Internet vạn vật (Internet of Things - IoT) là một mạng lưới các đối tượng vật lý được trang bị các cảm biến, phần mềm và các công nghệ khác và được kết nối với Internet. Những đối tượng này có thể trao đổi dữ liệu theo thời gian thực với các thiết bị và hệ thống được kết nối khác qua hệ thống mạng. Dữ liệu do các thiết bị được kết nối này kết hợp với các hệ thống IoT được thu thập tự động để từ đó phân tích cũng như hỗ trợ các nhiệm vụ hoặc dùng để cải tiến các quy trình.

Ngày càng có nhiều đối tượng tham gia vào IoT để cung cấp thông tin, cải thiện năng suất công nghiệp của các thiết bị, tiết kiệm thời gian và khí thải, cải thiện cách thức cung cấp dịch vụ cho công chúng.

Mặc dù có nhiều mặt tích cực do IoT cung cấp, nhưng cũng có những lo ngại về quyền riêng tư và bảo mật của các tập dữ liệu, địa chỉ IP,... của người dùng, khi mọi vật tham gia vào Iot. Các ngành công nghiệp và chính phủ các nước đang họp bàn để giải quyết những mối quan tâm này thông qua việc phát triển các tiêu chuẩn IoT quốc tế.

Định nghĩa về Internet vạn vật (IoT)

Internet vạn vật (Internet of Things - IoT) là một mạng lưới các đối tượng vật lý được trang bị các cảm biến, phần mềm hoặc các công nghệ khác và được kết nối với Internet để chúng có thể trao đổi dữ liệu, thông tin nhằm cải thiện năng suất, hiệu quả, dịch vụ hoặc tùy theo các mong muốn của con người.

Công nghệ IoT có thể được tìm thấy ở mọi mặt trong cuộc sống hiện nay. Bao gồm ngành công nghiệp, hiện thực hóa ý tưởng nhà thông minh (Smart Home) và tiến xa hơn là xây dựng nên cả một thành phố thông minh (Smart City) - thứ mà tưởng chừng chỉ xuất hiện trong các bộ phim viễn tưởng.

IoT hoạt động như thế nào?

IoT được tạo ra nhờ sự phát triển và kết hợp của nhiều loại công nghệ, phân tích theo thời gian thực, cảm biến, hệ thống nhúng, hệ thống không dây, tự động hóa, hệ thống điều khiển và máy học (Machine Learning).

IoT hoạt động thông qua các thiết bị và đối tượng có cảm biến tích hợp kết nối với Internet và chia sẻ dữ liệu với nền tảng chung. Các thông tin sẽ được phân tích và chia sẻ với các thiết bị được lập trình để giải quyết các yêu cầu cụ thể.

Nền tảng IoT được thiết kế để xác định dữ liệu nào được sử dụng và dữ liệu nào có thể bị loại bỏ để phát hiện các mẫu, đưa ra đề xuất và tìm ra vấn đề, thường là trước khi chúng xảy ra.

Tất cả những điều trên cho phép các quy trình hoạt động hiệu quả hơn cũng như cho phép một số tác vụ được tự động hóa, đặc biệt là những tác vụ lặp đi lặp lại, tốn thời gian hoặc nguy hiểm. Ví dụ: nếu bạn đang lái xe và thấy đèn báo lỗi động cơ bật sáng, khi xe ô tô được kết nối, nó có thể kiểm tra cảm biến và “giao tiếp” với người trong xe trước khi gửi dữ liệu đến trung tâm bảo hành. Sau đó, trung tâm bảo hành có thể đề xuất một buổi kiểm tra tại trung tâm gần nhất và đảm bảo rằng các bộ phận thay thế được yêu cầu sẽ sẵn sàng cho khi bạn đến.

Lịch sử của Iot

Ai đã phát minh ra Iot? Ý tưởng về một mạng lưới các thiết bị thông minh lần đầu tiên được thảo luận vào năm 1982, với một máy bán hàng Coca-Cola đã được tinh chỉnh tại Đại học Carnegie Mellon, biến nó trở thành thiết bị kết nối Internet đầu tiên trên thế giới. Chiếc máy này có thể báo cáo về lượng hàng của nó và đồ uống mới bổ sung thêm vào có lạnh hay không.

