lịch sử hình thành và phát triển về iot

2 • ăm 2015, các mô hình robot IoT, trang trại IoT được công bố và đưa vào ứng dụng cũng như phát triển cho đến ngày nay.Cấu trúc của một hệ thống IoTVới một hệ thống IoT sẽ bao gồm 4 th

HỌC VIỆN CHÍNH SÁCH VÀ PHÁT TRIỂN



HỌC: DỮ LIỆU LỚN TRONG KINH TẾ VÀ KINH DOANH

LỚP BIG DATA 04

ĐỀ TÀI

ỨNG DỤNG

NHÀ Ở

HÀ NỘI 202

HỌ VÀ TÊN

Lê Thủy Tiên Trần Thị Phương Thảo Phùng Thị Ngọc Anh

Ụ Ụ

ớ ệ ề

ệ

1.4 Các đặ ủ

ộ ố ấn đề ở ủ

ữ ệ ớ

ả năng tính toán củ ế ị

3 Ưu điểm và nhược điể ủ

CHƯƠNG II: Ứ Ụ Ủ

Ở

ự độ ở và điề ể ằ ọ

Điề ể ự độ

Điề ể ằ ọ

1

1 Giới thiệu về IoT

1.1 Khái niệm

Thuật ngữ Internet of Things (viết tắt là IoT) được hiểu một cách đơn giản là một mạng lưới vạn vật kết nối với nhau thông qua Internet Chúng bao gồm các đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình và tất cả có khả năng truyền tải hay trao đổi thông tin hay dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính

IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và quan trọng hơn là sự có mặt của Internet Nói đơn giản IoT là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối mọi thứ lại với nhau với Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó

Lịch sử hình thành và phát triển về IoT

Thuật ngữ “Internet of Things” (viết tắt là IoT) dạo gần đây xuất hiện khá nhiều và thu hút không ít sự quan tâm chú ý của thế giới công nghệ Vì sự bùng nổ của IoT trong tương lai sẽ có tác động mạnh mẽ tới cuộc sống, công việc và xã hội loài người Thực tế thì Internet of Things đã xuất hiện từ nhiều thập kỷ trước Tuy nhiên mãi đến những năm 1999 cụm từ IoT mới được đưa ra bởi Kevin Ashton, ông là một nhà khoa học đã sáng lập ra Trung

ID 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

• ăm 1982, đã có những ý tưởng đầu tiên về một mạng lưới các thiết bị thông minh được đưa ra thảo luận rộng rãi Và đó cũng đánh dấu sự ra đời của chiếc máy bán nước Coca cola ở Đại học Carnegie Mellon Nó

đã trở thành thiết bị đầu tiên được kết nối Internet, có khả năng báo cáo kiểm kho và báo cáo độ lạnh của những chai nước mới đưa vào máy

• Năm 1999, Kevin Ashton lần đầu tiên đề cập đến Internet of Things tại buổi thuyết trình của công ty Procter & Gamble

• Năm 2000 – 2013, Internet of Things (IoT) được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi vào các lĩnh vực đời sống như đồ gia dụng, thiết bị chăm sóc sức khỏe Một số sản phẩm tiêu biểu như: Fibit – đồng hồ theo dõi sức khỏe, máy tạo nhịp tim không dây, dịch vụ vận chuyển hàng không,…

• Năm 2014, số lượng thiết bị di động và máy móc kết nối với Internet vượt dân ố thế giới lúc bấy giờ

2

• ăm 2015, các mô hình robot IoT, trang trại IoT được công bố và đưa vào ứng dụng cũng như phát triển cho đến ngày nay

Cấu trúc của một hệ thống IoT

Với một hệ thống IoT sẽ bao gồm 4 thành phần chính đó là

hiết bị hay còn gọi

rạm kết nối hay cổng kết nối (Gateways)

ạ tầng mạng hay các điện toán đám mây (Network and Cloud)

ộ phân tích và xử lý dữ liệu

Thông thường các cảm biến sẽ có nhiệm vụ cảm nhận các tín hiệu từ môi trường như nhiệt độ, áp suất, ánh sáng, chuyển động, tia nhiệt,…Và chuyển hành các dạng dữ liệu trong môi trường Internet Sau đó các tín hiệu sẽ được xử lý và đưa ra các thay đổi theo ý của người tiêu dùng Và dĩ nhiên quá trình này diễn ra khá nhanh, hiện nay chúng thường được ứng dụng thông qua các ứng dụng trên điện thoại

