Có một loạt các “thứ” vô cùng rộng lớn nằm dưới ô IoT dữ liệu: các phiên bản “thông minh” được kết nối Internet của các thiết bị truyền thống như tủ lạnh và bóng đèn; các tiện ích chỉ có thể tồn tại trong thế giới có internet, chẳng hạn như trợ lý kỹ thuật số kiểu Alexa; và các cảm biến hỗ trợ Internet đang chuyển đổi các nhà máy, chăm sóc sức khỏe, giao thông vận tải, trung tâm phân phối và trang trại.

Internet vạn vật là gì?

Internet vạn vật (IoT) là một thuật ngữ chung để chỉ số lượng ngày càng tăng các thiết bị điện tử không phải là thiết bị điện toán truyền thống, nhưng được kết nối với internet để gửi dữ liệu, nhận hướng dẫn hoặc cả hai.

IoT mang đến kết nối internet, xử lý dữ liệu và phân tích cho thế giới của các đối tượng vật lý. Đối với người tiêu dùng, điều này có nghĩa là tương tác với mạng thông tin toàn cầu mà không cần bàn phím và màn hình trung gian (ví dụ như Alexa).

Trong môi trường doanh nghiệp, IoT có thể mang lại hiệu quả tương tự cho các quy trình sản xuất và hệ thống phân phối mà Internet từ lâu đã chuyển giao cho công việc tri thức. Hàng tỷ cảm biến được nhúng hỗ trợ internet trên toàn thế giới cung cấp một bộ dữ liệu vô cùng phong phú mà các công ty có thể sử dụng để cải thiện độ an toàn cho hoạt động của họ, theo dõi tài sản và giảm bớt các quy trình thủ công.

Dữ liệu từ máy móc có thể được sử dụng để dự đoán liệu thiết bị có bị hỏng hóc hay không, đưa ra cảnh báo trước cho các nhà sản xuất để ngăn thời gian ngừng hoạt động kéo dài. Các nhà nghiên cứu cũng có thể sử dụng các thiết bị IoT để thu thập dữ liệu về sở thích và hành vi của khách hàng, mặc dù điều đó có thể có tác động nghiêm trọng đến quyền riêng tư và bảo mật.

IoT lớn như thế nào?

Priceonomics phân tích: Có hơn 50 tỷ thiết bị  vào năm 2020 và những thiết bị đó tạo ra 4,4 zettabyte dữ liệu. (Một zettabyte là một nghìn tỷ gigabyte.) Để so sánh, vào năm 2013, các thiết bị IoT chỉ tạo ra 100 tỷ gigabyte. Số tiền kiếm được trên thị trường IoT cũng đáng kinh ngạc tương tự; ước tính giá trị của thị trường vào năm 2025 nằm trong khoảng từ 1,6 nghìn tỷ USD cho đến 14,4 nghìn tỷ USD.

Trong Dự báo thị trường IoT toàn cầu của mình, IoT Analytics Research dự đoán sẽ có 27 tỷ kết nối đang hoạt động (không bao gồm máy tính, máy tính xách tay, điện thoại, điện thoại di động và máy tính bảng) vào năm 2025. Tuy nhiên, công ty đã hạ dự báo dựa trên tình trạng thiếu chip đang diễn ra. nó dự kiến ​​sẽ tác động đến số lượng thiết bị được kết nối sau năm 2023.

IoT hoạt động như thế nào?

Yếu tố đầu tiên của hệ thống IoT là thiết bị thu thập dữ liệu. Nói chung, đây là những thiết bị được kết nối internet, vì vậy chúng đều có một địa chỉ IP. Chúng có mức độ phức tạp từ rô bốt di động tự động và xe nâng di chuyển sản phẩm xung quanh các tầng nhà máy và nhà kho, đến các cảm biến đơn giản theo dõi nhiệt độ hoặc quét tìm rò rỉ khí gas trong các tòa nhà.

Chúng cũng bao gồm các thiết bị cá nhân như máy theo dõi thể dục để theo dõi số bước mà các cá nhân thực hiện mỗi ngày.

Trong bước tiếp theo của quy trình IoT, dữ liệu thu thập được sẽ được truyền từ các thiết bị đến một điểm tập hợp. Việc di chuyển dữ liệu có thể được thực hiện không dây bằng nhiều công nghệ hoặc qua mạng có dây. Dữ liệu có thể được gửi qua internet đến trung tâm dữ liệu hoặc đám mây. Hoặc quá trình chuyển có thể được thực hiện theo từng giai đoạn, với các thiết bị trung gian tổng hợp dữ liệu, định dạng, lọc dữ liệu, loại bỏ dữ liệu không liên quan hoặc trùng lặp, sau đó gửi dữ liệu quan trọng để phân tích thêm.

