bài tập lớn môn năng lực số ứng dụng đề tài internet vạn vật

Tuy nhiên mãi đến năm 1999 cụm từ IoT mới được đưa ra bởi KevinAshton, một nhà khoa học đã sáng lập ra Trung tâm Auto-ID ở Đại họcMITMIT’s Auto-ID Center, nơi thiết lập các quy chuẩn toà

HỌC VIỆN NGÂN HÀNGHỆ ĐẠI TRÀ

BÀI TẬP LỚN

MÔN NĂNG LỰC SỐ ỨNG DỤNGTÊN ĐỀ TÀI: INTERNET VẠN VẬT

TÊN NHÓM: NHÓM

HÀ NỘI - 12/2023

HỌC VIỆN NGÂN HÀNGHỆ ĐẠI TRÀ

BÀI TẬP LỚN

MÔN NĂNG LỰC SỐ ỨNG DỤNGTÊN ĐỀ TÀI: INTERNET VẠN VẬT

Giáo viên hướng dẫn: Danh sách nhóm:

1 Mã sinh viên: 26A7511117 Họ tên: Nguyễn Thị Thùy Dung2 Mã sinh viên: 26A7511562 Họ tên: Âu Ngân Giang3 Mã sinh viên: 26A7512001Họ tên: Bùi Thị Phương Linh4 Mã sinh viên: 26A7512007Họ tên: Trần Thị Phương Linh5.Mã sinh viên: 26A7512031Họ tên: Trần Hồng Nhung

Hà Nội - 12/2023

MỤC LỤC:

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MẠNG LƯỚI VẠN VẬT INTERNET KẾT

NỐI……… 1

1.1 Khái niệm……… 1

1.2 Đặc điểm của IoT……… 2

1.3 Sự phát triển của IoT……… 3

1.4 Các nhà cung cấp dịch vụ IoT trên thế giới……… 5

1.5 Các thành phần cơ bản của IoT……… 6

1.6 Cách thức hoạt động của IoT……….7

CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT………10

2.1 Thực trạng của Internet vạn vật………10

2.2 Xu thế phát triển của Internet vạn vật……… 10

CHƯƠNG III THÁCH THỨC VÀ TRỞ NGẠI KHI ỨNG DỤNG INTERNET VẠN VẬT TẠI VIỆT NAM……….14

3.1 Chi phí đầu tư công nghệ IoT lớn……….14

3.2 Tiêu chuẩn chung cho hệ thống IoT……….14

3.3 Khó khăn thay thế thiết bị lỗi thời trong hệ thống IoT……….15

3.4 Nhu cầu của người tiêu dùng……….15

CHƯƠNG 4: THÁCH THỨC VÀ GIẢI PHÁP KHI ỨNG DỤNG HỆ THỒNG IoT TRONG LĨNH VỰC Y TẾ TẠI VIỆT NAM……… 15

4.1 Bảo mật và quyền riêng tư………15

4.2 Lỗi thiết bị……….16

4.3 Giải pháp ứng dụng hệ thống IoT trong lĩnh vực y tế tại Việt Nam……….16

Các nguồn tham khảo……… 17

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MẠNG LƯỚI VẠN VẬTINTERNET KẾT NỐI

Mạng lưới vạn vật kết nối Internet (Internet of Thing – IoT) là cụm từ được nhắc đếnkhá nhiều trong thời gian gần đây và gắn liền với những bước đột phá quan trọng củacách mạng công nghiệp lần thứ 4 Sự bùng nổ của IoT trong tương lai sẽ có tác độngmạnh mẽ tới công việc, cuộc sống và toàn xã hội Công nghệ IoT đang cho thấynhững tiềm năng ưu việt của nó trong việc xây dựng nền tảng cho rất nhiều ứng dụngthông minh, trong đó có các thư viện thông minh thế hệ mới Nhờ có IoT, rất nhiềuquy trình công việc sẽ được thay đổi theo hướng tự động hóa nhiều hơn, nâng cao khảnăng hoạt động và vận hành hệ thống, chăm sóc và phục vụ người dung một cách tốtnhất có thể.

Internet vạn vật là gì?

