Bạn đã bao giờ tưởng tượng một buổi sáng thức dậy, căn nhà của bạn đã tự động điều chỉnh nhiệt độ phù hợp, máy pha cà phê tự động pha một tách cà phê đúng ý bạn, và chiếc tủ lạnh thông minh đã gửi tin nhắn nhắc bạn mua thêm trứng và sữa chưa? Đó không phải là viễn tưởng, mà là hiện thực đang diễn ra nhờ công nghệ Internet of Things (IoT). Không chỉ là một khái niệm công nghệ, IoT đang từng bước thay đổi cách chúng ta sống và làm việc, mang lại một cuộc cách mạng thực sự trong đời sống hiện đại.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá IoT từ A đến Z: từ định nghĩa, mô hình, hệ thống, đến các ứng dụng đầy thú vị của IoT. Đặc biệt, nếu bạn quan tâm đến IoT trong sản xuất thì không nên bỏ lỡ phần cuối của bài viết này.

IoT là gì?

IoT viết tắt của từ gì? – IoT (Internet of Things) là mạng lưới các thiết bị được kết nối Internet, cho phép chúng thu thập, trao đổi dữ liệu và thực hiện các tác vụ thông minh mà không cần sự can thiệp của con người. Một cách dễ hiểu, hãy tưởng tượng IoT như một “thành phố số” khổng lồ, nơi mọi “công dân” là các thiết bị điện tử thông minh có thể trò chuyện, chia sẻ thông tin và hợp tác với nhau. Từ chiếc đồng hồ đeo tay cho đến hệ thống điều khiển nhà máy, tất cả đều là thành viên trong cộng đồng kỹ thuật số này.

Nguồn gốc của thuật ngữ Internet of Things

Thuật ngữ “Internet of Things” được xuất hiện lần đầu vào năm 1999, do Kevin Ashton, một nhà nghiên cứu và sáng tạo công nghệ người Anh, đặt ra. Ban đầu, IoT được dùng để miêu tả ý tưởng sử dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) để kết nối các đối tượng và thiết bị với Internet nhằm theo dõi và quản lý chuỗi cung ứng. Từ đó đến nay, IoT đã phát triển vượt xa ý tưởng ban đầu và hiện được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực.

Lịch sử phát triển của IoT

Hành trình phát triển của IoT giống như quá trình trưởng thành của một đứa trẻ:

• Giai đoạn “sơ sinh” (1999-2005): IoT còn trong “nôi”, chủ yếu là các ứng dụng RFID đơn giản. Các ứng dụng chủ yếu tập trung vào việc theo dõi hàng hóa trong các chuỗi cung ứng.
• Giai đoạn “học đi” (2006-2010): Các thiết bị bắt đầu “tập đi” với sensor và kết nối không dây. Các thiết bị IoT đầu tiên như đồng hồ thông minh, thiết bị theo dõi sức khỏe ra đời, mở ra khả năng thu thập và phân tích dữ liệu cá nhân.
• Giai đoạn “trưởng thành” (2011-nay): IoT “tò mò khám phá” khắp mọi nơi, từ nhà thông minh đến nhà máy tự động. IoT len lỏi trong y tế, nông nghiệp và trở thành công nghệ nòng cốt trong tự động hóa sản xuất.

Mô hình IoT: Cách IoT “thấy” và “hiểu” thế giới

Chúng ta cùng quay trở lại hình ảnh tưởng tượng IoT là một thành phố số khổng lồ. Mô hình IoT chính là cách bố trí các “công trình” trong thành phố này sao cho mọi thứ đều ăn khớp và vận hành mượt mà, tùy theo mục đích sử dụng của người tạo lập ra thành phố này. Các “công trình” này được phân loại thành 2 nhánh: theo mô hình xử lý dữ liệu và theo cấu trúc hệ thống.