1.4 Các đặc tính của IoT

mang đến cho chúng ta rất nhiều lợi ích và cơ hội cũng như thách thức Dưới đây là những đặc tính cơ bản của IoT mà chúng ta nên biết đến: Kết nối: cho phép các thiết bị được kết nối với nhau và với Internet, tạo

ra một mạng lưới liên kết

Thu thập dữ liệu: cho phép thu thập và chia sẻ dữ liệu từ các thiết bị

Tự động hóa: có thể tự động hoá các hoạt động và quy trình

Truyền tải thông tin: cho phép truyền tải thông tin nhanh chóng và hiệu quả giữa các thiết bị

Giám sát: giám sát và điều khiển các thiết bị từ xa

Tương tác: cho phép tương tác giữa các thiết bị với nhau và với người

Thích ứng: có thể thích ứng với môi trường và điều kiện khác nhau, đảm bảo hoạt động hiệu quả và bền vững

Bảo mật: IoT đòi hỏi các giải pháp bảo mật đáp ứng các yêu cầu đặc biệt để đảm bảo tính an toàn và bảo mật của dữ liệu và thiết bị

3

1.5 Các nền tảng công nghệ của IoT

RFID: Công nghệ dùng để tự động xác định và theo dõi các thẻ nhận dạng gắn vào vật thẻ

Sensor: Thu thập dữ liệu, biến đổi tín hiệu vật thể môi trường thành tín hiệu dòng điện

Smart Tech: Sử dụng AI, Học máy và Big Data để phân tích dữ liệu thu nhập được, giúp cho thiết bị có khả năng xử lý thông minh hơn

Nano Tech: Công nghệ liên quan đến việc chế tạo các thiết bị có kích thước siêu nhỏ, quy mô nanomet (1 phần tỷ met)

1.6 Một số vấn đề mở của IoT

*Tiêu chuẩn hóa

Thiết bị được cung cấp bởi nhiều nhà sản xuất khác nhau

Thiết bị được sử dụng trong nhiều ngữ cảnh khác nhau

Khó đưa ra một tiêu chuẩn chung cho tất cả các thiết bị

Một số tiêu chuẩn đã được đề xuất:

● Liên minh kết nối mở: Atmell, Dell, Intel, Samsung và Wind River

● Hiệp hội công nghiệp Internet: Intel, Cisco, GE, IBM

● Liên minh AllSeen: Dẫn đầu bởi Qualcomm

*Vấn đề cấp phát địa chỉ

Số lượng thiết bị tăng theo cấp số nhân

Số lượng thiết bị cực lớn, mỗi thiết bị có thể kết nối và trao đổi thông tin với nhiều thiết bị khác

*Vấn đề truyền thông

Lưu lượng cực lớn

Yêu cầu kết nối, trao đổi dữ liệu phức tạp

*Vấn đề bảo mật

4

Hầu hết thời gian các thiết bị không được giám sát: rất dễ bị tấn công Phần lớn thiết bị có mức dự trữ năng lượng và khả năng tính toán thấp

Do đó không thể thực hiện các tính toán phức tạp để hỗ trợ bảo mật

*Vấn đề riêng tư

Vấn đề thuộc quyền lập pháp

Vấn đề đạo đức

Mọi người dễ dàng tham gia vào IoT ngay cả khi họ không chủ động

Dữ liệu có thể được lưu trữ vô thời hạn

2 Dữ liệu lớn trong IoT

2.1 Khả năng tính toán của các thiết bị IoT

Nên tập trung tính toán lớn tại server thay vì các thiết bị IoT

2.2 Thách thức trong phân tích dữ liệu lớn của IoT

Quản lý và lưu trữ dữ liệu (dữ liệu quá lớn)

Trực quan hóa dữ liệu (do dữ liệu không đồng nhất)

Bảo mật và quyền riêng tư (dữ liệu được tạo ra chứa thông tin cá nhân người Tính toàn vẹn

