(Tiểu luận) báo cáo môn quản trị mạng và truyền số liệu đề tài internet of things (iot)

b Các đặc tính cơ bản - Tính kết nối liên thông các thiết bị đều có khả năng kết nối với nhau - Tính không đồng nhất các thiết bị trong mạng lưới IoT sở hữu phần cứng cũng như network k

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN

BÁO CÁO MÔN QUẢN TRỊ MẠNG VÀ TRUYỀN SỐ LIỆU

ĐỀ TÀI: Internet of Things (IoT)

Lớp học phần: CNTT1114(122)_04-Mạng máy tính và truyền số liệu Nhóm: 7

Thành viên nhóm:

Bảng phân công công việc

Họ và tên Mã sinh viên Nhiệm vụ

Từ Quang Thành 11215333 - Tổng hợp nội dung

- Làm báo cáo

- Làm nội dung phần III

Vũ Lê Việt Anh 11190602 - Phân chia công việc và

deadline

- Làm slide

- Làm nội dung phần III

Đỗ Thị Linh Vân 11217649 - Viết Lời mở đầu

- Làm nội dung phần ILưu Đăng Lượng 11213572 - Viết kết luận

- Làm nội dung phần IV

- Làm nội dung phần VMai Thành Đạt 11211259 - Làm nội dung phần IIINguyễn Duy Hùng 11212432 - Làm nội dung phần II

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU……… 3

INTERNET OF THINGS (IOT)……….………4

I KHÁI QUÁT CHUNG……… 4

1 Khái quát về IoT………4

2 Lịch sử hình thành……….4

3 Vai trò của IoT……… 5

II CƠ SỞ KỸ THUẬT 6

1 Cấu trúc của IoT và cách thức hoạt động……… 6

2 Một số giao thức chính……… 8

3 Yêu cầu của 1 hệ thống IOT……….8

III MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA IOT TRONG THỰC TẾ 10

1 IoT trong vận tải hàng hóa……… 10

2 IoT trong phát triển xe không người lái………11

3 IoT trong bán lẻ………12

4 IoT trong sản xuất………14

IV ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN……… 15

1 Ưu điểm………15

2 Nhược điểm……… 15

V DỰ BÁO XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN IOT TẠI VIỆT NAM……… 15

PHẦN KẾT LUẬN……… 17

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây đã có rất nhiều sản phẩm, lĩnh vực, ngành nghề áp dụngInternet vào việc vận hành, sản xuất và kinh doanh Khái niệm Internet giờ đây không chỉcòn nằm trong thế giới mạng máy tính nữa mà đã được liên kết tới vạn vật, các quy trình, môi trường cùng với rất nhiều những khía cạnh khác trong cuộc sống Đó chính là lý do Internet of Things hay còn được gọi là IoT ra đời IoT là từ khóa đang dần trở nên phổ biến với tần suất xuất hiện dày hơn hiện nay Sự bùng nổ của IoT đang tác động mạnh mẽđến cuộc sống và xã hội loài người trong hiện tại và tương lai Chính vì thế, việc hiểu sâusắc hơn về thuật ngữ công nghệ IoT là điều vô cùng cần thiết và bài báo cáo của Nhóm 7

sẽ cung cấp đầy đủ nhất kiến thức về Internet of Things (IoT)

INTERNET OF THINGS (IOT)

I KHÁI QUÁT CHUNG

1 Khái quát về IoT

a) Khái niệm

Internet of Things (viết tắt là IoT) - Internet Vạn vật là thuật ngữ dùng để chỉ mạng kết nối vạn vật với nhau thông qua phần mềm hoặc cảm biến IoT cho phép chúngthu thập và trao đổi thông tin cho nhau mà không cần sự tương tác giữa con người với máy tính

Một cách hiểu đơn giản, không mang tính kỹ thuật thì IoT có nghĩa là mọi thứ trênthế giới kết nối với nhau qua Internet

b) Các đặc tính cơ bản

- Tính kết nối liên thông (các thiết bị đều có khả năng kết nối với nhau)