1.1.Khái niệm

Theo thư viện quốc gia Việt Nam: Khái niệm IoT đã manh nha, xuất hiện từ nhiềuthập kỉ trước Tuy nhiên mãi đến năm 1999 cụm từ IoT mới được đưa ra bởi KevinAshton, một nhà khoa học đã sáng lập ra Trung tâm Auto-ID ở Đại họcMIT(MIT’s Auto-ID Center), nơi thiết lập các quy chuẩn toàn cầu RFID (mộtphương thức giao tiếp không dây dùng sóng radio) cũng như một số loại cảm biến.Tổ chức Global Standards Initiative on Internet of Things (IoT-GSI) định nghĩaIoT là cơ sở hạ tầng cho toàn cầu cho xã hội thông tin, cho phép các dịch vụ tiêntiến bằng cách lien kết mọi thứ (vật lý và ảo) dựa trên thông tin tương tác hiện cóvà đang phát triển và công nghệ truyền thông.

Theo Wikipedia: IoT là một lien mạng, trong đó các thiết bị, phương tiện vận tải,phòng ốc và các trang thiết bị khác được nhúng với các bộ phận điện tử, phầnmềm, cảm biến, cơ cấu chấp hành cùng với khả năng kết nối mạng máy tính giúpcho các thiết bị này có thể thu thập và truyền tải dữ liệu.

1.2 Đặc điểm của Internet vạn vật

Tính kết nối liên thông (interconnectivity) là khả năng các thiết bị đều có thể kếtnối với nhau Với IoT, bất cứ điều gì cũng có thể kết nối với nhau thông qua mạnglưới thông tin và cơ sở hạ tầng lien lạc tổng thể.

Những dịch vụ lien quan đến “Things”, hệ thống IoT có khả năng cung cấp cácdịch vụ liên quan đến “Things”, chẳng hạn như bảo vệ sự riêng tư và nhất quángiữa Physical Thing và Virtual Thing Để cung cấp được dịch vụ này, cả công nghệphần cứng và phần mềm sẽ thay đổi.

Tính không đồng nhất: các thiết bị trong IoT là không đồng nhất vì nó có phần cứngvà mạng khác nhau Các thiết bị giữ các mạng có thể tương tác với nhau nhờ sự lienkết.

Thay đổi linh hoạt: tình trạng của các thiết bị tự động thay đổi , ví dụ, ngủ và thức dậy, kết nối hoặc bị ngắt, vị trí thiết bị, tốc độ và số lượng thiết bị có thể tự động thay đổi.

Quy mô lớn: sẽ có một lượng rất lớn các thiết bị được quản lí và giao tiếp vớinhau Số lượng này lớn hơn nhiều số lượng máy tính kết nối internet hiện nay.

1.3.Sự phát triển của Internet vạn vật

1.3.1 Tiềm năng phát triển của Internet vạn vật trên thế giới

Internet of Things đề cập đến hàng tỉ thiết bị vật lí trên khắp thế giới hiện được két nốiInternet, thu thập và chia sẻ dữ liệu Nhờ bộ xử lý giá rẻ và mạng không dây, có thể biếnmọi thứ, từ viên thuốc sang máy bay, thành một phần của IoT Điều này giúp các thiết bịtrở lên thông minh hơn, cho phép chúng giao tiếp mà không cần có con người tham giavà hợp nhất thế giới kỹ thuật số và vật lý.

Theo ông Kalyan Kumar – Giám đốc kinh doanh tại Jabil, các thiết bị kết nối cóthể quản lý hầu hết tất cả mọi mặt của ngôi nhà Những khả năng của Internet vạnvật trong các thiết bị gia dụng có thể mang đến sự hài lòng của khách hàng, đồngthời tạo ra doanh thu cao hơn.

Thị trường cho các thiết bị thông minh hiện đại đang là một tiềm năng lớn Gầnmột nửa hộ gia đình có kết nối Internet hiện đã sở hữu ít nhất một thiết bị nhàthông minh, trong đó, bộ điều khiển nhiệt độ, hệ thống nhà thông minh, và cácthiết bị thông minh hiện đang đứng đầu danh sách Thị trường internet vạn vật tạiViệt Nam dự kiến sẽ đạt mức 8,5 tỷ đô la Mỹ, với 14,8 triệu thiết bị kết nốiInternet vạn vật vào năm 2027.