Các hệ thống IoT sử dụng Cloud trong việc thu thập và xử lý dữ liệu sẽ có 4 mô hình xử lý dữ liệu chính:

• Mô hình Fog Computing (Tầng sương mù): Cứ như bạn ở trong một thành phố, các nhiệm vụ quan trọng không cần đi xa mà có thể xử lý ngay tại chỗ. Tầng “sương mù” là nơi các thiết bị gần nhau xử lý công việc trước khi đưa thông tin lên các trung tâm lớn hơn. Giống như bạn giải quyết mọi chuyện đơn giản ở văn phòng gần nhà thay vì phải lên tận trung tâm thành phố.
• Mô hình Edge Computing (Tầng biên): Đối với những nhiệm vụ cần phản ứng ngay lập tức, dữ liệu sẽ được xử lý “ngay tại chỗ” ở cạnh biên, không qua bất kỳ điểm trung gian nào. Như những quầy dịch vụ tự động trong siêu thị, Edge Computing cho phép xử lý tức thì ngay tại thiết bị, không cần “hỏi ý kiến” trung tâm. Tưởng tượng bạn có thể tự giải quyết công việc mà không cần hỏi ý kiến ai, giúp tiết kiệm thời gian và tăng hiệu quả.
• Mô hình Hybrid (Kết hợp): Đây là sự kết hợp của Cloud, Fog, và Edge, linh hoạt xử lý dữ liệu cả ở các “văn phòng” gần nhà, “biên” thiết bị lẫn “trung tâm lớn”. Hệ thống này giúp tối ưu hóa cả tốc độ lẫn sức mạnh phân tích dữ liệu.

Mô hình IoT theo cấu trúc

Mô hình IoT 4 lớp này đại diện cho một mô hình làm việc toàn diện:

• • Lớp cảm biến: Ở lớp này các công nhân chăm chỉ là những cảm biến, luôn ghi chép thông tin từ môi trường xung quanh để “trình báo” lên cấp trên.
  • Lớp mạng: Ở lớp mạng, chúng ta có một đội ngũ những “nhân viên giao nhận” siêu thông minh. Họ không chỉ là cầu nối mà còn tổ chức giao thông dữ liệu, xác định lộ trình nhanh nhất và an toàn nhất để chuyển thông tin từ các cảm biến đến các kỹ sư. Mạng lưới này tự động mã hóa dữ liệu để bảo vệ và tối ưu hóa lưu lượng, giống như một quản lý sắp xếp mọi thứ nhịp nhàng. Khi có tắc nghẽn, họ nhanh chóng tìm lối đi thay thế, đảm bảo thông tin luôn được chuyển giao hiệu quả.
  • Lớp trung gian: Lớp trung gian là nơi mà các nhóm kỹ sư tài ba hoạt động. Sau khi tiếp nhận thông tin từ lớp mạng, họ sử dụng các thuật toán phức tạp để phân tích và xử lý dữ liệu một cách sâu sắc hơn. Không chỉ đơn giản là phân tích, họ kiểm tra mọi thông tin một cách cẩn thận và chuẩn bị chúng để chuyển đến lớp tiếp theo, giống như các nhà nghiên cứu đang phát triển những ý tưởng mới từ dữ liệu.
  • Lớp ứng dụng: Lớp ứng dụng giống như một bảng điều khiển công nghệ hiện đại. Tại đây, người quản lý có thể theo dõi tình trạng máy móc, nhận thông báo khi có sự cố, và nhận những khuyến nghị dựa trên dữ liệu phân tích từ lớp trung gian. Không chỉ cung cấp thông tin, lớp này cho phép người dùng tương tác, tạo ra báo cáo tùy chỉnh và đưa ra quyết định thông minh dựa trên các mô hình dự đoán.

Hệ thống IoT: Cấu trúc để “hiểu” và phản hồi

Hệ thống IoT có thể ví như một cơ thể, và cơ thể này bao gồm cả “bộ não” và “các giác quan”, trong đó “các giác quan” chính là các phần cứng đi thu thập dữ liệu, làm “thức ăn” cho “bộ não” – phần mềm của IoT “tiêu hóa” để đưa ra quyết định và thông tin chính xác.

