Nghiên cứu hệ thống mạng ubiquitous và khả năng ứng dụng tại việt nam (tt)

1 HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Nguyễn Kim Dung ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG MẠNG UBIQUITOUS VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM Chuyênngành: Kỹ thuật điện tử Mãsố: 60.52.70 Người hướng dẫn khoahọc: TS LÊ NHẬT THĂNG TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2012 LỜI NÓI ĐẦU Hệ thống mạng Ubiquitous (mạng lúc nơi) bắt đầu nhà khoa học giới nghiên cứu phát triển Đây hệ thống mạng sử dụng công nghệ tiên tiến để cung cấp cho người sử dụng dịch vụ cách thuận lợi Đúng theo ý nghĩa từ Ubiquitous lúc nơi hệ thống mạng sử dụng hệ thống mạng tiên tiến mạng cảm biến, thiết bị thông minh công nghệ tối tân để đáp ứng nhu cầu người cách tự động, cho dù người đâu vào lúc Ý tưởng mạng nhà khoa học giới trọng nghiên cứu để áp dụng rộng rãi Tuy nhiên hệ thống mạng Ubiquitous nghiên cứu Việt Nam ứng dụng hạn chế Chính vậy, tác giả chọn đề tài nghiên cứu hệ thống mạng Ubiquitous khả ứng dụng Việt Nam để cung cấp nhìn tổng quan mạng Ubiquitous, tình hình phát triển mạng Ubiquitous giới khả ứng dụng Việt Nam Hệ thống mạng Ubiquitous hệ thống mạng tiên tiến, hỗ trợ tích cực cho việc phát triển dịch vụ truyền thông Với xu hướng phát triển Việt Nam, việc nghiên cứu hệ thống mạng hướng ứng dụng Việt Nam nhu cầu cần thiết Nội dung luận văn gồm có chương: Chương 1: Tổng quan hệ thống mạng Ubiquitous Trong chương tác giả giới thiệu phân tích cấu hình hệ thống mạng Ubiquitous ứng dụng mạng Hoa Kỳ Nhật Bản Chương 2: Các công nghệ tiên tiến sử dụng Ubiquitous Tác giả phân tích cơng nghệ tiên tiến sử dụng mạng Ubiquitous Những công nghệ thiết bị thông minh ngày đưa nhiều với nhiều tính để áp dụng cho dự án tầm vóc lớn đến nhỏ Hỗ trợ cho cơng nghệ thiết bị thông minh thiết bị nhận dạng tần số sóng vơ tuyến RFID thiết bị cảm biến sensors Tác giả sâu vào phân tích thiết bị nhận dạng RFID sở liệu thông minh Chương 3: Ứng dụng triển khai mạng Ubiquitous Việt Nam 3 Tác giả phân tích đánh giá tình hình phát triển mạng Ubiquitous giới cần thiết khuyến nghị lộ trình phát triển mạng Ubiquitous Việt Nam Tác giả thực thi ứng dụng mạng Ubiquitous cho việc ngăn ngừa tai nạn cho trẻ em Ứng dụng cho thấy việc áp dụng mạng Ubiquitous vào Việt Nam từ phạm vi nhỏ đến lớn quan trọng làm cho sống xã hội phát triển tiện nghi hơn, hữu ích tự động Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo, TS Lê Nhật Thăng, thầy cô Khoa Viễn Thông 1, Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn Thơng bạn đồng nghiệp Trung tâm Điện toán Truyền số liệu VDC1 tận tình bảo giúp đỡ tơi nhiều suốt q trình làm luận văn Do thời gian nghiên cứu có hạn nên luận văn không tránh khỏi sơ suất nội dung hình thức Kính mong nhận góp ý thầy cô bạn bè đồng nghiệp Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Người thực Nguyễn Kim Dung CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG UBIQUITOUS Trong chương tác giả giới thiệu phân tích cấu hình hệ thống mạng Ubiquitous ứng dụng mạng Hoa Kỳ Nhật Bản Tại Hoa Kỳ, ứng dụng Ubiquitous nhà nghiên cứu quan tâm triển khai phạm vi từ nhỏ đến lớn Công nghệ tối ưu áp dụng đặc biệt lĩnh vực giao thông sức khỏe Nhật Bản từ lâu công nhận nhà cách tân hàng đầu lĩnh vực ICT, nước đầu việc phát triển tính tốn mạng khắp nơi (ubiquitous) Với tầm nhìn tổng thể, Nhật Bản đề xuất