình trạng lơ hàng, Lập kế hoạch hậu cần Ứng dụng, dịch vụ vận hành thị trường Ứng dụng hàng hóa ứng dụng tìm kiếm khơng gian 15 xác nhận nghiên cứu điển hình cá dự kiến có số lợi ích cho cơng ty ngành công nghiệp Authors Internet/ Ethernet RFID WSN Wi fi Badia-Melis et al (2016) x x Badia-Melis et al (2018) x x Brizzi et al x (2013) x G P R S N F C O N S 4G Zig Bee x Capello et x al (2016) x Chen (2015) x Chen et al (2014) x Doinea et al x (2015) x Eom, Hyun, Lin, & Kim (2014) x x x Gupta and Rakesh (2018) Hu et (2011) al Bluet G ooth S M x x x Jin et (2017) al Juric et al x (2016) x x x x Leng et al (2018) x Li et (2017) al x x Liu et (2014) al x Liu et (2016) al x x Maksimovic x et al (2015) x x Markovic et al (2016) x x x Mededjel et al (2017) x Musa (2017) x Nirenjena et x al (2018) Part et al (2012) x x x x Pauvre et al x (2012) Rajakumar et al (2018) x x 17 Seo et al x (2016) Shih Wang (2016) x and Smiljkovikj and Gavrilovska (2014) x x x Tervonen (2018) x x x Verdouw et x al (2016) Wang and x Yue (2017) Xiaorong et al (2015) Xu et (2013) x x x al Yan et al (2012) x x Yan et al x (2016) Yu et (2018) al x x Zhang, Huang, Zhu, & Qiu (2013) Zhang et al x x x x x x (2017) Zhao, Guo, Sun, and wuang (2015) Zou (2016) x x x x Zou et al (2014) x x x Total 16 number of articles 16 13 x Bảng 2: Thống kê công nghệ giao tiếp sử dụng báo IoT ứng dụng an toàn thực phẩm 19 Monitoring Supply Chain Supply Chain Monitoring Badia-Melis et al (2018) Accorsi et al (2017) Badia-Melis et al (2016) Cappelo et al (2017) Beker et al (2016) Liu et al (2014) Chen et al (2014) Brizzi et al (2013) Musa (2017) Eom, Hyun, Lin, & Kim Chen (2015) (2014) Verdouw et al (2016) Gupta and Rakesh (2018) Doinea et al (2015) Wang and Yue (2017) Han et al (2014) Gu et al (2012) Zou et al (2012) Hu et al (2011) Han et al (2015) Jin et al (2017) Li et al (2017) Juric et al (2016) Liu et al (2016) Leng et al (2018) Mededjel et al (2017) Maksimovic et al (2015) Min-Ning, Li, Yong-Heng, & Feng (2014) Markovic et al (Nai-Xia, Part et al (2012) 2018) Nirenjena et al (2018) Pauvre et al (2012) Rajakumar et al (2018) Tian (2017) Seo et al (2016) Xiaorong et al (2015) Shih and Wang (2016) Xu et al (2013) Smiljkovikj Gavrilovska, Tervonen, 2018 Zhang et al (2017) & Yan et al (2012) 2014 Yan et al., 2016 Yu et al., 2018 and Zhao et al (2015) Zhang, Huang, Zhu, & Qiu (2013) Zou (2016) 21 21 Bảng 3: Các lĩnh vực nghiên cứu báo 21 Chương THẢO LUẬN VÀ NHỮNG THÁCH THỨC TRONG TƯƠNG LAI Trong hầu hết nghiêm cứu, kiến trúc IoT đề xuất chủ yếu cấu trúc lý thuyết mà khơng có ứng dụng thực tế nào, có nghĩa việc triển khai an tồn thực phẩm Có vài ví dụ việc triển khai thực tế IoT an toàn thực phẩm báo cáo Shin Wang( Shin&Wang 2016), họ phát triển hệ thống cho giám sát dây chuyền lạnh Hệ thống triển khai thành công tác giả báo cáo hệ thống làm tăng doanh số hàng năm, doanh thu cao hơn, việc làm giảm tiêu thụ lượng Tương tự, Yan et al(Yan cộng sự, 2012) thiết kế truy