Mức tiêu thụ năng lượng điện (quá nhiều thiết bị IoT hoạt động liên tục)

2.3 Một số ứng dụng tiêu biểu của IoT

Ứng dụng nhà thông minh (Smart Home)

Ứng dụng thành phố thông minh (Smarrt City)

Ứng dụng môi trường (CitiSence)

Ứng dụng chăm sóc sức khỏe

Ứng dụng trong vận tải

5

Ứng dụng trong nông nghiệp

3 Ưu điểm và nhược điểm của IOT

Ưu điểm

+ Truy cập thông tin từ mọi lúc, mọi nơi trên mọi thiết bị

+ Cải thiện việc giao tiếp giữa các thiết bị điện tử được kết nối

+ Chuyển dữ liệu qua mạng Internet giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc + Tự động hóa các nhiệm vụ giúp cải thiện chất lượng dịch vụ của doanh nghiệp

Nhược điểm

+ Khi nhiều thiết bị được kết nối và nhiều thông tin được chia sẻ giữa các thiết bị, thì hacker có thể lấy cắp thông tin bí mật cũng tăng lên

+ Các doanh nghiệp có thể phải đối phó với số lượng lớn thiết bị IoT và việc thu thập và quản lý dữ liệu từ các thiết bị đó sẽ là một thách thức

+ Nếu có lỗi trong hệ thống, có khả năng mọi thiết bị được kết nối sẽ bị hỏng + Vì không có tiêu chuẩn quốc tế về khả năng tương thích cho IoT, rất khó để các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau giao tiếp với nhau

CHƯƠNG II: ỨNG DỤNG CỦA INTERNET OF THINGS (IoT)

TRONG NHÀ Ở THÔNG MINH

Tự động hóa nhà ở và điều khiển bằng giọng nói

Điều khiển tự động

Với các thiết bị IoT như điều khiển từ xa thông minh, người dùng có thể kiểm soát các hoạt động trong nhà một cách nhanh chóng, dễ dàng và chính xác dù

ở bất cứ đâu, bất cứ lúc nào

Hệ thống chiếu sáng

Một trong những điểm nhấn khi sử dụng smart home chính là ánh sáng thông minh và hệ thống này sẽ giúp bạn rất nhiều trong cuộc sống Một

hệ thống chiếu sáng thông minh sẽ giúp người dùng tiết kiệm được rất nhiều thời gian và công sức Toà ộ ế ị ế á à ẽ

6

đượ ể á à điề ể ậ ắ ặ ẹ ờ ự độ ậ ắ 

 ộ á ạ ẹ à ình điệ ạ Người dùng có thể tắt hay bật bất cứ chiếc đèn nào trong bất cứ căn phòng nào mà không cần

di chuyển đến một bước chân, hay thậm chí khi đi ra ngoài mà quên tắt đèn, người dùng hoàn toàn có thể điều khiển các thiết bị chiếu sáng này

từ xa

Trong một ngôi nhà thông minh có những vùng sáng sẽ được cố định thời gian bật tắt, người dùng hoàn toàn có thể cài đặt chế độ hẹn giờ tự hoạt động cho các thiết bị mà không cần quan tâm đến chúng Dựa theo

đó, người dùng hoàn toàn có thể lên những kịch bản cá nhân về thời gian bật tắt của hệ thống ánh sáng trong nhà sao cho phù hợp với lịch sinh hoạt cá nhân của bản thân

ệ ố ả ển có thể cảm biến được sự hiện diện và

ển động của các thành viên trong nhà thông minh, hệ thống sẽ ú

đè ự độ ậ ắ ó ngườ ạ ạ á ực như hà

ầu thang Như vậy người dùng có thể thoải mái để thực hiện các công việc khác mà không lo kh quên không điều khiển chúng Bên cạnh đó,

hệ thống cảm biến đèn thông minh có khả năng cảm biến ánh sáng tự

an đủ sáng, hệ thống sẽ tự động giảm độ sáng hoặc

tự động tắt giúp tiết kiệm tối ưu

Hệ thống điều hoà, bình nóng lạnh, lò sưởi và các thiết bị gia dụng

Đây là các thiết bị ch bật khi nào cần sử dụng, với đặc tính cần thời gian để vận hành trước của các thiết bị gia dụng thì những ngôi nhà thông minh sẽ giúp người dùng hoàn toàn xóa bỏ đi quãng thời gian đó Nếu như trước đây người dùng phải đợi bình nóng lạnh từ 10 tới 15 phút hay đợi máy lạnh trong vài phút thì giờ đây thay vì chờ đợi, họ thể khởi động chúng ngay khi bạn ở ngoài bng việc sử dụng các thiết