triển khai thành công chiến lược quốc gia thích hợp với giai đoạn, có tính kế thừa cao e-Japan, u-Japan, xây dựng sở hạ tầng đại với nhiều dịch vụ tiên tiến Chính sách cạnh tranh, tăng tốc cải tiến dịch vụ mang lại nhiều kết Nhật Bản đặc biệt trọng đầu tư vào lính vực mạnh điện tử gia dụng điện thoại di động, mở rộng nghiên cứu phát triển lĩnh vực nhận dạng vô tuyến mạng cảm biến nhằm hình thành xã hội kết nối lúc, nơi Đi với q trình phát triển dịch vụ cơng nghệ thành công nghiên cứu, xây dựng ban hành sách, quy định nhà nước, tổ chức đơn vị quản lý nhà nước lĩnh vực ICT Nhật Bản xem hình mẫu cho quốc gia khác việc hướng tới xã hội Ubiquitous 1.1 Giới thiệu hệ thống mạng Ubiquitous Mạng Ubiquitous mạng tính tốn khắp nơi thời điểm Hệ thống mạng sử dụng nhiều thiết bị hệ thống tiên tiến phục vụ cách tự động Trước người nghiên cứu đưa công nghệ phục vụ người người phải điều khiển vận hành chúng Cùng với tiến khoa học công nghệ, sống người dần phụ thuộc vào máy móc Sự đời hệ thống mạng Ubiquitous giúp người bớt phụ thuộc vào máy móc cơng nghệ Bằng cách sử dụng thiết bị công nghệ tiên tiến nhất, mạng Ubiquitous hướng tới máy móc tự động phục vụ người Mạng Ubiquitous lý tưởng khiến cho máy móc công nghệ trở nên tự nhiên khiến sử dụng chúng mà chí khơng phải suy nghĩ [1] Mark Weiser người đưa ý tưởng hệ thống mạng Ubiquitous vào năm 1990 [2] Nếu máy tính có khắp nơi thực hữu dụng mạng Ubiquitous, chúng phải đủ nhỏ có khả liên lạc với Sự phát triển cơng nghệ hỗ trợ mục đích công nghệ nano công nghệ mạng vô tuyến Một xu hướng tối giản thành phần máy tính xuống tỷ lệ phân tử biết đến công nghệ nano Công nghệ nano công nghệ trung tâm chip điện tử Trong hệ thống Ubiquitous, mạng vô tuyến sử dụng để kết nối thành phần máy tính Mạng vơ tuyến sử dụng để phát triển ứng dụng với giao diện suốt 1.2 Các ứng dụng mạng Ubiquitous 1.2.1 Ứng dụng mạng Ubiquitous Hoa Kỳ Mỹ đất nước đầu ứng dụng phát triển công nghệ truyền thông Đây quốc gia có tỷ lệ số người dùng Internet di động cao nhất, đầu việc triển khai ứng dụng mạng tiên tiến Với lợi này, Mỹ triển khai nhiều giải pháp để phát triển mạng tính tốn khắp nơi Ubiquitous 1.2.1.1 Cấu trúc mạng Ubiquitous Hoa Kỳ Hình 1.3: Kiến trúc hệ thống mạng Ubiquitous Hệ thống mạng Ubiquitous bao gồm thiết bị máy tính nhỏ, thiết bị cảm biến đặt nhiều đối tượng nơi khác Các thiết bị liên lạc với qua mạng vô tuyến xử lý thông tin cách tự động để cung cấp dịch vụ hữu dụng cho người sử dụng điều khiển hiệu môi trường cung cấp thông tin tự động Như kiến trúc hệ thống mạng Ubiquitous hình 1.3, với ba lớp mạng: mạng cảm biến hay thẻ nhận diện, mạng truy nhập mạng lõi Hệ thống mạng Ubiquitous cung cấp nhiều dịch vụ khác Ví dụ hệ thống điều khiển điều hịa để tạo mơi trường thoải mái cho cá nhân Hệ thống Ubiquitous tự động kiểm tra liên quan thuốc để đưa lời khuyên cho bé cách hiệu Hệ thống hiểu nơi vật phẩm sản xuất Hệ thống hiểu bạn đâu Thậm chí hệ thống hỗ trợ tiếng nước cho du khách nước Hệ thống hiểu xác vị trí đối tượng để cung cấp cho người sử dụng cách xác tiện lợi Hệ thống cịn vào phục vụ cho người khiếm thị hay khiếm thính để phục vụ họ tốt để giảm bớt gánh nặng cho cộng đồng 1.2.1.2 Các ứng dụng mạng Ubiquitous Mỹ Mạng Ubiquitous quản lý gọi khách sạn Hình 1.5 ví dụ mạng Ubiquitous dựa vào giao thức SIP môi trường khách sạn Trong cấu hình này, mạng khách sạn chứa thông tin khách hàng