KHUNG THAM CHIẾU ICT PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ THÔNG MINH

B THÔNG TIN VÀ TRUY N THÔNG KHUNG THAM CHI U ICT PHÁT TRI N Ô TH THÔNG MINH (Ban hành kèm theo Quy t đ nh s … Q /BTTTT ngày… tháng…n m 2019 c a B tr ng B Thông tin Truy n thông) Hà N i, n m 2019 M CL C M C L C HÌNH V M C L C B NG BI U I GI I THI U M C ệCH KHÁI NI M NGUYÊN T C CHUNG TRONG XÂY D NG Ô TH THÔNG MINH VI T NAM PH M VI ÁP D NG II KHUNG THAM CHI U ICT PHÁT TRI N Ô TH THÔNG MINH L p L p it ng s d ng ng d ng thông minh L p H tr d ch v d li u 21 3.1 Tích h p d ch v 21 3.2 Tích h p d li u 23 3.3 Ngu n d li u 28 L p i n toán l u tr 28 4.1 Tài nguyên n toán 29 4.2 Tài nguyên l u tr 29 4.3 Tài nguyên ph n m m 31 L p M ng k t n i 31 L p Thu th p d li u 32 6.1 Thu th p d li u t c m bi n 32 6.2 Thi t b kích ho t 34 6.3 Thu th p d li u ng i 35 H th ng B o m t 36 H th ng Xây d ng 36 H th ng B o trì ho t đ ng 36 9.1 L p k ho ch 37 9.2 Tri n khai 37 9.3 Ki m tra 38 9.4 C i thi n 38 10 H th ng nh danh 38 11 H th ng nh v 38 12 Trung tâm x lý u hành thông tin t p trung, đa nhi m 39 III KHUNG THAM CHI U INTERNET V N V T (IOT) 40 Mơ hình tham chi u d a th c th 40 Mơ hình tham chi u d a mi n 43 2.1 Gi i thi u 43 M i quan h gi a RM d a th c th RM d a mi n 46 Các góc nhìn v khung tham chi u IoT 47 4.1 Mô t chung 47 4.2 Góc nhìn ch c n ng c a Khung tham chi u IoT 48 4.3 Góc nhìn h th ng c a Khung tham chi u IoT 53 4.4 Góc nhìn k t n i c a khung tham chi u IoT 57 4.5 Góc nhìn thơng tin c a Khung tham chi u IoT 60 4.6 Góc nhìn s d ng c a khung tham chi u IoT 63 IV KHUNG THAM CHI U M NG C M BI N 74 Mi n c m bi n 82 Mi n m ng k t n i 85 Mi n d ch v 86 Các th c th ch c n ng 87 4.1 L p ph n c ng nút c m bi n 87 4.2 L p ch c n ng c b n 88 4.3 L p d ch v 91 4.4 L p ng d ng 95 V T CH C TH C HI N 97 M C L C HÌNH V Hình – S đ t ng th Khung tham chi u ICT phát tri n th thơng minh Hình - Mơ hình m ng l i c m bi n thành ph 24 Hình - Quá trình ETL 25 Hình - Mơ hình tham chi u IoT d a th c th 40 Hình - M i quan h gi a mi n th c th , th c th khái ni m đ c tr ng h th ng IoT 43 Hình - Mơ hình tham chi u d a mi n c a IoT 44 Hình – M i quan h gi a RM d a th c th RM d a mi n 47 Hình - Góc nhìn ch c n ng c a Khung tham chi u IoT – phân chia thành ph n ch c n ng c a Khung tham chi u IoT 49 Hình - Góc nhìn h th ng c a khung tham chi u IoT 54 Hình 10 - Góc nhìn k t n i c a Khung tham chi u IoT 58 Hình 11 - Các lo i thơng tin liên quan đ n mi n 61 Hình 12 - Các lo i thơng tin liên quan đ n mi n 62 Hình 13 - Các nhóm ng i dùng IoT vai trò 64 Hình 14 - Nhà cung c p d ch v IoT 64 Hình 15 - Các vai trị ph ho t đ ng c a nhà cung c p d ch v IoT 65 Hình 16 - Nhà phát tri n d ch v IoT 66 Hình 17 - Các vai trò ph ho t đ ng c a nhà phát tri n d ch v IoT 67 Hình 18 - Ng i dùng IoT 67 Hình 19 - Các vai trị ph ho t đ ng c a ng i dùng IoT 68 Hình 20 - Các vai trò đ c hi n h th ng đ c đ a vào s d ng 69 Hình 21 - Các ho t đ ng c a trình phát tri n thi t b ng d ng 71 Hình 22 - S d ng d li u thi t b cho ho t đ ng v n hành phân tích liên quan đ n b o m t 72 Hình 23 - S d ng d ch v IoT liên vùng theo chi u d c 73 Hình 24 - Vai trò ho t đ ng su t vòng đ i s n ph m IoT 74 Hình 25 - Mơ hình v t lý m c cao mi n m ng c m bi n 76 Hình 26 - T ng quan giao di n m ng c m bi n m t nút c m bi n, nút c m bi n đ n nút c m bi n, nút c m bi n đ n mơi tr ng bên ngồi 78 Hình 27 - Khung tham chi u v t lý nút c m bi n 80 Hình 28 – Khung tham chi u ch c n ng m ng c m bi n 82 M C L C B NG BI U B B B B B B B B ng - Danh m c thi t b c m bi n 33 ng - Thông tin đ nh n d ng 62 ng - Thông tin cho k t n i 63 ng - Thông tin đ xác th c 63 ng - T ng th v ho t đ ng vai trò 70 ng - Mơ hình ch c n ng mơ t Mi n c m bi n 85 ng - Mơ hình ch c n ng mô t c a Mi n m ng k t n i 86 ng - Mơ hình ch c n ng mô t c a Mi n d ch v 87 I GI I THI U M C ệCH Xây d ng Khung tham chi u ICT phát tri n đô th thông minh đ làm c n c cho vi c xây d ng, phát tri n đô th thông minh t i Vi t Nam tuân th nguyên t c phát tri n đô th thông minh nêu t i M c Nguyên t c chung xây d ng đô th thông minh Vi t Nam c a v n b n Khung tham chi u ICT phát tri n đô th thông minh h ng t i vi c xác đ nh m t t p thành ph n lô-gic ch c n ng c a chúng đ có th giúp th xây d ng Ki n trúc ICT phát tri n đô th thơng minh cho riêng b o đ m s đ ng b vi c l p k ho ch, l trình th c hi n phát tri n đô th thông minh KHÁI NI M ô th thông minh đô th ho c khu v c c dân ng d ng công ngh thông tin truy n thông phù h p, tin c y, có tính đ i m i sáng t o ph ng th c khác nh m nâng cao