Một số phần cứng trong hệ thống IoT:

• Cảm biến: Những “giác quan” của IoT, giúp thu thập thông tin như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, chuyển động và vô số dữ liệu khác.
• Thiết bị điều khiển (PLC, SCADA, DCS): Bộ “xử lý” của IoT, giúp thiết bị thu thập, giám sát dữ liệu trước khi đẩy chúng lên tầng kế hoạch và quản trị
• Thiết bị trung gian (Gateway, Remote Controller, RemoteIO): Với sự đa dạng về giao thức mà các thiết bị điều khiển từ nhiều nhà sản xuất sử dụng, việc tích hợp và đồng bộ dữ liệu trở thành thách thức lớn. Các thiết bị trung gian ra đời để giải quyết vấn đề này, đảm nhận nhiệm vụ chuyển đổi giao thức và tích hợp dữ liệu, giúp truyền tải thông tin một cách liền mạch lên các tầng cao hơn trong hệ thống..
• Network Switch: Switch kết nối các thiết bị hoạt động trên cùng một mô hình mạng.

Một số phần mềm trong hệ thống IoT:

• IoT Edge Platform: Đây là nền tảng xử lý và phân tích dữ liệu ngay tại thiết bị biên, cho phép ra quyết định nhanh chóng mà không cần phụ thuộc hoàn toàn vào đám mây. Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng, IoT Edge Platform có thể được lập trình linh hoạt, tối ưu hóa theo từng ứng dụng cụ thể, từ giám sát sản xuất đến quản lý năng lượng.
• AI và Machine Learning: Tích hợp AI và học máy vào IoT giúp các thiết bị không chỉ thu thập dữ liệu mà còn có khả năng học hỏi từ dữ liệu đó. Nhờ đó, hệ thống IoT có thể tự động cải thiện hiệu suất, nhận diện bất thường và dự đoán trước các sự cố.
• Cloud: Đám mây đóng vai trò như trung tâm lưu trữ dữ liệu khổng lồ, nơi các dữ liệu từ thiết bị IoT được tập trung và phân tích từ xa. Nhờ tính linh hoạt và khả năng truy cập dễ dàng, các doanh nghiệp có thể triển khai các chiến lược phân tích sâu rộng, bất kể khoảng cách địa lý.
• Giao thức truyền thông: Các giao thức như MQTT, CoAP và HTTP đảm bảo việc truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị IoT diễn ra mượt mà. Chúng hoạt động như “ngôn ngữ chung” giúp hệ thống IoT trao đổi thông tin hiệu quả và cung cấp dữ liệu trực tiếp cho người dùng.

Hệ thống nhúng IoT: “Bộ não” bên trong thiết bị thông minh

Sẽ có nhiều hơn mộ lần khi bạn nghe đến thuật ngữ “Hệ thống nhúng IoT” khi tìm hiểu về Internet vạn vật. Nói đến hệ thống nhúng IoT, bạn hãy nghĩ đến những “bộ não” siêu nhỏ được gắn bên trong các thiết bị để chúng có thể suy nghĩ và phản hồi nhanh chóng. Đây không phải là những hệ thống máy tính to lớn mà là các mạch vi xử lý nhỏ bé được “nhúng” vào các đồ vật hàng ngày, từ tủ lạnh, máy rửa bát đến cả xe hơi.

Hệ thống nhúng IoT là gì? Hệ thống nhúng IoT là các vi mạch hoặc bộ xử lý được tích hợp vào thiết bị với khả năng kết nối và giao tiếp trực tiếp với các thiết bị khác. Nhờ đó, hệ thống có thể xử lý dữ liệu ngay tại thiết bị, giúp nó đưa ra các hành động tức thì mà không cần phải chờ đến trung tâm dữ liệu.

Sự khác biệt với hệ thống thông thường: Trong khi các hệ thống thông thường chỉ nhận lệnh và thực hiện, hệ thống nhúng IoT có khả năng tự suy nghĩ và ra quyết định, khiến cho mọi thứ trở nên thông minh hơn. Đây là sự kết hợp của một bộ xử lý nhỏ với khả năng kết nối không dây, biến thiết bị thành một phần của hệ sinh thái IoT.

