Báo cáo tiểu luận tin học Ứng dụng Đề tài internet vạn vật iot

phần mềm, cảm biến, cơ cấu chấp hành cùng với khả năng kết nối mạng máy tính giúp cho các thiết bị này có thể thu thập và truyền tải dữ liệu.. 1.2 Đặc điểm của Internet vạn vật • Tính kế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI CHÍNH – MARKETING

BÁO CÁO TIỂU LUẬN TIN HỌC ỨNG DỤNG

Đề tài:

INTERNET VẠN VẬT- IoT 

Mã lớp học phần :

Giảng viên phụ trách : ThS Huỳnh Ngọc Thành Trung

Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 10 Năm 2024

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI CHÍNH – MARKETING

BÁO CÁO TIỂU LUẬN TIN HỌC ỨNG DỤNG

Mã lớp học phần:

Đề tài:

INTERNET VẠN VẬT- IoT

Nhóm sinh viên:

Tp Hồ Chí Minh, Tháng 10/2024.

LỜI CẢM ƠN

Chúng em xin gửi lời cảm ơn tới những người thân trong gia đình đã tạo điều kiện cho các em được học tập Cảm ơn các thành viên của nhóm 4 đã cùng đồng hành trong quá trình thực hiện báo cáo Đặc biệt chúng em rất biết ơn Thầy Huỳnh Ngọc Thành Trung

đã nhiệt tình hướng dẫn và hỗ trợ chúng em hoàn thành tốt báo cáo học phần Tin học ứng dụng này

Mặc dù chúng em đã rất nỗ lực và cố gắng để hoàn thành tốt nhất báo cáo này nhưng chắc chắn báo cáo không tránh khỏi những hạn chế nhất định Kính mong quý giảng viên góp ý để mỗi thành viên trong nhóm của chúng em có thể hoàn thiện hơn cho các báo cáo tương tự sau này của bản thân

Kính chúc Quý giảng viên sức khỏe, thành đạt, chúc những người thân, bạn bè luôn mạnh khỏe để tiếp tục đồng hành cùng chúng em

Trân trọng cảm ơn.

TM Nhóm 4

Nhóm trưởng:

PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ TRONG NHÓM

ST

NHẬN XÉT & ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN

1/ Nhận xét chung cả nhóm

2/ Đánh giá từng cá nhân

ST

ĐIỂM BẰNG SỐ

ĐIỂM BẰNG CHŨ

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 10 năm 2024

Người đánh giá

Huỳnh Ngọc Thành Trung

I CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MẠNG LƯỚI VẠN VẬT

INTERNET KẾT NỐI

Mạng lưới vạn vật kết nối Internet (Internet of Thing – IoT) là cụm từ được nhắc đến khá nhiều trong thời gian gần đây và gắn liền với những bước đột phá quan trọng của cách mạng công nghiệp lần thứ 4 Sự bùng nổ của IoT trong tương lai sẽ có tác động mạnh mẽ tới công việc, cuộc sống và toàn xã hội Công nghệ IoT đang cho thấy những tiềm năng ưu việt của nó trong việc xây dựng nền tảng cho rất nhiều ứng dụng thông minh, trong đó có các thư viện thông inh thế hệ mới, Nhờ có IoT, rất nhiều quy trình công việc sẽ được thay đổi theo hướng tự dộng hóa nhiều hơn, nâng cao khả năng hoạt động và vận hành hệ thống, chăm sóc và phục vụ người dùng một cách có thể

 Internet vạn vật là gì?