- Tính không đồng nhất (các thiết bị trong mạng lưới IoT sở hữu phần cứng cũng như network khác nhau)

- Thay đổi linh hoạt (số lượng và trạng thái thiết bị có thể thay đổi)

- Quy mô lớn (mạng lưới IoT có rất nhiều thiết bị kết nối với nhau thông qua Internet)

- Đáp ứng các dịch vụ liên quan đến “Things”

Từ năm 2000 - 2013, IoT được nghiên cứu và cho vào sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau

Năm 2014, số lượng các thiết bị máy móc và di động được kết nối với Internet đã vượt qua cả dân số thế giới lúc bấy giờ

Năm 2015, một số loại hình trang trại IoT, robot IoT đã được công bố và ứng dụng, phát triển đến ngày nay

3 Vai trò của IoT

a) Vai trò của IoT đối với tổ chức, doanh nghiệp

IoT giúp doanh nghiệp có thể dễ dàng truy cập vào vô vàn dữ liệu về sản phẩm của

họ cũng như có hệ thống nội bộ riêng

IoT kết hợp việc thu thập và phân tích dữ liệu toàn diện → Hệ thống sản xuất của doanh nghiệp trở nên nhanh nhạy và năng suất hơn

IoT áp dụng công nghệ cảm biến vào các sản phẩm → Truyền tải dữ liệu 1 cách hiệu quả

Từ đó, doanh nghiệp có thể dễ dàng phát hiện sản phẩm bị lỗi, hư hỏng và các vấn

đề phát sinh khác

b) Vai trò của IoT đối với người tiêu dùng

IoT giúp cho các hoạt động trong cuộc sống con người trở nên dễ dàng và thuận tiện hơn

Ví dụ : Các speaker thông minh như Echo của Amazon và Google Home giúp phátnhạc dễ dàng hơn, đặt bộ hẹn giờ và nhận thông tin Hệ thống an ninh gia đình giúp dễ dàng theo dõi những gì đang diễn ra bên trong và bên ngoài hoặc để xem và nói chuyện với khách tới thăm.Máy điều hòa thông minh có thể giúp chúng ta sưởi ấm nhà trước khi chúng ta quay trở lại Đèn thông minh tự động bật khi có người đi vào Xa hơn, hiện đại hơn thì là xe hơi tự lái,máy bay tự lái, thành phố thông minh,

c) Ứng dụng của IoT trong các ngành

Internet of things được ứng dụng vô cùng rộng lớn, cùng tham khảo một số lĩnh vực đã và đang áp dụng IoT tích hợp:

Ngành chế tạo: Các nhà sản xuất có thể đạt được lợi thế cạnh tranh bằng cách sử

dụng giải pháp giám sát tình trạng máy móc trong dây chuyền sản xuất để cho phép bảo trì chủ động trên thiết bị khi cảm biến phát hiện ra lỗi sắp xảy ra

Các cảm biến thực sự có thể đo lường khi sản lượng sản xuất bị tổn hại Với sự trợgiúp của cảnh báo cảm biến, các nhà sản xuất có thể nhanh chóng kiểm tra độ chính xác của thiết bị hoặc loại bỏ nó khỏi sản xuất cho đến khi nó được sửa chữa Điều này cho phép các công ty giảm chi phí hoạt động, có thời gian hoạt động tốt hơn và cải thiện quản

lý hiệu suất tài sản

tình và… 100% (2)

33

Tổng hợp câu hỏi c6

- học đi mà làm…Mạng máy

tình và… 100% (1)