Với hệ thống nhúng IoT, bạn không chỉ có một thiết bị mà còn sở hữu một “trợ lý ảo” tích cực hỗ trợ mọi công việc.

Công nghệ IoT: Những công cụ xây dựng nên thế giới kết nối

Khi bàn đến công nghệ IoT, chúng ta đang nói về các phương pháp, công cụ và kỹ thuật tiên tiến giúp tạo nên “mạng lưới thần kỳ” này. Cũng như việc xây dựng một ngôi nhà, cần có các “công cụ” phù hợp để từng phần của hệ thống hoạt động hiệu quả.

Thành phần của Công nghệ IoT:

• Giao thức truyền thông: Đây là các “ngôn ngữ” IoT dùng để giao tiếp, chẳng hạn như MQTT và CoAP – hai giao thức phổ biến giúp gửi và nhận dữ liệu một cách nhanh chóng và tiết kiệm năng lượng.
• Thiết bị cảm biến và gateway: Cảm biến là “đôi mắt” của IoT, còn gateway là “đại sứ”, kết nối mạng cục bộ của thiết bị với internet để truyền thông tin.
• Nền tảng đám mây: Đây là “ngân hàng dữ liệu” của IoT, nơi lưu trữ toàn bộ thông tin để các thiết bị có thể truy xuất và xử lý từ xa. Đám mây giúp giảm tải cho thiết bị và nâng cao khả năng xử lý nhờ sức mạnh của các trung tâm dữ liệu lớn.
• Công cụ phát triển phần mềm: Các SDKs (bộ phát triển phần mềm) và APIs (giao diện lập trình ứng dụng) là công cụ đắc lực giúp lập trình viên tạo ra các ứng dụng IoT. Giống như việc cung cấp gạch và vữa để xây nhà, SDKs và APIs giúp hệ thống hoạt động trơn tru từ kết nối đến phân tích dữ liệu.

7 Ứng dụng của IoT: Làm thế nào IoT đã “thay đổi cuộc chơi”?

Khi chúng ta đã hiểu tổng quan về công nghệ IoT và những gì nó mang lại, câu hỏi lớn tiếp theo là: IoT có thể hiện diện trong cuộc sống của chúng ta như thế nào? Trên thực tế, ứng dụng của IoT không chỉ giới hạn trong một vài lĩnh vực cụ thể. Nó đang nhanh chóng thâm nhập vào mọi ngóc ngách, từ những căn nhà thông minh cho đến các nhà máy hiện đại, biến đổi cách chúng ta tương tác với môi trường xung quanh. VTI Solutions sẽ điểm 7 ứng dụng IoT nổi bật dưới đây:

Tiêu dùng – Nhà thông minh: Hệ thống IoT biến ngôi nhà của bạn thành không gian thông minh và an toàn hơn bao giờ hết. Với camera giám sát thông minh, mọi ngóc ngách đều được theo dõi, và bạn có thể quan sát từ xa bằng điện thoại, nhận thông báo ngay khi có dấu hiệu xâm nhập. Ngoài ra, các cảm biến IoT tự động điều chỉnh đèn và thiết bị điện dựa trên nhu cầu sử dụng, giúp tiết kiệm năng lượng hiệu quả. IoT không chỉ đảm bảo an ninh mà còn mang đến sự tiện nghi và tối ưu hóa cho ngôi nhà của bạn.

Thành phố thông minh: Bạn có bao giờ tưởng tượng một thành phố nơi mọi chiếc xe đều được “nhớ mặt”? Với hệ thống IoT thông minh, điều đó đã trở thành hiện thực. Với hàng nghìn “đôi mắt” là camera thông mình cùng hệ thống cloud xử lý dữ liệu khổng lồ, mỗi chiếc xe đi qua đều được ghi lại những thông tin về biển số, loại xe, tốc độ, … và truyền về trung tâm. Tại đây, các dữ liệu được xử lý, đưa ra nắm bắt tình hình giao thông và dự báo ùn tắc.

