báo cáo thực tập điện tử viễn thông đại mở hà nội 2024 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ IOT 1, Tìm hiểu về IoT: a) Internet of Things (IoT) là gì? IoT là thuật ngữ dùng để chỉ các đối tượng có thể được nhận biết (identifiable) cũng như chỉ sự tồn tại của chúng trong một kiến trúc mang tính kết nối. Cụm từ này được đưa ra bởi Kevin Ashton vào năm 1999. Ông là một nhà khoa học đã sáng lập ra Trung tâm AutoID ở đại học MIT, nơi thiết lập các quy chuẩn toàn cầu cho RFID (một phương thức giao tiếp không dây dùng sóng radio) cũng như một số loại cảm biến khác. IoT sau đó cũng được dùng nhiều trong các ấn phẩm đến từ các hãng và nhà phân tích. Vào tháng 6 năm 2009, Ashton từng cho biết rằng hiện nay máy tính và do đó, Internet gần như phụ thuộc hoàn toàn vào con người để chuyển tải dữ liệu. Gần như tất cả trong số 50 petabyte dữ liệu đang có trên Internet (vào thời điểm đó) đều được ghi lại hoặc tạo ra bởi con người chúng ta, thông qua các các thức như gõ chữ, nhấn nút, chụp ảnh, quét mã vách.... Con người chính là nhân tố quyết định trong thế giới Internet hiện nay. Thế nhưng con người lại có nhiều nhược điểm: chúng ta chỉ có thời gian hạn chế, khả năng tập trung và độ chính xác cũng ở mức thấp so với máy móc. Điều đó có nghĩa là chúng ta không giỏi trong việc thu thập thông tin về thế giới xung quanh, và đây là một vấn đề lớn.
Trang 1Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Cao Phương
Sinh viên thực hiện: Vũ Qang Huy
Lớp :K23A
Trường Đại học Mở Hà nội
Trang 2MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU _4 LỜI CÁM ƠN _5 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ IOT 6
1, Tìm hiểu về IoT: _6
a) Internet of Things (IoT) là gì? 6 b) Khả năng định danh độc nhất 8 c) Xu hướng và tính chất của The Internet of Things 8 d) Những yếu tố thúc đẩy IoT _9 e) IoT & những cản trở hiện nay 11
2, Ứng dụng IOT trong thực tế: 14
a) Ứng dụng IoT trong nông nghiệp _14 b) Ứng dụng IoT trong chăn nuôi _14 c) Quản lý hàng tồn kho 15
CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP IOT CHO GIAO THÔNG 16
1, Dịch vụ đỗ xe thông minh: 16
a) Giới thiệu _16 b) Cách thức hoạt động _17 c) Lợi ích 17
2, Dịch vụ thu phí đường điện tử: _18
a) Giới thiệu _18 b) Thiết bị gắn trong phương tiện (In vehicle unit-IU): 18 c) Điểm kiểm soát dịch vụ thu phí ERP 18 d) Phương thức hoạt động _19 e) Lợi ích _19
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG GIÁM SÁT HÀNH TRÌNH _20
1, Hệ thống giám sát hành trình: _20
a) Giới thiệu thiết bị giám sát hành trình. _20 b) Mục đích sử dụng. 21 c)Thiết bị giám sát hành trình: _23
Trang 32, Giới thiệu MODULE của QUECTEL trong ứng dụng IoT: _28
a) Dòng GMS/GPRS _28 b) Dòng LTE _33 c) Dòng UMTS/HSPA: UC20: _35
KẾT LUẬN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42
Trường Đại học Mở Hà nội
Trang 4LỜI GIỚI THIỆU
Ngày nay, với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới của chúng
ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn Và một cụm từ lạ đãxuất hiện trên mạng, đó là“Internet of Things” Đây là một khái niệm còn khá mới
mẻ với hầu hết người dùng thông thường mặc dù nó đã được ra đời cách đây khálâu Nói ngắn gọi, nó là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, vớiInternet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó Nhận thấyđược sự phát triển của IoT trong tương lai, em đã lựa chọn đề tài về IoT Nội dungcủa báo cáo này là tìm hiểu chung về IoT và ứng dụng của IoT trong hệ thống giámsát hành trình, bài cáo cáo gồm 3 chương:
Chương 1: Giới thiệu chung về IoT.Trong chương này các vấn đề tổng quát về môhình của các hệ thống Interet vạn vật chung về IoT được giới thiệu, cùng với cácứng dụng điển hình được ứng dụng trong thực tế
Chương 2: Các giải pháp IoT cho giao thông Trong chương này bao gồm nhữnggiải pháp mà IoT đã và đang áp dụng trong hệ tầng giao thông toàn thế giới nóichung và Việt Nam nói riêng
Chương 3: Thiết bị giám sát hành trình Trong chương này ta sẽ đi sâu về 2 phần
đó là những thiết bị giám sát hành trình có sử dụng IoT và Module Quectel trongIoT
Trang 5LỜI CÁM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:
Các thầy cô của Trường Đại Học Mở Hà Nội nói chung và các thầy cô trong khoaĐiện – Điện Tử nói riêng, những người đã giảng dạy và truyền đạt cho em nhữngkiến thức bổ ích suốt 4 năm học vừa qua
Em xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo đã trực tiếp giảng dạy vàhướng dẫn em tận tình, chu đáo, cho em những định hướng và kiến thức quý báu.Thầy giáo cũng đã giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành đồ ántốt nghiệp này
Cuối cùng, em kính chúc quý thầy cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sựnghiệp cao quý , đạt được nhiều thành tựu lớn trong sự nghiệp
Em xin chân thành cảm ơn!
Trường Đại học Mở Hà nội
Trang 6CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ IOT
1, Tìm hiểu về IoT:
a) Internet of Things (IoT) là gì?