hi u l c, hi u qu công tác phân tích, d báo, cung c p d ch v , qu n lý ngu n l c c a th có s tham gia c a ng i dân; nâng cao ch t l ng cu c s ng làm vi c c a c ng đ ng; thúc đ y đ i m i, sáng t o phát tri n kinh t ; đ ng th i b o v môi tr ng c s t ng c ng liên thông, chia s d li u, an tồn, an ninh thơng tin gi a h th ng d ch v Khung tham chi u ICT phát tri n đô th thông minh m t t p thành ph n ICT m c lô-gic ch c n ng c a đô th thông minh đ g n k t l nh v c, ng d ng, d ch v đô th thông minh b o đ m tính th ng nh t, đ ng b phát tri n đô th thông minh Ki n trúc ICT phát tri n đô th thông minh ki n trúc công ngh ph c v phát tri n đô th thông minh t i đ a ph ng Ki n trúc ICT phát tri n đô th thông minh c a đ a ph ng c n tuân th Khung tham chi u ICT phát tri n đô th thông minh B Thông tin Truy n thông ban hành NGUYÊN T C CHUNG TRONG XÂY D NG Ô TH THÔNG MINH VI T NAM Vi c xây d ng đô th thông minh Vi t Nam c n th c hi n theo nguyên t c chung nh sau: a) L y ng i dân làm trung tâm b) B o đ m n ng l c c s h t ng thông tin t o h sinh thái s đáp ng nhu c u phát tri n ng d ng, d ch v đô th thông minh y m nh dùng chung c s h t ng thông tin, khuy n khích d li u m (open data) bao g m nh ng d li u có th hi u đ c (đ c mô t t ng minh), s d ng khai thác đ c b i t t c bên tham gia xây d ng th thơng minh D li u m quy n đ a ph ng s h u chia s cho bên liên quan (n u c n) c) B o đ m tính trung l p v công ngh ; tr ng áp d ng công ngh ICT phù h p v i đô th thông minh nh Internet V n v t (IoT), n tốn đám mây, phân tích d li u l n, trí tu nhân t o có kh n ng t ng thích v i nhi u n n t ng; t n d ng, t i u c s h t ng ICT s n có d) B o đ m an tồn, an ninh thơng tin, n ng l c ng c u, x lý s c m t an tồn thơng tin, đ c bi t h t ng thông tin tr ng y u; b o v thông tin riêng t c a ng i dân đ) C n c nhu c u u ki n th c t , đ a ph ng ch đ ng xây d ng tri n khai án t ng th xây d ng th thơng minh, có t m nhìn bám sát ch tr ng, đ nh h ng c a ng Chính ph , g n li n v i chi n l c, quy ho ch, k ho ch phát tri n kinh t xã h i c a m i đ a ph ng (nhu c u qu n lý, nhu c u c a ng i dân, m m nh, m y u, c h i thách th c) Vi c xây d ng đô th thông minh ph i đ m b o tính k th a phát tri n b n v ng giá tr v n hóa – kinh t , xã h i, giá tr v t ch t phi v t ch t c a đ a ph ng e) u tiên nhi m v có tính ch t t ng th ph c v liên ngành bao g m Ki n trúc ICT phát tri n đô th thông minh t i đ a ph ng, b o đ m an tồn thơng tin, h t ng b ng r ng, v.v… g) S d ng l i tr c mua ho c xây d ng: Các ng d ng, thành ph n h th ng nên đ c s d ng l i n u có th , ch s d ng gi i pháp mua s m hàng hóa n u c n thi t ch đ c xây d ng m i n u có u c u khơng th th c hi n đ c h) Qu n lý d li u nh qu n lý tài s n: D li u s đ c qu n lỦ đ b o đ m tính xác, ch t l ng c a d li u đ h tr quy t đ nh nghi p v đ n i) B o đ m d li u đ c qu n lý chia s : D li u đ x lý lo i nghi p v c a c quan, t ch c, cá nhân ph i gi ng bi t rõ ngu n g c d li u k) D li u truy c p đ m t phiên b n g c/th t ng c: D li u ph i d tìm ki m, truy v n hi n th m) Thí m d ch v ng d ng m i: Xây d ng m u, th nghi m v i i s d ng hoàn thi n t tr i nghi m ng i s d ng l) S d ng tiêu chu n m mã ngu n m : Tiêu chu n m ph i đ c s d ng t t c thi t k gi i pháp đ thúc đ y kh n ng liên thông Ph n m m mã ngu n m ph i đ c đánh giá, xem xét v i ph n m m th ng m i l a ch n gi i pháp công ngh PH M VI ÁP D NG Khung tham chi u ICT phát tri n đô th thông minh c n c đ xây d ng, tri n khai: - án đô th thông minh; - Các d án đ u t phát tri n đô th thông minh; - Các k ho ch thuê d ch v đô th thông minh; - Ki n ICT phát tri n đô th thông minh c a đ a ph ng II KHUNG THAM CHI U ICT PHÁT TRI N Ô TH THÔNG MINH S đ t ng th c a Khung tham chi u ICT phát tri n đô th thông minh đ th hi n nh Hình bên d i: c Hình – S đ t ng th Khung tham chi u ICT phát tri n đô th thông minh Các thành ph n c a Khung tham chi u ICT phát tri n đô th thông minh bao g m nh ng thành ph n sau: L p it ng s d ng L p i t ng s d ng bao g m tác nhân tham gia s d ng d ch v , ng d ng c a đô th thông minh Các đ i t ng không gi i h n m c đ ng i, mà cịn có th thi t b , máy móc h sinh thái th thơng minh L p ng d ng thông minh L p ng d ng thông minh cung c p ng d ng thơng minh kh n ng tích h p c a chúng xuyên su t l nh v c v i s h tr t l p bên d i Các ng d ng đ n t l nh v c khác nh giao thông thông minh, giáo d c thông minh, y t thông minh, v.v…Nh ng ng d ng cung c p thông tin, ng d ng d ch v c n thi t cho yêu c u c th t phía c ng đ ng, doanh nghi p, nhà qu n lý thành ph , v.v…Kh n ng c a L p ng d ng thơng