4

Premium

BT chuong 2 - Kiểm tra lỗi CRC

Ngành ô tô: Ngành công nghiệp ô tô đã nhận ra những lợi thế đáng kể từ việc sử

dụng các ứng dụng IoT Ngoài những lợi ích của việc áp dụng IoT vào dây chuyền sản xuất, các cảm biến có thể phát hiện lỗi thiết bị sắp xảy ra trên các phương tiện đã đi trên đường và có thể cảnh báo cho người lái xe một cách chi tiết

Nhờ thông tin tổng hợp được thu thập bởi các ứng dụng dựa trên IoT, các nhà sản xuất và nhà cung cấp ô tô có thể tìm hiểu thêm về cách giữ cho xe chạy và thông báo cho chủ xe về các thông tin phía trước

Giao thông vận tải: Các đội xe ô tô, xe tải và tàu chở hàng tồn kho có thể được

định tuyến lại dựa trên điều kiện thời tiết, tính sẵn có của xe hoặc tính khả dụng của tài

xế, nhờ dữ liệu cảm biến IoT Bản thân hàng tồn kho cũng có thể được trang bị các cảm biến để theo dõi và kiểm soát nhiệt độ

Các ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống, hoa và dược phẩm thường là

những mặt hàng tồn kho nhạy cảm với nhiệt độ sẽ được hưởng lợi rất nhiều từ các ứng dụng giám sát IoT gửi thông báo khi nhiệt độ tăng hoặc giảm có thể ảnh hưởng đến sản phẩm

Ngành bán lẻ: Các ứng dụng IoT cho phép các công ty bán lẻ quản lý hàng tồn

kho, cải thiện trải nghiệm của khách hàng, tối ưu hóa chuỗi cung ứng và giảm chi phí hoạt động

Ví dụ: kệ thông minh được trang bị cảm biến trọng lượng có thể thu thập thông tindựa trên RFID và gửi dữ liệu tới nền tảng IoT để tự động theo dõi hàng tồn kho và kích hoạt cảnh báo nếu các mặt hàng sắp hết

Chăm sóc sức khỏe: IoT cung cấp nhiều lợi ích cho ngành chăm sóc sức khỏe

Bác sĩ, y tá thường cần biết chính xác vị trí của các tài sản hỗ trợ bệnh nhân như xe lăn Khi xe lăn của bệnh viện được trang bị cảm biến IoT, chúng có thể được theo dõi từ ứng dụng giám sát tài sản IoT để bất kỳ ai đang tìm kiếm đều có thể nhanh chóng tìm thấy chiếc xe lăn có sẵn gần nhất

Nhiều tài sản của bệnh viện có thể được theo dõi theo cách này để đảm bảo sử dụng hợp lý cũng như kế toán tài chính cho các tài sản vật chất trong mỗi khoa

II CƠ SỞ KỸ THUẬT

1 Cấu trúc của IoT và cách thức hoạt động

a) Cấu trúc

Mạng máytình và truyề… None

Mạng máy tính pretty goodMạng máytình và truyề… None

-7

IoT là một mạng lưới khổng lồ bao gồm những sự vật và con người được kết nối –tất cả đều thu thập và chia sẻ dữ liệu về cách chúng được sử dụng và về môi trường xung quanh chúng.

Với một hệ thống IoT chúng sẽ bao gồm 4 thành phần chính đó là thiết bị hay còn gọi là vạn vật (Things), trạm kết nối hay cổng kết nối (Gateways), hạ tầng mạng hay các điện toán đám mây (Network and Cloud) và bộ phân tích và xử lý dữ liệu (Services-creation and Solution Layers)

Vạn vật (Things): Ngày nay có hàng tỷ vật dụng đang hiện hữu trên thị trường gia

dụng và công nghệ, ở trong nhà hoặc trên tay của người dùng Chẳng hạn như xe hơi,thiết bị cảm biến, thiết bị đeo và điện thoại di động đang được kết nối trực tiếp thông quabăng tầng mạng không dây và truy cập vào Internet Giải pháp IoT giúp các thiết bị thôngminh được sàng lọc, kết nối và quản lý dữ liệu một cách cục bộ, còn các thiết bị chưathông minh thì có thể kết nối được thông qua các trạm kết nối