Bước cuối cùng, xử lý và phân tích dữ liệu, có thể diễn ra trong trung tâm dữ liệu hoặc đám mây, nhưng đôi khi đó không phải là một tùy chọn. Trong trường hợp các thiết bị quan trọng như tắt trong các cơ sở công nghiệp, độ trễ của việc gửi dữ liệu từ thiết bị đến trung tâm dữ liệu từ xa là quá lớn. Thời gian gửi dữ liệu, xử lý, phân tích dữ liệu và trả về hướng dẫn có thể mất quá nhiều thời gian.

Trong những trường hợp như vậy, tính toán cạnh có thể phát huy tác dụng, trong đó thiết bị cạnh thông minh có thể tổng hợp dữ liệu, phân tích dữ liệu và phản hồi thời trang nếu cần, tất cả đều trong khoảng cách vật lý tương đối gần, do đó giảm độ trễ. Các thiết bị Edge cũng có kết nối ngược dòng để gửi dữ liệu tiếp tục được xử lý và lưu trữ.

Ngày càng có nhiều trường hợp sử dụng điện toán biên, chẳng hạn như các phương tiện tự hành cần đưa ra quyết định trong tích tắc, đang thúc đẩy sự phát triển của các công nghệ tiên tiến có thể xử lý và phân tích dữ liệu ngay lập tức mà không cần đến đám mây.

Quản lý thiết bị IoT

Để hoạt động cùng nhau, tất cả các thiết bị đó cần được xác thực, cung cấp, định cấu hình và giám sát, cũng như được vá và cập nhật khi cần thiết. Tất cả điều này xảy ra trong bối cảnh hệ thống độc quyền của một nhà cung cấp – hoặc, nó hoàn toàn không xảy ra, điều này thậm chí còn rủi ro hơn. Nhưng ngành công nghiệp đang bắt đầu chuyển đổi sang mô hình quản lý thiết bị dựa trên tiêu chuẩn, cho phép các thiết bị IoT tương tác với nhau và sẽ đảm bảo rằng các thiết bị không bị mất tích.

Các tiêu chuẩn và giao thức truyền thông IoT

Khi các thiết bị IoT nói chuyện với các thiết bị khác, chúng có thể sử dụng nhiều tiêu chuẩn và giao thức truyền thông khác nhau, nhiều tiêu chuẩn được điều chỉnh cho phù hợp với các thiết bị có khả năng xử lý hạn chế hoặc tiêu thụ điện năng thấp. Một số trong số này bạn chắc chắn đã nghe nói đến – chẳng hạn như Wi-Fi hoặc Bluetooth – nhưng nhiều thứ khác được chuyên dụng cho thế giới IoT. 

Tốc độ và băng thông tăng lên của mạng di động 5G được kỳ vọng sẽ mang lại lợi ích cho IoT. Trong Dự báo thị trường IoT toàn cầu của mình, IoT Analytics Research đã dự đoán tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 159% cho các thiết bị IoT dựa trên 5G từ năm 2021 đến năm 2025.

IoT, điện toán biên và đám mây

Đối với nhiều hệ thống IoT, luồng dữ liệu đang đến nhanh và dữ dội, điều này đã làm phát sinh một loại công nghệ mới được gọi là điện toán biên, bao gồm các thiết bị được đặt tương đối gần với các thiết bị IoT, đảm bảo luồng dữ liệu từ chúng. Các máy này xử lý dữ liệu đó và chỉ gửi tài liệu liên quan trở lại một hệ thống tập trung hơn để phân tích. Ví dụ, hãy tưởng tượng một mạng lưới hàng chục camera an ninh IoT. Thay vì bắn phá trung tâm hoạt động an ninh (SoC) của tòa nhà bằng các luồng trực tiếp đồng thời, các hệ thống điện toán biên có thể phân tích video đến và chỉ cảnh báo cho SoC khi một trong các camera phát hiện chuyển động.

Và dữ liệu đó sẽ đi đâu sau khi được xử lý? 

Nó có thể đi đến trung tâm dữ liệu tập trung của bạn, nhưng thường xuyên hơn là nó sẽ kết thúc trên đám mây. Bản chất đàn hồi của điện toán đám mây là rất tốt cho các tình huống IoT trong đó dữ liệu có thể đến không liên tục hoặc không đồng bộ.