xuất nguồn gốc IoT tảng cho chuỗi cung ứng cá, mang lại hiệu doanh thu mức độ hài long thị trường công ty Musa Vidyasankar (Musa & Vidyasankar, 2017) theo dõi nhiệt độ mâm xôi chuỗi xử lý thực phẩm đông lạnh cách sử dụng cảm biến sử dụng nút tính tốn thơng tin để ước tính thời hạn sử dụng mâm xôi Khi mà thời hạn sử dụng tính tốn sai lệch so với mức ngưỡng, hệ thống tự động kích hoạt cảnh báo cách gửi email SMS đến liên quan tác nhân chuỗi cung ứng Ví dụ cuối hệ thống giám sát SmartWine, thành lập (Smiljkovikj & Gavrilovska, 2014), kết nối với hệ thống tự động hóa phản ứng tự động với điều kiện khí hậu để ngăn ngừa dịch bệnh bảo vệ chất lượng trình sản xuất rượu Ở Châu Âu, việc triển khai giải pháp IoT an toàn thực phẩm Mặc dù, số dự án IoT liên quan đến chuỗi thực phẩm có bắt đầu, an tồn thực phẩm nghiên cứu số dự án Musetech, IQFRESHLABEL ebbits.5 Trong dự án Musetech, ba công nghệ cảm biến (tức quang phổ âm thanh, bán hình ảnh quang phổ nhiệt độ) tích hợp thiết bị đa cảm biến để giám sát thời gian thực nhiều thông số liên quan đến chất lượng an tồn hóa chất thực phẩm Mục tiêu dự án IQ-FRESHLABEL để phát triển nhãn thông minh để theo dõi nhiệt độ oxy hàm lượng thực phẩm đông lạnh sản phẩm đóng gói Mục tiêu dự án ebbits để phát triển kiến trúc, công nghệ quy trình, cho phép doanh nghiệp tích hợp ngữ nghĩa IoT vào hệ thống kinh doanh hỗ trợ ứng dụng kinh doanh đời thực Nghiên cứu nhiều ứng dụng đầy hứa hẹn IoT lĩnh vực an tồn thực phẩm, nhiên, số dẫn đến việc triển khai thực Đánh giá nghiên cứu thu thập xác định số hạn chế gây tiếp thu hạn chế công nghệ thảo luận theo chủ đề bên 5.1 An toàn thực phẩm truy xuất nguồn gốc Nếu sử dụng phương pháp triển khai IoT truyền thống, việc theo dõi sản phẩm thực phẩm sử dụng thẻ RFID NFC có có vấn đề chi phí cao liên quan đến công nghệ so với giá sản phẩm Do đó, cơng nghệ tập trung vào giám sát mối nguy hóa học vi sinh chuỗi thực phẩm phải là: i) dựa cảm biến nhỏ giá rẻ, ii) phù hợp với thời gian thực phát mức độ quan tâm iii) dễ thực sử dụng Công nghệ RFID sử dụng rộng rãi sản xuất, quản lý kho bãi biện pháp xác thực sản phẩm, v.v Tiêu chuẩn RFID EU tuân theo EPC toàn cầu Mỹ tiêu chuẩn, lĩnh vực ứng dụng, chúng giai đoạn phát triển giống Các phương pháp luận sử dụng để truy xuất nguồn gốc thực phẩm phải hợp lệ cho loại sản phẩm, độc lập với đặc tính vốn có chúng Các cơng nghệ IoT áp dụng an toàn thực phẩm cần xác nhận hay tham chiếu phương pháp hay giao thức thức Vì IoT sử dụng kinh doanh thực phẩm tương lai, ảnh hưởng đến sở thích người tiêu dùng mua sản phẩm thực phẩm trực tuyến, đó, luật thích hợp liên quan đến vấn đề cần thiết (Kim Dang et al., 2018, Nguyen et al., 2018) Dữ liệu tạo thiết bị IoT ngày khó để diễn giải, giao tiếp chia sẻ thiết bị với thiếu tiêu chuẩn truyền thơng Trong tương lai, ngày nhiều thiết bị IoT tuân theo nguyên tắc hướng dẫn FAIR Điều kích hoạt Internet of Data dịch vụ giúp liệu thuật tốn tìm kiếm, nói chuyện trì có sẵn để chia sẻ tái sử