Trạm kết nối (Gateways): Đóng vai trò là một trung gian trực tiếp, cho phép các

vật dụng có sẵn này kết nối với điện toán đám mây một cách bảo mật và dễ dàng quản lý

Hạ tầng mạng và điện toán đám mây (Network and Cloud):

Cơ sở hạ tầng kết nối: Internet là một hệ thống toàn cầu của nhiều mạng IP đượckết nối với nhau và liên kết với hệ thống máy tính Cơ sở hạ tầng mạng này bao gồm thiết

bị định tuyến, trạm kết nối, thiết bị tổng hợp, thiết bị lặp và nhiều thiết bị khác có thểkiểm soát lưu lượng dữ liệu lưu thông và cũng được kết nối đến mạng lưới viễn thông vàcáp - được triển khai bởi các nhà cung cấp dịch vụ

Trung tâm dữ liệu/ hạ tầng điện toán đám mây: Các trung tâm dữ liệu và hạ tầngđiện toán đám mây bao gồm một hệ thống lớn các máy chủ, hệ thống lưu trữ và mạng ảohóa được kết nối

Các lớp tạo và cung cấp dịch vụ (Services-Creation and Solutions Layers): Intel

đã kết hợp những phần mềm quản lý API hàng đầu (Application Programming Interface)

là Mashery và Aepona để giúp đưa các sản phẩm và giải pháp IoT ra thị trường một cáchchóng và tận dụng được hết giá trị của việc phân tích các dữ liệu từ hệ thống và tài sảnđang có sẵn

b) Cách thức hoạt động:

Hệ sinh thái IoT bao gồm các thiết bị thông minh hỗ trợ web, sử dụng các hệ thống nhúng chẳng hạn như các bộ xử lý, cảm biến và phần cứng truyền thông, để thu thập, gửi và thao tác trên dữ liệu mà chúng thu thập được

Các thiết bị IoT chia sẻ dữ liệu cảm biến mà chúng thu thập được bằng cách kết nối với cổng IoT hoặc thiết bị khác nơi dữ liệu được gửi đến đám mây để phân tích hoặc phân tích cục bộ Đôi khi, các thiết bị này giao tiếp với các thiết bị liên quan khác và hoạt

động dựa trên thông tin chúng nhận được từ nhau Các thiết bị này thực hiện hầu hết côngviệc mà không có sự can thiệp của con người, mặc dù mọi người có thể tương tác với các thiết bị – ví dụ như: tạo các thiết lập cài đặt, cung cấp các hướng dẫn hoặc truy cập dữ liệu.

Đối với từng ứng dụng IoT cụ thể sẽ có các hình thức kết nối, mạng và giao thức giao tiếp được thiết lập tương ứng sử dụng cho các thiết bị hỗ trợ web này (thiết bị IoT) IoT cũng có thể tận dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và công nghệ học máy (machine learning)

để hỗ trợ quá trình thu thập dữ liệu trở nên dễ dàng và năng động hơn

2 Một số giao thức chính

Trong IoT, các thiết bị phải giao tiếp được với nhau (D2D) Dữ liệu sau đó phải được thu thập và gửi tới máy chủ (D2S) Máy chủ cũng có để chia sẻ dữ liệu với nhau(S2S), có thể cung cấp lại cho các thiết bị, để phân tích các chương trình, hoặc cho người dùng Các giao thức có thể dùng trong IoT là:

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

- XMPP: giao thức tốt nhất để kết nối các thiết bị với mọi người, một trường hợp đặc biệtcủa mô hình D2S, kể từ khi người được kết nối với các máy chủ

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

- AMQP: hệ thống hàng đợi được thiết kế để kết nối các máy chủ với nhau (S2S)

Các giao thức hoạt động trên nền tàng TCP, cung cấp các đáp ứng đơn giản, đáng tin cậy