bị thông minh, gần gũi nhất là smart phone, khi về đến nhà người dùng

có thể sử dụng luôn các thiết bị mà không cần chờ chúng khởi động Điều này giúp tiết kiệm tối đa thời gian và lượng điện tiêu thụ trong gia đình, tránh trường hợp quên không tắt bình nóng lạnh, điều hòa khi ra

Hệ thống giải trí âm thanh đa vùng

Việc nghe nhạc, giải trí với IoT trở nên đơn giản hơn bao giờ hết, vì cùng một nguồn nhạc từ smartphone, tablet có thể phát nhạc cho tất cả ngôi nhà hoặc từng khu vực riêng biệt tùy thuộc vào lựa chọn của người sử dụng

7

Với một hệ thống âm thanh được cài đặt theo ý muốn của người dùng

và những người trong gia đình, hoàn toàn có thể nghe những bản nhạc

ở bất cứ đâu trong khu vực ngôi nhà, hoặc từng vùng, từng khu vực mà

họ muốn

Đặc biệt thú vị hơn chúng có thể hiểu và quen với những thói quen hng ngày cửa bạn từ việc thu thập, phân tích dữ liệu và đưa ra sẵn những kịch bản thói quen đó giúp người dùng tối ưu cuộc sống hơn Ví

dụ như khi chuông báo thức của bạn vang lên thì rèm cửa sẽ tự động

mở đón ánh nắng bình minh, máy pha café sẽ tự động giúp bạn làm một tách café mà bạn hay uống, một bản nhạc yêu thích từ từ được vang lên khiến cho bạn cảm thấy mỗi ngày mới thức dậy tràn đầy năng lượng

Điều khiển bằng giọng nói

Smart home còn có chức năng vô cùng đặc biệt được rất nhiều người yêu thích, đó là điều khiển bng giọng nói.Với tích hợp trí tuệ nhân tạo và các công nghệ nhận diện giọng nói, người dùng có thể điều khiển các thiết bị trong nhà thông minh ch bng giọng nói Chức năng này cho phép chủ nhà kiểm soát tất cả các thiết bị trong gia đình bng giọng nói của mình thông qua trợ lý ảo như Siri, Google Assistant hay Amazon Alexa

Giám sát và bảo mật nhà ở

Hệ thống khóa cửa thông minh: Thiết bị khóa cửa thông minh có thể được kết hợp với IoT để cho phép người dùng mở khóa từ xa bng điện thoại thông minh Người dùng có thể cấp quyền truy cập tạm thời cho khách mời và nhận thông báo khi có hoạt động đáng chú ý xảy ra như cửa bị mở hoặc có người cố gắng đột nhập…

Các camera an ninh có thể liên kết với hệ thống IoT để cung cấp truy cập trực tiếp từ xa, cho phép người dùng giám sát ngôi nhà từ bất kỳ nơi nào thông qua điện thoại hoặc máy tính Đồng thời, tích hợp IoT cũng cho phép camera gửi cảnh báo khi phát hiện chuyển động hoặc hoạt động không bình thường, đảm bảo an ninh tốt hơn

Chuông cửa thông minh: Cho phép người dùng xem và tương tác với khách từ xa thông qua điện thoại di động một cách dễ dàng Người dùng có thể nhận thông báo khi có ai đó đến cửa và thậm chí là giao tiếp trực tiếp với họ mà không cần ở nhà.Thiết bị chuông cửa thông minh có khả năng nhận diện khuôn mặt và thông qua IoT, có thể được cấu hình để gửi cảnh báo ngay lập tức khi người quen hoặc người lạ xuất hiện tại cửa Điều này giúp người dùng có thể duy trì kiểm soát an ninh hiệu quả và theo dõi ai đến và rời nhà của họ