minh bao g m khía c nh sau: a) H tr vi c đ a t m nhìn đ i v i ph n h i thông minh đ đáp ng yêu c u t phía d ch v cơng c ng, qu n lý xã h i, ho t đ ng công nghi p ho t đ ng khác b) Truy c p s d ng tài nguyên d ch v đ c cung c p b i L p Thu th p d li u, L p M ng k t n i, L p i n toán l u tr , L p H tr d ch v d li u M t s l nh v c, d ch v u tiên phát tri n đô th thông minh giai đo n 2018 – 2025 đ nh h ng đ n n m 2030 bao g m: Danh m c/Ti u m c Ch c n ng - Qu n lý nâng cao trình xây d ng, ti t ki m n ng l ng, b o đ m tính an tồn thu n Qu n lý đô th thông ti n minh - Nh n bi t, s d ng qu n lý ngu n tài nguyên đ t đai môi tr ng xây d ng - Cho phép t đ ng ki m soát t xa h th ng nhà - T o d ch v đ nâng cao nh n th c c a c dân v m c đ tiêu Nhà thông minh th n ng l ng n c - Kích ho t d ch v h tr cu c s ng t xa - T i u hóa h th ng s i, gi m m c đ tiêu th n ng l ng tác 10 H th ng/ ng d ng - Các h th ng qu n lý giám sát nhà - Các h th ng qu n lý giám sát xây d ng - Các h th ng qu n lý giám sát n ng l ng - Các h th ng qu n lý giám sát n c - Các h th ng giám sát m c đ tiêu th Qu n lý m ng Qu n lý c u trúc liên k t m ng, b ng đ nh n, thơng tin c u hình, hi u su t c u hình l i thơng tin m ng Qu n lý ng d ng Qu n lỦ thay đ i tham s ho c c p nh t ng d ng nút c m bi n ho c m ng c m bi n ho c m ng c m bi n H ng d n u n b ph n kích ho t theo ph n h i i u n ph n c a ng i dùng tùy thu c vào yêu c u ng d ng Vi c ki m soát ph n h i có c n thi t hay khơng ph thu c vào yêu c u h i ng d ng Trích ch ng ch n Có nhi u c p đ khác c a trích ch n đ c tr ng Ph ng pháp trích ch n đ c tr ng có th thay đ i tùy thu c vào lo i c m bi n d li u mà c m bi n t o Nói chung, đ c tính n ng có th đ c trích xu t t d li u thơ t c m bi n ho c t d li u đư qua x lý Vi c trích ch n đ c tr ng đ c th c hi n thông th ng b ng m t ho c nhi u thu t toán T p h p d li u T ng h p d li u l p ráp nh ng d li u t ng t t nhi u ngu n (ví d : c m bi n, b x lỦ, c s d li u) Nó c ng có th l p ráp d li u theo th i gian c n thi t H p nh t d li u H p nh t d li u vi c s d ng k thu t k t h p d li u t nhi u ngu n d li u/thông tin khác bi n nh ng thơng tin thành m c riêng bi t có th dùng đ c thông qua vi c suy lu n Các quy trình h p nh t d li u th ng đ c phân lo i th p, trung bình ho c cao, tùy thu c vào giai đo n x lý di n trình h p nh t Ví d : ph n m m h p nh t m c th p, thu t toán/ph n m m h p nh t d li u k t h p m t s ngu n d li u thô đ s n xu t d li u thô m i D li u h p nh t có kh n ng cung c p hình nh đ y đ h n v th gi i th t, đ c bi t đ i v i đ i t ng đ c quan tâm th gi i th t so v i d li u riêng l t nhi u ngu n ch a đ c h p nh t 84 Ph i h p x lý thông tin t ng đ ng v i h p nh t d li u nhi u khía c nh S t ng đ ng n m vi c h p nh t d li u Ph i h p x lý thông c p m ng n i có nhi u m ng liên quan Các Ủ t ng c b n tin c a vi c k t h p d li u t nhi u ngu n đ t o m c có th dùng đ c đ c gi ng nh h p nh t d li u Truy xu t thông tin Nó có m c tiêu t đ ng trích xu t thơng tin có c u trúc t d li u phi c u trúc và/ho c bán c u trúc Khai phá d li u Khai phá d li u m t trình khám phá khuôn m u m i t t p d li u l n liên quan đ n ph ng pháp t vi c th ng kê, s d ng trí tu nhân t o Trái ng c v i h c máy ch ng h n, s nh n m nh n m vi c phát hi n m u ch a bi t tr c trái ng c v i vi c khái quát m u đư bi t v i d li u m i B ng - Mơ hình ch c n ng mô t Mi n c m bi n Mi n m ng k t n i Trong Mi n m ng k t n i, ch ch c n ng liên quan đ n m ng c m bi n đ c th hi n khung tham chi u ch c n ng c a m ng c m bi n B ng mô t th c th ch c n ng mi n ho t đ ng m ng Hình 28 Mi n m ng k t n i có th đ c nh n b i M ng c c b và/ho c b i M ng di n r ng M ng c c b có th đ c s d ng Mi n c m bi n Mi n d ch v n m m t m ng M ng di n r ng có th đ c s d ng Mi n c m bi n Mi n d ch v n m m ng khác C ng s có tr ng h p (1) m t Mi n c m bi n ph c v nhi u Mi n d ch v ; (2) nhi u Mi n c m bi n ph c v m t Mi n d ch v ; ho c (3) nhi u h n m t Mi n c m bi n ph c v nhi u h n m t Mi n d ch v Th c th ch c n ng Giao ti p d li u Mô t Truy n nh n d li u gi a thi t b s d ng công ngh truy n d li u hi n có ho c m i phát tri n 85 Qu n lý thi t b Qu n lý thông tin v thi t b M ng di n r ng, bao g m ngu n n, tham s h th ng, đ nh danh ch ng trình ph n m m/ph n m m nhúng thi t b Qu n lý b o m t Qu n lý b o m t c a vi c chuy n d li u, bao g m ki m soát truy c p, xác th c, y quy n, mã hóa qu n lý khóa B ng - Mơ hình ch c n ng mơ t c a Mi n m ng k t n i Mi n d ch v Trong Mi n d ch v , th c th qu n lý nghi p v qu n lỦ ng i dùng đ c hi n th v i th c th khác Vi c