Với Internet of Things, các doanh nghiệp có thể hưởng lợi tùy thuộc vào việc triển khai, nhưng điều quan trọng là doanh nghiệp có quyền truy cập

vào nhiều sữ liệu hơn về các sản phẩm của họ và hệ thống nội bộ của riênghọ Các cảm biến được thêm vào các sản phẩm sẽ giúp truyền lại dữ liệu về cách chúng hoạt động, điều này có thể giúp các công ty phát hiện ra khi mộtthành phần có khả năng bị lỗi và trao đổi nó trước khi nó gay thiệt hại.Không chỉ có danh nghiệp, Internet of Things cũng có cả ý nghĩa cho ngườitiêu dùng khi nó làm cho nhà ở, văn phòng hay phương tiện trở lên thông minh…Ví dụ các loa thông minh như Amazone Echo hay Google Home giúp phát nhạc dễ dàng hơn, đặt bộ hẹn giờ hoạc nhận thông tin.

Trong khi đó, các hệ thống an ninh gia đình giúp dễ dàng theo dõi những gì đang diễn ra bên trong và bên ngoài hoặc để xem và nói chuyện với khách tới thăm Còn máy điều hòa thông minh có thể giúp chúng ta sưởi ấm nhà trước khi quay trở lại và bong đèn thông minh có thể giúp chúng ta sưởi ấmnhà trước khi quay trở lại và bong đèn thông minh có thể tự điều chỉnh độ sáng phù hợp dựa vào ánh sáng xung quanh hay khi chúng tar a ngoài và quay trở lại nhà.

Hiện nay có một số hang công nghệ đang tập trung phát triển các dự án Internet of Things.

Intel: đang phát triển một công nghệ được kì vọng là vượt xa các

dịch vụ hiện tại cho Movidius thông qua chip sửa đổi, với sản phẩm được phát triển có mục đích nhằm giải quyết cơ hội tính toán biên cũng như suy luận biên, từ đó nâng tầm đào tạo biên.

Nvidia: là một công ty lớn cũng đang tập trung vào sự phát triển của

ngành công nghiệp IoT Chỉ cần nhìn vào nền tảng EGX mới cho điện toán biên (Edge Computing) được tiết lộ gần đây, các chuyên gia trong ngành rất kì vọng Nvidia có thể đưa nền tảng của họ khôngchỉ vào các giải pháp IoT mà cả trí tuệ nhân tạo (AI) và cơ sở hạ tầng mạng 5G, cho tất cả các loại môi trường biên, từ đường thành phố đến sàn nhà máy, dây chuyền sản xuất…

Appota:là công ty hoạt động trong lĩnh vực công nghệ giải trí số,

trong những ngày cuối năm 2019 thông báo lấn sân sang lĩnh vực IoT với dự án AppotaHome Theo đó, AppotaHome là một dự án nằm trong công ty Appota chuyên cung cấp cá giải pháp thông minh hóa toàn diện cho ngôi nhà thông qua những thiết bị công nghệ.

1.4 Các nhà cung cấp dịch vụ IoT trên thế giới

Thiết bị có thể đeo được (Wearable device): Một loại thiết bị có thể đeo ở cổ tay, gắn vào cơ thể và đầu Hầu hết các công ty trong nhóm này đều là

các nhà sản xuất dụng cụ thể dục và đồng hồ thông minh Các sản phẩm khác trong lĩnh vực này bao gồm các sản phẩm đặc biệt cho tre sơ sinh, ví dụ như máy báo khóc của Owlet và Sproutling, trang phục thông minh của Lumo và OMsignal, cũng như các cảm biến sinh trắc học tiên tiến có thể treo trên đầu của Thync.

Thiết bị kết nối trong nhà (Connect Home): bao gồm các thiết bị hằng ngàynhư khóa cửa của August và Lockitron, hệ thống chuông của Ring.Cơ sở hạ tầng và cảm biến (Infrastructure and Sensor): Các công ty trong nhóm này đang xây dựng mạng lưới và phát triển các cảm biến vật lý MCube và Valencell là các nhà phát triển cảm biến, Ineda Systems tạo ra các hệ thống trên chip (systems-on-a-chip-SoC) Jasper và Arrayent cung cấp các nền tảng dựa trên đám mây để lưu trữ và khai thác dữ liệu từ các mạng kết nối.

Chăm sóc sức khỏe: Các doanh nghiệp IoT khởi nghiệp trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe từ công nghệ thân thiện với người tiêu dùng ví dụ như nhiệt kế thông minh của Kinsa hay màn hình bệnh nhân có thể tháo lắp được của Quanttus.

