TIỂU LUẬN hệ thống IOT

tiểu luận môn kỹ thuật truyền số liệu với đề tài hệ thống IoT là gì để đánh giá năng lực học môn kỹ thuật truyền số liệu vào cuối kỳ, môn này tôi đã đạt được 9 điểm trong kỳ thi cuối kỳ vừa qua, cho nên hôm nay tôi đăng lên đây để cho mọi người tham khảo về đề tài của tôi.

MỤC LỤC:

Lời nói đầu 2

Chương I: Phần Mở Đầu 2

1 Lịch sử của IoT 2

2 Khái niệm về IoT 3

Chương II: Các Cấu Trúc Và Những Yêu Cầu Của Hệ Thống IoT 4

1 Cấu trúc của IoT 4

2 Những yêu cầu của hệ thống IoT 5

Chương III: Các Đặc Trưng Của IoT Và Ưu, Nhược Điểm của IoT 6

1 Đặc trưng của IoT 6

2 Ưu, Nhược điểm của IoT 6

2.1 Ưu điểm của IoT 6

2.2 Nhược điểm của IoT 8

Chương IV: Vai Trò Của IoT Trong Đời Sống Và Ứng Dụng Của IoT 9

1 Vai trò của IoT trong đời sống 9

2 Ứng dụng của IoT 10

2.1 Ứng dụng cho doanh nghiệp 10

2.2 Ứng dụng cho người dùng 10

2.3 Ứng dụng của IoT trong cuộc sống hiện đại 11

Chương V: Kết Luận Nội Dung 11 Tài liệu tham khảo

Phiếu đánh giá tiểu luận

LỜI NÓI ĐẦU

Môn học Cơ sở kỹ thuật truyền số liệu là môn khá quen thuộc của khối sinh viên ngành điện tử - viễn thông

Nhưng vấn đề chính hôm nay tôi lại sẽ chú tâm vào việc nói rõ và kỹ lưỡng nhất về mạng IoT (Internet of Things)

Mặc dù đã cố gắng trong quá trình viết, nhưng không thể tránh khỏi những sai sót Mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô, để có thể hoàn thiện những bài sau này

CHƯƠNG I: PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lịch sử của IoT

- Ý tưởng về việc thêm cảm biến và trí thông minh vào các đối tượng cơ bản đã được thảo luận trong suốt những năm 1980 và 1990, nhưng ngoài một số dự án ban đầu

và bao gồm cả máy bán hàng tự động kết nối internet và nguyên nhân chỉ đơn giản

là vì công nghệ chưa sẵn sàng

- Bộ vi xử lý đủ rẻ và tiết kiệm năng lượng là đủ để kết nối hàng tỷ thiết bị Việc sử dụng thẻ RFID – chip năng lượng thấp có thể giao tiếp không dây và đã giải quyết được một số vấn đề này, cùng với sự sẵn có ngày càng cao của internet băng thông rộng và mạng di động và mạng không dây

- Việc áp dụng IPv6 sẽ cung cấp đủ địa chỉ IP cho mọi thiết bị trên thế giới có thể sẽ cần và cũng là một bước cần thiết để IoT mở rộng quy mô

- Kevin Ashton đã đặt ra cụm từ ‘Internet of Things’ vào năm 1999, mặc dù phải mất

ít nhất một thập kỷ nữa để công nghệ bắt kịp tầm nhìn

- IoT ban đầu thú vị nhất đối với kinh doanh và sản xuất, trong đó ứng dụng của nó đôi khi được gọi là machine-to-machine (M2M), nhưng giờ đây người ta nhấn mạnh vào việc lấp đầy nhà cửa và văn phòng của chúng ta bằng các thiết bị thông minh, biến nó thành thứ gì đó phù hợp với hầu hết tất cả mọi người

2 Khái niệm về IoT

- IoT, viết tắt của Internet of Things, nghĩa là Internet vạn vật, một hệ thống các thiết

bị tính toán, máy móc cơ khí và kỹ thuật số hoặc con người có liên quan với nhau

và khả năng truyền dữ liệu qua mạng mà không yêu cầu sự tương tác giữa con người với máy tính

Hình 1: Minh họa hình khái niệm về IoT

CHƯƠNG II: CÁC CẤU TRÚC VÀ NHỮNG YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG IOT

1 Cấu trúc của IoT

- Một hệ thống IoT sẽ bao gồm có 4 thành phần chính

o Thiết Bị (Things)

o Trạm Kết Nối (Gateways)

o Hạ Tầng Mạng (Network and Cloud)

o Bộ Phân Tích Và Xử Lý Dữ Liệu (Services-creation and Solution Layers)