s d ng hai th c th qu n lý ph thu c vào yêu c u c a (các) ng d ng c a m ng c m bi n đ c thi t k phát tri n B ng mô t th c th ch c n ng Mi n d ch v đ c mô t Hình 28 Th c th ch c n ng Mô t L u tr d li u L u tr d li u, bao g m d li u c m bi n t Mi n c m bi n h ng d n u n t ng i dùng X lý d li u S d ng thu t toán x lý d li u/tín hi u đ trích xu t thơng tin đ c yêu c u ho c thông tin h u ích t d li u c m bi n siêu d li u Các thu t tốn trích xu t thơng tin ví d nh ph i h p x lý thông tin ho c h p nh t d li u, trích ch n đ c tr ng t ng h p d li u Thông tin liên l c Truy n nh n d li u gi a thi t b Mi n d ch v b ng công ngh truy n d li u c a m ng k th a Cung c p thông tin Cung c p thông tin h u ích cho ng di n ng i dùng Qu n lý thi t b Qu n lý thông tin v thi t b cu i c a ng d ng, bao g m ngu n n, thông s h th ng, đ nh danh ch ng trình c a thi t b 86 i dùng thông qua giao Qu n lý d ch v Qu n lý d ch v đ c cung c p b i d ch v ng d ng cho ng i dùng, bao g m đ ng kỦ, khám phá, mơ t , phân tích d ch v x lý d ch v Qu n lý b o m t Qu n lý b o m t d li u giao ti p mi n d ch v , bao g m ki m soát truy c p, xác th c, y quy n, mã hóa qu n lý khóa Qu n lý nghi p v Qu n lý quy trình, quy t c, ho t đ ng nghi p v phân tích th ng kê d li u nghi p v Vi c qu n lý nghi p v có c n thi t hay không ph thu c vào yêu c u ng d ng Qu n lỦ ng Qu n lý thông tin v ng i dùng, bao g m đ nh danh ng i dùng, yêu c u c a ng d ng y quy n c a ng i dùng Vi c qu n lỦ ng i dùng có c n thi t hay khơng ph thu c vào yêu c u ng d ng i dùng B ng - Mơ hình ch c n ng mô t c a Mi n d ch v Các th c th ch c n ng 4.1 L p ph n c ng nút c m bi n 4.1.1 T ng quan L p ph n c ng c a nút c m bi n t p h p ch c n ng liên quan đ n c m bi n, b ph n kích ho t ngu n n m t nút c m bi n Rõ ràng c m bi n ch c n ng c a nút c m bi n, nh ng c ng có th có kh n ng b ph n kích ho t C m bi n b ph n kích ho t di n nghiêm ng t nút c m bi n, nh ng th c th v t lỦ khác c ng c n ngu n n M c dù th c th th ng có kh n ng truy c p vào n l i, v n đ t t o ngu n n nút c m bi n c n thi t đ c quan tâm đ c bi t chúng có th h t pin m t th i gian dài ho c t h p th n ng l ng 4.1.2 Thu th p d li u ây ch c n ng c b n c a c m bi n M i c m bi n đo m t s thu c tính v t lý c a mơi tr ng n i đ c đ t chuy n đ i nh ng k t qu thành d li u s Thu th p d li u nhi m v chung c a vi c quan sát đo l ng môi tr ng s n xu t d li u s d a k t qu 87 4.1.3 Kích ho t Trong ng c nh c a m t m ng c m bi n, q trình ng i dùng có th nh h ng đ n th gi i v t lý mà c m bi n quan sát đo l ng Không ph i t t c m ng c m bi n đ u đ c trang b b ph n kích ho t Có m t s m ng c m bi n ch đ n gi n quan sát đo l ng m t s thu c tính c a th gi i v t lý mà khơng tác đ ng đ n Ng i ta có th coi m t m ng c m bi n s d ng b ph n kích ho t nh m t h th ng u n l p khép kín M i b ph n kích ho t nh n m nh l nh/tín hi u u n t l p ch c n ng cao h n c a m ng c m bi n n m t s đ i t ng di chuy n Khái ni m làm th đ tác đ ng đ n m t th gi i th t có th thông qua vi c s d ng m t s b ph n kích ho t theo m t cách mà đáp ng m c tiêu mong đ i c a ng i dùng m t v n đ đ y thách th c 4.1.4 H p th n ng l ng Không ph i t t c m ng c m bi n đ u h p th n ng l ng M t m ng c m bi n v i nút c m bi n ho t đ ng b ng pin s có tu i th gi i h n Nó s ch t ng ng ho t đ ng m t s l ng nh t đ nh nút c m bi n h t pin M t cách đ gi m thi u v n đ thay pin đ nh k Tuy nhiên, u không thu n ti n có th t n tr ng h p m ng c m bi n l n M t cách khác thông qua vi c s d ng kh n ng h p th n ng l ng, m t nút c m bi n s d ng m t s ph ng th c nh t đ nh đ trích xu t n ng l ng t mơi tr ng c a Ví d n i b t nh t v h p th n ng l ng thông qua vi c s d ng pin m t tr i M t kh n ng khác thông qua vi c s d ng tua – bin gió 4.2 L p ch c n ng c b n 4.2.1 T ng quan Ngoài giao ti p l u tr d li u, th c th ch c n ng đ c mô t th c th nút c m bi n đ c liên k t ch t ch Các nút c m bi n th c hi n giao ti p l u tr d li u, nh ng th c th v t lý khác khung tham chi u m ng c m bi n c ng v y Ngồi vi c c m bi n, kích ho t t o n ng l ng, có m t s nhi m v c b n mà nút c m bi n c n th c hi n Các ch c n ng đ c nhóm l i d i “L p ch c n ng c b n” đ c mô t ti p theo 4.2.2 X lý d li u M t nút c m bi n có th s d ng thu t toán khác đ x lý d li u thô thu đ c t c m bi n c a Tính trung bình l c (tuy n tính ho c phi n 88 tính) đ lo i b nhi u c ng ho c nhi u đ m ví d c a thu t toán T ng h p d li u nén d li u nh ng ví d khác phát sinh t th c t liên quan đ n v n đ b ng – đ c bi t tr ng h p nút c m bi n không dây – th ng m t m t hàng khan hi m Do đó, s h p lý x