1.1 Khái niệm

 Theo thư viện quốc gia Việt Nam Khái niệm IoT đã xuất hiện từ nhiều thập kỉ trước Tuy nhiên mãi đến năm 1999 cụm từ IoT mới được ra bởi Kevin Ashton, một nhà khoa học đã sáng lập ra Trung tâm Auto-ID ở Đại học MIT (MIT’s Auto-ID Center), nơi thiết lập các quy chuẩn toàn cầu RFID (một phương thức giao tiếp không dây dùng sóng radio) cũng như một số loại cảm biến

 Tổ chức Global Standards Initiative on Internet of Things (IoT-GSI) định nghĩa IoT là cơ sở hạ tầng cho toàn cầu cho xã hội thông tin, cho phép các dịch vụ tiên tiến bằng cách liên kết mọi thứ (vật lý và ảo) dựa trên thông tin tin tương tác hiện có và đang phát triển và công nghệ truyền thông

 Theo Wikipedia: IoT là một liên mạng, trong đó các thiết bị, phương tiện vận tải, phòng ốc và các trang thiết bị khác được nhúng với các bộ phận điện tử,

phần mềm, cảm biến, cơ cấu chấp hành cùng với khả năng kết nối mạng máy tính giúp cho các thiết bị này có thể thu thập và truyền tải dữ liệu

1.2 Đặc điểm của Internet vạn vật

• Tính kết nối liên thông (interconnectivity) là khả năng các thiết bị đều có thể kết nối với nhau Với IoT, bất cứ điềugì cũng có thể kết nối với nhau thông qua mạng lưới thông tin và cơ sở hạ tầng liên lạc tổng thể

• Những dịch vụ liên quan đến “Things”, chẳng hạn như bảo vệ sự riêng tư và nhất quán giữa Physical Thing và Virtual Thing Để cung cấp được dịch vụ này,

cả công nghê phần cứng và phần mềm sẽ thay đổi

• Tính không đồng nhất: Các thiết bị trong IoT là không đồng nhất vì nó có phần cứng và mạng khác nhau Các thiết bị giữ các mạng có thể tương tác với nhau nhờ sự liên kết

• Thay đổi linh hoạt: tình trạng của các thiết bị tự động thay đổi, ví dụ ngủ và thức dậy, kết nối hoặc bị ngắt, vị trí thiết bị, tốc độ và số lượng thiết bị có thể tự động thay đổi

• Quy mô lớn: sẽ có một lượng rất lớn các thiết bị được quản lí và giao tiếp với nhau Số lượng lớn này lớn hơn số lượng máy tính kết nối Internet hiện nay

Sự phát triển của vạn vật Internet

1.3.1 Tiềm năng phát triển của Internet vạn vật trên thế giới

Internet of Things đề cập đến hàng tỉ thiết bị vật lý trên khắp thế giới hiện đã được kết nối Internet, thu thập và chia sẻ dữ liệu Nhờ bộ xử lý giá rẻ và mạng không dây, có thể biến đổi mọi thứ, từ thuốc cho máy bay, thành một phần của IoT Điều này giúp các thiết bị trở nên thông minh hơn, cho phép chúng giao tiếp tiếp theo mà không cần con người tham gia và hợp nhất thế giới kỹ thuật số và vật

Theo ông Kalyan Kumar – Giám đốc kinh doanh tại Jabil, các thiết bị kết nối có thể quản lý hầu hết tất cả các mặt của nhà Khả năng của vạn vật Internet trong các thiết bị gia dụng có thể mang lại sự hài lòng cho khách hàng, đồng thời tạo ra doanh thu cao hơn

Theo IDC, tính đến hết năm 2016, cả thế giới đã có 28,4 tỷ thiết bị bao gồm máy vi tính, máy có dây và truyền thông qua Internet, thiết bị cảm biến theo dõi, giám sát hoặc cung cấp dữ liệu cho những thứ có liên quan Trong đó, khách hàng cá nhân chiếm phần lớn (60%) thiết bị kết nối IoT, phần còn lại thuộc về khách hàng doanh nghiệp Điều này cho thấy người dùng cá nhân có nhu cầu rất cao trong việc sử dụng công nghệ để nâng cao chất lượng cuộc sống Dự báo đến năm 2030, con số này sẽ tăng lên gấp nhiều lần