Mạng lưới điện thông minh (Smart Utilities and Smart): Khởi dộng trong khu vực này là công nghệ cho phép sử dụng nước và điện hiệu quả hơn Ví dụ như Rachio và Banyan Water, tạo ra các hệ thống cho việc sử dụng nướcvà thủy lợi Enlighted sử dụng kết nối phần cứng để tối ưu hóa điện giúp sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí, cái này gọi là công nghệ HVAC (heating, ventilation, and air conditioning).

Ngành công nghiệp IoT (Industrial IoT): công nghiệp IoT nhằm tạo ra các mạng lưới được thiết kế riêng cho các ngành công nghiệp nặng như sản xuất, hậu cần, khai thác mỏ và nông nghiệp Ví dụ Tachyus và GroundMetrics làm các hệ thống cảm biến cho ngành công nghiệp dầu khí.Tương tự Worldsensing và Eigen Innovations cung cấp các giải pháp dữ liệu phù hợp với ngành công nghiệp nặng.

Thiết bị không người lái: Máy bay không người lái của DJI Innovations, 3D Robotics, và Yuneec Ô tô không người lái của Zubie và API.Bán lẻ: Estimote và Cloudtags sử dụng cảm biến và ứng dụng trên thiết bị di động để mang đến những trải nghiệm mua sắm tương tác tốt hơn Momentum Machines phát triển các robot tự động hóa trong sản xuất thực phẩm.

Một hệ thống Internet vạn vật IoT thông thường hoạt động thông qua việc thu nhập và trao đổi dữ liệu theo thời gian thực Một hệ thống IoT gồm các phần:

Kết nối và đồng bộ hóa: Thành phần kết nối và đồng bộ hóa có chức năng tích hợp đồng bộ các giao thức và các định dạng dữ liệu khác nhau vào một giao diện “phần mềm” đảm bảo việc truyền dữ liệu chính xác và tương tác với tât cả thiết bị.

Quản lý thiết bị: Là thành phần đảm bảo kết nối accs thiết bị hoạt động bình thường, chạy các bản vá và cập nhật phần mềm cũng như ứng dụng đang chạy trên thiết bị hoặc các gateways ngoại biên (EDGE gateway).

Cơ sở dữ liệu : Ngoài lưu trữ dữ liệu quan trọng của thiết bị, cơ sở dữ liệu phải có khả năng mở rộng đáp ứng các yêu cầu cho các cơ sởdữ liệu dựa trên đám mây Và cơ sở dữ liệu phải có khả năng mở rộng khối lượng, đảm bảo sự đa dạng, vận tốc và độ tin cậy của dữ liệu.

Quản lý và xử lý hoạt động: Chức năng đưa dữ liệu vào hoạt động dựa trên nguyên tắc Event-Action-Triggers cho phép thực thi các hoạt động “thông minh” dựa trên dữ liệu từ cảm biến cụ thể.Phân tích: Thành phần này có thể được coi là bộ não của nền tảng IoT- có chức năng thực hiện các phân tích phức tạp từ việc phân cụmdữ liệu cơ bản và khả năng tự học để phân tích, dự đoán, trích xuất những dữ liệu giá trị nhất trong luồng dữ liệu IoT.

Giao diện biểu diễn dữ liệu trực quan: Thành phần này trong công nghệ IoT cho phép xem xét các mẫu và quan sát các xu hướng từ bảng điều khiển trực quan, nơi dữ liệu được miêu tả sinh động qua biểu đồ đường thẳng, hình họa mô phỏng.

Công cụ bổ sung: Thành phần này cho phép các phát triển IoT thử nghiệm và trước khi đưa sản phẩm ra thị trường với các trường hợp sử dụng được biểu diễn trên hệ sinh thái mô phỏng dùng để hiển thị, quản lý và kiểm soát thiết bị kết nối.

Các giao thức kết nối với hệ thống khác bên ngoài: Cho phép tích hợp hệ thống như phần mềm quản trị nguồn lực doanh nghiệp ERP, hệ thống quản lý sản xuất MES thông qua các giao diện lập trình ứng dụng (API), các bộ phát triển phần mềm (SDK) và các gateways.

Tại Việt Nam, trong khoảng 5 năm trở lại đây, công nghệ IoT bước đầu được ứng dụng trong một số lĩnh vực nhưng chỉ ở mức rời rạc

Hiện nay IoT không còn là một dự đoán nữa mà là cuộc cách mạng ứng dụng công nghệ mới đang diễn ra trên toàn thế giới.

