ĐỒ ÁN CƠ SỞCHUYÊN NGÀNH TÌM HIỂU HỆ THỐNG IoT THEO DÕI SỨC KHỎE BỆNH NHÂN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN

ĐỒ ÁN CƠ SỞ/CHUN NGÀNH

TÌM HIỂU HỆ THỐNG IoT THEO DÕI SỨC
KHỎE BỆNH NHÂN

Giảng viên hướng dẫn: VƯƠNG XN CHÍ
Sinh viên thực hiện: TRẦN NGUYỄN HỒNG HẢO
MSSV:
20000001097
Chuyên ngành:
KHOA HỌC DỮ LIỆU
Môn học:
Đồ án cơ sở dữ liệu
Khóa:
2020

Tp.HCM, tháng

năm

1


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH

KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN

ĐỒ ÁN CƠ SỞ/CHUN NGÀNH

TÌM HIỂU HỆ THỐNG IoT THEO DÕI SỨC KHỎE
BỆNH NHÂN

Giảng viên hướng dẫn: VƯƠNG XN CHÍ
Sinh viên thực hiện: TRẦN NGUYỄN HỒNG HẢO
MSSV:
2000001097
Chuyên ngành:
KHOA HỌC DỮ LIỆU
Môn học:
Đồ án cơ sở dữ liệu
Khóa:
2020

Tp.HCM, tháng

năm

2


Trường Đại học Nguyễn Tất Thành
Khoa Công Nghệ Thông Tin
   

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
   

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH/CƠ SỞ
Họ và tên: TRẦN NGUYỄN HOÀNG HẢO.....................MSSV: 2000001097
Chuyên ngành: KHOA HỌC DỮ LIỆU.............................Lớp: 20DTH2A
Email: ĐT:0363368675
Tên đề tài: TÌM HIỂU HỆ THỐNG IoT THEO DÕI SỨC KHỎE BỆNH NHÂN
Gíao viên hướng dẫn: VƯƠNG XN CHÍ
Thời gian thực hiện: 20/06/2022 đến 20/09/2022
Nhiệm vụ/nội dung (mô tả chi tiết nội dung, yêu cầu, phương pháp… ) :
- Tìm hiểu công nghệ IoT, AIOT
- Ứng dụng IoT trong đời sống.
- Công nghệ mạng cảm biến cơ thể (Body sense network-BSN)
- Ý tưởng thiết kế mạng IoT để chăm sóc bệnh nhân
- Có kiến thức, đam mê, hiểu biết về công nghệ mới như Mạng neural, Machine

Learning, Deep Learning…. Đọc hiểu tài liệu tiếng Anh, kỹ năng trình bày văn
bản trên máy tính tốt.
- Có tác phong làm việc chăm chỉ, tinh thần trách nhiệm cao, có khả năng làm việc
độc lập hoặc làm việc trong nhóm tốt.
Nội dung và yêu cầu đã được thông qua Bộ môn.

TP.HCM, ngày
TRƯỞNG BỘ MÔN

tháng

năm

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)
3


(Ký và ghi rõ họ tên)
LỜI CẢM ƠN

Người mà em muốn cảm ơn đầu tiên là thầy ThS. VƯƠNG XUÂN CHÍ giảng
viên hướng dẫn lý thuyết mơn thiết kế web và thầy Bùi Duy Tân đã nhiệt tình giúp đỡ em
trong suốt khoảng thời gian làm đồ án cơ sở, giải đáp mọi thắc mắc cũng như các vấn đề
khó trong quá trình học tập cũng như thực hành. Trong q trình học tập thì thầy đã có
các bài giảng hay, dễ tiếp thu giúp các sinh viên mới như em dễ dàng tiếp thu được các
kiến thức mới. Và trong suốt quá trình thực hiện đồ án thì thầy ln nhiệt tình giải đáp và
đưa ra những lời khun bổ ích giúp e hồn thiện tốt hơn cho đồ án của mình.
Tiếp đến là em xin gửi lời cảm ơn của mình đến các anh chị khóa trên đã chia sẽ
những kinh nghiệm quý báo của mình cho em để cho em có thể làm tốt đồ án mơn học
này của mình. Các anh chị đã dành thời gian rãnh của mình để nhận xét và góp ý cho em.
Đồng thời cũng cảm ơn những người bạn luôn bên cạnh em, dù nội dung đồ án có khác
nhau những vẫn quan tâm, để ý đến bài làm của em.
Vì thời gian ngắn còn phải chia đều thời gian cho các mơn cộng với việc vẫn chưa
có nhiều kinh nghiệm nên khơng tránh được những thiếu sót và nhiều điểm cịn chưa hợp
lí. Em mong là mình sẽ nhận được sự thơng cảm và góp ý từ các thầy cơ để bổ sung và
hồn thiện, có thêm kinh nghiệm để cho các đồ án sao này được tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