SLP server cung cấp thơng tin dịch vụ có giá trị địa SIP thiết bị audio hay video phòng khách hay thiết bị khách SIP server phịng khách liên lạc với server AAA để chứng thực khách thực thi chứng thực để sử dụng dịch vụ mơi trường Ví dụ, SIP server cho phép khách sử dụng thiết bị phòng cô hay anh thiết bị vốn có phịng hội thảo khách sạn 7 Hình 1.5: Hệ thống Ubiquitous dựa vào SIP khách sạn 1.2.2 Ứng dụng mạng Ubiquitous Nhật Bản Nhật Bản đất nước đầu ứng dụng phát triển công nghệ truyền thông Nhật nước đầu việc triển khai ứng dụng 4G, quốc gia khai thác dịch vụ thương mại dựa chuẩn WCDMA với sở hạ tầng dịch vụ truy nhập băng rộng phát triển có giá thành rẻ Cùng với phát triển thiết bị di động, mạng cảm biến hệ thống RFID, Nhật Bản có chương trình phát triển ứng dụng triển khai thực tế 1.2.2.1 U-Japan (Ubiquitous net Japan) Mạng Ubiquitous Nhật nơi giao tiếp quang, di động điện tử kết nối đến mạng Với yêu cầu bắt buộc phải liên quan đến mạng quốc tế Để thực tế hóa mục tiêu này, tập trung vào ba lĩnh vực công nghệ: công nghệ mạng vi xử lý, công nghệ nhận thực mạng Ubiquitous công nghệ quản lý điều khiển mạng Ubiquitous Khái niệm U-Japan hình thành dựa nguyên tắc bản: Ubiquitous, Universal, Unique, User – Oriented 8 Hình 1.11 Mơ hình phân lớp mạng Ubiquitous Chúng ta thấy mơ hình phân lớp chi tiết mạng Ubiquitous qua hình 1.11 sau với lớp mạng, lớp đầu cuối, lớp lớp giải pháp Lộ trình dự án triển khai mạng Ubiquitous Nhật từ năm 2002 đến 2010 cho thấy Nhật Bản thực nước đầu phát triển mạng Ubiquitous với Mỹ Việt Nam phải học tập nhiều để có lộ trình phát triển nhanh hiệu 1.2.2.2 Hệ thống mạng Ubiquitous Ucode Tokyo Hình 1.14 mơ hình ứng dụng mạng Ubiquitous Nhật Bản Dự án Ubiquitous Ucode dự án hỗ trợ việc du lịch cách tự động triển khai kiểm nghiệm Tokyo Dự án xây dựng nhiều dịch vụ Ubiquitous để phục vụ công nghiệp cá nhân người khiếm thị hay khiếm thính, cơng cụ hỗ trợ tự động tốt cho người nước đến du lịch 9 Đối với đối tượng sản phẩm product, cần phải tích hợp thiết bị nhận dạng ví dụ RFID sản phẩm đó, để thiết bị nhận dạng gửi thơng tin đối tượng vị trí, đặc tính hay đặc điểm khác đến thiết bị giao tiếp Ubiquitous Thiết bị giao tiếp Ubiquitous liên lạc trao đổi với server chứa thông tin hay ucode để nhận định môi trường, thông tin dịch vụ hay thơng tin hữu ích khác để cung cấp dịch vụ Ubiquitous cách tự động hiệu Hình 1.14: Mơ hình ứng dụng mạng Ubiquitous Nhật Bản CHƯƠNG CÁC CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN SỬ DỤNG TRONG UBIQUITOUS Tác giả phân tích cơng nghệ tiên tiến sử dụng mạng Ubiquitous Những công nghệ thiết bị thông minh ngày đưa nhiều với nhiều tính để áp dụng cho dự án tầm vóc lớn đến nhỏ Trong chương này, tác giả phân tính cơng nghệ tiên tiến sử dụng phổ biến mạng ubiquitous Hỗ trợ cho công nghệ thiết bị thông minh RFID thiết bị cảm biến sensors Tác giả sâu vào phân tích thiết bị nhận dạng RFID sở liệu thông minh Dựa vào công nghệ tiên tiến, sở liệu thông minh, thiết bị cảm biến sensors thiết bị thông minh, ứng dụng mạng Ubiquitous triển khai mang lại nhiều tiện ích cho người 10 2.1 Mạng cảm biến Hình 0.1 Một ví dụ cấu hình mạng cảm biến Một mạng cảm biến bao gồm số thiết bị cảm biến không dây, thiết bị cảm biến không dây bao gồm cảm biến, nguồn cấp, thành phần giao tiếp không dây server để tập hợp liệu từ cảm biến Mỗi thiết bị cảm biến khơng dây đóng vai trị node