IoT là thuật ngữ dùng để chỉ các đối tượng có thể được nhận biết (identifiable)cũng như chỉ sự tồn tại của chúng trong một kiến trúc mang tính kết nối Cụm từnày được đưa ra bởi Kevin Ashton vào năm 1999 Ông là một nhà khoa học đãsáng lập ra Trung tâm Auto-ID ở đại học MIT, nơi thiết lập các quy chuẩn toàn cầucho RFID (một phương thức giao tiếp không dây dùng sóng radio) cũng như một
số loại cảm biến khác IoT sau đó cũng được dùng nhiều trong các ấn phẩm đến từcác hãng và nhà phân tích
Vào tháng 6 năm 2009, Ashton từng cho biết rằng "hiện nay máy tính - và do đó,Internet - gần như phụ thuộc hoàn toàn vào con người để chuyển tải dữ liệu Gầnnhư tất cả trong số 50 petabyte dữ liệu đang có trên Internet (vào thời điểm đó) đềuđược ghi lại hoặc tạo ra bởi con người chúng ta, thông qua các các thức như gõchữ, nhấn nút, chụp ảnh, quét mã vách " Con người chính là nhân tố quyết địnhtrong thế giới Internet hiện nay Thế nhưng con người lại có nhiều nhược điểm:chúng ta chỉ có thời gian hạn chế, khả năng tập trung và độ chính xác cũng ở mứcthấp so với máy móc Điều đó có nghĩa là chúng ta không giỏi trong việc thu thậpthông tin về thế giới xung quanh, và đây là một vấn đề lớn
Ví dụ đơn giản như sau: chiếc tủ lạnh thông thường của bạn không được kết nốivới thiết bị nào khác Nếu chúng ta muốn ghi lại nhiệt độ ở từng thời điểm của tủ,chúng ta chỉ có cách ghi lại thủ công rồi nhập vào một máy tính hay thiết bị lưu trữnào đó Hay như bóng đèn neon ở nhà chẳng hạn, chúng ta muốn thu thập, điềuchỉnh độ sáng của nó thì phải đo thủ công rồi ghi lại
Còn nếu như máy tính có khả năng giúp con người thu thập tất cả những dữ liệu vềmọi thứ xung quanh, chúng ta có thể "theo dõi và đếm mọi thứ, giúp giảm hao phí,chi phí và lỗ Chúng ta sẽ biết chính xác khi nào các vật dụng cần phải sửa chữa,thay thế, khi nào chúng còn mới và khi nào thì chúng hết hạn sử dụng Chưa kểđến việc chúng ta có thể kiểm soát chúng mọi lúc mọi nơi IoT có tiềm năng thayđổi thế giới, giống như cách mà Internet đã thay đổi cuộc sống của chúng ta Ngôinhà thông minh với các bóng đèn thông minh, máy giặt thông minh, tủ lạnh thông
Trang 7minh, có thể xem là bước đầu của IoT bởi chúng đều được liên kết với nhauvà/hoặc liên kết vào Internet
Một chi nhánh của Auto-ID tại Châu Âu từng nói về IoT như sau: "Chúng tôi cómột tầm nhìn rất rõ ràng - tạo ra một thế giới nơi mà mọi thứ - từ những chiếc máybay phản lực khổng lồ cho đến từng cây kim khâu - đều được kết nối vào Internet.Mục tiêu này chỉ có thể đạt được khi và chỉ khi tất cả mọi người áp dụng nó ở tất
cả mọi nơi" Việc trang bị những công nghệ theo dõi, nhận biết vào những vậtthông dụng trong đời sống sẽ làm thay đổi rất nhiều cách chúng ta tương tác với đồvật cũng như cách tương tác giữa người với người Theo ước tính của công ty ABIResearch, đến năm 2020, toàn thế giới sẽ có 30 tỉ thiết bị được kết nối không dâyvào mạng lưới IoT
Internet of Things tuy đã tồn tại từ nhiều năm nay nhưng nó mãi không trở nên phổbiến Lý do thực sự nằm ở tiềm năng hiện thực hóa và triển khai một cách liềnmạch, thống nhất vẫn chưa được tối ưu Về lý thuyết, IoT là hệ sinh thái kết nốitoàn bộ các thiết bị với nhau, đồng bộ một cách toàn diện nhất Tuy nhiên, đạt đến
độ lý tưởng về mọi mặt thì vẫn đang là đích đến bị bỏ ngỏ, dù chúng ta đã và đangdần thu được nhiều bước tiến triển đáng kể trong thời gian vừa qua
Hãy lấy môi trường nhà ở thông minh làm một ví dụ Trong những năm trước đây,
ý tưởng về kết nối không dây tạo nên một hệ sinh thái đã được đầu tư, nhưng cuốicùng vẫn chưa cho ra một kết quả nào như ý cả Có quá nhiều cái tên tồn tại hiệnnay đều phục vụ mục đích như vậy: Zigbee, Z-Wave, Bluetooth, Wi-Fi,… và ngay
cả một công trình, nền tảng smarthome được xây dựng sẵn cũng đã có mặt: Wink,SmartThings, Iris by Lowe’s Nghe có vẻ tiện nghi và đầy hiện đại, nhưng nhìnchung vẫn không có gì nổi bật hẳn lên cả
Một số thiết bị lại không tương thích với các nền tảng có sẵn, ví dụ như đèn PhilipsHue không thích hợp để kết nối với hệ thống Iris by Lowe’s Ngoài ra, nhỡ chẳngmay có sự cố nào đó ảnh hưởng đến hệ thống, toàn bộ những thiết bị kết nối theocũng sẽ bị ảnh hưởng cùng lúc
Dù vậy, năm 2017 này được dự đoán sẽ là lúc xốc lại tinh thần cho IoT, với tiêuchuẩn thống nhất dựa trên Wi-Fi vì nó hỗ trợ nhiều khả năng đa dạng và tối ưu chonhiều thiết bị Hơn nữa, tính năng đồng bộ giao thoa giữa nhau cũng sẽ được đặtlên hàng đầu, thay vì phải thông qua một trung tâm điều khiển nhất định
