‘Internet of Things IoT là một gần đây mô hình giao tiếp hình dungmột gần tương lai, trong đó các đối tượng của cuộc sống hàng ngày sẽ được trang bị viđiều khiển, bộ thu phát cho giao ti
Giới thiệu tổng quan
Vấn đề hiện nay
Vào năm 2003, thế giới có 6,3 tỷ người và 500 triệu thiết bị kết nối Internet, dự kiến sẽ tăng lên 7,6 tỷ người và 25-50 tỷ thiết bị vào năm 2020 ‘Internet of Things’ (IoT) sẽ có ảnh hưởng sâu sắc đến xã hội, với các đối tượng hàng ngày được trang bị vi điều khiển và giao thức giao tiếp, tạo thành một mạng lưới vật lý tương tác với nhau và với người dùng Theo Ủy ban Châu Âu, IoT đại diện cho bước tiến quan trọng trong số hóa xã hội và kinh tế, nơi mà các đối tượng và con người kết nối qua mạng, cung cấp thông tin và dịch vụ thông qua giao thức tiêu chuẩn Trong IoT, mọi thứ đều trở nên ảo, cho phép truy cập và tương tác dễ dàng với nhiều thiết bị như đồ gia dụng, camera giám sát và xe cộ, từ đó mang lại dịch vụ mới cho công dân và cơ quan nhà nước, tác động lớn đến cuộc sống hàng ngày và hành vi của người dùng.
Năm 2005, Internet vạn vật (IoT) bắt đầu ảnh hưởng rõ rệt đến người dùng cá nhân, đặc biệt trong các lĩnh vực làm việc và sinh hoạt hàng ngày Nhà thông minh, văn phòng hiện đại, sức khỏe điện tử và cuộc sống được hỗ trợ là những ví dụ điển hình cho các ứng dụng tiềm năng, cho thấy vai trò quan trọng của mô hình IoT trong tương lai gần.
Nest Thermostat, một sản phẩm của công ty thiết bị gia đình Nest, hiện thuộc sở hữu của Google, là một giải pháp thông minh cho việc quản lý nhiệt độ trong nhà Thiết bị này tự động học hỏi thói quen của người dùng và có thể được điều khiển dễ dàng từ điện thoại, máy tính bảng hoặc PC Nhờ vào khả năng tự động điều chỉnh, Nest Thermostat có thể giúp giảm hóa đơn sưởi ấm và làm mát lên đến 20%.
Việc xây dựng một kiến trúc chung cho IoT trở nên phức tạp do sự không đồng nhất và mới lạ trong ứng dụng của nó, dẫn đến nhiều đề xuất không tương thích cho hệ thống IoT thực tế Thiếu một mô hình kinh doanh rõ ràng cản trở việc thu hút đầu tư và triển khai công nghệ Để giải quyết các thách thức công nghệ và xã hội, Ủy ban Châu Âu đã thành lập Liên minh Internet of Things Đổi mới sáng tạo vào tháng 3 năm 2015, nhằm đạt được khả năng tương tác giữa các thiết bị và bảo đảm an toàn, bảo mật và quyền riêng tư cho người dùng IoT yêu cầu triển khai các công nghệ như nhận dạng, truyền thông, mạng, xử lý dữ liệu, lưu trữ năng lượng và bảo mật, đồng thời cần tiêu chuẩn chung để trao đổi dữ liệu giữa các tổ chức khác nhau Các tiêu chuẩn này không chỉ cho phép đổi mới mà còn cải thiện an toàn, tạo điều kiện cho sự xuất hiện của các thị trường mới và tăng cường cạnh tranh Tiêu chuẩn mở, được phát triển thông qua quá trình hợp tác, là chìa khóa cho khả năng tương tác giữa các thiết bị từ nhiều nguồn khác nhau, giúp người tiêu dùng không bị bó buộc vào một họ sản phẩm và tạo ra một 'ngôn ngữ được chia sẻ' trong lĩnh vực IoT.
Câu hỏi nghiên cứu
Dưới tác động của IoT, các tiêu chuẩn cần có tính linh hoạt cao để dễ dàng tích hợp các thành phần mới và loại bỏ các thành phần cũ Người dùng lý tưởng nên có khả năng tự cấu hình hệ thống của mình với những thiết bị mà họ ưa thích.
