tiểu luận môn tin học ứng dụng internet vạn vật internet of things

DANH MUC TU VIET TAT, THUAT NGU 3 RFID Céng nghé nhan dang déi trong bang song v6 tuyén 5 ERP Quản trị nguồn nhân lực doanh nghiệp 6 MES Hệ thống quản lý sản xuất 7 API Giao diện chương

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI CHÍNH MARKETING KHOA QUẢN TRỊ KINH DOANH

xài]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC

TÀI CHÍNH - MARKETING

TIỂU LUẬN MÔN TIN HỌC ỨNG DỤNG HOC KI 1, Nam 2023 INTERNET VAN VAT (INTERNET OF THINGS) GIANG VIEN HUONG DAN: PHAM THUY TU

MA LOP HQC PHAN: 3308

NHOM SINH VIEN THUC HIEN

VŨ THỊ THÁO MSSV: 2221001086

PHIẾU NHẬN XÉT VÀ CHÁM ĐIỂM CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

DIEM CHÂM ĐIÊM LÀM TRÒN

DIEM CHU) ooo ccccccccccecccssssccsssesestscssestetssescssssssseeresevsesevsveees

GIANG VIEN XAC NHAN

LỜI CẢM ƠN

Đâu tiên, đề hoàn thành bài tiêu luận này chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại học Tài chính - Marketing đã đưa môn học Tin học ứng dụng vào chương trình giảng dạy Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên bộ môn - Cô Pham Thủy Tú đã giảng dạy tận tinh, chi tiết, truyền đạt những kiến thức bô ích cho nhóm trong suốt thời gian học tập vừa qua

Trong thời gian tham gia lớp học môn Tìn học ứng dụng của cô, chúng em đã có

them cho mình nhiều kiến thức bồ ích, tỉnh thần học tập hiệu quả, nghiêm túc Đây

chắc chắn sẽ là những kiến thức quý báu, là hành trang đề chúng em có thê vững bước sau nảy Bộ môn Tìn học ứng dụng là môn học thú vị, vô cùng bồ ích và có tính thực tế cao Đảm bảo cung cấp đủ kiến thức, gắn liền với nhu cầu thực tiễn của sinh viên Tuy nhiên, đo vốn kiến thức còn nhiều hạn chế và khả năng tiếp thu thực tế còn nhiều bỡ ngỡ Mặc đù chúng em đã có gắng hết sức nhưng chắc chắn bài tiêu luận khó

có thể tránh khỏi những thiếu sót và nhiều chỗ còn chưa chính xác, kính mong cô xem xét và góp viên ý đề bài tiêu luận của húng em được hoàn thiện hon

Chung em xin chân thành cam on!

DANH MUC TU VIET TAT, THUAT NGU

3 RFID Céng nghé nhan dang déi trong bang song v6 tuyén

5 ERP Quản trị nguồn nhân lực doanh nghiệp

6 MES Hệ thống quản lý sản xuất

7 API Giao diện chương trình ứng dụng

8 SDK Bộ công cụ phát triển phần mềm

9 IP Giao thức để định tuyến dữ liệu và kết nối với internet

10 MOTT Giao thức mạng kích thước nhỏ

12 M2M Sự kết nối giao tiếp øiữa máy móc

MỤC LỤC

2 Năng lực truyền thông ( Communication Capabilities ) - 7

3 Công suất thiết bị ( Device power )

4 Cong nghé cam bién ( Sensor technology )

5 Thoi gian dap ung

HII Ứng dung cita ToT .sccssssssssessesssssssssessessssssssscesesssesssesessesaseesseecesceseencaneaess 8

1 Smart Home:

2 Các thiết bị đeo thông minh:

4 Chăn nuôi thông miỉnth 2-5 5 << + s3 S83 5 S83 5598955855 555.85 855558 885555 55 11

2.4 Án COÀI: GG G Q0 0 9.0.0.0 00 00066 5559559 099009 5085 14

V Xu hướng tương lai của IoT và thành phố thông minh tại Việt Nam 15

1 IoT sẽ buộc chuyển đổi loại hình kinh doanh: .- 5° 5-5-< 15 2.An ninh sẽ là một lợi thế phát triển chiến lược : - -«- 15

3 An ninh cần được mở rộng khắp mọi nơi: 5-2 5s s52 16

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 3 XIMIPP, 0 nọ TT c1 1 TY n0 g9 5 Hình 4 DDS o0 HT TH 0 00010 b9 00 0 00 6