Trường Đại học Mở Hà nội
Trang 8b) Khả năng định danh độc nhất
Điểm quan trọng của IoT đó là các đối tượng phải có thể được nhận biết và địnhdạng (identifiable) Nếu mọi đội tượng, kể cả con người, được "đánh dấu" để phânbiệt bản thân đối tượng đó với những thứ xung quanh thì chúng ta có thể hoàn toànquản lí được nó thông qua máy tính Việc đánh dấu (tagging) có thể được thực hiệnthông qua nhiều công nghệ, chẳng hạn như RFID, NFC, mã vạch, mã QR,watermark kĩ thuật số Việc kết nối thì có thể thực hiện qua Wi-Fi, mạng viễnthông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại
Ngoài những kĩ thuật nói trên, nếu nhìn từ thế giới web, chúng ta có thể sử dụngcác địa chỉ độc nhất để xác định từng vật, chẳng hạn như địa chỉ IP Mỗi thiết bị sẽ
có một IP riêng biệt không nhầm lẫn Sự xuất hiện của IPv6 với không gian địa chỉcực kì rộng lớn sẽ giúp mọi thứ có thể dễ dàng kết nối vào Internet cũng như kếtnối với nhau
c) Xu hướng và tính chất của The Internet of Things
- Thông minh: Sự thông minh và tự động trong điều khiển thực chất không phải làmột phần trong ý tưởng về IoT Các máy móc có thể dễ dàng nhận biết và phản hồilại môi trường xung quanh (ambient intelligence), chúng cũng có thể tự điều khiểnbản thân (autonomous control) mà không cần đến kết nối mạng Tuy nhiên, trongthời gian gần đây người ta bắt đầu nghiên cứu kết hợp hai khái niệm IoT vàautonomous control lại với nhau Tương lai của IoT có thể là một mạng lưới cácthực thể thông minh có khả năng tự tổ chức và hoạt động riêng lẻ tùy theo tìnhhuống, môi trường, đồng thời chúng cũng có thể liên lạc với nhau để trao đổi thôngtin, dữ liệu
Việc tích hợp trí thông minh vào IoT còn có thể giúp các thiết bị, máy móc, phầnmềm thu thập và phân tích các dấu vết điện tử của con người khi chúng ta tươngtác với những thứ thông minh, từ đó phát hiện ra các tri thức mới liên quan tớicuộc sống, môi trường, các mối tương tác xã hội cũng như hành vi con người
- Kiến trúc dựa trên sự kiện: Các thực thể, máy móc trong IoT sẽ phản hồi dựatheo các sự kiện diễn ra trong lúc chúng hoạt động theo thời gian thực Một số nhànghiên cứu từng nói rằng một mạng lưới các sensor chính là một thành phần đơngiản của IoT
Trang 9- Là một hệ thống phức tạp: Trong một thế giới mở, IoT sẽ mang tính chất phứctạp bởi nó bao gồm một lượng lớn các đường liên kết giữa những thiết bị, máymóc, dịch vụ với nhau, ngoài ra còn bởi khả năng thêm vào các nhân tốc mới
- Kích thước: Một mạng lưới IoT có thể chứa đến 50 đến 100 nghìn tỉ đối tượngđược kết nối và mạng lưới này có thể theo dõi sự di chuyển của từng đối tượng.Một con người sống trong thành thị có thể bị bao bọc xung quanh bởi 1000 đến
5000 đối tượng có khả năng theo dõi
- Vấn đề không gian, thời gian: Trong IoT, vị trí địa lý chính xác của một vật nào
đó là rất quan trọng Hiện nay, Internet chủ yếu được sử dụng để quản lí thông tinđược xử lý bởi con người Do đó những thông tin như địa điểm, thời gian, khônggian của đối tượng không mấy quan trọng bởi người xử lí thông tin có thể quyếtđịnh các thông tin này có cần thiết hay không, và nếu cần thì họ có thể bổ sungthêm Trong khi đó, IoT về lý thuyết sẽ thu thập rất nhiều dữ liệu, trong đó có thể
có dữ liệu thừa về địa điểm, và việc xử lí dữ liệu đó được xem như không hiệu quả.Ngoài ra, việc xử lí một khối lượng lớn dữ liệu trong thời gian ngắn đủ để đáp ứngcho hoạt động của các đối tượng cũng là một thác thức hiện nay
- Các hệ thống phụ trong IoT: Không phải tất cả mọi thứ nằm trong IoT đều nhấtthiết phải kết nối vào một mạng lưới toàn cầu, chúng ta có thể hoạt động trongtừng hệ thống đơn lẻ (subsystem) Hãy tưởng tượng đến một căn nhà thông minh,trong đó các đồ điện gia dụng có thể tự chúng tương tác với nhau và hoạt động màkhông cần phải vào Internet, trừ khi chúng ta cần điều khiển nó từ xa Ngôi nhànày có thể được xem là một subsystem Cũng giống như hiện nay chúng ta có cácmạng LAN, WAN, mạng ngang hàng nội bộ chứ không kết nối trực tiếp vàoInternet
d) Những yếu tố thúc đẩy IoT
IoT đã thay đổi kể từ năm 1970, thời đại của mainframe đã tạo ra hàng triệu máytính lớn và hàng ngàn ứng dụng trên thị trường Những năm 1990 sao đó là kỷnguyên của hiệu suất, là thời kỳ hoàng kim của máy tính cá nhân và đã có hàngtrăm triệu đối tượng, thiết bị và hàng chục ngàn ứng dụng được ra đời Tiếp theo
đó, sự bùng nổ trong năm 2010 của điện thoại di động và điện toán đám mây đã tácđộng mạnh mẽ đến toàn cảnh IoT Làn sóng di động và đám mây đã tạo ra hàng tỷđối tượng, thiết bị và theo đó là hàng triệu ứng dụng xuất hiện trên thị trường Đến
Trường Đại học Mở Hà nội
Trang 10năm 2020 chúng ta sẽ chứng kiến sự mở rộng của xu hướng này với hàng nghìn tỷđối tượng và sẽ có hàng chục triệu ứng dụng, đó là cách IoT sẽ phát triển
Sự phát triển của IoT được thúc đẩy bởi 4 yếu tố quan trọng Đầu tiên là cảm biếnchi phí thấp, thứ hai là công nghệ di động, tiếp theo đó là phân tích dữ liệu lớn, vàcuối cùng là điện toán đám mây
Cảm biến giá rẻ đang trở nên mạnh mẽ và nhỏ gọn hơn bao giờ hết để có thể gắnvào bất kì đối tượng, thiết bị nào Còn đối với doanh nghiệp thì tính di động đangtrở nên rất quan trọng và tập trung tất cả mọi thứ trong một ứng dụng Doanhnghiệp phải phát triển các ứng dụng của mình để có thể truy cập bất cứ thiết bịCNTT nào Và khi có nhiều kết nối được thực hiện, sẽ bùng nổ dữ liệu và dẫn đếnkhái niệm dữ liệu lớn Ví dụ khi nói về thành phố thông minh thì bản chất ở đây làthu thập tất cả dữ liệu từ những đối tượng kết nối và chuyển chúng thành thông tin
Dữ liệu lớn đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra những giá trị đối với đời sốngthực Và cuối cùng nơi lưu trữ, xử lý của hệ thống IoT chính là điện toán đám mây.Tại sự kiện NetEvent 2016 diễn ra hồi tháng 5/2016 vừa qua tại Singapore với chủ
đề “The IoT Will Disrupt Everything – Or Will It? You Be the Judge”, nhiềuchuyên gia đã nhận định rằng điện toán đám chính là nơi tạo ra khả năng, sứcmạnh cho IoT
Cũng tại NetEvent 2016, hãng nghiên cứu Frost and Sullivan còn cho biết sẽ cókhoảng 22 tỷ thiết bị IoT vào năm 2020, và trung bình mỗi hộ gia đình thời điểm
đó sẽ sở hữu 10 thiết bị kết nối Ngoài ra, đại diện hãng nghiên cứu này còn chobiết quy mô thị trường IoT vào năm 2015 là khoảng 24 tỷ USD, nhưng đến năm
2030 con số này sẽ là 79 tỷ USD, trong đó lĩnh vực vận chuyển và sản xuất sẽ có
sự đầu tư vào IoT lớn nhất
Tại Việt Nam, IoT đã được ứng dụng từ lâu dưới các hình thức tự động hóa như hệthống điều khiển đèn giao thông, hệ thống tưới tiêu tự động… Tuy nhiên hiện chưa
có ứng dụng IoT thực sự nào ảnh hưởng mạnh tới đời sống xã hội trong nước Vớigiao thông đô thị thông minh, trong thời gian tới một số ứng dụng như thu phíkhông dừng, phạt nguội bằng camera dự báo sẽ phổ biến tại các thành phố lớn như
Hà Nội, TP.HCM Các lĩnh vực tiềm năng như y tế điện tử, nông nghiệp thôngminh, bất động sản thông minh sẽ cần thêm thời gian để có những ứng dụng IoTphù hợp
Trang 12e) IoT & những cản trở hiện nay
- An ninh và bảo mật dữ liệu: Mọi vấn đề bảo mật chỉ tốt khi chúng ta có thể chỉ racác điểm yếu của thiết bị, và đối với một thế giới kết nối như hiện nay thì điều đó
có rất nhiều Điều này giải thích lý do tại sao Samsung đã dành nỗ lực đáng kể vàonền tảng ARTIK dành cho IoT trong thời gian gần đây ARTIK có 3 mẫu modulechứa tất cả các thành phần – bộ cảm biến, vi xử lý, bộ nhớ tích hợp, và kèm theo
đó là khả năng kết nối không dây cần thiết cho các nhà sản xuất để tạo ra thiết bịthông minh Tất cả các module ARTIK đều được hãng trang bị một khoá an toànnhằm giúp các nhà phát triển mã hoá dữ liệu tốt hơn so với phần mềm mã hoá mặcđịnh
Đối với các thiết bị cá nhân có khả năng kết nối Internet thì vấn đề an ninh và sựriêng tư là những mối quan tâm hàng đầu Đây có lẽ là những sản phẩm điển hình
để được trang bị hệ thống mã hóa, nhưng vấn đề an ninh và sự riêng tư lại có đặcthù riêng khác nhau An ninh bảo mật thường gằn liền với công nghệ còn sự riêng
tư thì thương liên quan đến con người và tính pháp lý Các nhà sản xuất thiết bịIoT cần phải hiểu rằng an ninh và sự riêng tư không thể đồng nhất hoặc áp dụngchung mọi quy tắc Khả năng giao tiếp tự động của thiết bị IoT làm cho việc đảmbảo sự riêng tư khó khăn hơn bởi các mô hình sản phẩm được khuyến khích sửdụng trước khi có sự đồng thuận của người dùng ở những thời điểm khác nhau
- Nhu cầu khách hàng: Trên thị trường tiêu dùng, các báo cáo nghiên cứu gần đâychỉ ra rằng thiết bị IoT sẽ phát triển thông qua một loạt các ứng dụng Nghiên cứucủa McKinsey và the Global Semiconductor Alliance khuyên các công ty sản xuấtthiết bị bán dẫn nên hỗ trợ các nhà phát triển để tạo ra sản phẩm IoT hấp dẫn vàhướng tới doanh nghiệp có sự quan tâm đến việc triển khai IoT Một phần của vấn