mạng, kèm theo chức định tuyến chức multi-hop để chuyển tiếp liệu Topo mạng dạng hình sao, dạng cluster hay dạng mesh (hình 2.1) Ngày với phát triển khoa học công nghệ nhà khoa học bắt đầu tạo thiết bị cảm biến với kích thước siêu nhỏ đa tính để đáp ứng việc nhận diện môi trường xung quanh nhiều Các thiết bị cảm biến đặt đối tượng vị trí để nhận biết thay đổi đối tượng hay mơi trường Thơng tin cảm biến nhiệt độ, vị trí, tốc độ, di chuyển khoảng cách.Mạng cảm biến hệ thống ubiquitous (Ubiquitous Sensor Network - USN) sử dụng thiết bị cảm biến để phát nhận biết thay đổi trạng thái đối tượng môi trường xung quanh 2.2Công nghệ RFID Khái niệm RFID (Radio Frequency Identification) cơng nghệ nhận dạng sóng radio Cơng nghệ cho phép máy tính nhận biết đối tượng thơng qua hệ thống thu nhận 11 sóng radio, từ giám sát, quản lý lưu vết đối tượng riêng rẽ chúng di chuyển vị trí vật lý khác Để quản lý đối tượng, người ta gắn vào thẻ có khả thu/phát tín hiệu radio, đồng thời sử dụng anten để tiếp nhận tín hiệu Nội dung tín hiệu thu anten chuyển hệ thống thông tin quản lý đối tượng, thơng thường hệ thống máy tính phân tán Dựa vào thơng tin đó, hệ thống biết đối tượng đâu, trạng thái sao, đồng thời cập nhật thơng tin cần thiết lên thẻ Công nghệ RFID sử dụng giao tiếp không dây để truyền liệu từ thẻ RFID (RFID tag) đến đọc Thẻ RFID gắn vào đồ vật cần nhận dạng Bộ đọc đọc liệu lưu thẻ gửi thông tin đến sở liệu hình 2.6 Hình 2.6 Các thành phần hệ thống RFID Sử dụng công nghệ RFID hệ thống mạng Ubiquitous Hệ thống Ubiquitous thực thi cơng nghệ RFID để tích hợp vào thiết bị tính tốn, nhận dạng liên kết đối tượng khác Các ứng dụng Ubiquitous sử dụng RFID để tự động nhận dạng người hay đối tượng, vị trí, nội dung thơng tin hay dịch vụ liệu Sẽ dễ dàng cho việc cung cấp ứng dụng cách tự động mạng Ubiquitous cách tích hợp công nghệ RFID giới thực cách hợp lý với giải thuật tối ưu Hệ thống RFID có yêu cầu phần mềm phần cứng mà ứng dụng khác Ubiquitous có yêu cầu cấu hình hệ thống RFID khác cần sử dụng quản lý kiện RFID 12 Hình 2.9: Bộ quản lý kiện RFID Để xử lý kiện khác thu từ hệ thống RFID, quản lý kiện cần thiết để xử lý thông tin lấy từ hệ thống RFID xử lý, cung cấp dịch vụ Ubiquitous cách hiệu hình 2.9 2.3Cơng nghệ định vị Cơng nghệ định vị dùng để xác định vị trí liệu gốc lần theo dấu vết vật chuyển động Công nghệ công nghệ cần thiết cho nhiều ứng dụng Hơn cơng nghệ quan trọng lớp mạng cơng nghệ dùng để điều khiển lượng truyền dẫn cách giảm nhiễu vô tuyến dựa vị trí node khơng dây Cơng nghệ gán địa hiệu thích hợp với topo phân cấp áp dụng điều khiển định tuyến Mặc dù có số cơng nghệ hệ thống GPS hay hệ thống sử dụng phương tiện khác xạ hồng ngoại sóng siêu âm có khả phát vị trí sử dụng sóng vơ tuyến để hạ giá thành, tối thiểu hóa kích thước tiết kiệm lượng node không dây Với phương pháp sử dụng sóng vơ tuyến tính tốn khoảng cách cách đo thời gian truyền dẫn sóng vô tuyến cách khác để ước lượng khoảng cách dựa cường độ trường tín hiệu nhận Phương pháp thứ có vấn đề tính xác đồng thời gian node khơng dây cịn cách thứ hai vấn đề thay đổi cường độ trường tín hiệu nhận Các phương pháp định vị tính tốn khắp nơi phân loại thành: phương pháp phân tích cảnh, phương pháp tiệm cận số phương pháp hình học giao giao đường trịn, giao góc, giao hyperbolic… Để đạt độ xác cao hơn, số hệ thống định vị thường kết hợp sử dụng phương pháp Ngoài ra, hệ thống Ubiquitous sử dụng thơng tin định vị từ hệ thống định vị toàn cầu GPS 13 2.4Cơ sở liệu thông minh Với hệ thống sở liệu đủ lớn xử lý liệu thông minh để cung cấp liệu tài nguyên cho ứng dụng cách hiệu (như ví dụ hình 2.12) Cơ sở liệu thông minh bao gồm thông tin nhận dạng môi trường đối tượng để cung cấp cho ứng dụng mạng Ubiquitous Một ví dụ sở liệu thông minh hệ thống sở liệu để lưu vết lưu trữ thông tin đối tượng gắn thẻ RFID Thơng tin lưu trữ sở liệu ID đối tượng, thông tin mô tả đối tượng, nhà sản xuất đối tượng, di chuyển vị trí đối tượng Loại thông tin lưu trữ sở liệu thay đổi theo ứng dụng cụ thể Các sở liệu kết nối với Sự liên kết cho phép chia sẻ liệu cách có hiệu Hình 2.12: Ví dụ sở liệu thơng minh Có thể ứng dụng sở liệu thông minh cách sử dụng RFID để tập hợp thông tin liên kết với liệu cá nhân Sự liên kết trực tiếp gián tiếp Ví dụ siêu thị sử dụng RFID để nhận xác khách hàng theo tên ghi thói quen siêu thị, bao gồm loại hàng họ hay xem số lần xem hàng mà không mua Ứng dụng sử dụng thẻ RFID để lưu trữ liệu cá nhân 2.5 Công nghệ bảo mật Công nghệ bảo mật công nghệ quan trọng cần áp dụng mạng Ubiqtuious muốn triển khai hệ thống mạng cơng cộng (Hình 2.13) Vì hệ thống mạng Ubiquitous hướng tới phục vụ người lúc nơi Các thiết bị thông 14 minh hay hệ thống xử lý thông tin chứa đựng thông tin cá nhân hay quan quan trọng mà phép truy cập đối tượng Khơng sử dụng thơng tin cá nhân riêng tư cho mục đích xấu Để thực thi ứng dụng Ubiquitous, thiết bị mạng Ubiquitous cận phải nhận dạng người sử dụng, đối tượng hay môi trường cẩn phải bảo đảm an toàn dịch vụ cho đối tượng khác Hình 2.13: An ning mạng Ubiquitous Hiện có nhiều giao thức bảo mật tiên tiên đưa ra, áp dụng giao thức bảo mật để tang cường an ninh trao đổi tin thiết bị hay đối tượng mạng Ubiquitous Tuy nhiên thiết bị thơng minh sử dụng mạng Ubiquitous thiết bị siêu nhỏ cảm biến, smart phone hay RFID có cấu hình hạn chế biện pháp bảo mật cần nhà khoa học giới nước tiến hành nghiên cứu đưa giao thức tối giản với độ bảo mật cao CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VÀ TRIỂN KHAI MẠNG UBIQUITOUS TẠI VIỆT NAM 3.1 Tiến trình phát triển hệ thống mạng dịch vụ Ubiquitous giới Hiện hệ thống mạng dịch vụ Ubiquitous quan tâm triển khai tồn giới có phát triển mạnh nước phát triển Mỹ, Châu Âu Nhật Bản, Hàn Quốc 15 Cơ sở hạ tầng mạng nhà cung cấp dịch vụ nâng cấp để cung cấp dịch vụ Ubiquitous Các mạng viễn thông ngày hội tụ để cung cấp đến người sử dụng dịch vụ khác mà không cần quan tâm đến khác biệt sở hạ tầng phương tiện truyền thơng Chính hội tụ cung cấp dịch vụ từ nơi tới đối tượng dễ dàng Mạng toàn cầu hồn thiện cách kết nối liên thơng nhiều cơng nghệ truy nhập truyền tải khác nhau, kiến trúc IP, mạng không dây di động, mạng băng rộng, mạng cáp đồng sợi quang, mạng truyền hình kiến trúc mạng xây dựng dựa vào yêu cầu người sử dụng (mạng gia đình) Mạng hệ (NGN) bao gồm hàng triệu thiết bị đầu cuối với khả luôn cho phép hội tụ ứng dụng dịch vụ sử dụng phương tiện truyền thông Sự phát triển công nghệ mạng mới, thị trường di động, thiết bị thông minh, mạng hội tụ băng rộng đẩy phát triển mạng Ubiquitous giới nên bước Các sách phủ Nhật Bản, Mỹ, Hàn Quốc có định hướng phát triển cung cấp ứng dụng thiết thực cho xã hội chuẩn bị nghiên cứu môi trường thông minh cho phát triển tương lai người 3.2 Đánh giá khả đề xuất triển khai hệ thống mạng