Tuy nhiên, bài báo năm 1991 của Mark Weiser, Máy tính của thế kỷ 21, cũng như những nơi mà ông đã làm việc như UbiComp và PerCom đã tạo ra tầm nhìn về Internet vạn vật.

Năm 1999, thuật ngữ Internet vạn vật, được Kevin Ashton đưa ra. Tuy nhiên phải đến khoảng những năm 2008 - 2009, Internet vạn vật mới được thực hiện hóa. Có thể coi Weiser và Ashton là những người “phát minh” ra ý tưởng về IoT dù rằng những ứng dụng của IoT đã được sử dụng trước đó mà không có sự tổng hợp về thông tin cũng như hệ thống hóa.

Ứng dụng của IoT là gì? Công nghệ IoT được sử dụng cho nhiều ứng dụng, từ mục đích sử dụng cho gia đình như camera an ninh, điều hòa tự động và thiết bị chiếu sáng; đến việc sử dụng trong công nghiệp sản xuất, ứng dụng quốc phòng,... . Các ứng dụng khác nhau này có thể được chia thành các mục đích sử dụng thương mại, tiêu dùng, công nghiệp và cơ sở hạ tầng.

Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của IoT:

1. Ứng dụng tiêu dùng Có rất nhiều ứng dụng tiêu dùng đối với IoT, bao gồm các phương tiện thông minh, ứng dụng sức khỏe, nhà thông minh, các thiết bị có khả năng giám sát từ xa.

2. Nhà thông minh Hệ thống chiếu sáng, sưởi ấm, điều hòa không khí, cũng như các phương tiện truyền thông và hệ thống an ninh đều là một phần của ngôi nhà hỗ trợ IoT. Nhiều ngôi nhà thông minh dựa trên nền tảng trung tâm hoặc trung tâm kết nối với các thiết bị và đồ gia dụng thông minh. Chúng thường được điều khiển bằng điện thoại thông minh, máy tính bảng hoặc thiết bị điều khiển khác, đôi khi không cần kết nối Wi-Fi. Các hệ thống này có thể được liên kết với các nền tảng độc lập như Amazon Echo hoặc Apple HomePod hoặc sử dụng hệ sinh thái mã nguồn mở như Home Assistant hoặc OpenHAB.

3. Ứng dụng chăm sóc Các thiết bị IoT cũng có thể mang lại sự trợ giúp vô giá cho người già hoặc người khuyết tật và mang lại chất lượng cuộc sống tốt hơn cho họ. Ví dụ, các thiết bị được điều khiển bằng giọng nói có thể hỗ trợ người dùng bị hạn chế về thị giác hoặc khả năng vận động hay hệ thống cảnh báo có thể được kết nối trực tiếp với ốc tai điện tử cho người dùng khiếm thính. Cảm biến cũng có thể theo dõi các trường hợp khẩn cấp y tế như ngã, để đưa ra yêu cầu cuộc gọi khẩn cấp hoặc các hỗ trợ y tế ngay lập tức.

4. Ứng dụng Y tế và Chăm sóc sức khỏe IoT có thể được sử dụng cho một số mục đích y tế và chăm sóc sức khỏe khác nhau bao gồm thu thập và phân tích dữ liệu để nghiên cứu và theo dõi bệnh nhân. Khi được sử dụng trong các cài đặt như vậy, IoT được gọi là 'Internet of Medical Things (IoMT).

IoMT, còn được gọi là “chăm sóc sức khỏe thông minh”, kết nối các nguồn lực và dịch vụ để cung cấp một hệ thống chăm sóc sức khỏe số hóa có thể theo dõi sức khỏe và hệ thống thông báo khẩn cấp bao gồm máy đo huyết áp và nhịp tim, máy tạo nhịp tim và thiết bị trợ thính tiên tiến.

IoMT cũng có thể được sử dụng để quản lý, kiểm soát hoặc ngăn ngừa các bệnh mãn tính thông qua giám sát từ xa. Sử dụng các giải pháp không dây, điều này cho phép các bác sĩ y tế nắm bắt dữ liệu bệnh nhân và áp dụng các thuật toán để phân tích dữ liệu sức khỏe.