đề ở đây là sản phẩm IoT có thể tốt hơn cho các nhà sản xuất khi dữ liệu về ngườitiêu dùng và những nghiên cứu về sự sẵn sàng trong sử dụng được chia sẻ Ngườidùng thiết bị IoT phải thấy được những lợi ích từ công nghệ này có thể đáp ứngtrong thời gian dài, nếu không họ sẽ bỏ qua
- Tiêu chuẩn chung: Việc thiếu các tiêu chuẩn, đặc biệt là trường hợp sử dụngnhiều giao thức kết nối như hiện nay, là một cản trở cho IoT phát triển Nhiều giaothức kết nối đặc biệt đang nổi lên với mức tiêu thụ năng lượng thấp như LTE
Trang 13Cat.0, 802.11ah, Sigfox hay OnRamp Công nghệ bộ xử lý hiện cũng chưa thực sựhào hứng với thị trường IoT khi chuẩn giao thức không thực sự rõ ràng
Hiện tại có 5 tổ chức lớn đã công bố chuẩn IoT của mình hồi năm 2014 Ngoài racũng có khá nhiều đơn vị nhỏ hơn khác cũng tạo nên chuẩn riêng Theo dự đoánphải đến 2017 thì một chuẩn chung mới thực sự xuất hiện hoặc các giới hạn về nềntảng sẽ bị phá vỡ
- Các hãng công nghệ như LG, Panasonic, Sharp, Silicon Image, TP-Link, HTC,Qualcomm và hơn 100 thành viên khác đã thành lập nên liên minh AllSeen, dẫnđầu là Hiệp hội Linux Tiêu chí của liên minh này là xóa bỏ những rào cản cũngnhư thúc đẩy sự sáng tạo trong việc phát triển Internet of Things Nhóm này đã xâydựng nên nền tảng nguồn mở AllJoyn cho phép các sản phẩm IoT có thể giao tiếpvới nhau thông qua nhiều dạng kết nối từ Wi-Fi, Ethernet, và cả đường dây điện.AllJoyn có thể tương thích với mọi hệ điều hành hiện nay và cũng không bắt buộccác thiết bị phải kết nối vào Internet bởi chúng có thể liên lạc ở cấp độ ngang hàng
* Open Internet Consortium (OIC): Đây được xem là đối thủ của AllSeen Alliance,
tổ chức OIC được các ông lớn công nghệ gồm Intel, Broadcom, Dell và Samsungchống lưng nhằm phát triển các tiêu chuẩn và chứng nhận cho các thiết bị Internet
of Things Các tiêu chuẩn này cũng xoay quanh khả năng giao tiếp và chứng thựcthiết bị dựa trên các giao thức kết nối khác nhau gồm Wi-Fi, Bluetooth và cả NFC
Dự kiến sản phẩm thương mại sử dụng chuẩn OIC sẽ xuất hiện vào năm 2016
* Thread Group: Tổ chức phi lợi nhuận này được thành lập bởi Nest Labs (thuộcGoogle), Samsung, ARM, Freescale, Silicon Labs Thread Group tạo ra một giaothức mạng không dây dựa trên IP, cho phép các thiết bị phần cứng trong nhà kếtnối với đám mây Mục tiêu mà Thread Group còn nhắm đến việc giảm mức tiêuthụ năng lượng của thiết bị và đảm bảo tính an toàn bảo mật kết nối với IPv6 Tổchức này dường như chỉ tập trung vào nền tảng hạ tầng hoạt động của IoT chứkhông can thiệp quá nhiều vào phần cứng Điều này cũng giúp dễ dàng tương thíchvới các tiêu chuẩn khác như AllSeen hay OIC
* Industrial Internet Consortium (IIC): Đây là tổ chức thứ 2 mà Intel tham gia vàonhằm phát triển IoT, ngoài ra General Electric, Cisco Systems, IBM và nhà mạngAT&T là những thành viên thành viên tích cực nhất Tuy nhiên, IIC tập trung vàomảng thiết bị IoT dùng cho doanh nghiệp và đảm bảo mọi thứ cùng hoạt động tốt ở
Trường Đại học Mở Hà nội
Trang 14mọi phân khúc thị trường Ngoài ra, IIC giúp cải tiến các hệ thống máy móc lỗithời có thể tham gia vào hệ thống IoT
* IEEE P2413: Viện kĩ thuật điện điện tử (IEEE) là một trong những tổ chức chínhquy có nhiệm vụ đặt ra các tiêu chuẩn quan trọng trong thế giới công nghệ Nhưngtrong xu hướng IoT thì IEEE bị các công ty công nghệ cho rằng quá chậm chạptrong việc thiết lập tiêu chuẩn IEEE quy tụ 23 nhà sản xuất có liên quan và cùngnghiên cứu tạo nên bộ chuẩn chung cho thiết bị, dự kiến 2016 sẽ ban hành rộng rãi
*Thị trường phân mảnh: Sự đa dạng của ứng dụng IoT nghĩa là không một chipduy nhất nào có khả năng phù hợp với tất cả mọi thứ Phân mảnh như là bướcchuẩn bị để các nhà sản xuất thiết bị có thể lựa chọn nền tảng phù hợp với mìnhnếu không muốn bị cô lập trong tương lai Điều này tương tự như thị trườngsmartphone khi không chỉ có iOS mà còn đó Android, Windows Phone,BlackBerry
Cũng có một viễn cảnh tốt hơn khi những nhóm tiêu chuẩn IoT hợp tác với nhau,cho khả năng tương thích rộng rãi Điều này phụ thuộc vào các công ty lớn nhưSamsung, Intel, Microsoft có sức ảnh hưởng lớn đối với thị trường công nghệ.Việc giảm phân mảnh có thể tạo nên sản phẩm đại chúng hơn và người dùng sẽ lànhững người quyết định sự thành bại của các tiêu chuẩn nói trên