Nghiên cứu này nhằm khám phá cách tiếp cận tiêu chuẩn hóa mở của các tác nhân trong lĩnh vực IoT, nhằm cung cấp cái nhìn sâu sắc về những chiến lược hiệu quả và không hiệu quả Qua việc phân tích các tiêu chuẩn công nghệ đã được thực hiện trong 15 năm qua và các chiến lược đổi mới, nghiên cứu đặt ra câu hỏi: Chiến lược nào đã được sử dụng để phát triển các tiêu chuẩn mở cho IoT và ảnh hưởng của chúng đến việc tiêu chuẩn hóa IoT hiện tại ra sao?
Các vấn đề liên quan
Nghiên cứu này góp phần vào việc hiểu rõ sự phát triển của các hệ thống phức tạp như IoT, nhấn mạnh rằng không có thiết kế thống trị nào ở cấp độ hệ thống, mà cần duy trì mức độ mở để phù hợp với nhiều ứng dụng công nghiệp Công nghệ IoT cần phát triển dựa trên các tiêu chuẩn mở, điều này thúc đẩy khả năng tương tác và giữ vững độ mở chức năng Mặc dù lĩnh vực này vẫn chưa được hiểu rõ, nghiên cứu này nhằm lấp đầy khoảng trống bằng cách cung cấp thông tin về cách giải quyết vấn đề trong quá khứ và bài học rút ra Nó cũng xem xét cách tăng cường đổi mới mà không cần thiết kế chủ đạo, tác động của các tiêu chuẩn mở đối với đổi mới sản phẩm và quy trình, cùng với chiến lược đổi mới mà các công ty nên áp dụng Nghiên cứu này có ý nghĩa xã hội quan trọng, cung cấp thông tin cho nhiều bên liên quan trong lĩnh vực IoT, đồng thời giúp các nhà hoạch định chính sách đưa ra các biện pháp phù hợp dựa trên các tiêu chuẩn mở.
Việc triển khai rộng rãi IoT gặp phải nhiều thách thức lớn, bao gồm cấu trúc phức tạp của phần cứng, cảm biến và thiết bị cần giao tiếp giữa các vị trí địa lý Quyền sở hữu dữ liệu là một vấn đề khó khăn, hiện đang chuyển sang quyền truy cập và khả năng sử dụng dữ liệu cho phân tích Sự kết hợp giữa thế giới kỹ thuật số và vật lý yêu cầu tiêu chuẩn bảo mật cao để ngăn ngừa tai nạn, đồng thời các tiêu chuẩn này cũng cần thiết để thực hiện các giải pháp hiệu quả về chi phí Để đạt được quy mô kinh tế và giao lưu, các tiêu chuẩn toàn cầu là rất quan trọng Hiểu biết toàn diện về sự phát triển của IoT và các yếu tố thiết lập tiêu chuẩn sẽ giúp đối phó với những thách thức này, và nghiên cứu này sẽ đóng góp vào sự hiểu biết đó.
Phác thảo
Chương này sẽ trình bày khung lý thuyết được sử dụng để trả lời câu hỏi nghiên cứu, đóng vai trò quan trọng trong quá trình nghiên cứu Tiếp theo, phương pháp nghiên cứu áp dụng sẽ được mô tả, cùng với phân tích các tiêu chuẩn đã được thực hiện và các chiến lược đổi mới liên quan đến việc mở tiêu chuẩn hóa trong mười lăm năm qua Cuối cùng, phần kết luận sẽ đưa ra câu trả lời cho câu hỏi nghiên cứu, kèm theo thảo luận về lý thuyết và ý nghĩa phương pháp luận của nghiên cứu này.
Cơ sở lý thuyết
Hệ thống kĩ thuật phức tạp
Trong bối cảnh đổi mới, thị trường và công nghệ đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện chiến lược hiệu quả Khi thị trường và công nghệ còn mới, sản phẩm hoặc hệ thống được xem là 'phức tạp' Hệ thống kỹ thuật phức tạp được cấu thành từ nhiều thành phần và kiến trúc xác định cách sắp xếp chúng Các sản phẩm phức tạp thường bao gồm nhiều hệ thống con, và khách hàng thường đánh giá chúng ở cấp độ hệ thống thay vì thành phần Ví dụ, một ứng dụng IoT hoàn chỉnh có thể cung cấp hiệu suất cao nhờ các thành phần tối ưu, nhưng lại hạn chế khả năng tùy chỉnh của khách hàng Để khách hàng có thể cấu hình hệ thống theo nhu cầu, cần thiết phải mở hệ thống kỹ thuật phức tạp, cho phép linh hoạt hơn so với hệ thống đóng Việc lựa chọn và sắp xếp các thành phần phụ thuộc vào bối cảnh hoạt động của hệ thống, tạo ra các cấu hình độc đáo Sự hiểu biết về các hệ thống này yêu cầu phân biệt giữa kiến thức thành phần và kiến thức kiến trúc, trong đó kiến thức thành phần ổn định hơn, còn kiến thức kiến trúc cần được điều chỉnh cho từng hệ thống cụ thể Do đó, cần xem xét động lực của hệ thống với hai mức độ năng động: sự thay đổi trong kiến thức thành phần và kiến thức kiến trúc.