Các ứng dụng chăm sóc sức khỏe khác bao gồm các thiết bị tiêu dùng được thiết kế để khuyến khích lối sống lành mạnh hơn, chẳng hạn như cân được kết nối hoặc màn hình thể dục.

Ngoài cài đặt chăm sóc sức khỏe, IoMT hiện cũng đang được sử dụng trong ngành bảo hiểm y tế, bao gồm các giải pháp dựa trên cảm biến như thiết bị đeo, thiết bị y tế được kết nối và ứng dụng di động để theo dõi hành vi của khách hàng và cung cấp các mô hình định giá và bảo lãnh chính xác hơn.

5. Ứng dụng Giao thông vận tải IoT có nhiều ứng dụng dành cho giao thông, chẳng hạn như giao tiếp giữa các phương tiện, kiểm soát giao thông thông minh, bãi đậu xe thông minh, thu phí, hậu cần, quản lý đội xe, kiểm soát phương tiện, hỗ trợ an toàn và đường bộ. Kết hợp các phương tiện với cơ sở hạ tầng giao thông, IoT cũng có thể cung cấp giao tiếp giữa phương tiện với mọi thứ (V2X), giao tiếp giữa phương tiện với phương tiện (V2V), giao tiếp giữa phương tiện với cơ sở hạ tầng (V2I) và giao tiếp giữa phương tiện với người đi bộ (V2P ). Các hệ thống IoT này chính là tiền đề phát triển cho việc lái xe tự động và kết nối cơ sở hạ tầng đường bộ.

6. Ứng dụng xây dựng Các thiết bị IoT có thể giám sát và kiểm soát các khía cạnh khác nhau của nhiều loại tòa nhà, bao gồm các hệ thống cơ khí, điện và điện tử. Việc tích hợp Internet với các tòa nhà tạo ra các tòa nhà thông minh có thể giúp giảm tiêu thụ năng lượng và giám sát hành vi của người dân sông trong đó.

7. Ứng dụng công nghiệp Thiết bị IoT công nghiệp cho phép thu thập và phân tích dữ liệu từ thiết bị, công nghệ. IoT cũng cho phép cập nhật tự động phần mềm cho các thiết bị nhằm duy trì hiệu quả, tránh mất thời gian và tiền bạc cho việc sửa chữa.

8. Ứng dụng sản xuất IoT có thể kết nối các thiết bị sản xuất để cho phép điều khiển và quản lý nhawmd cung cấp các quy trình sản xuất thông minh. Các hệ thống này cho phép tối ưu hóa sản phẩm, quy trình và chuỗi cung ứng, cũng như đảm bảo số lượng đáp ứng nhu cầu của thị trường. IoT giúp cung cấp độ an toàn và độ tin cậy nâng cao thông qua bảo trì dự đoán, đánh giá thống kê và các phép đo để tối đa hóa độ tin cậy.

9. Ứng dụng nông nghiệp Các ứng dụng IoT trong nông nghiệp bao gồm thu thập dữ liệu về điều kiện thời tiết, hàm lượng đất hoặc sự xâm nhập của sâu bệnh. Dữ liệu có thể giúp tự động hóa các kỹ thuật canh tác, đưa ra các quyết định, cải thiện độ an toàn, giảm lãng phí và tăng hiệu quả.

10. Ứng dụng cơ sở hạ tầng IoT có thể được sử dụng để giám sát và kiểm soát cơ sở hạ tầng đô thị và nông thôn bền vững, bao gồm cầu, đường sắt, trang trại. Duy trì giá trị và giảm thiểu rủi ro, thu thập dữ liệu có thể cho phép giám sát các điều kiện cấu trúc để đưa ra các cải tiến về an toàn và năng suất, tiết kiệm chi phí, giảm thời gian thu hoạch. Ngoài ra, việc phân tích theo thời gian thực có thể giúp lên lịch sửa chữa và bảo trì các công cụ, dụng cụ một cách kịp thời.