Hình 6 IPYy4 or ÏÏPVỐ . s5 sọ TY TH TH TH KH T1 0091 7

Hình 12 Án ninh mạ1ng .- << 5< 5< 09.9 Y VY 11 1n ng 15

DANH MỤC BIẾU DO

Biêu đồ 1 thê hiện số thiết bị IoT' được lắp đặt trên toàn the giới từ năm 2015 —

2025 (Biếu đồ, 2023) 17

LỜI MỞ ĐẦU

Trong quá trình phát triển của con người, những cuộc cách mạng về công nghệ đóng một vai trò rất quan trọng, chúng làm thay đối từng ngảy từng giờ cuộc sống của con người, theo hướng hiện đại hơn Đi đôi với quá trình phát triển của con người, những thay đổi do chính tác động của con người trong tự nhiên, trong môi trường sống cũng đang diễn ra, tác động trở lại chúng ta, như ô nhiễm môi trường, khí hậu thay đôi, v.v Dân số cảng tăng, nhu cầu cũng tăng theo, các dịch vụ, các tiện ích từ đó cũng được hình thành và phát triển theo Đặc biệt là áp đụng các công nghệ của các ngành điện tử, công nghệ thông tin vả truyền thông vảo trong thực tiễn cuộc sống con người Công nghệ Internet of Things (IoT) được tích hợp từ các kỹ thuật điện tử, tin học và viễn thông tiên tiến vào trong mục đích nghiên cứu, giải trí, sản xuất, kinh doanh, v.v phạm vi nảy ngày cảng được mở rộng, để tạo ra các ứng dụng đáp ứng cho các nhu câu trên các lĩnh vực khác nhau

Hiện nay, mặc dù khái niệm loT' đã trở nên khá quen thuộc và được ứng dụng khá nhiều trong các lĩnh vực của đời sống con người, đặc biệt ở các nước phát triển có nền khoa học công nghệ tiên tiến Tuy nhiên, những công nghệ này chưa được áp dụng một cách rộng rãi ở nước ta, do những điều kiện về kỹ thuật, kinh tế, nhu cầu sử dụng Song no vẫn hứa hẹn là một đích đến tiêu biểu cho các nhà nghiên cứu, cho những

mục đích phát triển đầy tiềm năng [ CITATION Đặt \ 1066 ]

I Khái quát về iot

1 Iot 1a gi? a

- Internet vạn vật (IoT) là mạng kết nôi các đồ vật và thiết bị thông qua cảm biên, phan mềm và các công nghệ khác, cho phép các đồ vật và thiết bị thu thập vả trao đôi đữ liệu với nhau

- Đây là một viễn cảnh trong đó mọi vật, mọi con vật hoặc con người được cung cấp các định danh và khả năng tự động truyền tải dữ liệu qua một mạng lưới mà không cần

sự tương tác giữa con người-với-con người hoặc con người-với-máy tính loT tiễn hoá

từ sự hội tụ của các công nghệ không dây, hệ thống vi cơ điện tử (MEMS) và Internet Cụm từ này được đưa ra bởi Kevin Ashton vào năm 1999, Ông là một nhà khoa học đã sáng lap ra Trung tam Auto-ID 6 dai hoc MIT [7]

- Ông là một trong những nhà khoa học sáng lập ra Trung tâm Auto ID tại đại học MIT Đây được xem là nơi thiết lập các quy chuẩn toản cầu của một phương thức giao tiếp không dây dùng sóng radio (RFID) Cụ thể lịch sử của IOT được hình thành như sau: Năm 1982, đã có những ý tưởng thảo luận được đưa ra về việc tô chức vả xây dựng một mạng lưới các thiết bị thông minh

Năm 1999, tại buôi thuyết trình của công ty Procter & Gamble, nhà khoa học Kevin Ashton là người đầu tiên đề cập đến thuật ngữ Internet of things

Giai đoạn từ năm 2000 đến 2013, loT được nghiên cứu và cho vào sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như thiết bị chăm sóc sức khỏe hay đồ gia dụng Đên năm 2014, số lượng các thiệt bị máy móc và di động được kết nôi với mạng Internet đã vượt qua cả dân sô của thê giới lúc bây giờ

Năm 2015, một số loại mô hình trang trai IoT, robot loT da duoc céng bé va đưa vào ứng dụng cũng như được phát triển cho đến ngày nay

3 Mô hình, cấu trúc và vai trò của iot

- Mô hình: IoT phô biên, được tạo từ 8 thành phân sau đây:

Kết nỗi và đông bộ hóa: thành phần này 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 tất cả các thiết bị