* XMPP

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

XMPP sử dụng định dạng văn bản XML, và cũng tương tự như MQTT chạy, XMPP chạy trên nền tảng TCP, hoặc có thể qua HTTP trên TCP Sức mạnh chính của nó

là một chương trình name@domain.comaddressing trong mạng Internet khổng lồ

3 Yêu cầu của 1 hệ thống IOT

Khả năng kết nối: Hệ thống phải luôn sẵn sàng và có kết nối liền mạch với các

bên liên quan Quá trình nhận nhiệm vụ công việc từ thiết bị này sang thiết bị khác cầnphải được liền mạch, không gián đoạn Cần phải kiểm tra các điều kiện ngoại tuyến Khi

hệ thống không được kết nối mạng, cần phải có cảnh báo nhắc nhở Mặt khác phải có cơchế để lưu trữ tất cả dữ liệu trong thời gian ngoại tuyến Khi hệ thống được kết nối trở lại,tất cả các dữ liệu đó cần được truyền đi, đảm bảo không mất mát dữ liệu ở bất kỳ điềukiện nào Bên cạnh đó chú ý kết nối dựa trên sự nhận diện:

Nghĩa là các “Things” phải có ID riêng biệt

Khả năng cộng tác: Hệ thống IoT phải có khả năng tương tác qua lại giữa các

mạng và “Things”

Tính khả dụng: Cần chắc chắn về khả năng sử dụng của mỗi thiết bị Hệ thống

nên có tùy chọn để lưu lại tất cả sự kiện, cung cấp đầy đủ thông tin cho người dùng cuối.Các thông báo nên được hiển thị và xử lý chính xác trên tất cả các thiết bị

Khả năng tương thích: Với kiến trúc phức tạp của một hệ thống IoT, có thể nói

khả năng tương thích là điều cần thiết Các mục cần kiểm tra như: phiên bản hệ điềuhành, trình duyệt, các phiên bản tương thích, các thế hệ thiết bị, các chế độ liên lạc(bluetooth 2.0, 3.0) …

Khả năng tự quản của mạng: Bao gồm tự quản lý, tự cấu hình, tự tối ưu hóa và

tự có cơ chế bảo vệ Điều này cần thiết để mạng có thể thích ứng với các miền ứng dụng,môi trường truyền thông và nhiều loại thiết bị khác nhau

Dịch vụ thỏa thuận: Dịch vụ này có thể được cung cấp bằng cách thu thập, giao

tiếp và xử lý tự động dữ liệu giữa các “Things” dựa trên các quy tắc được thiết lập bởingười vận hành hoặc tùy chỉnh bởi người dùng

Khả năng định vị dựa vào vị trí: Thông tin liên lạc và các dịch vụ liên quan sẽ

phụ thuộc vào thông tin vị trí của “Things” và người sử dụng Hệ thống IoT có thể biết vàtheo dõi vị trí một cách tự động Các dịch vụ dựa trên vị trí bị hạn chế bởi luật pháp hayquy định và các yêu cầu an ninh

Bảo mật: Trong IoT, nhiều “Things” được kết nối với nhau Chính điều này làm

tăng mối nguy trong bảo mật, chẳng hạn như bí mật thông tin bị tiết lộ, xác thực sai, dữliệu bị thay đổi hay làm giả

Bảo vệ tính riêng tư: tất cả các “Things” đều có chủ sở hữu và người sử dụng của

nó Dữ liệu thu thập được từ các “Things” có thể chứa thông tin cá nhân liên quan chủ sởhữu hoặc người sử dụng Các hệ thống IoT cần được bảo vệ sự riêng tư trong quá trìnhtruyền dữ liệu, tập hợp, lưu trữ, khai thác và xử lý

Khả năng quản lý: hệ thống IoT cần phải hỗ trợ tính năng quản lý các “Things”