dịch vụ Ubiquitous Việt Nam 3.2.1 Đánh giá khả triển khai hệ thống mạng Ubiquitous Việt Nam Mạng điện thoại di động: phát triển lên 4G Dịch vụ viễn thông: dịch vụ gia tăng trực tuyến thương mại điện tử thẻ tín dụng, chứng minh thư số (dùng để truy nhập, toán khoản tiền: mua hàng, mua vé máy bay, tàu hỏa, toán siêu thị ), chìa khóa bảo mật Xu hướng phát triển mạng “tích hợp thoại với liệu” thông qua kết nối mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN), mạng NGN liệu Mạng ngoại vi: Phát triển theo hướng ngầm hóa, cáp quang hóa Mạng chuyển mạch: Phát triển cơng nghệ NGN Mạng truyền dẫn: Phát triển theo hướng cáp quang hóa, áp dụng công nghệ ghép kênh WDM, DWDM Mạng Internet: Chuyển từ IPv4 sang IPv6 Ở Việt Nam, số dịch vụ hệ thống mạng Ubiquitous đưa xem xét thử nghiệm Ví dụ, VDC tiến hành thử nghiệm dịch vụ iFindU phần sau trình bày 16 3.2.1.3 Dịch vụ iFindU VDC VDC tiến hành xem xét thử nghiệm dịch vụ iFindU cách cung cấp dịch vụ định vị, ứng dụng hệ thống mạng Ubiquitous Dịch vụ hướng tới cung cấp cho toàn đối tượng doanh nghiệp, quảng cáo hay giải trí Hệ thống bao gồm ba hệ thống con, hệ thống cổng định vị, hệ thống mạng lõi, hệ thống hướng tới khách hàng Hình 3.5 mơ hình kỹ thuật chi tiết dịch vụ iFindU Hình 3.5: Mơ hình kỹ thuật iFindU Các dịch vụ đề xuất thử nghiệm dịch vụ iFindU VDC dịch vụ tìm bạn, tìm địa điểm, kiểm sốt cái, quản trị, giám sát bán hàng hay tìm tơ bị cắp, … Dịch vụ này thử nghiệm chạy tốt số lỗi xác định vị trí chưa dựa vào định dạng tế bào nên chưa xác GPS Một số vị trí chưa xác định khơng có liệu đồ nhập số vùng 63 tỉnh thành Hệ thống xác định tọa độ khơng có địa Ngồi cịn số vấn đề liên quan tới tính riêng tư cá nhân Do vậy, để triển khai hệ thống mạng dịch vụ Ubiquitous Việt Nam phải tiến hành nhiều bước Sau tác giả chi tiết vào đề xuất triển khai hệ thống mạng Ubiquitous Việt Nam 17 3.2.2 Đề xuất triển khai hệ thống mạng dịch vụ Ubiquitous Việt Nam So với Mỹ hay Nhật Bản, hệ thống mạng viễn thông Việt Nam cịn phát triển có khoảng cách lớn Mỹ Nhật có chiến lược phát triển công nghệ thông tin sở hạ tầng viễn thơng từ sớm có đầu tư lớn để có bước phát triển mạnh mẽ Cơ sở hạ tầng mạng truy nhập nhập đáp ứng tốc độ truy cập băng rộng lên tới vài trục Mbps Công nghệ di động tiến tới hệ 3G, 4G Mạng vơ tuyến băng rộng hình thành có hội tụ cố định di động Đó sở tạo điều kiện thuận lợi cho hình thành phát triển xã hội Ubiquitous Hình 3.8: Cấu trúc mạng Ubiquitous Để triển khai mạng Ubiquitous việc phát triển kỹ thuật tính tốn cần phải có sở hạ tầng vững trắc đáp ứng nhiều loại hình mà mạng Ubiquitous đưa Xét mặt tổng thể chưa thể xây dựng mơ hình mạng Ubiquitous rộng khắp nước Nhật Bản Hàn Quốc làm Hiện phải tiến hành bước để xây dựng sở hạ tầng vững chắc, đáp ứng yêu cầu mạng Ubiquitous tiến hành nghiên cứu nhiều để đưa ứng dụng mạng Ubiquitous từ phạm vi nhỏ gia đình đến phạm vi lớn tồn nước Theo mơ hình phát triển Ubquitous Nhật Bản Hàn Quốc mơ hình xây dựng mạng Ubiquitous có kiến trúc phân lớp, tổng hợp theo lớp hình 3.8: hạ tầng mạng; đầu cuối Ubiquitous; lớp nền; lớp giải pháp Tiến trình phát triển theo hướng từ lên với việc thiết lập sở hạ tầng mang 18 cuối bước triển khai ứng dụng giải pháp Ubiquitous lĩnh vực đời sống xã hội Có thể thấy thực theo cách mà Nhật Bản Mỹ làm phải hàng chục năm phát triển mạnh ứng dụng Ubiquitous Do giải pháp đưa dần bước thực đồng thời