Thiết kế ưu thế
Cơ hội đổi mới trải qua ba giai đoạn trong vòng đời đổi mới, bắt đầu từ giai đoạn linh hoạt với nhiều thử nghiệm sản phẩm và dịch vụ trong các ngành công nghiệp mới Trong giai đoạn này, sự không chắc chắn về mục tiêu và cách thức kỹ thuật để đạt được mục tiêu là rất cao Dần dần, các thử nghiệm hội tụ thành thiết kế chủ đạo, tạo ra "các quy tắc của trò chơi" Khi thiết kế ưu thế được hiện thực hóa, giai đoạn chuyển tiếp diễn ra, dẫn đến việc giải quyết vấn đề theo hệ thống phân cấp thiết kế Khi thiết kế chủ đạo xuất hiện, giai đoạn cụ thể bắt đầu, làm thay đổi mạnh mẽ cơ sở cạnh tranh Mặc dù nhiều người chơi bị loại khỏi ngành do sự xuất hiện của thiết kế nổi trội, một số doanh nghiệp mới vẫn cố gắng giành thị phần bằng cách bắt chước thiết kế chủ đạo, nhưng cuối cùng số lượng doanh nghiệp sẽ giảm cho đến khi đạt điểm ổn định.
Ngành công nghiệp đang chuyển mình từ sự đa dạng về hãng và kiểu dáng độc đáo sang một số ít hãng có sản phẩm tương tự, cho phép đo điểm chuẩn hiệu quả hơn Sở thích người tiêu dùng hiện đã rõ ràng hơn, cung cấp thêm thông tin cho các doanh nghiệp trong ngành Khi các tiêu chuẩn sản phẩm đã được thiết lập, hiệu quả cạnh tranh chuyển sang việc gia tăng hiệu suất sản phẩm theo công nghệ và quy trình đổi mới, thay vì chỉ tập trung vào đổi mới sản phẩm triệt để Các công ty không thích nghi với thay đổi này sẽ gặp khó khăn trong cạnh tranh và có nguy cơ thất bại Tuy nhiên, các hệ thống phức tạp mở không thể có một thiết kế thống trị duy nhất, vì các thành phần cần linh hoạt để tạo ra nhiều cấu hình khác nhau Do đó, cần tìm kiếm các hình thức tiêu chuẩn hóa khác để đảm bảo khả năng tương tác giữa các thành phần.
Tiêu chuẩn hóa công nghệ
Tiêu chuẩn kỹ thuật là các quy chuẩn áp dụng cho hệ thống kỹ thuật, được định nghĩa là sự đồng thuận giữa các tác nhân để thực hiện các hoạt động theo quy tắc đã thỏa thuận Tiêu chuẩn công nghệ bao gồm các thông số kỹ thuật mà sản phẩm, quy trình hoặc thủ tục cần tuân thủ Trong bối cảnh cung và cầu, tiêu chuẩn công nghệ thể hiện mong muốn của người tiêu dùng về một định dạng thống nhất, đồng thời phản ánh khả năng kỹ thuật và cơ cấu chi phí của nhà sản xuất Nghiên cứu về tiêu chuẩn hóa thường xem xét cách công nghệ trở thành tiêu chuẩn trên thị trường, với một số công nghệ được công nhận là tiêu chuẩn nhờ vào nỗ lực R&D và đổi mới của các công ty Tiêu chuẩn de facto là sản phẩm được người tiêu dùng chấp nhận rộng rãi, trong khi tiêu chuẩn de jure được thiết lập bởi các cơ quan tiêu chuẩn Nhiều công ty thường hợp tác để hình thành liên minh nhằm xây dựng tiêu chuẩn chính thức, tạo ra công nghệ tối ưu thông qua quy trình thiết lập tiêu chuẩn riêng.