8

Thiết bị phát hiện rò nước Cho phép người dùng giám sát tình trạng đường ống nước trong ngôi nhà từ xa thông qua điện thoại thông minh Người dùng có thể nhận được cảnh báo ngay lập tức khi có sự cố rò r nước xảy ra, ngay cả khi họ không có ở nhà Thiết bị phát hiện rò nước thông minh có thể được tích hợp với hệ thống van nước tự động thông qua IoT Khi phát hiện rò r, hệ thống có thể tự động đóng van nước để ngăn chặn sự cố lan rộng và giảm thiểu thiệt hại

Thiết bị phát hiện khói Thiết bị phát hiện khói thông minh tích hợp IoT có thể gửi cảnh báo ngay lập tức đến điện thoại di động của người dùng khi phát hiện khói, ngay cả khi họ không ở nhà Điều này giúp người dùng có thể nhanh chóng triển khai biện pháp cứu hỏa kịp thời

Thiết bị báo động, chống đột nhập Có khả năng gửi cảnh báo ngay lập tức đến điện thoại di động của người dùng khi phát hiện sự xâm nhập

Điều này cho phép người dùng có thể đáp ứng nhanh chóng

và thông báo cho cơ quan chức năng một cách kịp thời.Thiết bị phát hiện kẻ đột nhập thông minh kết hợp với IoT có thể kích hoạt các hệ thống an ninh khác trong nhà như hệ thống báo động, camera quan sát hoặc đèn cảnh báo Điều này giúp người dùng và cơ quan chức năng có thể được thông báo và giám sát sự cố một cách hiệu quả

Quản lý mạng nhà ở

Công nghệ Iot đã đem lại những ứng dụng đáng chú ý trong việc theo dõi hệ thống mạng nhà ở, giúp người dùng tự điều khiển và quản lý mạng Dưới đây

là một số ứng dụng chi tiết của IoT trong lĩnh vực này:

Ứng dụng Deco : Ch với kết nối 3 bước cùng với thiết bị Deco, người

đã hoàn toàn có thể quản lý thiết bị wifi trong mái ấm của mình Từ những thống kê chi tiết số giờ sử dụng mạng cho mỗi thiết bị cho đến tính năng giám sát, Deco sẽ hỗ trợ người dùng tất cả ch với 1 cú chạm

Ứng dụng My Viettel : Quản lý hệ thống wifi My Viettel và kết hợp công nghệ IoT để cung cấp cho người dùng một giao diện dễ sử dụng và tiện ích để điều khiển và quản lý Có thể quản lý modem wifi mọi lúc mọi nơi với một chiếc điện thoại có kết nối internet Cài đặt wifi ngay trên ứng dụng My Viettel mà không cần đến trực tiếp nơi đặt cục Home Wifi Kiểm soát số lượng thiết bị hiện đang sử dụng mạng wifi nhà mình Nếu có quá nhiều thiết

bị sử dụng thì người dùng có thể ngắt wifi hoặc đổi mật khẩu ngay cả khi không ở nhà

9

Phần mềm quản lý kết nối : Access Patrol có chức năng

hỗ trợ người dùng kiểm soát kết nối mạng Wifi, góp phần ngăn chặn mã độc cũng như tránh việc thất thoát dữ liệu quan trọng thông qua những thiết bị kết nối USB, Bluetooth, FireWire Ưu điểm của phần mềm này là rất nhẹ, không tiêu tốn quá nhiều không gian ổ cứng; tích hợp chế độ hẹn giờ để đảm bảo đầu vào dữ liệu được quét luân phiên và sở hữu mật khẩu có độ khó cao

Giám sát và phân tích chất lượng mạng wifi : Acrylic Wifi Home giúp người dùng dễ dàng kiểm soát về cả chất lượng mạng và số lượng thiết bị đăng nhập một cách chính xác tuyệt đối thông qua

số liệu và biểu đồ Phần mềm có tính năng hỗ trợ giám sát và thông tin đến người dùng khi có thiết bị đăng nhập trái phép Phần mềm tích hợp tính năng

bẻ khóa mật khẩu để kiểm tra khả năng bảo mật của Wifi Bên cạnh đó, Acrylic Wifi Home có khả năng xác thực mạng và có thể phát hiện lỗi mạng

và hỗ trợ người dùng khắc phục