Điều quan trọng nhất góp phần vào sự phát triển của thị trường IoT là lợi nhuậncủa các bên tham gia, từ các nhà sản xuất bán dẫn cho đến các nhà phát triển ứngdụng Xa hơn nữa là lợi ích của thiết bị mang lại cho người sử dụng cũng như phục
vụ trong công việc đối với doanh nghiệp Theo ước tính trong tương lai thì IoT sẽ
là thị trường sản phẩm lớn nhất trên thế giới IoT sẽ có quy mô rộng lớn khi hầuhết các sản phẩm có thể giao tiếp với nhau
* IoT sẽ tạo thêm 1,7 ngàn tỷ USD cho nền kinh tế toàn cầu trong năm 2019.Doanh thu này bao gồm phần cứng, ứng dụng, chi phí khởi tạo, dịch vụ quản lý, vàgiá trị gia tăng từ hiệu quả sử dụng IoT trong đời sống, công việc
* Việc xuất khẩu thiết bị dự kiến đạt 6,7 tỷ USD vào năm 2019 với khoảng thờigian tăng trưởng kép trong 5 năm (CAGR) đạt 61% Doanh thu từ việc bán phầncứng có thể chỉ đạt 50 tỷ USD hoặc 8% tổng doanh thu từ IoT, phần lớn số tiền sẽrơi vào các công ty hạ tầng và nhà phát triển ứng dụng thiết bị
Trang 15* Đối với doanh nghiệp thì IoT được xem là thị trường màu mỡ khi trong năm
2014, lượng sản phẩm bán cho khối này chiếm 46% Tuy nhiên đối với khối thịtrường dành cho chính phủ giảm sụt do những lo ngại về bảo mật, ngoài ra phânkhúc dành cho gia đinh đang được đánh giá là có tiềm năng lớn
* Sự tăng trưởng mạnh mẽ của IoT dựa trên cơ sở hạ tầng ngày càng phát triểncùng với đó là chi phí sản xuất thấp IoT hứa hẹn sẽ tăng hiệu suất hoạt động chogia đình, thành phố và nơi làm việc với khả năng kiểm soát, quản lý cho ngườidùng
Viễn cảnh thị trường IoT khá sáng sủa, tuy nhiên đây chỉ là dự kiến, mảng kinhdoanh thiết bị IoT phụ thuộc khá nhiều vào người dùng và công nghệ - điều mà cácnhà sản xuất hiện vẫn đang nỗ lực tạo nên những trải nghiệm tốt nhất
2, Ứng dụng IOT trong thực tế:
a) Ứng dụng IoT trong nông nghiệp
Các quốc gia phát triển là những nước đi đầu thế giới trong việc hiện đại hóa, tựđộng hóa lĩnh vực nông nghiệp Từ việc làm đất, tưới tiêu, bón phân đến thu hoạchđều được tự động hóa Với sự phát triển của IoT, những hệ thống này không cònquá cao xa với những quốc gia đang phát triển
Phần lớn các giải pháp công nghệ cho lĩnh vực nông nghiệp hiện nay đều sử dụngcác thiết bị cảm biến để đo đạc được độ ẩm, nhiệt độ không khí; độ ẩm và một sốthông số về dinh dưỡng của đất trồng Các thông số này sẽ được thu thập và gửi về
hệ thống trung tâm để phân tích, đối chiếu với đặc tính của từng loại cây trồng cụthể, tự đó đưa ra quyết định tối ưu về lượng nước, lượng phân bón Tất cả sẽ đượctính toán chính xác và thực hiện tự động chứ không cần sự can thiệp của conngười
Nhờ đó, các điều kiện dinh dưỡng đối với cây trồng sẽ được tối ưu, cho mức sinhtrưởng tốt nhất Tránh được các trường hợp sử dụng các loại “thần dược” thúc đẩytăng trưởng
b) Ứng dụng IoT trong chăn nuôi
Việc giám sát sức khỏe, kiểm tra thú ý định kỳ cho những đàn bò lớn rất phức tạp,tốn kém chi phí và nhân lực thuê bác sỹ thú y.Để giảm bớt nhân lực và tăng cường
Trường Đại học Mở Hà nội
Trang 16hiệu quả cho công việc này, mỗi con bò khi nhập về trang trại sẽ được lắp đặt một
bộ chip cảm biến vào chân với nguồn pin đủ dùng trong 5 năm Các chip cảm biếnnày sẽ thống kê bước chân hàng ngày của từng con bò và gửi dữ liệu về hệ thốngdựa trên nền tảng IoT và điện toán đám mây Khi mỗi con bò có dấu hiệu giảm sốbước chân bất thường, đó là dấu hiệu đầu tiên cho thấy sức khỏe của bò đang cóvấn đề, cần được bác sỹ thú y thăm khám
Các dữ liệu từ hàng ngàn bộ chip gắn ở chân bò sẽ được xử lý và thông báo thườngxuyên tới smartphone hay máy tính bảng của người chăn nuôi Ngay khi mỗi cá thể
bò xuất hiện triệu chứng bất thường, chủ trại bò đã có thể xác định rõ đó là con bònào và hiện đang ở đâu trong nông trại để tiến hành điều trị kịp thời Nhờ vậy, đàn
bò sẽ giảm thiểu được tỉ lệ bị ốm, chết do mắc bệnh, cũng như ngăn chặn tốt cácdấu hiệu dịch bệnh để không lây ra cả đàn lớn
Ngoài ra, nhờ việc xác định sớm và điều trị cho từng cá thể bò, chủ trang trại sẽkhông phải tốn các khoản chi phí lớn để kiểm tra thú y định kỳ cho cả đàn hàngngàn con bò, chỉ cần tập trung vào chữa trị cho đúng những con bị bệnh Kết quả làđàn bò tăng trưởng tốt hơn, giảm được chi phí chăn nuôi, chi phí nhân công giámsát hàng ngày
c) Quản lý hàng tồn kho