4


LỜI MỞ ĐẦU

Với tình hình dân số ngày càng tăng, nhu cầu tự động hóa là cần thiết trong cuộc sống,
các hệ thống IoT có mặt ngày càng nhiều trong các lĩnh vực như sản xuất, nông nghiệp,
chăn nuôi… Và theo dõi sức khỏe bệnh nhân cũng không phải là ngoại lệ.
Ngày nay, thời đại cơng nghiệp 4.0 thì khơng thể khơng nhắc đến những lợi ích mang lại
khi phát triển các ứng dụng trên nền tảng IoT. IoT mở ra tiềm năng tích cực trong mọi
khía cạnh của đời sống con người, trong đó có lĩnh vực chăm sóc sức khỏe.
Hệ thống theo dõi sức khỏe bệnh nhân giúp bệnh nhân theo dõi sức khỏe và cập nhật sức
khỏe của mình thơng qua các ứng dụng, giúp giảm chi phí cho sức khỏe, thơng qua các
ứng dụng bác sĩ và các nhà quản lý chăm sóc sức khỏe có thể hướng dẫn người bệnh từ
xa, không cần phải gặp trực tiếp người bệnh để thảo luận về một trường hợp cụ thể.
Ngoài ra hệ thống theo dõi sức khỏe bệnh nhân thơng qua các ứng dụng có thể cảnh báo
tình trạng sức khỏe của bệnh nhân một cách kịp thời, thơng qua truy cập thời gian thực có
thể thu hút sự chú ý của người quản lý chăm sóc bất cứ lúc nào một thông số sức khỏe cụ
thể vượt quá mức giới hạn lý tưởng và đội ngũ quản lý chăm sóc có thể hành động ngay
lập tức để gửi thơng báo, điều này có thể cứu sống những bệnh nhân chăm sóc quan
trọng.
Với hệ thống theo dõi sức khỏe của bệnh nhân, nhằm mục đích quan tâm, tiết kiệm, cảnh
báo tình trạng sức khỏe… IoT có tác động lớn trong lĩnh vực nghiên cứu y học. Nó cho
phép giới thiệu các phương pháp điều trị y tế lớn hơn và tốt hơn.
Chính vì thế mà nhóm chúng em quyết định thực hiện đề tài này.

5


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................

.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
Điểm đồ án: ......................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
TPHCM, Ngày …… tháng …… năm
Giáo viên hướng dẫn
(Ký tên, đóng dấu)

MỤC LỤC
Chương 1: Tìm hiểu về cơng nghệ IoT.

1

1.1Hiểu thế nào về AIoT – Sự kết hợp của AI và IoT.

1

1.2IoT là gì ?

2

6


1.3‘Internet of Things’ là gì?

3

1.4AIOT là gì?

4

Chương 2: Ứng dụng IoT trong đời sống.

5

2.1 Các ứng dụng của IoT.

5

Chương 3: Công nghệ mạng cảm biến cơ thể ( Body sense network – BSN).

13

Chương 4 : Ý tưởng thiết kế mạng IoT để chăm sóc bệnh nhân.

19

4.1 Ý tưởng theo dõi sức khỏe bệnh nhân từ xa.

19

4.2 Lợi ích của việc theo dỗi sức khỏe từ xa.

21

4.3 Nhược điểm.

31

4.4 Ứng dụng thực tế.

31

4.5 Tính độc đáo.

32

Chương 5: Kết Luận

32

Chương 6: Ghi Chú

33

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT

Chữ viết tắt

Viết đầy đủ

1

IoT

Internet of Things
7


2

AIOT

Artificial Intelligence
of Things

3

AI

Artifical Intelligence

IIoT

Industrial Internet of
Things

GPS

Global Positioning
System

6

BSN

Body sense network

7

ECG

ElectroCardioGraphy

8

EMG

ElectroMyoGraphy

9

EEG

ElectroEncephaloGraph
y

10

BP

Blood Pressure

11

LPU

Local Processing Unit

RFID

Radio Freqyency
Identification

13

LPWA

Low-Power Wide-Area

14

VHF

Very High Frequence

4

5

12

Chương 1: Tìm hiểu về công nghệ IoT.
AIOT hay IoT là những thuật ngữ đã trở nên thông dụng trong đời sống hiện nay. Tuy
vậy khi kết hợp hai khái niệm đó lại sẽ tạo ra một khái niệm mới AIoT mà đa số
chúng ta có thể chưa hiểu rõ được.