lý d li u thô l ng d li u ph i truy n đ n nút c m bi n lân c n ho c th c th x lý t p trung nh n d li u t t t c nút m ng ụ t ng x lý d li u thơ trích xu t t m t t p d li u nh h n nhi u, đ c g i d li u đư x lý, trích ch n nh ng “tinh ch t” c a d li u thô V m t toán h c, quy t đ nh t i u d a s li u th ng kê đ y đ s t t t ng đ ng v i quy t đ nh t i u d a t t c d li u thô M t ví d minh h a vi c s d ng s li u th ng kê đ y đ phát hi n s hi n di n c a th l c thù đ ch m t khu v c d i s giám sát c a quân đ i b ng nhi u c m bi n Ng i ta có th truy n d li u thô t t t c c m bi n đ n m t th c th x lý ho c truy n đ s li u th ng kê N u quy t c quy t đ nh t i u liên quan đ n s hi n di n c a th l c thù đ ch d a t p d li u nh h n có xác su t phát hi n báo đ ng sai, ho c nói chung đ ng cong đ c tr ng ho t đ ng c a b thu nh n (ROC), quy t c quy t đ nh t i u d a d li u thô nên t p d li u nh h n đ c g i s li u th ng kê đ y đ C ng nh v y, trích xu t tính n ng m t lo i x lý khác c g ng gi m kh i l ng d li u ph i đ c g i b i nút c m bi n đ n th c th khác M t ví d n hình cho vi c trích xu t tính n ng b i c nh d li u hình nh video, m t s tính n ng quan tr ng c a hình nh ho c video clip, nh s hi n di n c a m t s đ i t ng nh t đ nh, đ c ghi l i truy n thay cho vi c g i t ng m nh ho c t t c khung hình video clip M t khía c nh khác c a x lý d li u trình bày d li u đ nh d ng Ph i có m t s cách th ng nh t đ di n gi i d li u đ c trao đ i b i th c th khác Ví d : d li u nhi t đ thô đ c g i b i m t nút c m bi n đ n m t nút khác ho c th c th x lý trung tâm, ph i có m t tiêu đ ch đ nh đ n v cho nhi t đ , ví d : Celsius so v i Fahrenheit i u đòi h i s hi n di n c a ch c n ng trình bày d li u c ng thêm thông tin b sung vào phép đo c m bi n c b n đ đ a d li u vào ng c nh 4.2.3 K t n i d li u S liên l c có th thông qua m t dây ho c giao di n truy n qua không gian (không dây) giao th c truy n thơng khác có th đ c s d ng đ liên l c gi a th c th khác Cách trao đ i thơng tin m ng đ ng tr c m ng dây Ngoài ra, nút c m bi n s d ng giao ti p qua dây m t s cài đ t 89 nh t đ nh, ví d nh c m bi n đ c tri n khai m t s tòa nhà Giao ti p không dây cung c p nhi u l i th , s có h tr cho tính di đ ng d tri n khai Tuy nhiên, ng i ta ph i đ i phó v i v n đ nhi u t n s vô n (RF) vi c nghe đ ng truy n không dây d dàng h n so v i đ ng truy n có dây Internet s d ng giao th c IP l p m ng, nh ng liên l c gi a m t s th c th m ng c m bi n – ví d : thơng tin liên l c gi a nút c m bi n – có th khơng d a IP chi phí t ng đ i l n c a IP IEEE 802.15.4a, ZigBee IEEE 802.11 m t s tiêu chu n truy n thông không dây th ng đ c s d ng đ liên l c gi a nút c m bi n Các tiêu chu n x lý l p v t lý (PHY) l p ki m soát truy c p m c đ trung bình (MAC) c a giao th c T ng t nh v y, có m t lo t tiêu chu n có th đ c s d ng b i m t m ng truy c p Trong tr ng h p m ng truy c p có dây, Ethernet tiêu chu n m ng c c b (LAN) đ ng đ u Có nhi u s l a ch n nói đ n tiêu chu n truy n thông không dây Ví d bao g m Bluetooth, m ng c c b không dây IEEE 802.11 (WLAN) tiêu chu n n tho i di đ ng, ch ng h n nh tiêu chu n không dây 3G (ví d : H th ng vi n thơng di đ ng toàn c u (UMTS) Truy c p gói t c đ cao (HSPA)) tiêu chu n khơng dây 4G (ví d : LTE WiMAX) ng nhiên, nói đ n giao ti p d li u, m t nhà thi t k c n ch đ nh giao th c khác đ c s d ng l p cao h n c a mơ hình OSI, đ c bi t l p v n chuy n l p m ng M c đích c a h ng d n không ph i gi i quy t t t c khía c nh c a giao ti p d li u, có nhi u tiêu chu n khác liên quan đ n khía c nh 4.2.4 L u tr d li u c h d k M t nút c m bi n có th có b l u tr đ l u tr d li u c m bi n thô/đư x lý a m t kho ng th i gian i u r t h u ích vi c tìm ki m “xu ng” c a ng i dùng d li u thu đ c ho c thông d ng h n đ c s ng cho thu t toán x lý d li u mà th ng c n nhi u h n ch d a vào t qu c m bi n m i nh t Có t n t i vi c l u tr d li u th c th khác c a m ng c m bi n, ví d : c s d li u l ch s c a s ki n đ c trì b i nhà cung c p d ch v 4.2.5 Các trình u n thi t b ph n c ng Trình u n thi t b th ng đ c s d ng m t h th ng máy tính đ cho phép liên l c gi a máy tính thi t b đ c k t n i v i T ng t , chúng 90 có th đ c tìm th y nút c m bi n đ nút có th v n hành c m bi n b ph n kích ho t Chúng ho t đ ng k t h p v i b x lý t i nút c m bi n 4.2.6 Xác đ nh c m bi n/b ph n kích ho t S hi n di n lo i c a c m bi n b ph n kích ho t t i m t nút c m bi n có th đ c xác đ nh rõ thông qua B ng d li u n t đ u dò (TEDS) đ c xác đ nh tiêu chu n ISO/IEC/IEEE 21450 lo t tiêu chu n ISO/IEC/IEEE 21451 [1-2] TEDS ch a thông tin v