dụng liệu Những phát triển gần lĩnh vực hướng tới việc phát triển tiêu chuẩn siêu liệu cho máy móc 5.2 Cơng nghệ thơng tin thách thức bảo mật Một số mạng không dây sử dụng thiết bị IoT ngày thiết kế cho mục đích khác, chẳng hạn đa phương tiện viễn thơng Do đó, chúng khơng tối ưu hóa cho giao tiếp IoT tiêu thụ lượng đáng kể sức mạnh tính tốn giao thức truyền thơng Một số giao thức khác đề xuất sử dụng cho hệ thống IoT Người dùng chưa hội tụ tiêu chuẩn cho dịch vụ truyền thông IoT Các giao thức dựa lớp vật lý cụ thể 23 không sử dụng Giao thức Internet, giao thức lớp vật lý bất khả tri sử dụng IP Bảo mật yêu cầu thiết yếu tất dự án IoT thực phẩm an toàn Tuy nhiên, số hệ thống IoT an toàn nhiều so với hệ thống cho máy tính Mac Linux Một số vấn đề liên quan với bảo mật IoT là: phần cứng khơng đủ tính bảo mật, phần mềm tối ưu kém, sử dụng mật mặc định lỗi thiết kế bảo mật Các nút IoT có bảo mật ảnh hưởng đến độ bảo mật chung mạng lưới IoT Chương KẾT LUẬN Nghiên cứu tiến hành đánh giá tài liệu giải pháp IoT thực phẩm lĩnh vực liên quan đến an toàn thực phẩm Tài liệu đánh giá thực cách sử dụng tài liệu học thuật viết tiếng Anh xuất tạp chí Các báo liên quan phân tích cách sử dụng thư mục mạng lưới để điều tra mối quan hệ tác giả, viện nghiên cứu, quốc gia nội dung Nghiên cứu cho thấy IoT an toàn thực phẩm báo cáo lần vào năm 2011 số lượng báo xuất tăng lên kể từ với thống trị trường đại học Trung Quốc số lượng báo xuất chủ đề IoT ấn phẩm an toàn thực phẩm chủ yếu tập trung vào việc đề xuất thiết kế kiến trúc IoT chuỗi cung ứng, vạch thách thức khả Các giải pháp liên quan đến kiến trúc triển khai thử nghiệm, không áp dụng thực tế Nghiên cứu trọng tâm IoT an toàn thực phẩm chuỗi cung ứng thực phẩm để theo dõi sản phẩm thực phẩm (ví dụ: thực phẩm, thịt, sản phẩm chuỗi lạnh nông sản), giám sát chất lượng an toàn thực phẩm Phần lớn nghiên cứu sử dụng cảm biến để đo nhiệt độ, độ ẩm vị trí Cuộc điều tra cơng nghệ truyền thông sử dụng nhiều cho thấy Internet, RFID WSN sử dụng phổ biến Nghiên cứu nỗ lực để kiểm tra tài liệu việc sử dụng cơng nghệ IoT an tồn thực phẩm Nhìn chung, kết cho thấy tiềm to lớn công nghệ số triển khai thành công báo cáo, rõ ràng cần phải nghiên cứu đổi để nắm bắt toàn tiềm IoT Đối với tổng quan này, báo tiếng Anh xem xét Kể từ đó, phần lớn phát triển dường Trung Quốc, tốt mở rộng tổng quan với báo xuất tiếng Trung 25 ... pháp Trong tất nghiên cứu có, người ta ý đến khả sử dụng IoT lĩnh vực an toàn thực phẩm mục tiêu nghiên cứu để thực điều Vì vậy, báo khoa học báo cáo việc sử dụng cơng nghệ IoT an tồn thực phẩm. .. dịch vụ ứng dụng) Nền tảng hỗ trợ số ứng dụng Ứng dụng thông tin sản xuất, Ứng dụng tình trạng lơ hàng, Lập kế hoạch hậu cần Ứng dụng, dịch vụ vận hành thị trường Ứng dụng hàng hóa ứng dụng tìm... áp dụng thực tế Nghiên cứu trọng tâm IoT an toàn thực phẩm chuỗi cung ứng thực phẩm để theo dõi sản phẩm thực phẩm (ví dụ: thực phẩm, thịt, sản phẩm chuỗi lạnh nông sản), giám sát chất lượng an