Internet of Things (IoT) là một mạng lưới kết nối các vật thể thông qua công nghệ nhận diện tần số vô tuyến (RFID), cảm biến hồng ngoại, hệ thống định vị toàn cầu (GPS), máy quét laser và các thiết bị thu thập thông tin khác. Theo một giao thức thống nhất, các vật thể được kết nối với Internet để trao đổi và truyền tải thông tin, giúp nhận diện, định vị, theo dõi, giám sát và quản lý một cách thông minh.
Khái niệm về IoT được đề xuất vào năm 1999. IoT có nghĩa là “Internet kết nối vạn vật”, với hai ý nghĩa chính:
- Cốt lõi và nền tảng của IoT vẫn là Internet, tức là nó là một mạng lưới được mở rộng và phát triển dựa trên Internet.
- Phạm vi của IoT mở rộng đến mọi vật thể, giúp các vật thể có thể trao đổi và truyền tải thông tin với nhau.
Điều kiện để một vật thể thuộc phạm vi IoT
Một vật thể phải đáp ứng các điều kiện sau để được coi là một phần của IoT:
- Có bộ thu thông tin phù hợp
- Có đường truyền dữ liệu
- Có khả năng lưu trữ dữ liệu
- Có CPU xử lý dữ liệu
- Có hệ điều hành
- Có ứng dụng chuyên biệt
- Có bộ truyền dữ liệu
- Tuân theo giao thức truyền thông của IoT
- Có số nhận diện duy nhất trong hệ thống mạng toàn cầu
Các tầng trong IoT
IoT được chia thành ba tầng chính: tầng cảm biến (perception layer), tầng mạng (network layer) và tầng ứng dụng (application layer).
1) Tầng cảm biến
Tầng này đóng vai trò như làn da và các giác quan trên khuôn mặt, giúp nhận diện vật thể và thu thập thông tin. Nó bao gồm:
- Thẻ và đầu đọc mã QR
- Thẻ và đầu đọc RFID
- Camera, GPS, cảm biến, thiết bị đầu cuối, mạng cảm biến
Tầng này còn được gọi là tầng nguồn. Ví dụ, trong hệ thống Internet of Vehicles (IoV), tầng nguồn là một cụm trạm cơ sở thu thập thông tin kỹ thuật số của xe hơi (hay còn gọi là biển số điện tử), giúp thu thập thông tin liên quan đến xe cộ.
2) Tầng mạng
Tầng này hoạt động như trung tâm thần kinh và bộ não của IoT, có nhiệm vụ truyền tải và xử lý thông tin thu thập từ tầng cảm biến. Nó bao gồm:
- Hệ thống mạng viễn thông và Internet
- Trung tâm quản lý mạng
- Trung tâm dữ liệu
- Trung tâm xử lý thông minh
Tầng mạng được chia thành tầng hỗ trợ và tầng dữ liệu. Tầng dữ liệu gồm nhiều cơ sở dữ liệu khác nhau, chứa thông tin từ các hệ thống quản lý giao thông, an ninh và các lĩnh vực khác.
3) Tầng ứng dụng
Tầng này là nơi kết hợp IoT với các ngành công nghiệp để ứng dụng vào thực tế, giúp tạo ra một hệ thống thông minh toàn diện.
Ứng dụng của IoT
IoT có phạm vi ứng dụng rất rộng, bao gồm:
- Giao thông thông minh
- Bảo vệ môi trường
- Hành chính công
- An toàn công cộng
- Nhà thông minh
- Phòng cháy chữa cháy
- Giám sát công nghiệp
- Chăm sóc người cao tuổi
- Chăm sóc sức khỏe cá nhân
- Nông nghiệp và trồng trọt
- Giám sát hệ thống nước
- Truy xuất nguồn gốc thực phẩm
- Thu thập thông tin tình báo
Một báo cáo của Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) năm 2005 mô tả viễn cảnh của kỷ nguyên IoT như sau:
- Nếu tài xế mắc lỗi khi lái xe, ô tô sẽ tự động cảnh báo.
- Cặp tài liệu sẽ nhắc nhở chủ nhân những vật dụng cần mang theo.
- Quần áo có thể “nói” với máy giặt về màu sắc và nhiệt độ nước phù hợp.
- Xe tải chở hàng có thể tự động báo tải trọng và hướng dẫn cách sắp xếp hàng hóa tối ưu.
- Hàng hóa có thể “lên tiếng” khi bị xử lý thô bạo.
- Xe tải có thể nhắc nhở tài xế khi đến giờ khởi hành.
IoT tận dụng công nghệ tiên tiến để kết nối các hệ thống như:
- Lưới điện
- Đường sắt
- Cầu, hầm
- Đường cao tốc
- Tòa nhà
- Hệ thống cấp nước
- Đập thủy điện
- Đường ống dầu khí
Bằng cách tích hợp IoT với Internet hiện tại, chúng ta có thể kết nối thế giới vật lý với xã hội con người. Một hệ thống máy tính trung tâm mạnh mẽ sẽ quản lý dữ liệu và cung cấp thông tin theo thời gian thực, giúp con người kiểm soát sản xuất và đời sống một cách tinh vi và hiệu quả hơn.
Tương lai của IoT
Khi IoT phát triển mạnh mẽ, cuộc sống hàng ngày của con người sẽ thay đổi đáng kể. Tuy nhiên, vẫn có nhiều thách thức như:
- Bảo mật và quyền riêng tư: Mọi thứ được kết nối có thể dẫn đến nguy cơ bị theo dõi.
- Bức xạ từ thiết bị điện tử: Cần có nghiên cứu để đánh giá ảnh hưởng của sóng điện từ.
- Chi phí và tính khả thi: Việc tích hợp chip nhận diện vào tất cả vật thể vẫn còn là một mục tiêu xa vời.
Dù vậy, con người vẫn đang tiến dần đến kỷ nguyên IoT, dù quá trình này có thể mất nhiều thời gian để hoàn thiện.