Quản lý thiết bị: Đây là thành phần đảm bảo kết nỗi các 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 đữ liệu: Đây là thành phần được coi quan trọng của một nền tảng Ngoài lưu trữ

đữ liệu quan trọng của thiết bị, nó phải có khả năng mở rộng đáp ứng các yêu cầu cho các cơ sở dữ liệu dựa trên đám mây

Quản lý và xử lý hoạt động: Chức năng đưa dữ liệu vào hoạt động dựa trên nguyên tắc Event-Action-Trigøers cho phép thực thi các hoạt động “thông minh” dựa trên dữ liệu

từ cảm biên cụ thê

Phân tích: Đây có thê được coi là bộ não của nền tảng IoT Thành phần nảy có chức năng thực hiện hàng loạt các phân tích phức tạp từ việc phân cụm đữ liệu cơ bản và khả năng tự học để tự phân tích, dự đoán, trích xuất những dữ liệu giá trị nhất trong luỗng đữ liệu loT

Giao điện biểu điễn dữ liệu trực quan: Cho phép con người xem xét các mau va quan sát các xu hướng từ bảng điều khiến trực quan, nơi đữ liệu được miêu tả sinh động qua biêu đồ đường thắng, hình họa mô phỏng

Công cụ bồ sung: Thành phần này cho phép các nhà phát triển loT 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 hiền thị, quản lý và kiểm soát thiết bị kết nối

Các giao thức kết nối với hệ thống khác bên ngoài: Đây là nơi cho phép tích hợp với các hệ thống của bên thứ ba và phần còn lại của hệ thông CNTT như phần mềm quản

trị nguồn lực đoanh nghiệp ERP hệ thống quản lý sản xuất MES thông qua các giao diện lập trình ứng đụng (API), các bộ phát triển phần mềm (SDK) va cac gateways

- Câu trúc: Một hệ thống IoT sẽ bao gồm 4 thành phần chính bao gồm Thiết bị (Things), trạm kết nối (Gateways), hạ tầng mạng (Network and Cloud), bộ phân tích

va xử ly dữ liệu (Services-creation and Solution Layers)

Vạn vật (Things): Ngay nay co hang ty vat dụng đang hiện hữu trên thị trường gia dụng và công nghệ, ở trong nhả hoặc trên tay của người dùng Chắng hạn như xe hơi, thiết bị cảm biến, thiết bị đeo và điện thoại di động đang được kết nỗi trực tiếp thông qua băng tầng mạng không dây và truy cập vào Internet Giải pháp loT giúp các thiết

bị thông minh được sảng lọc, kết nối và quản lý dữ liệu một cách cục bộ, còn các thiết

bị chưa thông minh thì có thê kết nỗi được thông qua các trạm kết nối

Trạm kết noi (Gateways): Mot rao can chinh khi triển khai IoT đó là gần 85% các vật dụng đã không được thiết kế đề có thê kết nối với Internet va không thê chia sẻ đữ liệu với điện toán đám mây Đề khắc phục vẫn đề này, các trạm kết nối sẽ đóng vai trò là một trung gian trực tiếp, cho phép các vật dụng có săn này kết nối với điện toán đám may mét cach bao mat va dé dang quan ly

— Co sé ha tang két noi (Network and Cloud): Internet là một hệ thông toàn cầu của nhiéu mạng IP được kết nối với nhau và liên kết với hệ thống máy tính Cơ sở hạ tầng mạng nảy bao gồm thiết bị định tuyến, trạm kết nối, thiết bị tông hợp, thiếp bị lặp và nhiều thiết bị khác có thể kiểm soát lưu lượng dữ liệu lưu thông và cùng được kết nỗi đên mạng lưới viên thông và cáp — được triên khai bởi các nhà cung câp dịch vụ

— Trung tâm đữ liệu hạ tâầng điện toán đám mây (Services-creation and Solution Layers): Các trung tâm dữ liệu và hạ tầng điện toán đám mây bao gồm một hệ thống lớn các máy chủ, hệ thông lưu trữ và mạng ảo hóa được kết nồi

- Vai tro:

Đối với doanh nghiệp: Phụ thuộc vào hoạt động triển khai với mục đích cụ thê Những nhả sản xuất tạo thêm nhiều cảm biến trong thành phần sản phẩm đề đễ dàng truyền dit liệu Điều nảy giúp các doanh nghiệp nhanh chóng phát hiện lỗi và kịp thời sửa chữa trước khi gây hậu quả lớn Thêm vào đó, các doanh nghiệp dùng dựa trên cảm biến nhăm tiến hành thực hiện chuỗi cung ứng và làm tăng mức độ hoàn hảo của sản phẩm Đối với người tiêu đùng: Các hoạt động trong cuộc sống con người dễ dàng và thuận tiện hơn nhiều Những thiết bị thông minh giúp con người quản lý và kiếm soát cuộc sống nhanh chóng và nắm bắt được tình hình của chúng chỉ thông qua giao diện phần mêm mả không cân tôn quá nhiêu công sức lần tiên bạc

Đối với ngành Marketing toàn cầu: Với thiết bị IoT là gì, những người làm marketine

dé dang lay va tiép cận được nhiều thông tin từ các nguồn dữ liệu hơn bao giờ hết Đồng thời nó còn giúp các content marketine tận dụng các nguồn dữ liệu nảy cho việc sản xuất ra các nội dung thích hợp với từng nhu cầu, sở thích khác nhau của người tiêu ding [CITATION Kha \W 1066 ]

II Cơ sở kĩ thuật của iot

1.Giao thức chính

Các giao thức có thê dùng trong loT là:

- MQTT: một giao thức cho việc thu thập đữ liệu vả giao tiếp cho các máy chủ (D2S)

Decoupling Producers & Consumers of M2M Device Data

Logistics 1]

Transportation & Logistics | i \h IIllllllllll

- DDS§: giao thức tốc độ cao cho việc tích hợp máy thông minh (D2D)

Data Distribution Service

- MQTT hoạt động đơn giản, cung cấp nhiều lựa chọn điều khién va QoS MOTT không có yêu cầu quá khắt khe về thời gian, tuy nhiên hiểu quả của nó là rất lớn, đáp

6

ứng tính thời gian thực với đơn vị tính băng giây Các giao thức hoạt động trên nền tàng TCP, cung cấp các đáp ứng đơn giản, đáng tin cậy

-XMPP ban đầu được gọi là "Jabber." Nó được phát triển cho các tin nhắn tức thời (IM) đề kết nối mọi người với những người khác thông qua tin nhắn văn bản XMPP là viết tắt cua Extensible Messaging va Presence Protocol

- XMPP sử dụng định dạng văn bản XML, và cũng tương tự như MỘTTT chạy, XMPP chạy trên nền tảng TCP, hoặc co thé qua HTTP trên TCP Sức mạnh chính của nó là một chương trình name(domain.comaddressing trong mạng Internet không 16

2 Năng lực truyền thông ( Communication Capabilities )

Dia chỉ IP được coi là yêu tô quan trọng trong loT;, khi mà mỗi thiết bị được gán một địa chỉ IP riêng biệt Do đó khả năng cấp phát địa chỉ IP sẽ quyết định đến tương lai cua IoT Hé thong địa chỉ IPv4 được tạo ra mới mục đích đánh cho mỗi máy tính kết nối vào mạng internet một con số riêng biệt, giúp cho thông tin có thê tìm tới đúng nơi cần đến ngay khi nó được chuyền đi từ bất cứ địa điểm nao trén thé giới Theo

thiết kế, Ipv4 có thể cung cấp 2^32 (tương ứng với khoảng 4.2 tỉ) địa chỉ IP, một con

số lớn không tướng cách đây 30 năm Tuy nhiên, sự bùng nô mạnh mẽ của Internet đã khiến cho số lượng địa chỉ IP tự đo cảng ngày cảng khan hiếm Mới đây, RIPE NCC - Hiệp hội các tổ chức quản lý mạng Internet khu vực châu Âu phải đưa ra tuyên bố rằng

họ đã sử dụng đến gói địa chỉ IP chưa cấp phát cuối cùng (khoảng I.8 triệu địa chỉ)

- Và sự ra đời của IPv6 như là một giải pháp cứu sống kip thoi cho sự cạn kiệt cua IPv4 Độ dai bit cua la 128 Sy gia tăng mạnh mẽ của [Pv6 trone không gian địa chỉ là một yếu tố quan trọng trong phát triển Internet of Things

Hinh 6 IPv4 or IPv6

3 Công suất thiết bi ( Device power )

Cac tiéu chi hinh thire chinh cua thiet bi khi trién khai m6t ng dung IoT 1a phat giá thành thấp, mỏng, nhẹ và như vậy phần năng lượng nuôi thiết bị cũng sẽ trở nên nhỏ gọn lại, năng lượng tích trữ cũng sẽ trở nên ít đi Do đó đòi hỏi thiết bị phải tiêu