AioT (ARTIFICIAL INTELLIGENCE OF THINGS) là một thuật ngữ để mô tả sự hội
tụ của các hệ thống IoT và trí tuệ nhân tạo vào một mục tiêu chung: tạo ra dữ liệu hữu
ích và rút ra những hiểu biết sâu sắc từ những dữ liệu đó. Đó là giao điểm của Internet
vạn vật (IoT) và Trí tuệ nhân tạo (AI). IoT là kết nối mọi người với mọi thứ trên thế
8


giới thông qua mạng. AI thu thập các kỹ thuật để đào tạo máy tính hiểu dữ liệu mới
dựa trên các mơ hình của dữ liệu tương tự.

1.1Hiểu thế nào về AIoT – Sự kết hợp của AI và IoT.

Ở AIoT, chúng ta có thể xem IoT như hệ thống thần kinh kỹ thuật số, cịn AI chính là
bộ não hệ thống để tiếp nhận thông tin và điều khiển hoạt động. Với sự phát triển và
ứng dụng ngày càng mạnh mẽ, trí tuệ nhân tạo vạn vật đang dần có sự biến đổi ngày
một hồn thiện hơn, mang lại những lợi ích nhất định cho cả 2 cơng nghệ.

Trong quá trình hoạt động của AIoT, AI sẽ được nhúng vào các thành phần cơ sở hạ
tầng (như chương trình, chipset, điện toán biên,…) đã được kết nối với mạng IoT. Các
API sau đó được sử dụng để truy xuất dữ liệu và mở rộng khả năng tương tác giữa các
thiết bị, phần mềm và nền tảng, giúp tối ưu hóa các hoạt động của hệ thống và mạng

lưới thiết bị.

Với khả năng học máy, công nghệ AI trong quá trình trên sẽ giúp chuyển đổi dữ liệu
IoT thành thơng tin hữu ích để cải thiện q trình hoạt động và tiếp nhận thông tin.
Ngược lại, khi IoT được ứng dụng ngày càng nhiều vào các ngành công nghiệp, lượng
dữ liệu phi cấu trúc do con người và máy móc tạo ra sẽ ngày càng lớn hơn. Thông qua
các kết nối, báo hiệu và trao đổi dữ liệu, giá trị và khả năng học hỏi của AI sẽ ngày
càng vượt trội hơn, thông minh hơn và đưa ra quyết định ngày càng chính xác hơn.

1.2IoT là gì ?
Định nghĩa cơng nghệ IoT

IoT hay Internet Of Things là một trong những mơ hình truyền thơng mạnh mẽ nhất
và thu hút nhiều sự quan tâm nghiên cứu trong thế kỷ XXI. So với công nghệ Internet
hiện tại cung cấp các dịch vụ trong không gian tưởng tượng, công nghệ Internet of
Things dựa trên thực tế. Với sự phát triển bùng nổ của công nghệ 4.0, trước năm
2014, trên Thế giới vẫn không có một định nghĩa cụ thể cho loại hình cơng nghệ này.
9


IoT là việc định hướng kết nối các thiết bị, công cụ hay đồ vật trong đời sống với
internet để giúp con người giao tiếp, truy cập và điều khiển hay thu thập được các
thông tin nhằm làm tăng hiệu suất và hiệu quả sử dụng các thiết bị đó.

Các loại robot hút bụi trong nhà được sản xuất ra, tự động lau dọn nhà theo sự điều
khiển trên điện thoại ngay khi khơng có mặt ở đó

Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là Mạng lưới thiết bị kết nối Internet viết tắt
là IoT (tiếng Anh: Internet of Things) là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật,
con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có khả năng truyền

tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác
trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính.

IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, cơng nghệ vi cơ điện tử và
Internet. Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với
Internet và với thế giới bên ngồi để thực hiện một cơng việc nào đó - Theo định
nghĩa của Wikipedia.