Hình 2: Sơ đồ cấu trúc của IoT

Hình 3: Minh họa về cấu trúc

2 Những yêu cầu của hệ thống IoT

- Các yêu cầu để có thể trở thiết lập một IoT sẽ rất cao và khắt khe với các tiêu chí

như sau:

 Có kết nối dựa trên sự nhận diện (Identification): Các đồ vật, máy móc, thiết

bị thường gọi chung là thiết bị phải có tên hay địa chỉ IP riêng biệt Hệ thống IoT cần hỗ trợ các kết nối giữa các thiết bị và kết nối được thiết lập dựa trên định danh IP của thiết bị

 Khả năng quản lý (Management capabilities): Hệ thống IoT làm việc tự động

mà không cần sự tham gia người, vì thế chúng cần phải hỗ trợ tính năng quản lý các thiết bị để đảm bảo mạng lưới hoạt động bình thường

 Khả năng bảo mật (security): Vì trong IoT có rất nhiều thiết bị sẽ được kết nối

với nhau, làm tăng mối nguy trong bảo mật như lộ thông tin, xác thực sai, sai lệch dữ liệu, Bên cạnh đó, các thiết bị trong hệ thống có thể thuộc nhiều chủ

sở hữu khác nhau và chứa thông tin cá nhân của họ Vì thế, các hệ thống IoT cần bảo vệ sự riêng tư trong quá trình truyền dữ liệu, khai thác và xử lý

 Dịch vụ thỏa thuận (Service Agreement): Dịch vụ này để có thể được cung cấp

bằng cách thu thập, giao tiếp và xử lý tự động các dữ liệu giữa các thiết bị dựa trên các quy tắc được thiết lập bởi người vận hành hoặc tùy chỉnh bởi người dùng

 Khả năng cộng tác (Interactive abillity): Khả năng này cho phép hệ thống IoT

có khả năng tương tác qua lại giữa các mạng lưới và thiết bị một cách dễ dàng

 Khả năng tự quản của mạng lưới (Self-governance - network): Bao gồm tự

quản lý, tự cấu hình, tự khắc phục lỗi, tự tối ưu hóa, tự có cơ chế bảo vệ, để mạng lưới có thể thích ứng với các tên miền ứng dụng, môi trường truyền thông

và nhiều loại thiết bị khác nhau,…

 Các khả năng dựa vào vị trí (Location – based capabilities): Hệ thống IoT có

thể biết và theo dõi vị trí một cách tự động Các dịch vụ dựa trên vị trí này có thể bị hạn chế bởi luật pháp hay quy định, và phải tuân thủ các yêu cầu an ninh

 Khởi động và sử dụng (Start up and use): Hệ thống IoT bắt buộc các thiết bị

phải được khởi động và sử dụng một cách dễ dàng và tiện dụng

Hình 4: minh họa những yêu cầu của IoT

CHƯƠNG III: CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA IOT VÀ

ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG IOT

1 Đặc trưng của IoT

- Hệ thống IoT sẽ bao gồm các đặc trưng như sau:

 Không đồng nhất (Heterogeneous): Các thiết bị trong IoT thường không đồng

nhất vì sở hữu phần cứng, cũng như hệ thống khác nhau và có thể tương tác với nhau nhờ vào sự liên kết của các hệ thống

 Kết nối liên thông (Interconnectivity): Đối với hệ thống IoT, các vật dụng, thiết

bị đa dạng đều có thể kết nối với nhau thông qua mạng lưới thông tin và cơ sở

hạ tầng liên lạc tổng thể

 Dịch vụ liên quan đến thiết bị (Things): Hệ thống IoT có khả năng cung cấp

các dịch vụ liên quan đến “Things” chẳng hạn như bảo vệ sự riêng tư và nhất quán giữa thiết bị vật lý (Physical Thing) và phần mềm (Virtual Thing)

 Có quy mô lớn (Large scale): Số lượng rất lớn các thiết bị, máy móc sẽ được

quản lý và giao tiếp với nhau với quy mô lớn hơn nhiều so với số lượng máy tính kết nối Internet hiện nay, số lượng thông tin được truyền bởi các thiết bị sẽ lớn hơn nhiều so với con người thực hiện

 Có thể thay đổi linh hoạt: Các trạng thái của các thiết bị điện tử, máy móc có

thể tự động thay đổi như tắt và bật, kết nối hoặc ngắt, truy xuất vị trí, v.v

Hình 5: Minh họa về đặc trưng

2 Ưu, Nhược điểm của IoT

2.1 Ưu điểm của IoT

2.1.1 Giao tiếp

- IoT khuyến khích giao tiếp giữa các thiết bị, còn được gọi là giao tiếp Machine-to-Machine (M2M)

- Các thiết bị vật lý có thể duy trì kết nối do đó sẽ đem đến việc kết hợp nhuần nhuyễn giữa chúng giúp đạt chất lượng sản phẩm cao hơn