1.6 Cách thức hoạt động của IoT

1.6.1 Cảm biến/ Thiết bị

Cảm biến và thiết bị là một thành phần quan trọng và không thể thiếu trong hệ thống IoT Chúng được sử dụng để thu thập dữ liệu từ môi trường.

Ở đây, chúng tôi đồng nhất cảm biến và thiết bị, vì nhiều cảm biến và thiếtbị có thể được kết hợp với nhau hoặc cảm biến có thể là một phần của thiết bị.

Ví dụ: Điện thoại của bạn là một thiết bị có nhiều cảm biến ( máy ảnh, GPS….), nhưng điện thoại của bạn không chỉ là một cảm biến vì nó còn có thể có nhiều hành động khác mhau Tuy nhiên, cho dù đó là một cảm biến độc lập hay một thiết bị đầy đủ, trong bước đầu tiên này, dữ liệu đangthu thập từ môi trường bởi một thứ gì đó.

1.6.2 Kết nối

Tiếp theo, đữ liệu đó được gửi đến đám mây, nhưng có cần một cách để có thể đến được đám mây đó! Các cảm biến/ thiết bị có thể được kết nối với đám mây thông qua nhiều phương thức như:

Mạng di độngVệ tinhWifiBluetooth

Mạng diện rộng công suất thấp (LPWAN)Cổng/bộ định tuyến

Kết nối trực tiếp với Internet qua Internet

Mỗi tùy chọn đều có sự khác biệt về mức tiêu thụ điện năng và phạm vi Không có kết nối nào là tốt nahats, điều này phụ thuộc vào ứng dụng IoT cụ thể, nhưng tất cả chúng đều hoàn thành cùng một nhiệm vụ: đưa dữ liệu lên đám mây.

1.6.3 Xử lý dữ liệu

Khi dữ liệu được đưa lên đám mây, phần mềm sẽ thực hiện một số xử lý trên đó Các xử lý này có thể rất đơn giản, chẳng hạn như kiểm tra xem nhiệt độ có nằm trong phạm vi an toàn hay không Hoặc chúng cũng có thể rất phức tạp, chẳng hạn như sử dụng thị giác máy tính trên video để xác định các đối tượng khả nghi.

Nhưng điều gì xảy ra khi nhiệt độ quá cao hoặc nếu có kẻ gian đột nhập vào tài sản? Đó chính là nhiệm vụ của giao diện người dùng mà chúng ta sẽtìm hiều ở phần tiếp theo

1.6.4 Giao diện người dùng

Sau cùng, những thông tin sau khi được xử lý hữu ích cho người dùng sẽ được thông báo theo kiểu khác nha, có thể bằng tin nhắn, email, văn bản, thông báo,…

Người dùng có thể có một giao diện riêng, cho phép họ chủ động đăng kí trên hệ thống.

Ví dụ: người dùng có thể kiểm tra các nguồn dữ liệu, video trên các thuộc tính khác nhau thông qua ứng dụng điện thoại hoặc trình duyệt Web.

Tuy nhiên, tùy thuộc vào ứng dụng IoT, người dùng có thế thực hiện các hành động gây ảnh hưởng đến hệ thống.

Ví dụ: người dùng có thể điều chỉnh nhiệt độ trong kho lạnh từ xa thông qua một ứng dụng trên điện thoại.

Ngoài ra một số hành động cũng có thể được thực hiện một cách tự động hóa Ví dụ:

Thay vì bạn điều chỉnh nhiệt độ, hệ thống có thể tự động làm điều đó thông qua các quy tắc được xác định trước.

Thay vì chỉ gọi cho bạn để cảnh báo có kẻ xâm nhập, hệ thống IoT còn có thể tự động thông báo cho các đội bảo mật hoặc các cơ quan chức năng có liên quan.

Ứng dụng rộng rãi: Các ứng dụng IoT đã mở ra nhiều cơ hội trong nhiều lĩnh vựcnhư y tế, năng lượng, đô thị thông minh, và sản xuất Việc theo dõi và quản lýthông tin từ các thiết bị trở nên thuận tiện hơn.

Bảo mật và quyền riêng tư: Với sự gia tăng về số lượng thiết bị kết nối, bảo mật vàquản lý quyền riêng tư trở thành những vấn đề quan trọng Nguy cơ mất an toànthông tin và vi phạm quyền riêng tư có thể làm giảm lòng tin của người dùng.