Khách hàng tiềm năng
Hệ thống phức hợp mở không có danh tính ổn định, vì vậy kiến thức thực tế địa phương là yếu tố quan trọng trong thiết kế hệ thống IoT để đáp ứng nhu cầu người dùng Kiến thức này, bao gồm thói quen và thực hành xã hội hàng ngày, cần được xem xét để thu hút người dùng tiềm năng Mỗi hệ thống phải có kỹ thuật khả thi và cung cấp ứng dụng có ý nghĩa, phụ thuộc vào việc thu thập kiến thức và mức độ cởi mở trong giải pháp công nghệ Hiểu nhầm về IoT có thể dẫn đến các giải pháp tiêu chuẩn hóa, thiếu khả năng thích ứng cần thiết Người dùng chính đóng vai trò quan trọng trong phát triển và áp dụng IoT, vì họ có thể cung cấp kiến thức thực tế và yêu cầu mới từ thị trường Họ thường là những người sớm áp dụng đổi mới và có thể phát triển ứng dụng riêng, do đó, nhà sản xuất nên xác định khách hàng tiềm năng để thúc đẩy sự phát triển đổi mới.
IoT bao gồm nhiều công nghệ và thành phần khác nhau cần hoạt động cùng nhau, với khả năng sắp xếp lại để tạo ra các cấu hình cụ thể Một hệ thống IoT không nhất thiết phải là một hệ thống tích hợp hoàn chỉnh, mà là sự liên kết của các thành phần từ nhiều ngành khác nhau, tùy thuộc vào ngữ cảnh sử dụng Do đó, hệ thống cần duy trì tính mở để người dùng có thể tùy chỉnh theo nhu cầu cá nhân Để thúc đẩy đổi mới, tiêu chuẩn hóa mở là cần thiết nhằm đảm bảo khả năng tương tác giữa các thành phần của IoT Tiêu chuẩn được thiết lập như các quy phạm hoặc yêu cầu cho hệ thống kỹ thuật và có thể được định hình theo nhiều cách Người dùng là nguồn kiến thức quan trọng, cung cấp thông tin về nhu cầu và cách công nghệ được áp dụng trong các bối cảnh khác nhau, từ đó hỗ trợ phát triển và triển khai các hệ thống IoT.
Nghiên cứu này mang tính khám phá trong lĩnh vực IoT, một lĩnh vực mới và phức tạp với tiêu chuẩn hóa đang phát triển Khung lý thuyết đóng vai trò quan trọng trong quá trình khám phá, không chỉ trình bày các giá trị số mà còn cung cấp hiểu biết sâu sắc về lý do và cách thức Để đạt được điều này, nghiên cứu đã áp dụng chiến lược định tính, thực hiện một nghiên cứu điển hình nhằm hiểu rõ hơn về bối cảnh và quy trình trong lĩnh vực Các công nghệ không dây hỗ trợ IoT đã được chọn làm trường hợp nghiên cứu, thông qua phương pháp lấy mẫu lý thuyết để thu thập thông tin tối ưu Nghiên cứu phân tích các tác nhân ảnh hưởng đến quá trình thiết lập tiêu chuẩn công nghệ, từ đó cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách các tác nhân trong lĩnh vực này ứng phó với tiêu chuẩn hóa mở của IoT, lập bản đồ các tiêu chuẩn chính và chiến lược liên quan đến việc mở tiêu chuẩn.
Nhiều nguồn dữ liệu thứ cấp đã được sử dụng để áp dụng phương pháp tam giác, nhằm tăng cường tính hợp lệ của dữ liệu thông qua sự trùng hợp giữa các nguồn Trong nghiên cứu này, các nguồn dữ liệu bao gồm (I) báo cáo nghiên cứu từ nguồn công cộng, (II) bài báo từ nguồn công khai, và (III) bài báo khoa học từ cơ sở dữ liệu Scopus và Google Scholar Đặc biệt, tài liệu xám được sử dụng rộng rãi vì cung cấp truy cập vào dữ liệu lịch sử Dự kiến sẽ phỏng vấn một số người đại diện từ các tập đoàn đã xử lý vấn đề tiêu chuẩn hóa liên quan đến IoT để thu thập thông tin chi tiết về chiến lược tiêu chuẩn hóa Tuy nhiên, các yêu cầu phỏng vấn đã bị từ chối hoặc bỏ qua, có thể do lý do bảo mật, dẫn đến việc phỏng vấn không được thực hiện Khung thời gian nghiên cứu được áp dụng từ năm 2000.