hạng mục theo mơ hình với quy mơ nhỏ, tiếp đến phát triển mở rộng toàn quốc tiến tới xây dựng xã hội Ubiquitous a, Hạ tầng mạng: Tập chung phát triển mạng truy nhập băng rộng dựa ADSL, phát triển mạnh dịch vụ Internet băng rộng qua truyền hình cáp cáp quang khai thác vệ tinh Vinasat phục vụ truy cập Internet cho vùng sâu vùng xa Xúc tiến nâng cấp thông tin di động từ 3, 3.5 G lên hệ thống 4G Phát triển hạ tầng mạng Wifi Wimax bước xây dựng mạng vô tuyến nội hạt băng rộng tiến tới kết nối mạng với tạo tiến tới mạng vô tuyến băng rộng phát triển nước Về vấn đề hội tụ, Việt Nam có nhiều nhà khai thác dịch vụ Internet, di động cố định nhiên đặc diểm chung đa phần các nhà khai thác có mạng hoạt động độc lập với Tiến trình hội tụ cần đồng thời thực mạng doanh nghiệp tham gia Khi doanh nghiệp xây dựng xong mạng hội tụ thực kết hợp với với mạng quảng bá vệ tinh (Vinasat -1) mặt đất (các mạng truyền hình số) để tiến tới hoàn thiện hạ tầng mạng hội tụ băng rộng b, Thiết bị đầu cuối Chúng ta có dự án xây dựng nhà máy điện thoại di động Nên có phát triển theo theo hướng thiết bị đầu cuối có khả tích hợp tính Ubiquitous không sử dụng máy đầu cuối di động nghe gọi Có sách hợp lý phát triển thẻ đầu đọc cảm biến thiết bị nhận dạng RFID Chung ta cần phát triển hệ thống hạ tầng để tích ứng với mơi trường mạng Ubiquitous tương lai c, Xây dựng giải pháp triển khai mạng Ubiquitous: Bên cạnh việc phát triển hệ thống chúng cần nghiên cứu ứng dụng Ubiquitous lĩnh vực phù hợp với điều kiện kinh tế, xã hội, trị đất nước theo quy mơ nhỏ (trong khu vực hẹp trường đại học, khu cơng nghệ cao …) sau phát triển 19 kết nối thành viên lại với từ dần phát triển toàn xã hội sở hạ tầng hoàn tất Các lĩnh vực cần nghiên cứu triển khai Ubiquitous bao hàm: - Là mạnh Việt Nam nhà nước xã hội quan tâm - Cần thiết để đảm bảo an toàn đời sống dân sinh xã hội - Có giá trị thiết thực phát triển kinh tế đất nước Liên quan đến ứng dụng thiết thực mang lại hiệu kinh tế triển khai Ubiquitous xây dựng nhà thông minh nông nghiệp, cảm biến sử dụng thu thập thông tin điều kiện môi trường dĩnh dưỡng như: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, nồng độ chất dinh dưỡng… để điều khiển máy bơm, quạt gió…tạo điều kiện thuận lợi cho trồng phát triển Một ứng dụng Ubiquitous với quy mơ lớn triển khai hệ thống quản lý hàng hóa, động vật …với công nghệ RFID (nhận dạng đối tượng qua sóng vơ tuyến mà khơng cần tầm nhìn thẳng) để nhận dạng mã sản phẩm điện tử EPC (Electric Product Code) hệ thống hạ tầng sẵn có Internet Qua mã sản phẩm (EPC) ghi thẻ RFID chuyển đổi sang dạng địa Internet trỏ đến trang thông tin, sở liệu cung cấp thông tin đối tượng gắn thẻ Dựa thông tin nhà sản suất đưa định hướng phát triển thị trường cho hợp lý Để dịch vụ Ubiquitous triển khai thành công, việc áp dụng biện pháp an ninh xử lý liệu cách thơng minh, xác vơ quan trọng Hệ thống nhận biết đối tượng xử lý, tự động cung cấp dịch vụ cách thông minh cho tất đối tượng đảm bảo khơng phải có quyền sử dụng thông tin cá nhân để người sử dụng có an tâm sử dụng dịch vụ Ubiquitous 3.3 Mơ chương trình cảnh báo cho thiết bị cảm biến mạng Ubiquitous Tác giả thực thi ứng dụng đơn giản Ubiquitous “Ngăn ngừa tai nạn cho trẻ em” để đưa cảnh báo cho bậc cha mẹ việc nguy hiểm xảy cho bé bé cố tình mở cửa mà khơng cho cha mẹ biết dựa vào thiết bị cảm biến mạng Ubiquitous Có thể sử dụng số thiết bị