2.1.2 Tự động hóa giúp giám sát thiết bị tốt hơn

- IoT cho phép người dùng tự động hóa và kiểm soát các nhiệm vụ được thực hiện hàng ngày

- Không cần đến sự can thiệp của con người, các máy móc có thể giao tiếp với nhau giúp gia tăng tốc độ cũng như chất lượng sản phẩm

- Giao tiếp giữa máy với máy giúp duy trì tính minh bạch trong các quy trình và nó cũng tạo ra sự đồng đều trong các nhiệm vụ hay công việc và cũng có thể duy trì chất lượng dịch vụ

- Hiện nay, nhiều nhà máy đã áp dụng tự động hóa vào máy móc để điều khiển hoạt động sản xuất

- Đây là ưu điểm vượt trội của hệ thống IoT

2.1.3 Thông tin

- Rõ ràng việc có nhiều thông tin giúp đưa ra quyết định tốt hơn

- Các cuộc các mạng công nghiệp đã phát triển nhiều hơn về đầu mối cũng như nguồn

thông tin về mọi thứ

- Doanh nghiệp, người dùng chỉ cần chuẩn bị những thứ cần thiết và tra cứu thông tin

để có thể ra quyết định ngay tập tức

2.1.4 Màn hình, máy quan sát

- Ưu điểm rõ ràng của IoT là giám sát

- Nó biết chính xác số lượng vật tư hoặc chất lượng không khí, sản phẩm trong nhà người dùng và cũng có thể cung cấp thêm thông tin mà trước đây người dùng gặp khó khăn khi thu thập

- Hơn nữa, giám sát hết hạn sản phẩm có thể sẽ cải thiện sự an toàn vệ sinh thực phẩm một cách tốt nhất

2.1.5 Tiết kiệm thời gian, tiền bạc

- Sự tương tác giữa máy với máy mang lại hiệu quả tốt hơn và cho kết quả chính xác

- Thay vì phí thời gian để lặp lại các nhiệm vụ tương tự mỗi ngày, nó cho phép mọi người thực hiện các công việc sáng tạo khác

- Cách mạng công nghiệp đem đến những công nghệ mới với nhiều lợi ích lớn về thời gian

- Ưu điểm lớn nhất của IoT là tiết kiệm tiền

- IoT rất hữu ích khi giúp cho thói quen hàng ngày của mọi người bằng cách làm cho các thiết bị giao tiếp với nhau hiệu quả

- Chúng sẽ cảnh báo kịp thời những vấn đề, sự cố phát sinh

- Vì vậy, có thể tiết kiệm năng lượng cũng như chi phí sửa chữa, duy trì nhiều sản phẩm

Hình 6: Những ưu điểm của IoT

2.2 Nhược điểm của IoT

2.2.1 Khả năng tương thích

- Vì các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau sẽ được kết nối với nhau, vấn đề tương thích giữa chúng vẫn gặp khó khăn hiện tại, không có tiêu chuẩn quốc tế về khả năng tương thích cho các thiết bị theo dõi, giám sát

- Đây là nhược điểm IoT dễ khắc phục nhất và hầu như tất cả các nhà sản xuất có thể đồng tạo ra một tiêu chuẩn chung và tuân thủ theo tiêu chuẩn đó cho mọi thiết bị

2.2.2 Độ phứt tạp

- IoT là một mạng lưới đa dạng và phức tạp, vì vậy với bất kỳ lỗi hoặc lỗi trong phần

mềm hoặc phần cứng có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng

- Khi mất điện cũng có thể gây ra nhiều bất tiện trong các hệ thống và thao tác của

nhiều thiết bị vì chúng được kết nối với nhau

2.2.3 Quyền riêng tư, bảo mật

- Cuộc sống của chúng ta sẽ ngày càng được kiểm soát bởi công nghệ, và sẽ phụ thuộc vào nó

- Nếu tất cả dữ liệu IoT này được truyền đi, nguy cơ mất quyền riêng tư sẽ tăng lên

và sự cách mạng công nghiệp đã công nghệ hoá cho tất cả mọi thứ nhỏ nhặt

- Đây là một nhược điểm lớn của IoT vì nó gián tiếp làm mất đi nhiều quyền lợi quan

trọng của con người trong các hoạt động hàng ngày

2.2.4 An toàn

- Tất cả các thiết bị gia dụng, máy móc công nghiệp, dịch vụ khu vực công và nhiều thiết bị khác đều được kết nối với Internet

- Vì vậy, nó đã tạo ra một kho thông tin khổng lồ có sẵn trên các thiết bị đó và những thông tin này dễ bị tấn công bởi tin tặc