11. Ứng dụng quản lý đô thị Toàn bộ thành phố có thể được quản lý với sự trợ giúp của IoT, để tạo ra một thành phố thông minh mang lại nhiều lợi ích cho người dân. Những lợi ích này bao gồm mọi thứ từ vị trí chỗ đậu xe, giám sát môi trường, quản lý giao thông, giảm ô nhiễm, hệ thống an ninh, ánh sáng, biển báo kỹ thuật số, wifi công cộng, bán vé không cần giấy tờ, quản lý đường thủy, điểm dừng xe buýt thông minh, ki-ốt thông minh,...

12. Ứng dụng quản lý năng lượng Kết nối Internet có thể cung cấp khả năng quản lý mức tiêu thụ năng lượng cho đèn, thiết bị gia dụng, tài sản công nghiệp và hơn thế nữa. Các thiết bị tiêu thụ năng lượng có thể được quản lý từ xa để tiết kiệm năng lượng khi không cần thiết.

13. Ứng dụng giám sát môi trường Giám sát chất lượng không khí hoặc nước là một cách khác mà các cảm biến hỗ trợ IoT có thể thay đổi thế giới của chúng ta. IoT cho phép thu thập dữ liệu về sự di chuyển của động vật hoang dã, tình trạng đất đai và hơn thế nữa. IoT cũng có thể giám sát các thảm họa tự nhiên như sóng thần hoặc động đất, giúp thực hiện việc ứng phó khẩn cấp và hạn chế thiệt hại.

14. Ứng dụng quân sự Việc ứng dụng các công nghệ IoT cho mục đích quân sự đã tạo ra Internet of Military Things (IoMT). Các ứng dụng trong lĩnh vực này bao gồm trinh sát, giám sát để cung cấp dữ liệu chiến trường. Điều này có thể bao gồm việc sử dụng các cảm biến, đạn dược, phương tiện, rô bốt và các công nghệ di động để tạo ra một quân đội được liên kết và trao đổi hiệu quả về dữ liệu.

Tại sao Internet vạn vật lại quan trọng?

IoT đã giúp tự động hóa và đơn giản hóa nhiều công việc hàng ngày cho doanh nghiệp, ngành công nghiệp và trong nước. Giảm chi phí, tăng năng suất và an toàn, nâng cao trải nghiệm của khách hàng và tạo ra các luồng doanh thu mới, IoT có thể giúp các doanh nghiệp, tổ chức đưa ra quyết định tốt hơn.

Đối với hoạt động kinh doanh, IoT cung cấp một số lợi ích quan trọng bao gồm khả năng truy cập và phân tích dữ liệu, loại bỏ vị trí của các nhà phân tích dữ liệu bên ngoài hoặc các nhà nghiên cứu thị trường.

IoT có thể xử lý việc phân tích dữ liệu lớn trong thời gian thực, chứng minh các sản phẩm và dịch vụ đang hoạt động như thế nào trong thế giới thực và giải quyết tình huống một cách nhanh chóng. Dữ liệu này cũng mở ra sự hiểu biết tốt hơn về hành vi của khách hàng để doanh nghiệp có thể đáp ứng nhu cầu của họ đồng thời giảm chi phí vận hành bằng cách quản lý việc sử dụng năng lượng và tài nguyên. Cuối cùng, IoT có thể cho phép làm việc từ xa bằng cách đối chiếu và chia sẻ dữ liệu với nhân viên bất kể họ ở đâu.

Tạm kết

IoT mang lại vô số lợi ích với nhiều ứng dụng khác nhau, từ việc sử dụng hàng ngày trong gia đình đến giám sát công nghiệp, sản xuất và thậm chí là cho toàn bộ một thành phố. IoT giúp cải thiện tính an toàn, hiệu quả và quản lý thời gian, tuy nhiên, điểm trừ của nó là những lo ngại xung quanh vấn đề bảo mật thiết bị khi chúng được sử dụng chung trên một hệ thống.

Trong tương lai gần IoT sẽ trở thành một xu thế trong cuộc sống hiện nay khi cả thế giới đang bước vào cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Trong đó, công nghệ được coi là thành phần cốt lõi của cuộc cách mạng này.

Lược dịch từ TWI Ltd