Logistics và chuỗi cung ứng: IoT giúp giám sát vị trí và tình trạng của hàng hóa trong chuỗi cung ứng, giúp doanh nghiệp có thể dự đoán và quản lý tốt hơn. Nhờ IoT, việc mất mát hoặc hư hỏng hàng hóa có thể được giảm thiểu đến mức thấp nhất.

Trong mô hình kho thông minh này, hàng hóa được tự động sắp xếp vào kho, drone và robot tự động ghi nhận, truyền dữ liệu đến đám mây IoT, rồi từ đó mọi số liệu tồn kho, xuất kho đều được hệ thống ERP cập nhật tức thì. Từng lô hàng, từng chuyển động nhỏ đều được kiểm soát chặt chẽ qua bảng điều khiển trực quan. Không còn cảnh nhân viên tất bật, chỉ có công nghệ làm việc liên tục, chính xác và hiệu quả, biến kho hàng thành một hệ thống sống động, hoàn toàn tự động hóa.

Công nghiệp ô tô: Các xe tự lái và hệ thống theo dõi tình trạng xe là minh chứng rõ rệt cho sức mạnh của IoT trong ngành công nghiệp ô tô. Với công nghệ IoT, các hãng xe có thể giám sát mọi thông số kỹ thuật từ khoảng cách xa, bao gồm tốc độ, vị trí, mức tiêu thụ nhiên liệu, và tình trạng các bộ phận quan trọng như động cơ và hệ thống phanh. Không chỉ dừng lại ở việc cung cấp dữ liệu theo thời gian thực, IoT còn cho phép phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn, từ đó giúp các hãng xe đưa ra biện pháp bảo trì và bảo dưỡng kịp thời. Điều này không chỉ giúp tối ưu hóa tuổi thọ của xe mà còn đảm bảo an toàn cho người dùng, giảm thiểu tối đa các rủi ro khi vận hành xe trên đường.

Y tế: Lĩnh vực dịch vụ tưởng chừng phải có sự xuất hiện của con người ở mọi nơi cũng dần được tự động hóa bởi hệ thống IoT, một trong số đó có thể kể đến là hệ thống khám sức khỏe tích hợp IoT.

Hệ thống khám sức khỏe tích hợp IoT mang đến trải nghiệm tiện lợi và thông minh hơn cho bệnh nhân ngay từ khâu lễ tân. Với sự hỗ trợ của IoT, hệ thống có thể chuẩn bị thông tin sức khỏe trước buổi khám, tự động thống kê số lượng bệnh nhân và cấp mã khám nếu cần. Chỉ bằng thao tác đơn giản, người dùng có thể đăng ký khám, tìm kiếm thông tin bác sĩ, và theo dõi tiến độ kiểm tra sức khỏe. Đặc biệt, hệ thống này còn kết nối Bluetooth với các thiết bị chăm sóc sức khỏe như máy đo SpO2, nhiệt kế, máy đo chỉ số cơ thể, giúp tối ưu quy trình y tế mà không cần thay đổi quy trình làm việc hiện tại của bệnh viện. Trong bối cảnh y tế hiện đại, IoT không chỉ giảm tải cho nhân viên y tế mà còn nâng cao hiệu quả chẩn đoán và cá nhân hóa chăm sóc sức khỏe, đáp ứng nhu cầu của cả người trẻ lẫn người cao tuổi.

Nông nghiệp: Công nghệ IoT đang “thay da đổi thịt” ngành nông nghiệp, mang lại những đột phá ngoại mong đợi. Cảm biến theo dõi từng diễn biến trên cánh đồng, truyền dữ liệu về điện thoại nông dân, giúp họ quản lý chính xác và kịp thời. Không chỉ vậy, hệ thống còn có thể tự động điều chỉnh các hoạt động như tưới tiêu, phòng trừ sâu bệnh, giúp tối ưu hóa quy trình canh tác. Nhờ đó, năng suất cây trồng tăng vọt, chất lượng sản phẩm được nâng cao, đem về nguồn lợi bất ngờ cho người nông dân. Sự kết hợp giữa công nghệ hiện đại và kinh nghiệm truyền thống đang mở ra kỷ nguyên mới – “xanh” và “thông minh” hơn bao giờ hết.