Quản lý hàng tồn kho luôn là bài toán đau đầu với các nhà bán lẻ nói chung và đặcbiệt là các nhà kinh doanh trực tuyến nói riêng Nhưng IoT và xu hướng phát triểncủa các thiết bị cảm biến hữu hiệu như thẻ từ công nghệ RFID (Radio FrequencyIdentification – công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến) sẽ giúp cácdoanh nghiệp có thể quản lý hàng tồn kho một cách hữu hiệu nhất theo thời gianthực Nhà bán lẻ có thể theo dõi một món hàng tại bất cứ nơi đâu, từ khi nó ở trên
kệ của cửa hàng hay là trên trang web bán hàng, hay khi nó được chuyển ra khuvực đóng gói, thậm chí là trong nhà kho lưu trữ Các thiết bị cảm biến sẽ cho biết
vị trí chính xác của một món hàng hay thậm chí là cả nhóm mặt hàng bởi nhữngsản phẩm này đã được kết nối trên nền tảng IoT
Tất cả dữ liệu thu thập được từ các bộ cảm biến đều có thể kết nối theo thời gianthực tới hệ thống xử lý tính toán để theo dõi mức độ hàng tồn kho, đưa ra nhữngthông báo hay đặt hàng một cách hoàn toàn tự động Không chỉ dừng lại ở đó, cácnhà cung ứng đầu vào cho nhà kinh doanh cũng có thể tích hợp để khép kín chu
Trang 17trình tự động hóa quản lý hàng tồn kho Từ đó giúp họ giải quyết bài toán quản lýhàng tồn kho triệt để hơn, tiết kiệm hơn, tối ưu hóa được dòng vốn mà họ phải bỏ
ra khi duy trì một lượng hàng hóa nhất định trong kho hàng
Người khổng lồ trong lĩnh vực bán lẻ trực tuyến như Amazon hay đại siêu thịtruyền thống Wal-Mart đều đang đầu tư mạnh mẽ cho giải pháp quản lý kho hàng,tận dụng xu thế IoT nhằm tối ưu hóa hệ thống kho vận và hoạt động của chuỗicung ứng Một trong những ưu điểm của IoT là phù hợp không chỉ với nhữngdoanh nghiệp lớn, mà cả doanh nghiệp vừa và nhỏ Ngoài ra còn rất nhiều ứngdụng khác của IOT
CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP IOT CHO GIAO THÔNG
1, Dịch vụ đỗ xe thông minh:
a) Giới thiệu
Hiện tượng tắc nghẽn giao thông hiện nay là một thách thức lớn ở nhiều thành phố.Theo một thống kê không chính thức của Urbiotica – Một nhà cung cấp các giảipháp giao thông thông minh toàn cầu thì tỷ lệ ùn tắc giao thông ở các thành phố dotìm kiếm chỗ đỗ xe chiếm đến 30% Ngoài mức độ ô nhiễm ngày càng tăng, tìnhtrạng này cũng dẫn đến thời gian bị lãng phí và gây căng thẳng cao cho người lái
xe và các đối tượng tham gia giao thông khác
Dịch vụ đỗ xe thông minh đô thị bao gồm các chức năng quản lý, cung cấp thôngtin và thu phí tự động được coi là công cụ hoàn hảo để giải quyết những thách thứctắc nghẽn giao thông do tìm kiếm chỗ đậu xe trên đường, cải thiện lưu lượng giaothông trong thành phố
Trường Đại học Mở Hà nội
Trang 18Hình 2-1: Sơ đồ hệ thống dịch vụ đỗ xe thông minh
Cảm biến đậu xe: Thu thập thông tin thời gian thực không gian chỗ đỗ xe.
Truyền dữ liệu thời gian thực tới máy chủ khu vực và máy chủ trung tâm.
Ứng dụng dịch vụ cung cấp thông tin đỗ xe: Ứng dụng điện thoại thông minh,
ứng dụng của OBU (Thiết bị lắp đặt trong xe - On-Boat Unit), ứng dụng điều hướng tích hợp trong xe, website
Bảng thông báo điện tử: Thông báo tình trạng chỗ đỗ xe.
Điểm thu phí đỗ xe: Cho phép thanh toán trực tiếp thông qua các ứng dụng thanh
Mỗi một chỗ (hoặc 2 chỗ đậu, tùy theo công nghệ của thiết bị cảm biến) xe
sẽ được lắp 01 cảm biến đậu xe Khi những chiếc xe vào và ra khỏi chỗ đậu xe,
các cảm biến này sẽ phát hiện, thu thập và gửi thông tin đến hệ thống máy tínhquản lý cảm biến cục bộ Ở đó, sau khi thông tin được xử lý sẽ được chuyển đến hệthống máy chủ trung tâm quản lý Hệ thống máy chủ sẽ tiến hành phân tích xử lý
dữ liệu và gửi thông tin phản hồi thời gian thực tình trạng bãi đỗ xe đến Bảng
thông báo điện tử được lắp trên những tuyến đường lân cận Khi người lái xe sử
dụng Ứng dụng dịch vụ cung cấp thông tin đỗ xe thông qua ứng dụng trên điện
thoại thông minh hoặc ứng dụng của OBU (Thiết bị lắp đặt trong xe - On-BoatUnit) hoặc ứng dụng điều hướng tích hợp trong xe hoặc trên website để tìm bãi đỗ
Trang 19xe Hệ thống sẽ lập tức cung cấp thông tin chỗ đỗ xe gần nhất và đồng thời dẫnđường cho người lái xe tới đó Phí đỗ xe sẽ được thanh toán qua nhiều hình thức:Tích hợp (tại điện thoại thông minh, ứng dụng của OBU) và không tích hợp
tại Điểm thu phí đỗ xe
Ngoài ra, theo qui định riêng của một số thành phố, bãi đỗ xe phải cung cấp
chỗ đỗ dành riêng cho các phương tiện đặc thù Chỗ đỗ xe đặc biệt và Chỗ đỗ xe