đ nh danh (ID) c a c m bi n ho c b ph n kích ho t, đ n v v t lỦ (nh đ C tr ng h p nhi t đ ), ph m vi đo, hi u chu n v trí (có th đ c c p nh t b ng kh n ng t đ nh v nh H th ng đ nh v toàn c u (GPS) tr ng h p c m bi n/thi t b truy n đ ng di đ ng), thông tin ng i dùng ch đ nh, thông tin liên quan đ n s n xu t, v.v… TEDS m t ph ng ti n t nh n d ng t mô t c m bi n b ph n kích ho t, c ng nh t c u hình h th ng c m bi n Nó đ n gi n hóa vi c cài đ t, nâng c p b o trì c m bi n b ph n kích ho t h th ng, cho phép c m bi n có kh n ng “c m ch y” thi t b m ng 4.3 L p d ch v 4.3.1 T ng quan Các ch c n ng đ c mô t M c 4.3 đ c phân ph i nhi u th c th v t lý m ng c m bi n, bao g m nút c m bi n, nhà cung c p d ch v ng i dùng Nói chung, m t lo t d ch v có s n m t m ng c m bi n đ c s d ng b i ng d ng khác ch y m ng c m bi n 4.3.2 Các d ch v thông d ng Các d ch v đ c mô t d i d ch v thông th chúng h tr đa d ng ng d ng c a nút c m bi n ng theo ngh a mà 4.3.2.1 Các ch c n ng h tr k t n i Giao ti p k t n i m ng yêu c u m t s ch c n ng h tr l p khác c a nhóm giao th c Ví d , l p PHY c n mã s a l i l p m ng có đ nh n, có th đ c tính tốn chun sâu m ng c m bi n ad hoc l i Vi c hình thành m ng m t ch c n ng h tr truy n thông khác l p m ng ây m t ch c n ng quan tr ng m ng c m bi n ad hoc l i, qua m t nút c m bi n phát hi n hàng xóm c a mà có th giao ti p 91 4.3.2.2 T đ nh v v trí Th ng d li u c m bi n s h u ích có Ủ ngh a h n n u đ c g n th v i th i gian v trí mà thu đ c d li u ng b hóa th i gian đ c nói đ n M c 4.3.2.7 i v i g n th v trí, m t s nút c m bi n đ t ti n có th có b thu GPS đ c cài đ t s n Trong tr ng h p đó, nút c m bi n s bi t v trí c a th i gian thơng qua vi c nh n thông tin t v tinh GPS T ng quát h n, ch c n ng t ng t đ c cung c p b i H th ng v tinh đ nh v toàn c u (GNSS) Tuy nhiên, GNSS s ch ho t đ ng n u máy thu GNSS Line-Of-Site (LOS) c a nh t v tinh GNSS Do đó, GNSS s ho t đ ng cung c p kh n ng t đ nh v n u nút c m bi n đ c đ t tr i, ngo i tr gi a tòa nhà cao t ng nói chung khơng có mơi tr ng b t ch i GPS/GNSS M t nh c m khác c a GPS/GNSS m c tiêu th n ng l ng cao, n không phù h p v i h u h t nút c m bi n d ki n s ch y b ng pin m t th i gian dài May m n thay, có ph ng pháp khác mà nút c m bi n có th t đ nh v ây m t l nh v c hi n đ c nghiên c u phát tri n, nh ng có th nói r ng có ph ng pháp RF (ví d : Th i gian đ n (TOA), Góc đ n (AOA), ph ng pháp d a C ng đ tín hi u nh n đ c (RSS) Nh n d ng t n s vô n ( RFID)), n v đo l ng quán tính (IMU), t k , máy đo đ cao, radar Doppler nhi u c m bi n khác có th đ c s d ng đ đ nh v , đ c bi t môi tr ng nhà Nhi m v k t h p đ u c m bi n khác đ đ n c tính xác v trí nút c m bi n m t v n đ h p nh t d li u, m t l n n a ch đ nghiên c u Ngoài cịn có ph ng th c ph i h p đ nh v đ a v trí c a t t c nút c m bi n m ng thay gi i quy t đ c l p cho t ng v trí nút H ng gi i quy t cung c p gi i pháp đ nh v xác h n, ng i ta có th t n d ng ki n th c hình h c đ n gi n nh b t đ ng th c tam giác C n kh ng đ nh l i là, có t n t i c thu t tốn ph i h p đ nh v t p trung phân tán 4.3.2.3 Khám phá d ch v /tài nguyên Giao th c khám phá d ch v (SDP) đ c s d ng đ xác đ nh d ch v m ng c m bi n kh d ng Ví d , ng i ta có th mu n bi t đ c xem hi n có m t d ch v đ nh v m đ xe cịn tr ng hay khơng m t ng i vào m t bưi đ u xe/tịa nhà ây ch m t ví d v m t lo t d ch v đ c g i D ch v d a v trí (LBS) K thu t đ nh v Jini, Giao th c v trí d ch v (SLP) Giao 92 th c phát hi n d ch v đ n gi n (SSDP) đ m t vài ví d v SDP c s d ng giao th c UPnP đ u 4.3.2.4 Qu n lý d li u Qu n lý d li u liên quan đ n vi c chia s d li u c m bi n đ s d ng b i d ch v c a m ng c m bi n khác nhau, đ ng b hóa h p nh t d li u, x lý d li u m t m c đ nh t đ nh Nó c ng gi i quy t v n đ qu n lỦ c s d li u liên quan đ n vi c l u tr d li u m ng c m bi n đ s d ng t ng lai làm d li u l ch s 4.3.2.5 Qu n lý mã ngu n Qu n lý mã ngu n trình qu n lỦ thay đ i đ i v i tài li u, ch ng trình thơng tin khác đ c l u tr d i d ng t p máy tính m t h th ng thơng tin Nó c ng đ c g i v i tên khác ki m soát phiên b n, ki m soát s a đ i ho c Qu n lý c u hình ngu n (SCM) Trong ng c nh c a m ng c m bi n, ch ng trình có th mã ngu ng cho thu t tốn x lý tín hi u ch y d li u c m bi n Các thu t tốn có th c n quy n truy c p vào l ch s d li u c m bi n, thơng tin đ a hình lo i thông tin khác mà c n đ c c p nh t đ nh k Khi mã ngu n ho c t p d li u m i đ c đ a ra, chúng c n đ c đ y đ n t t c th c th ch y mã ngu n ho c truy c p thơng tin có t p d li u Vi c s d ng phiên b n khác c a m t đo n mã c a th