Kể từ khi khái niệm Internet vạn vật (IoT) ra đời vào năm 1999 và trở nên phổ biến trong những năm sau đó, khoảng thời gian từ 2000 đến 2016 đã cung cấp nhiều thông tin quý giá về lĩnh vực này Những khám phá ban đầu trong công nghệ IoT cho thấy sự tương đồng đáng kể với các khái niệm như "ngôi nhà tự động hóa".
Nhà thông minh, trước đây được gọi là nhà tự động hóa, hiện nay được biết đến với tên gọi "Internet of Things" (IoT) Thuật ngữ này phản ánh sự phát triển của công nghệ và tiêu chuẩn phù hợp với mô hình mới của IoT, liên quan đến việc xử lý và quản lý dữ liệu trong không gian sống thông minh.
IoT, hay Internet of Things, thường được sử dụng để chỉ thị trường nhà thông minh và tự động hóa Nghiên cứu này xem xét các yếu tố quan trọng trong lĩnh vực IoT, bao gồm các nỗ lực tiêu chuẩn hóa trong quá khứ và bài học rút ra từ chúng Chỉ dữ liệu từ Hoa Kỳ và Châu Âu được xem xét, vì đây là nơi tập trung các tổ chức thiết lập tiêu chuẩn hàng đầu Các tiêu chuẩn được tìm kiếm thông qua các thuật ngữ như ‘tiêu chuẩn IoT’ và ‘tiêu chuẩn hóa IoT tổng quan’, dẫn đến nhiều kết quả từ các nguồn khác nhau Nghiên cứu cũng tập trung vào những người chơi chính trong lĩnh vực IoT để thu thập thông tin chi tiết về tiêu chuẩn Việc tìm kiếm các chiến lược tiêu chuẩn hóa đã áp dụng gặp khó khăn do kết quả không liên quan đến các chiến lược đã được thực hiện Do đó, cần sử dụng các truy vấn tìm kiếm khác để xác định các chiến lược đổi mới trong tiêu chuẩn hóa IoT.
Trong nghiên cứu này, các cụm từ tìm kiếm như "Liên minh", "cộng tác", "sự tham gia của người dùng", "tổ chức thiết lập tiêu chuẩn", "thỏa thuận ngành" và "nguồn kiến thức" đã được sử dụng để thu thập thông tin chi tiết Qua 16 truy vấn tìm kiếm, thông tin đã được phân tích để xác định các công ty cụ thể trong các mức độ thành viên của liên minh Phương pháp lấy mẫu lý thuyết đã được áp dụng, cho phép thu thập và phân tích dữ liệu để hình thành các khái niệm ban đầu như "Lãnh đạo" và "xây dựng liên minh" Quá trình thu thập và phân tích dữ liệu có mối liên hệ chặt chẽ, không phải là hai quá trình riêng biệt Lý thuyết bão hòa cũng đã được xem xét, mặc dù không đạt được hoàn toàn do số lượng tài liệu phong phú về IoT, các tài liệu đã phân tích vẫn hỗ trợ xác minh các khái niệm nghiên cứu.
Phân tích dữ liệu định tính được thực hiện thông qua quá trình mã hóa, trong đó dữ liệu được chia thành các phần có tên Bước đầu tiên là tìm kiếm các bài báo trên internet dựa trên các truy vấn đã đề cập Các ghi nhớ được thực hiện để tóm tắt nội dung của các bài viết, giúp chuyển đổi dữ liệu thô Những ghi nhớ này tập trung vào các mối liên hệ giữa nhận thức về các tiêu chuẩn, chỉ ra chiến lược khả thi cho các công ty duy trì tiêu chuẩn Các tài liệu phù hợp được nhập vào chương trình mã hóa NVivo 11, sau đó thực hiện mã hóa mở, gán nhãn cho các đoạn văn bản Ghi chú được thực hiện khi có ý tưởng mới trong quá trình mã hóa, liên quan đến các khái niệm nhạy cảm, giúp định hướng cuộc điều tra Việc sử dụng các khái niệm nhạy cảm này tạo ra quá trình mã hóa có hệ thống, như ví dụ về sự hình thành nhóm sở thích đặc biệt Bluetooth vào năm 1998 bởi Ericsson, IBM, Nokia, Toshiba và Intel.