chuyên dùng cho những đối tượng là nhà quản lý, đối tượng chuyên khắc phục sự
cố bãi đỗ xe và các sự cố giao thông khác …
c) Lợi ích
Hệ thống dịch vụ bãi đỗ xe thông minh sử dụng công nghệ IoT giúp nhàquản lý giao thông, công ty khai thác điểm đỗ giảm được các chi phí nhân công, sửdụng tối ưu các nguồn lực sẵn có để tạo ra một hệ thống liên kết các bãi đỗ xe củathành phố thuận tiện cho người dùng
Thông qua sử dụng thông tin chỗ đỗ xe được cung cấp trên website, ứngdụng thông minh và các bảng điện tử bên đường giúp người lái xe tiếp cận thôngtin thời gian thực một cách nhanh chóng, giảm thời gian, chi phí lòng vòng đi tìmchỗ đỗ Từ đó sẽ làm giảm đáng kể tắc nghẽn giao thông cũng như ô nhiễm môitrường
Ngoài ra với tính năng thanh toán được điện tử được tích hợp (trên điệnthoại thông minh, thiết bị OBU) hoặc tại điểm thanh toán sẽ tạo ra một dịch vụthuận tiện, minh bạch cho tất cả các bên liên quan
2, Dịch vụ thu phí đường điện tử:
a) Giới thiệu
Dịch vụ thu phí đường điện tử ERP được sử dụng trong quản lý tắc nghẽn giao thông Dựa trên nguyên tắc thu phí người sử dụng, người lái xe sẽ bị tính phí khi họ sử dụng một cung đường nào đó trong trong lộ trình di chuyển vào trong giờcao điểm
Mức thu phí ERP sẽ là khác nhau đối với từng loại xe, từng loại đường, từng khoảng thời gian trong ngày và tùy thuộc vào điều kiện giao thông thực tế ở địa phương đó Điều này khuyến khích người lái xe thay đổi phương thức di chuyển, lựa chọn tuyến đường hoặc thời gian đi lại của họ
Trường Đại học Mở Hà nội
Trang 20b) Thiết bị gắn trong phương tiện (In vehicle unit-IU):
Có kích cỡ khoảng một cuốn nhật ký bỏ túi nhỏ Được cố định vĩnh viễn ở góc dưới cùng bên phải của kính chắn gió của xe và được cấp nguồn bằng ắc qui của
xe Thiết bị IU được mã hóa bằng màu sắc cho các loại xe tương ứng khác nhau (tương ứng phí ERP khác nhau) và chấp nhận một số loại thẻ rút tiền được chỉ định Các loại xe bao gồm: xe con, taxi, xe máy, xe hàng hóa hạng nhẹ, xe chở hàng nặng Xe buýt và xe công dùng trong trường hợp khẩn cấp được miễn phí ERP
Hình 2-2 Các loại thiết bị IU và thẻ thanh toán
c) Điểm kiểm soát dịch vụ thu phí ERP
Điểm kiểm soát ERP sử dụng hai giàn gắn trên cao ở độ cao 06 m so với mặtđường Mỗi giàn cách nhau khoảng 11m và mỗi giàn có 02 anten vô tuyến cho mỗilàn Điều này có nghĩa phương thức giao tiếp với IU trong phương tiện bằng tần số
vô tuyến Một bộ cảm biến đường quang (optical line sensors) dùng để phát hiện
sự hiện diện của phương tiện Ngoài ra hai máy ảnh được lắp đặt cùng nhau trêngiàn đầu tiên để kiểm soát mỗi làn chụp ảnh số biển số phía sau xe vi phạm
Hình 2-3 Điểm kiểm soát dịch vụ thu phí ERP
Trang 21d) Phương thức hoạt động
Hình 2-4: Phương thức hoạt động hệ thu phí ERP
Khi một phương tiện được gắn thiết bị IU đi qua, thiết bị ăng ten vô tuyến(Atenna Controller) sử dụng tần số vô tuyến là 2,45GHz sẽ giao tiếp với IU Cáckhoản phí phải trả theo qui định được thiết bị IU tự động khấu trừ từ Thẻ rút tiềnmặt Trong trường hợp bộ cảm biến đường quang phát hiện sự hiện diện của xenhưng thiết bị ăng ten vô tuyến không nhận được tín hiệu từ UI, phương tiện sẽ bịcoi là vi phạm và bị tự động chụp ảnh biển số phía sau Ngoài ra, ảnh cũng đượcchụp nếu có lỗi kỹ thuật trong IU Toàn bộ dữ liệu ghi nhận được thu thập thôngqua bộ điều kiển cục bộ và gửi về hệ thống máy tính trung tâm tại trung tâm điềukhiển giao thông Lưu lượng, tốc độ của phương tiện đi qua là một nguồn dữ liệu
để cung cấp tình trạng và mật độ giao thông của những tuyến đường thu phí
e) Lợi ích
- Giảm thiểu lưu lượng giao thông trên các tuyến đường được sử dụng nhiềuhoặc những nơi thường xuyên tập trung đông người có nguy cơ ùn tắc giao thôngtại các khu vực trung tâm của đô thị
- Tối ưu hóa việc sử dụng mạng lưới đường giao thông bằng cách khuyếnkhích người lái xe cân nhắc lựa chọn thay thế bằng một tuyến đường khác hoặc sửdụng phương tiện giao thông công cộng có sẵn
- Cung cấp một mức giá hợp lý cho người lái xe Các khoản phí được tính dựatrên mức sử dụng Những người thường xuyên di chuyển trên tuyến đường đó phảitrả thêm tiền; trong khi những người ít sử dụng thường xuyên hơn hay nhữngngười di chuyển ngoài giờ cao điểm không phải trả khoản phí này hoặc sẽ trả íthơn
- Xóa bỏ giấy phép hàng tháng/hàng ngày khi đi qua các khu vực có lưu lượnggiao thông cao trong khu vực trung tâm
Trường Đại học Mở Hà nội