c th khác có th d n đ n h u qu không l ng tr c m ng c m bi n d ch v mà cung c p 4.3.2.6 ng b th i gian Có m t s ch c n ng m t m ng c m bi n c n ph i có thơng tin v th i gian Ng i ta đư ch r ng d li u c m bi n th ng h u ích h n d u th i gian i u s yêu c u đ ng b hóa gi a nút c m bi n ng b hóa c ng có th c n thi t cho vi c giao ti p d li u s đ u ch k t h p đ c s d ng l p PHY c a nhóm giao th c Nh đư đ c nêu ph n h ng d n này, m t cách khác đ có đ c thơng tin v th i gian s d ng GPS/GNSS 4.3.2.7 Qu n lý nhóm Trong m t s tr ng h p nh t đ nh, t t nh t phân vùng nút m ng c m bi n thành nhi u nhóm, cịn đ c g i c m Ví d , s h p lý h n m ng c m bi n đ c t o thành t nhi u nút c m bi n đ c phân ph i m t khu v c đ a 93 lý r ng có nhóm nút riêng bi t v i m i nhóm bao g m nh ng thành viên m t vùng g n Vì th ng có m c đ t ng quan cao d li u thô đ c thu th p b i c m bi n nút nh v y, thành viên c a m i nhóm nh v y có th b u m t nút thành viên làm nút đ ng đ u c m Công vi c c a nút đ ng đ u c m thu th p d li u thô thu đ c b i nút nhóm/c m đó, x lý d li u truy n đ t m t b n tóm t t ng n g n v d li u v i nút đ u c m khác ho c th c th khác m ng c m bi n Tóm t t l i có th bao g m m t s th ng kê (trung bình, ph ng sai, trung v , x-bách phân v , t i thi u, t i đa) c a d li u đ c thu th p b i c m i u làm gi m gánh n ng giao ti p d li u Thông th ng, thông tin liên l c m t c m m ng c m bi n không dây r t đ n gi n khơng u c u đ nh n nút đ u c m có kh n ng giao ti p tr c ti p v i t t c nút c m i u đ t m t ràng bu c v kích th c c a m t c m Bán kính c a khơng đ c l n h n ph m vi liên l c vô n c a nút c m bi n Các nút đ ng đ u c m t c m khác sau liên l c v i v i th c th khác m ng – ch ng h n nh nhà cung c p d ch v ng i dùng – trao đ i thơng tin Nh ng trao đ i có th qua c ng, m ng truy c p ho c m ng đ ng tr c Ph m vi cho truy n thông gi a c m l n h n so v i truy n thông n i c m Nút đ u c m có th gi ng h t v i t t c nút khác c m ho c có th m t nút đ c bi t, m nh h n Trong tr ng h p th nh t, nút đ u c m c n s d ng công su t truy n cao h n đ giao ti p v i nút đ u c m khác ho c th c th m ng c m bi n khác i u đ c th c hi n thông qua vi c u n công su t truy n, c ng đ c s d ng cho vi c u n c u trúc liên k t Trong tr ng h p th hai, nút đ u c m có th có m t b phát sóng m nh h n cho phép giao ti p kho ng cách l n h n nút c m bi n thơng th ng Qu n lý nhóm làm vi c v i cách c m đ c hình thành trì Có hàm m c tiêu khác có th đ c t i u hóa đ phân c m Ngồi cân nh c liên quan đ n vi c nút c m bi n có d li u t ng quan ng c viên đ đ c nhóm l i v i nhau, có th cân nh c đ n tiêu th n ng l ng đ t i u hóa tu i th c a m ng c m bi n Khi m t s nút c m bi n ho c nút đ u c m ng ng ho t đ ng b t k lý (h t pin ho c h t ph m vi tính c đ ng c a nút c m bi n), m t s b c ph i đ c th c hi n đ s a ch a c m có th hình thành c m m i T t c u đ c x lý b i d ch v qu n lý nhóm 94 4.3.3 Các d ch v mi n c th D ch v cho khu v c c th h tr phát tri n ng d ng cho phân khúc th tr ng ho c mi n ng d ng c th Ví d , nhu c u b o m t c a ng d ng khác có th khác tùy thu c vào v n đ pháp lỦ, v n hóa, t ch c đ o đ c liên quan đ n ng d ng i u s nh h ng đ n cách d li u thông tin liên quan đ n ng d ng c n đ c x lý b o v C ng có th có lo i x lý d li u trình bày d li u c th theo yêu c u c a m t mi n ng d ng c th M t ng d ng quan tr ng l nh v c b o m t phát hi n xâm nh p, nh h th ng c nh báo tr m đa c m bi n 4.4 L p ng d ng 4.4.1 T ng quan Các ch c n ng đ c mô t M c 4.4 đ c phân ph i nhi u th c th v t lý m ng c m bi n, bao g m nút c m bi n, nhà cung c p d ch v ng i dùng M i ng d ng m ng c m bi n ph thu c vào m t s d ch v đ c cung c p b i l p d ch v (xem M c 4.3) 4.4.2 Các ng d ng M t ng d ng m ng c m bi n th c hi n ho t đ ng b sung giá tr d li u c m bi n thô ho c đư qua x lý theo nhu c u c a ng i dùng cung c p đ u cu i c a ho t đ ng nh m t d ch v cho ng i dùng M t s ng d ng d ch v m ng c m bi n đư đ c tính đ n, nhi u ng d ng khác s xu t hi n b t đ u có nhi u c m bi n đ c k t n i m ng tri n khai xung quanh h n Ví d bao g m ng d ng cho l nh v c d ch v nh ch m sóc s c kh e, h th ng giao thông thông minh (ITS), giám sát môi tr ng, quân s , h u c n qu n lý chu i cung ng, n ng l ng ti n ích, ch ng h n nh h th ng l i n thơng minh Mơ hình cho ng d ng m ng c m bi n c n ch đ nh lo i c m bi n có th s d ng b i ng d ng, đ xác c a t ng lo i c m bi n, thu t tốn x lý tín hi u l y b t k d li u c m bi n thơ ho c đư qua x lý có th cho ng d ng – có tính đ n kh n ng c a vi c m t mát gói tin ho t đ ng giao ti p – chuy n đ i thành