Liên minh được hình thành bởi các thành viên cụ thể, và việc hiểu rõ các thành viên này là rất quan trọng để xác định lợi ích mà liên minh mang lại Những lợi ích này giúp định hình tầm nhìn và sứ mệnh của liên minh, đồng thời phát triển một chiến lược tiêu chuẩn hóa phù hợp.
Các tiêu chuẩn thường mở và không độc quyền, yêu cầu các nhà phát triển tiết lộ tài sản trí tuệ liên quan Chiến lược tiêu chuẩn hóa bao gồm các khái niệm như miễn phí bản quyền và cơ sở bản quyền hợp lý, cung cấp thông tin về khả năng tiếp cận và mức độ mở của tiêu chuẩn Sau khi mã hóa mở hoàn tất, các khái niệm được nhóm lại theo chủ đề, như "liên minh" và "thành viên" thuộc về "cộng tác", trong khi "dễ sử dụng" và "chia sẻ công nghệ" phản ánh "nhu cầu của người dùng" Mã trục được thiết kế với mức độ trừu tượng cao hơn, kết nối các khái niệm ban đầu với bối cảnh và nguyên nhân Các khái niệm không liên quan sẽ bị loại bỏ khỏi khung lý thuyết, dẫn đến việc hình thành các danh mục liên kết Trong lĩnh vực IoT, các công ty phát triển "đề xuất giá trị cho người dùng" qua "Tiếp thị" và "đổi thương hiệu" nhằm "kích hoạt IoT" khi "nhận thức về khái niệm IoT" ngày càng tăng.
Dự án "nguồn mở" khuyến khích sự tham gia của người dùng bằng cách công bố thông số kỹ thuật Điều này giúp các nhà sản xuất hiểu rõ hơn về "nhu cầu của người dùng" và cách họ "sử dụng công nghệ nhất định".
Chương 4: Thiết kế, lắp đặt, thi công 4.1 Thiết kế
Ngôi nhà thông minh được thiết kế với các thiết bị IoT kết nối chặt chẽ, tạo thành một hệ thống mạng đồng bộ và hiệu quả.
- Thiết bị mạng: có 1 router, 2 switchs và 1 wifi
- Thiết bị đầu cuối: có 8 thiết bị IoT, 3 servers và 1 laptop, 1 điện thoại thông minh
Hình 5.1: Thiết kế mô phỏng hệ thống nhà thông minh trong phần mềm Packet tracer
Thiết kế bảng địa chỉ IP cho các thiết bị:
Tên thiết bị Địa chỉ IP Subnet mask DNS server Default gateway Laptop 192.168.25.107 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Cửa 192.168.25.104 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Cửa sổ 192.168.25.105 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Quạt trần 192.168.25.108 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Đèn 192.168.25.103 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Cửa Garage 192.168.25.102 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Đèn nhỏ 192.168.25.101 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Loa 192.168.25.100 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Camera 192.168.25.106 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1
IoT server 10.0.0.253 255.255.255.0 Điện thoại di động
Các tình huống mô phỏng:
- dùng điên thoại hay máy tính điều khiển các thiết bị, ánh sáng, âm thanh, camara,… o click chuột vào biểu tượng laptop-desktop-IoT monitor
Hình 5.1.a o Chọn thiết bị IoT bật hoặc tắt tùy theo ý muốn
Sử dụng cảm biến chuyển động để tự động bật tắt các thiết bị IoT trong phòng, giúp nhận biết khi có người vào và ra Khi có người vào, đèn và các thiết bị đã được cài đặt sẵn sẽ tự động bật, trong khi khi không còn ai trong phòng, các thiết bị sẽ tự động tắt, mang lại sự tiện lợi và tiết kiệm năng lượng.