cảm biến Sunspot gia đình Thiết bị cảm biến Sunspot thứ gắn vào cửa phòng bé thiết bị Sunspot cảm biến thứ hai sử 20 dụng cho bố mẹ Sử dụng chức cảm nhận tốc độ di chuyển thiết bị cảm biến Sunspot gắn cửa để biết cửa bị mở hay không Nếu bé mở cửa thiết bị cảm biến giúp cho hệ thống phát bé mở cửa Thông tin thông báo cho bậc bố mẹ cách truyển thông tin đến thiết bị cảm biến Sunspot bố mẹ them tín hiệu cảnh báo môi trường ảo server Hệ thống sử dụng tính đo tốc độ nhiệt độ thiết bị cảm biến Sunspot cửa để biết có chuyển động, tức cậu bé cô bé cố gắng mở cửa mà không cho phép bố mẹ Nếu điều xảy ra, thiết bị cảm biến gửi thông tin đến cha mẹ gửi cảnh báo môi trường ảo Server Hệ thống sử dụng thiết bị cảm biến Sunspot để biết nhiệt độ nhà có vấn đề Sơ đồ kiến trúc ứng dụng thấy hình sau: Đo tốc độ Đo Tốc độ, Nhiệt độ Đo Tốc độ, Nhiệt độ Server Hình 3.2: Kiến trúc ứng dụng Ubiquitous “Ngăn ngừa tai nạn cho trẻ em” Tác giả thu kết thiết bị cảm biến sau: 21 Thu kết nhận phía bố mẹ server sau: Hình 3.3: Kết ứng dụng “Ngăn ngừa tai nạn cho trẻ em” Chương trình mơ mơ hình đơn giản mạng Ubiquitous cách sử dụng thiết bị cảm biến Sunspot để nhận biết thay đổi môi trường, thay đổi việc mở cửa hay nhiệt độ phòng để tự động gửi cảnh báo cho bậc cha mẹ Ứng dụng cho thấy hệ thống mạng Ubiquitous thực mang lại cho sống thuận tiện hết cung cấp dịch vụ thực cần thiết cho gia đình 22 KẾT LUẬN Hệ thống mạng Ubiquitous hệ thống mạng tiên tiến, giúp khoa học công nghệ trở nên phát triển Với hướng phát triển Việt Nam, việc nghiên cứu hệ thống mạng hướng ứng dụng Việt Nam nhu cầu cần thiết Luận văn ‘Nghiên cứu hệ thống mạng Ubiquitous khả ứng dụng Việt Nam’ nghiên cứu giải vấn đề sau : - Phân tích cấu trúc yêu cầu hệ thống mạng Ubiquitous nói chung - Phân tích đánh giá ứng dụng mạng Ubiquitous Hoa Kỳ Nhật Bản Tác giả mô tả đặc điểm thị trường viễn thơng hai nước phân tích sách hướng phát triển ứng dụng hai quốc gia Dựa vào phân tích này, tác giả sâu vào phân tích cơng nghệ tiên tiến Ubiquitous - Phân tích cơng nghệ tiên tiến sử dụng mạng Ubiquitous thiết bị thông minh RFID hay sensor sử dụng phổ biến để tạo lên ứng dụng tiến mạng Ubiquitous - Tác giả đánh giá tình hình phát triển hệ thống mạng dịch vụ Ubiquitous giới nói chung phân tích cụ thể sở hạ tầng thị trường ViệtNam để đánh giá khả phát triển hệ thống mạng Ubiquitous việc triển khai ứng dụng dịch vụ Việt Nam - Tác giả đưa khuyến nghị cho lộ trình phát triển triển khai mạng Ubiquitous Việt Nam - Tác giả thực thi chương trình mơ đơn giản Ubiquitous “Ngăn ngừa tai nạn cho trẻ em” Ứng dụng cho thấy việc thực thi dịch vụ mạng Ubiquitous thực mang lại cho sống lên tầm cao nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Sinh viên thực Nguyễn Kim Dung 23 ... trọng nghiên cứu để áp dụng rộng rãi Tuy nhiên hệ thống mạng Ubiquitous nghiên cứu Việt Nam ứng dụng hạn chế Chính vậy, tác giả chọn đề tài nghiên cứu hệ thống mạng Ubiquitous khả ứng dụng Việt Nam. .. hướng phát triển Việt Nam, việc nghiên cứu hệ thống mạng hướng ứng dụng Việt Nam nhu cầu cần thiết Luận văn ? ?Nghiên cứu hệ thống mạng Ubiquitous khả ứng dụng Việt Nam? ?? nghiên cứu giải vấn đề sau... QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG UBIQUITOUS Trong chương tác giả giới thiệu phân tích cấu hình hệ thống mạng Ubiquitous ứng dụng mạng Hoa Kỳ Nhật Bản Tại Hoa Kỳ, ứng dụng Ubiquitous nhà nghiên cứu quan