thơng tin c p cao mà ng i dùng c n 95 4.4.3 Tác nhân ph n m m M t tác nhân ph n m m m t đo n mã ho t đ ng thay m t cho m t ng d ng m ng c m bi n ho c ng i dùng v i m t m c đ t ch nh t đ nh Nó th ng th c hi n cơng vi c c a d a m t mô t c p cao v nh ng c n ph i đ c th c hi n b i ng d ng ho c ng i dùng mà khơng có h ng d n chi ti t Có nhi u lo i tác nhân ph n m m, bao g m tác nhân thông minh th hi n m t s kh n ng h c t p suy lu n, tác nhân t tr có kh n ng s a đ i cách th c đ t đ c m c tiêu c a chúng, tác nhân phân tán đ c th c thi máy riêng bi t tác nhân di đ ng có th chuy n ho t đ ng c a chúng vào b x lý khác 4.4.4 H th ng quy t c M t h th ng quy t c, c b n m t h th ng ph n m m ho c c ch đ th c thi m t ho c nhi u “quy t c nghi p v ” Các quy t c nghi p v có th đ n t quy đ nh pháp lý, sách c a cơng ty ho c ngu n khác Chúng nh ng câu l nh h ng nghi p v đ n gi n, mà s hóa quy t đ nh nghi p v theo m t cách đó, th ng đ c di n đ t r t đ n gi n d i d ng câu l nh u ki n n u/thì Ví d , b i c nh ng d ng m ng c m bi n cho l nh v c n n c, s có quy t c nghi p v xác đ nh khách hàng s ph i tr ti n n d a u ki n đ c xác đ nh nhi u lo i c m bi n ph n ánh mơ hình cung c u M t ví d khác b i c nh b o m t d li u Có th có m t quy t c nghi p v yêu c u mã hóa danh tính c a ng i dùng di đ ng LBS (location – based services) nh t đ nh Nói cách khác, ng d ng LBS có th có quy n truy c p vào v trí c a ng i dùng di đ ng m t s đ a m nh t đ nh, ch ng h n nh t i m t gian hàng t i m t tri n lưm th ng m i, nh ng khơng ph i danh tính c a ng i dùng 4.4.5 X lý thông tin ph i h p M t m ng c m bi n có th ho t đ ng theo cách t p trung ho c phân tán Trong tr ng h p đ u tiên, d li u t t t c nút c m bi n, dù thô hay đư qua x lý, đ c g i đ n m t th c th trung tâm x lý d li u truy n t m t s thông tin c p cao v môi tr ng đ c quan sát b i m ng c m bi n Nó có th d ng m t quy t đ nh v m t s hi n t ng c b n, ví d : s hi n di n c a th l c thù đ ch nh đ c mô t M c 4.2.2, đ c g i v n đ ki m tra phát hi n ho c gi thuy t, ho c c tính liên t c m t s v t th ng u nhiên, ch ng h n nh nhi t đ n c ng u nhiên m t vùng c a đ i d ng, m t tốn d đốn Q trình đ c g i h p nh t d li u b t k t t c c m bi n lo i hay c m bi n có ph ng th c 96 khác – ch ng h n nh âm thanh, đ a ch n quang h c – có liên quan Trong tr ng h p t p trung, ph n ng t ng h p d li u di n th c th trung tâm Trong tr ng h p phân tán, khơng có th c th trung tâm nh n x lý t t c d li u Thay vào đó, nút c m bi n trao đ i thơng tin v i hàng xóm c a chúng, th c hi n m t s thao tác t ng h p d li u chu trình l p l i m t s l n cho đ n quy t đ nh i u đ c g i ph i h p x lỦ thông tin Trong tr ng h p này, m i nút c m bi n có th có quy t đ nh/ c tính cu i ho c nh t m t s thơng tin c p cao v môi tr ng xung quanh d a không ch phép đo c m bi n c a mà cịn c d li u t nút c m bi n khác Thi t k m t m ng c m bi n ho t đ ng theo ki u t p trung s đ n gi n h n, nh ng gánh n ng giao ti p d li u cao h n m ng s có m t m th t b i nh t ó là, n u th c th x lý trung tâm g p l i, tồn b m ng b l i Vi c thi t k m t m ng c m bi n ho t đ ng theo cách phân tán s khó h n, b i khơng d đ quy t đ nh thông tin c n trao đ i v i nút hàng xóm cách x lý d li u cho quy t đ nh/ c tính s t t nh v i thi t k t p trung ho c nh t s h u ích Tuy nhiên, m ng c m bi n phân tán s d ng ho t đ ng t t h n n u m t s nút c m bi n ho c th c th khác m ng b l i Ngồi cịn có thi t k lai t t c d li u đ c t o b i nút c m bi n m t khu v c đ a lý ho c m t c m đ c g i đ n m t nút đ u c m đ c “h p nh t” v i sau nút đ u c m x lý d li u c a chúng theo cách phân tán M c dù th o lu n v so sánh gi a x lý d li u t p trung phân tán đư xu t hi n “L p ng d ng” c a ED, nh ng ch c n ng s ho t đ ng đ c mô t không nh t thi t ph i di n l p M t s ch c n ng s ho t đ ng có th di n L p ch c n ng c b n ho c L p d ch v V T CH C TH C HI N - C c Tin h c hóa - B Thơng tin Truy n thơng có trách nhi m ph bi n, h ng d n th c hi n n i dung c a v n b n này; t ch c ki m tra vi c tuân th quy đ nh c a v n b n này; tham m u cho B Thông tin Truy n thông x lý v n đ phát sinh trình th c hi n v n b n - S Thơng tin Truy n thơng có trách nhi m xây d ng Ki n trúc ICT phát tri n đô th thông minh c a đ a ph ng mình, trình Ch t ch UBND t nh, thành ph ban hành sau có ý ki n góp ý c a B Thông tin Truy n thông (C c Tin h c hóa) 97 - S Thơng tin Truy n thông t nh, thành ph tr c thu c Trung ng có trách nhi m ph bi n, h ng d n th c hi n n i dung c a v n b n cho t ch c, cá nhân t i đ a ph ng; tri n khai nhi m v đ c quy đ nh t i v n b n này./ 98