Sản xuất (Tự động hóa): IoT trong sản xuất là lĩnh vực đặc biệt hơn cả bởi nó không chỉ kết nối mà còn phải được chuẩn hóa cao do điều kiện sản xuất đặc thù, đòi hỏi độ chính xác và ổn định vượt trội.

Nhà máy hiện đại với IoT và trí tuệ nhân tạo hoạt động tự động, giảm thiểu sự can thiệp của con người. Cánh tay robot lắp ráp chi tiết, máy quét AI kiểm tra chất lượng sản phẩm, và dây chuyền tự động liên tục vận hành, tạo ra một hệ thống sản xuất hiệu quả và thông minh hơn bao giờ hết.

Từng bước trong quy trình sản xuất được tối ưu hóa và giám sát chặt chẽ qua đám mây, giúp doanh nghiệp không chỉ kiểm soát chất lượng mà còn phát hiện và điều chỉnh lỗi ngay lập tức. Dữ liệu lớn từ mọi khâu sản xuất được thu thập và phân tích trong thời gian thực, cho phép dự báo và ngăn chặn rủi ro, giảm thiểu chi phí, tăng tốc độ và nâng cao độ chính xác.

IoT không chỉ là một công nghệ hỗ trợ – nó là yếu tố cách mạng, giúp các doanh nghiệp sản xuất bứt phá. Sự kết hợp giữa tự động hóa và trí tuệ nhân tạo đã tạo nên một hệ sinh thái sản xuất hoàn toàn mới, nơi mà hiệu quả và chất lượng đạt đến đỉnh cao, sẵn sàng cho mọi thách thức của kỷ nguyên công nghiệp 4.0. Đây chính là tương lai của sản xuất – một tương lai mà mọi giới hạn đều được phá vỡ và năng suất, chất lượng là chuẩn mực mới của thành công.

Tìm hiểu thêm về IoT trong sản xuất tại đây

Kết luận

Trên đây là cẩm nang những điều cơ bản về IoT, cung cấp cái nhìn tổng quan về tiềm năng và thách thức của công nghệ này. IoT đang mở ra một kỷ nguyên mới trong mọi lĩnh vực, từ cuộc sống hàng ngày đến các ngành công nghiệp phức tạp. Dù vẫn tồn tại một số thách thức, đặc biệt là về bảo mật dữ liệu và chi phí triển khai, những lợi ích vượt trội mà IoT mang lại, như tối ưu hóa vận hành, tăng năng suất và cải thiện trải nghiệm khách hàng, là không thể phủ nhận. Với sự phát triển của công nghệ, những nhược điểm này đang dần được cải thiện, mở ra tiềm năng vô hạn cho IoT trong các lĩnh vực khác nhau.

Thời đại của sản xuất thông minh đã bắt đầu, và AI cùng IoT chính là chìa khóa dẫn lối. Bạn có từng tự hỏi, điều gì sẽ xảy ra nếu mọi khâu trong nhà máy đều được tối ưu hóa đến từng giây, mọi lỗi nhỏ nhất đều được phát hiện và xử lý ngay lập tức, và dữ liệu từ quy trình vận hành không còn chỉ là con số, mà là những dự đoán, những cải tiến cho ngày mai?

Chúng tôi đã tổng hợp tất cả những bí quyết này trong ebook chuyên sâu về AI và IoT trong sản xuất, dành riêng cho các doanh nghiệp như của bạn. Đăng ký ngay để trở thành một trong những người đầu tiên nắm bắt được bản đồ dẫn lối vào tương lai sản xuất tự động hóa!

Đăng ký để là những người đầu tiên nhận ebook khi ra mắt ngay dưới đây!

Liên hệ với chung tôi để được giải đáp về các giải pháp chuyển đổi số khác cho doanh nghiệp của bạn.

5432100/5 - (0 bình chọn)