1.3.2 Các nhà cung cấp dịch vụ IoT trên thế giới

Theo dữ liệu CB Insights, tính đến nay, đã có rất nhiều doanh nghiệp kinh doanh IoT bao gồm phát triển các bộ cảm biến, thiết bị đeo bám, cơ sở hạ tầng IoT, máy bay không người lái, nền tảng dữ liệu, cũng như các vật dụng gia đình

Thiết bị có thể đeo được ( Werable deivce): Một loại thiết bị có thể đeo ở cổ tay, gắn

vào cơ thể và đầu Hầu hết các công ty trong nhóm này đều là các nhà sản xuất dụng

cụ thể dục và đồng hồ thông minh Các sản phẩm khác trong lĩnh vực này bao gồm các sản phẩm đặc biệt cho trẻ sơ sinh, ví dụ như máy báo khóc của Owlet và Sproutling, trang phục thông minh của Lumo và OMsignal, cũng như các cảm biến sinh trắc học tiên tiến có thể treo trên đầu của Thync

Cơ sở hạ tầng và cảm biến (Infrastructure and Sensor): Các công ty trong nhóm

này đang xây dựng mạng lưới và phát triển các cảm biến vật lý MCube và Valencell

là các nhà phát triển cảm biến, Ineda Systems tạo ra các hệ thống trên chip (systems-on-a-chip - SoC) Jasper và Arrayent cung cấp các nền tảng dựa trên đám mây để lưu trữ và khai thác dữ liệu từ các mạng kết nối

Chăm sóc sức khỏe: các doanh nghiệp IoT khởi nghiệp trong lĩnh vực chăm sóc sức

khỏe từ công nghệ thân thiện với người tiêu dùng ví dụ như nhiệt kế thông minh của Kinsa hay màn hình bệnh nhân có thể đeo lắp được của Quanttus

Mạng lưới điện thông minh (Smart Utilities & Smart): Khởi động trong khu vực

này là công nghệ cho phép sử dụng nước và điện hiệu quả hơn Ví dụ như Rachio và Banyan Water, tạo ra các hệ thống cho việc sử dụng nước và thủy lợi Enlighted sử

dụng kết nối phần cứng để tối ưu hóa diện giúp sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí, cái này còn gọi là công nghệ HVAC (heating, ventilation, and air conditioning)

Ngành công nghiệp IoT (Industrial IoT): công nghiệp IoT nhằm tạo ra các mạng

lưới được thiết kế riêng cho các ngành công nghiệp nặng như sản xuất, hậu cần, khai thác mỏ, và nông nghiệp Ví dụ Tachyus và GroundMetrics làm các hệ thống cảm biến cho ngành công nghiệp dầu khí Tương tự, Worldsensing và Eigen Innovations cung cấp các giải pháp dữ liệu phù hợp với ngành công nghiệp nặng

Thiết bị không người lái: máy bay không người lái của DJI Innovations, 3D

Robotics, và Vuneec Ở đó không người lái của Zubie và API

Bán lẻ: Estimote và Cloudtags sử dụng cảm biến và ứng dụng trên thiết bị di động để

mang đến những trải nghiệm mua sắm tương tác tốt hơn Momentum Machines phát triển các robot tự động cho ngành sản xuất thực phẩm

CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MẠNG INTENET VẠN VẬT

Theo Kevin Ashton, điểm quan trọng của IoT là các đối tượng phải được nhận biết và định dạng Nếu mọi đối tượng, kể cả con người, được "đánh dấu" để phân biệt bản thân đối tượng nó với những thứ xung quanh thì chúng ta có thể quản lý được nó thông qua máy tính Việc đánh dấu (tagging) có thể được thực hiện thông qua nhiều công nghệ, chẳng hạn như RFID, NFC, mã vạch, mã QR, watermark kĩ thuật số Việc kết nối thì có thể thực hiện qua Wi-Fi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại

 RFID [Radio Frequency Code] tags và EPC [Electronic Product Code]