để đảm bảo mạng hoạt động bình thường Ứng dụng IoT thường làm việc tự động màkhông cần sự tham gia của con người, nhưng phải được quản lý bởi các bên liên quan

Hiệu năng: cần đảm bảo hệ thống có khả năng mở rộng Khi toàn bộ dữ liệu được

kết nối với hệ thống, dữ liệu được truyền đi sẽ lớn hơn nhiều so với dữ liệu đã được kiểmtra Kiểm thử viên cần phải đảm bảo hiệu năng của hệ thống là như nhau

III MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA IOT TRONG THỰC TẾ

1 IoT trong vận tải hàng hóa

Volvo Trucks và Mack Trucks sử dụng công nghệ Telematics (kết hợp viễn thông

và công nghệ thông tin với sự tích hợp của nhiều thiết bị, hệ thống điện tử giúp kết nối xevới mạng lưới thông tin) để cung cấp các dịch vụ hỗ trợ chưa từng có cho khách hàng.Volvo Trucks cung cấp tính năng Chẩn đoán từ xa cho hàng nghìn chiếc xe, trong khiMack Trucks cung cấp dịch vụ tương tự có tên là GuardDog Connect Hiện nay, hơn175.000 xe tải của hai hãng này được hỗ trợ với dịch vụ hoạt động 24/24h trong suốt cảnăm

Ông Conal Deedy, Giám đốc Dịch vụ Xe kết nối của Volvo Trucks Bắc Mỹ chobiết: “Một trong những lý do khách hàng chọn xe tải Volvo là vì có thể giảm thiểu thờigian hoạt động ngoài kế hoạch Với vận tải hàng hóa, điều quan trọng là xe hoạt động liêntục, thông suốt để đảm bảo được giao đúng hạn, hoặc ít gây xáo trộn nhất cho doanhnghiệp trong trường hợp có sự cố đột xuất xảy ra trên đường vận chuyển” Dịch vụ củaVolvo Trucks giám sát dữ liệu từ mỗi chiếc xe tải để phát hiện lỗi được kích hoạt khi mộttrong những hệ thống chính của xe gặp trục trặc, chẳng hạn như động cơ hoặc bộ phậntruyền động Hàng nghìn cảm biến trên mỗi chiếc xe tải thu thập dữ liệu IoT truyền trựctuyến trong thời gian thực để thông báo hiện trạng Dữ liệu này bao gồm vị trí xảy ra sự

cố và tình trạng, điều kiện sự cố như nhiệt độ, hộp số xe tải, mức RPM (số vòng quay)…

để cung cấp dữ liệu về tình trạng sự cố giúp cho việc chẩn đoán

“Chúng tôi xử lý lượng lớn dữ liệu thông qua nền tảng công nghệ SAS, nhanhchóng chẩn đoán lỗi, đánh giá về mức độ nghiêm trọng với thông tin chi tiết và đề xuất kếhoạch khắc phục Các đại lý của chúng tôi tại Trung tâm Mack’s 24/7 giải thích tình trạngcho khách hàng và đưa ra kế hoạch giải quyết vấn đề ít gây xáo trộn nhất Các đại lý cóthể gửi hướng dẫn sửa chữa chi tiết đến cơ sở sửa chữa gần nhất để giúp cơ sở sửa chữahiệu quả hơn Nếu khách hàng tự sửa chữa, thông tin chi tiết có thể được gửi trực tiếp cho

họ Trường hợp sự cố liên quan đến phần mềm, xe tải có thể được cập nhật từ xa - màkhông làm ảnh hưởng đến hoạt động của xe” - ông Deedy nói và biết thêm, khi dịch vụđược mở rộng, “nền tảng công nghệ SAS không chỉ cho phép chúng tôi cung cấp cácchẩn đoán chính xác và hiệu quả trên quy mô lớn, nó còn cho phép chúng tôi giải quyếtnhiều bộ phận và chế độ lỗi hơn so với trước đây”