4.2 Lắp đặt và thi công
Trong quá trình lắp đặt và thi công, việc sử dụng các thiết bị thông minh IoT, thiết bị đầu cuối và thiết bị mạng là rất cần thiết để tạo thành một mạng lưới liên kết trong căn nhà Mặc dù giá thành của các thiết bị này khá cao, nhưng các hình ảnh minh họa sẽ giúp người kĩ sư công nghệ thông tin hình dung rõ hơn về việc lắp đặt Từ đó, ngành xây dựng sẽ phát triển bản vẽ chi tiết cho ngôi nhà với thiết bị thông minh, đảm bảo thiết kế và bố trí IoT phù hợp và tiện lợi cho gia chủ Hiện nay, nhiều hãng công nghệ lớn như Google, Apple, và Xiaomi đã cung cấp các thiết bị IoT với giá cả hợp lý, dễ dàng lắp đặt mà không cần cấu hình phức tạp Người dùng có thể tự mua và lắp đặt tại nhà, sử dụng server của nhà cung cấp để đảm bảo hoạt động mượt mà Trong tương lai, các thiết bị IoT sẽ ngày càng phổ biến nhờ tính tiện lợi và hiệu quả của chúng Ngoài ra, người dùng còn có thể chọn mua các sản phẩm IoT từ các hãng bên thứ ba, tương thích với các thiết bị như TV, tủ lạnh, và rèm cửa.
Một số các thiết bị IoT được cung cấp bởi Google:
Phương pháp luận
Thiết kế, lắp đặt, thi công
Thiết kế
Bản thiết kế mô phỏng ngôi nhà thông minh tích hợp nhiều thiết bị IoT, kết nối chặt chẽ để hình thành một hệ thống mạng đồng bộ.
- Thiết bị mạng: có 1 router, 2 switchs và 1 wifi
- Thiết bị đầu cuối: có 8 thiết bị IoT, 3 servers và 1 laptop, 1 điện thoại thông minh
Hình 5.1: Thiết kế mô phỏng hệ thống nhà thông minh trong phần mềm Packet tracer
Thiết kế bảng địa chỉ IP cho các thiết bị:
Tên thiết bị Địa chỉ IP Subnet mask DNS server Default gateway Laptop 192.168.25.107 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Cửa 192.168.25.104 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Cửa sổ 192.168.25.105 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Quạt trần 192.168.25.108 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Đèn 192.168.25.103 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Cửa Garage 192.168.25.102 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Đèn nhỏ 192.168.25.101 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Loa 192.168.25.100 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1 Camera 192.168.25.106 255.255.255.0 10.0.0.254 192.168.25.1
IoT server 10.0.0.253 255.255.255.0 Điện thoại di động
Các tình huống mô phỏng:
- dùng điên thoại hay máy tính điều khiển các thiết bị, ánh sáng, âm thanh, camara,… o click chuột vào biểu tượng laptop-desktop-IoT monitor
Hình 5.1.a o Chọn thiết bị IoT bật hoặc tắt tùy theo ý muốn
Tự động hóa thiết bị IoT giúp tiết kiệm năng lượng và nâng cao tiện nghi trong không gian sống Sử dụng cảm biến chuyển động, hệ thống có thể nhận diện khi có người vào phòng để tự động bật đèn và các thiết bị đã được cài đặt trước Ngược lại, khi không còn ai trong phòng, hệ thống sẽ tự động tắt các thiết bị, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả năng lượng tối ưu.
Lắp đặt và thi công
Trong quá trình lắp đặt và thi công, các thiết bị thông minh IoT, thiết bị đầu cuối và thiết bị mạng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra một mạng lưới liên kết trong căn nhà Mặc dù giá thành của các thiết bị này có thể cao, nhưng chúng chỉ được minh họa bằng hình ảnh mô phỏng Những hình ảnh này giúp các kỹ sư công nghệ thông tin phát triển bản vẽ chi tiết cho ngôi nhà thông minh, từ đó thiết kế và bố trí các thiết bị IoT một cách hợp lý và tiện lợi nhất cho gia chủ Hiện nay, nhiều hãng công nghệ lớn như Google, Apple, và Xiaomi cung cấp các thiết bị IoT với giá cả phải chăng và dễ dàng lắp đặt tại nhà mà không cần cấu hình phức tạp Các thiết bị này hoạt động mượt mà nhờ vào server của nhà cung cấp Trong tương lai, sự tiện lợi và hiệu quả của thiết bị IoT sẽ thúc đẩy các công ty công nghệ cung cấp nhiều sản phẩm hơn Người tiêu dùng cũng có thể chọn mua các thiết bị IoT từ các hãng bên thứ ba, tương thích với các sản phẩm như tivi, tủ lạnh, và rèm cửa Hình 5.2.a minh họa một căn nhà được lắp đặt các thiết bị IoT của Google.