 NFC [Near Field Communication]: được sử dụng cho phép tương tác hai chiều giữa các thiết bị điện tử

 Bluetooth LE: Được sử dụng khi các thiết bị giao tiếp ở khoảng cách ngắn Ví

dụ điều khiển máy lạnh, TV, đèn, máy giặt Nguyên tắc hoạt động là nhờ phần mềm được cài trên di động, được ví như đầu não trung tâm, ra lệnh thông qua sóng bluetooth trong phạm vi hữu dụng

Z-Wave: Đây là công nghệ giao tiếp RF năng lượng thấp Nó chủ yếu sử dụng trong

thiết bị tự động trong nhà, điều khiển đèn…

WiFi: Đây là công nghệ được sử dụng phổ biến trong IoT giúp truyền dữ liệu và tin

nhắn

Ngoài những kĩ thuật nói trên, nếu nhìn từ thế giới web, chúng ta có thể sử dụng các địa chỉ độc nhất để xác định từng vật, chẳng hạn như địa chỉ IP Mỗi thiết bị sẽ có một

IP riêng biệt không nhầm lẫn Sự xuất hiện của IPv6 với không gian địa chỉ cực kì rộng lớn sẽ giúp mọi thứ có thể dễ dàng kết nối vào Internet cùng như kết nối với nhau

Các thiết bị trong IoT được tích hợp với các bộ cảm biến, bộ xử lý của máy tính và những phần mềm có khả năng tương tác với nhau Dữ liệu từ thiết bị này truyền tới các thiết bị khác tạo thành một quá trình là M2M (machine-to-machine)

1.5 CAC YEU CAU CUA MOT HE THONG INTERNET VAN VAT

Một hệ thống IoT phải thoả mãn các yêu cầu sau:

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

bên liên quan Có hai điều rất quan trọng là kết nối và truyền dữ liệu Quá trình nhận nhiệm vụ công việc từ thiết bị này sang thiết bị khác cần phải 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, không phụ thuộc vào hệ thống cho đến khi

nó được kết nối trở lại Mặt khác phải có cơ chế để có thể lưu trữ tất cả dữ liệu trong thời gian ngoại tuyến Khi hệ thống được kết nối mạng trở lại, tất cả các dữ liệu đó cần phải được truyền đi, đảm bảo không mất mát dữ liệu ở bất kỳ điều kiện nào Bên cạnh

đó cần chú ý kết nối dựa trên sự nhận diện: Nghĩa là các “Things” phải có ID riêng biệt Hệ thống IoT cần hỗ trợ các kết nối giữa các “Things” và kết nối được thiết lập dựa trên định danh (ID) của Things

- 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 Các thiết bị không chỉ gửi và nhận thông báo mà còn các tin nhắn lỗi, cảnh báo 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: Nhìn vào kiến trúc phức tạp của 1 hệ thống IoT, có thể

nói khả năng tương thích là điều cần thiết Các mục cần kiểm tra như: phiên bản hệ điều hành, trình duyệt và các phiên bản tương thích, các thế hệ thiết bị, các chế độ liên

- 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 thoả 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 bởi người 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

và theo dõi vị trí một cách tự động Các dịch vụ dựa trên vị trí có thể bị hạn chế bởi luật pháp hay quy 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, dữ liệu 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 sở hữu hoặc người sử dụng Các hệ thống IoT cần bảo vệ sự riêng tư trong quá trình truyền dữ liệu, tập hợp, lưu trữ, khai thác và xử lý

"Things” để đảm bảo mạng hoạt động bình thường Ứng dụng IoT thường làm việc tự động mà không cần sự tham gia của con người, nhưng chú ý là toàn bộ quá trình hoạt động của họ nên được quản lý bởi các bên liên quan

- Hiệu năng (Performance): 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 kiểm tra Kiểm thử viên cần phải đảm bảo hiệu năng của hệ thống

là như nhau