- Sẽ rất nghiêm trọng nếu thông tin cá nhân cũng như bí mật của riêng người dùng và những kẻ xâm nhập trái phép lan truyền

Hình 7: Nhược điểm của IoT về sự rò rỉ các thông tin

CHƯƠNG IV: VAI TRÒ CỦA IOT TRONG ĐỜI SỐNG VÀ

ỨNG DỤNG CỦA IOT

1 Vai trò của IoT trong đời sống

- IoT giúp cuộc sống thông minh hơn, tiện lợi và kết nối tốt hơn

- IoT giúp công ty tự động hóa các quy trình, giảm chi phí lao động, giảm chất thải, cải thiện dịch vụ, làm cho việc sản xuất và giao hàng ít tốn kém hơn và đồng thời

mang lại sự minh bạch trong các giao dịch của khách hàng

- Trên thị trường hiện nay, IoT đã và đang đóng vai trò quan trọng trong ngành sản xuất với rất nhiều bộ phận sản xuất và nhà máy áp dụng các công nghệ mới phát triển này để lắp ráp các sản phẩm, đặc biệt được ứng dụng sử dụng rộng rãi trong

nền cách mạng công nghiệp 4.0 ngày nay

- Đây được xem là một trong những tiến bộ vượt bật mang cách mạng hóa đến với các dây chuyền sản xuất hàng loạt và thúc đẩy sản lượng của các ngành công nghiệp

khác nhau

- Do đó, IoT là công nghệ quan trọng của cuộc sống hàng ngày và sẽ ngày càng phát

triển mạnh mẽ

Hình 8: Mô hình về vai trò IoT

2 Ứng dụng của IoT

2.1 Ứng dụng cho doanh nghiệp

- Lợi ích của IoT cho doanh nghiệp phụ thuộc vào việc triển khai cụ thể dựa trên việc

truy cập vào nguồn dữ liệu về các sản phẩm và hệ thống nội bộ của họ

- Các nhà sản xuất đang bổ sung các cảm biến vào các thành phần của sản phẩm để giúp nó có thể kết nối và truyền tải dữ liệu, từ đó giúp phát hiện ra lỗi trước khi thiệt

hại xảy ra

- Việc sử dụng IoT cho doanh nghiệp có thể được chia thành 2 phần

o Các dịch vụ dành riêng cho ngành như cảm biến trong nhà máy phát điện

hoặc thiết bị định vị thời gian thực để chăm sóc sức khỏe

o Các thiết bị IoT được sử dụng trong tất cả các ngành công nghiệp như điều

hòa không khí thông minh hoặc hệ thống an ninh

Hình 9: Ứng dụng cho doanh nghiệp

2.2 Ứng dụng cho người dùng

- IoT sẽ làm cho nhà, văn phòng và phương tiện trở nên thông minh hơn, dễ đo lường

hơn và tự động tốt hơn

- Các thiết bị thông minh như trợ lý ảo như Google Assistant giúp tiết kiệm sức lực,

hỗ trợ các công việc hằng ngày như phát nhạc, bật điều hoà,

- Bên cạnh đó, nhờ vào IoT có thể giúp chúng ta biết được mức độ ô nhiễm của môi trường ngay trên điện thoại hay máy tính thông qua các chỉ số đo lường, điều khiển

xe tự lái và thành phố thông minh có thể thay đổi cách chúng ta xây dựng và quản

lý không gian công cộng

Hình 10: Ứng dụng IoT

2.3 Ứng dụng của IoT trong cuộc sống hiện đại

- Quản lý đô thị thông minh

- Hệ thống công tắc, bảng điều khiển thông minh

- Bóng đèn thông minh, tự động ngắt bằng công tắc

- Đồ gia dụng thông minh

- Nhà kho thông minh ứng dụng IoT

- Cửa hàng bán lẻ thông minh

- Ứng dụng IoT trong nông nghiệp công nghệ cao

Hình 12: Một số hình ảnh ứng dụng của IoT

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN NỘI DUNG

1 Nhắc lại lịch sử hình thành của IoT, và khái niệm của IoT là gì

2 Những cấu trúc sơ đồ kết cấu của IoT và yêu cầu của hệ thống IoT cần hoạt động như thế nào

3 Những đặc trưng của IoT và ưu, nhược điểm của IoT

4 Vai trò của IoT, ứng dụng IoT vào đời sống

Tài liệu tham khảo

1 Giáo trình Kỹ thuật truyền số liệu - ĐHSP Kỹ thuật TP.HCM

https://tailieu.vn/doc/giao-trinh-ky-thuat-truyen-so-lieu-dhsp-ky-thuat-tp-hcm-1211194.html

2 Data transmission textbook

https://www.schoolcraftpublishing.com/textbook-data-transmission