Một số các thiết bị IoT được cung cấp bởi Google:
Bộ điều nhiệt thông minh, như hình 5.2.b, có khả năng lắp đặt dễ dàng thông qua kết nối mạng wifi của ngôi nhà, cho phép người dùng điều khiển thiết bị này thông qua ứng dụng Google.
Chuông cửa thông minh(hình 5.2.c)
Nest hub max với màn hình rộng, cũng là nơi để quản lý căn nhà bằng các thao tác ngón tay.(hình 5.2.d) Ý nghĩa của công nghệ IoT
Công nghệ IoT được phát triển để đáp ứng nhu cầu cuộc sống con người trong mọi lĩnh vực và ngày càng trở thành phần thiết yếu trong xã hội hiện đại Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, IoT mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp thông qua các ứng dụng cụ thể, cho phép họ truy cập vào nguồn dữ liệu phong phú về sản phẩm và quản lý hệ thống nội bộ hiệu quả hơn.
Với nguồn dữ liệu vô tận và khả năng phân tích toàn diện, các hệ thống sản xuất ngày càng trở nên nhạy bén và năng suất hơn Doanh nghiệp đang ứng dụng công nghệ cảm biến vào sản phẩm để truyền tải dữ liệu, giúp phát hiện sớm khả năng sản phẩm bị lỗi và điều khiển trước khi xảy ra sự cố.
Vào năm 2019, chi tiêu của người tiêu dùng cho các thiết bị IoT đạt khoảng 725 tỷ đô la, trong khi doanh nghiệp chi đến 964 tỷ đô la Dự báo đến năm 2020, sẽ có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối internet, bao gồm hàng tỷ thiết bị di động, tivi, tủ lạnh, máy giặt và điều hòa Tổng chi tiêu của cả doanh nghiệp và người tiêu dùng có thể lên đến 3.000 tỷ đô la.
Thương hiệu BKAV đã ghi dấu ấn mạnh mẽ trong thị trường Việt Nam với những thành tựu đáng kể trong lĩnh vực Internet of Things Họ đã phát triển mô hình hệ thống nhà thông minh, cho phép kết nối Internet và tự động điều chỉnh qua smartphone Sau nhiều năm nghiên cứu và phát triển, BKAV đã khẳng định được vị thế vững chắc trên thị trường và hoàn toàn đủ khả năng cạnh tranh với các thương hiệu phần mềm thông minh toàn cầu.
Các thương hiệu lớn như Google, Apple, Microsoft, Samsung và LG đang gia nhập thị trường Việt Nam, tạo ra sự cạnh tranh mạnh mẽ về chất lượng và giá cả, giúp IoT phát triển vượt bậc.
Internet of Things (IoT) đã cách mạng hóa cuộc sống con người trong xã hội hiện đại, tạo ra một thế giới kết nối nơi người dùng có thể điều khiển và giám sát mọi thiết bị chỉ qua một thiết bị thông minh IoT chính là xu hướng chủ đạo trong thời đại 4.0, đưa xã hội vào kỷ nguyên số hóa sâu rộng.
Nghiên cứu này mặc dù được thiết lập cẩn thận nhưng vẫn có một số hạn chế, đặc biệt là việc sử dụng phương pháp định tính để trả lời câu hỏi nghiên cứu Phương pháp này giúp hiểu sâu hơn về các chiến lược tiêu chuẩn hóa liên quan đến Internet of Things (IoT), nhưng dữ liệu chủ yếu là thứ cấp và chỉ phản ánh một phần của toàn bộ chiến lược Các chiến lược đổi mới chi tiết trong nội bộ công ty không được thể hiện, cùng với lý do thành công hay thất bại của chúng Để có cái nhìn toàn diện về cách các công ty xử lý vấn đề tiêu chuẩn hóa, cần có kết nối trực tiếp với các công ty, nhưng việc phỏng vấn đã bị từ chối, dẫn đến thiếu thông tin quan trọng Mặc dù vậy, việc phân tích tài liệu đã cung cấp nhiều thông tin lịch sử có giá trị, giúp tinh chỉnh các khái niệm và tăng cường hiệu lực nghiên cứu Các trường hợp được lựa chọn dựa trên lấy mẫu lý thuyết, nhưng do sự chồng chéo với nhà tự động hóa, một số trường hợp hữu ích có thể đã bị bỏ qua Nghiên cứu này không nhằm cung cấp bằng chứng đầy đủ mà tập trung vào việc tổng quát hóa kết quả cho lý thuyết.