Các nhà cung cấp đám mây cung cấp nền tảng IoT

Những gã khổng lồ về đám mây (Microsoft, Amazon, Google) đang cố gắng bán nhiều hơn không chỉ là nơi lưu trữ dữ liệu mà cảm biến của bạn đã thu thập. Họ đang cung cấp các nền tảng IoT đầy đủ, kết hợp nhiều chức năng với nhau để phối hợp các yếu tố tạo nên hệ thống IoT. Về bản chất, nền tảng IoT đóng vai trò như phần mềm trung gian kết nối các thiết bị IoT và các cổng biên với các ứng dụng bạn sử dụng để xử lý dữ liệu IoT. Điều đó nói rằng, mọi nhà cung cấp nền tảng dường như có định nghĩa hơi khác nhau về nền tảng IoT là gì, càng tốt để tạo khoảng cách với đối thủ.

Phân tích IoT và Dữ liệu lớn

IoT và AI

Khối lượng dữ liệu mà các thiết bị có thể thu thập lớn hơn nhiều so với bất kỳ con người nào có thể xử lý theo cách hữu ích và chắc chắn không phải trong thời gian thực. Chúng tôi đã thấy rằng các thiết bị điện toán biên là cần thiết chỉ để hiểu dữ liệu thô đến từ các điểm cuối IoT. Cũng cần phải phát hiện và xử lý dữ liệu có thể chỉ là sai.Nhiều nhà cung cấp IoT đang cung cấp khả năng học máy và trí tuệ nhân tạo để hiểu dữ liệu được thu thập. 

IoT và các ứng dụng kinh doanh

Các ứng dụng kinh doanh cho IoT bao gồm theo dõi khách hàng, hàng tồn kho và trạng thái của các thành phần quan trọng. Dưới đây là bốn ngành công nghiệp đã được chuyển đổi bởi IoT:

Dầu khí: Các địa điểm khoan biệt lập có thể được giám sát bằng cảm biến IoT tốt hơn so với sự can thiệp của con người.

Nông nghiệp: Dữ liệu chi tiết về các loại cây trồng trên cánh đồng thu được từ cảm biến IoT có thể được sử dụng để tăng năng suất.

HVAC: Các hệ thống kiểm soát khí hậu trên toàn quốc có thể được giám sát bởi các nhà sản xuất.

Bán lẻ truyền thống: Khách hàng có thể được nhắm mục tiêu vi mô bằng các ưu đãi trên điện thoại của họ khi họ nán lại ở một số khu vực nhất định của cửa hàng.

Nhìn chung, các doanh nghiệp đang tìm kiếm các giải pháp IoT có thể trợ giúp trong bốn lĩnh vực: sử dụng năng lượng, theo dõi tài sản, bảo mật và trải nghiệm khách hàng.

IoT công nghiệp

IoT là một tập hợp con của Internet of Things được tạo thành từ các cảm biến và thiết bị đo đạc được kết nối cho máy móc trong lĩnh vực vận tải, năng lượng và công nghiệp. IIoT bao gồm một số lĩnh vực được thiết lập tốt nhất của thị trường IT, bao gồm cả hậu duệ của một số thiết bị có trước biệt danh IoT. Các thiết bị IoT thường có tuổi thọ cao hơn hầu hết các thiết bị đầu cuối IoT – một số vẫn còn hoạt động trong một thập kỷ hoặc hơn – và kết quả là có thể sử dụng các giao thức và tiêu chuẩn cũ, độc quyền gây khó khăn cho việc chuyển sang các nền tảng hiện đại.

IoT của người tiêu dùng

Sự di chuyển của IoT vào các thiết bị tiêu dùng gần đây hơn nhưng đã dễ thấy hơn đối với những người bình thường. Các thiết bị được kết nối bao gồm từ thiết bị đeo thể dục theo dõi chuyển động của chúng ta đến nhiệt kế hỗ trợ internet. Có lẽ sản phẩm tiêu dùng  nổi bật nhất là trợ lý gia đình, chẳng hạn như Amazon Alexa hoặc Google Home.

Bảo mật và lỗ hổng bảo mật IoT

Các thiết bị đã có tiếng xấu khi nói đến bảo mật. PC và điện thoại thông minh là những máy tính “sử dụng chung” được thiết kế để tồn tại trong nhiều năm, với các hệ điều hành phức tạp, thân thiện với người dùng hiện được tích hợp các tính năng bảo mật và vá lỗi tự động.

Ngược lại, các thiết bị IoT thường là các tiện ích cơ bản với hệ điều hành bị rút gọn. Chúng được thiết kế cho các nhiệm vụ riêng lẻ và sự tương tác tối thiểu của con người và không thể được vá, theo dõi hoặc cập nhật. Bởi vì nhiều thiết bị cuối cùng đang chạy một phiên bản Linux ẩn với nhiều cổng mạng khác nhau có sẵn, chúng trở thành mục tiêu hấp dẫn cho tin tặc.