Hay hiểu một cách đơn giản IoT là tất cả các thiết bị có thể kết nối với nhau . Việc kết
nối thì có thể thực hiện qua Wi-Fi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth,
ZigBee, hồng ngoại… Các thiết bị có thể là điện thoại thơng minh, máy pha cafe, máy
giặt, tai nghe, bóng đèn, và nhiều thiết bị khác. Cisco, nhà cung cấp giải pháp và thiết
bị mạng hàng đầu hiện nay dự báo: Đến năm 2020, sẽ có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối
vào Internet, thậm chí con số này cịn gia tăng nhiều hơn nữa.

IoT sẽ là mạng khổng lồ kết nối tất cả mọi thứ, bao gồm cả con người và sẽ tồn tại các
mối quan hệ giữa người và người, người và thiết bị, thiết bị và thiết bị. Một mạng lưới
IoT có thể chứa đến 50 đến 100 nghìn tỉ đối tượng được kết nối và mạng lưới này có
thể theo dõi sự di chuyển của từng đối tượng. Một con người sống trong thành thị có
thể bị bao bọc xung quanh bởi 1000 đến 5000 đối tượng có khả năng theo dõi

1.3‘Internet of Things’ là gì?
10


Thuật ngữ ‘Internet of Things’ được Kevin Ashton đưa ra vào năm 1999, để chỉ việc
kết nối Internet với thế giới vật chất thông qua các cảm biến. Kể từ đó, thuật ngữ này
đã được sử dụng để mơ tả bất kỳ thiết bị nào tương tác với thế giới vật lý xung quanh
nó, bằng cách thu thập dữ liệu từ các cảm biến hoặc cung cấp các tương tác trong thế
giới thực thông qua bộ truyền, thường được kết nối với các thiết bị khác hoặc Internet.

Cảm biến thu thập thông tin từ thế giới, như đo tốc độ, nhiệt độ hoặc vị trí.

Bộ truyền động chuyển đổi tín hiệu điện thành các tương tác trong thế giới thực như
kích hoạt cơng tắc, bật đèn, tạo âm thanh hoặc gửi tín hiệu điều khiển đến phần cứng
khác, như để bật ổ cắm điện.

IoT với tư cách là một lĩnh vực công nghệ không chỉ là các thiết bị – nó bao gồm các
dịch vụ dựa trên đám mây có thể xử lý dữ liệu cảm biến hoặc gửi yêu cầu đến các
thiết bị truyền động được kết nối với các thiết bị IoT. Nó cũng bao gồm các thiết bị
khơng có kết nối Internet, thường được gọi là thiết bị xử lý tại biên. Những thiết bị
này có thể tự xử lý và phản hồi dữ liệu cảm biến, thường sử dụng các mơ hình AI
được đào tạo trên đám mây.

1.4AIOT là gì?

Khái niệm AIoT vẫn cịn tương đối mới và khi sự cường điều đang tăng lên thì vấn đề
then chốt bây giờ là làm sao tách biệt được cơng nghệ nào có thể thực hiện trong hiện
tại và cơng nghệ nào cịn cần phát triển tiếp. Liệu AIoT có phải là “the next big thing”
hay khơng?

AIoT là sự tập hợp của hàng nghìn tỷ các vật nhỏ bé cùng tạo nên một cơ hội lớn. Nó
sẽ địi hỏi sự phát triển liên tục, đòi hỏi dạng thức kết nối mới như 5G hay WiFi và đòi
hỏi những nỗ lực lớn lao trong việc phát triển phần mềm bao gồm cả việc nâng cấp từ
trí tuệ nhân tạo hẹp (ANI) lên các mức độ trí tuệ nhân tạo khát quát.
11


Để hiểu đầy đủ về AIoT, bạn phải bắt đầu với internet vạn vật . Khi “những thứ” như
thiết bị đeo được, tủ lạnh, trợ lý kỹ thuật số, cảm biến và các thiết bị khác được kết

nối với internet, có thể được các thiết bị khác nhận ra và thu thập và xử lý dữ liệu, bạn
có internet vạn vật.

Trí tuệ nhân tạo xuất hiện khi một hệ thống có thể hồn thành một tập hợp các nhiệm
vụ hoặc học hỏi từ dữ liệu theo cách có vẻ thơng minh. Do đó, khi trí tuệ nhân tạo
được thêm vào internet vạn vật, điều đó có nghĩa là các thiết bị đó có thể phân tích dữ
liệu và đưa ra quyết định và hành động dựa trên dữ liệu đó mà không cần con người
tham gia.

Đây là những thiết bị “thông minh”, và chúng giúp thúc đẩy hiệu quả và hiệu quả. Trí
thơng minh của AIoT cho phép phân tích dữ liệu sau đó được sử dụng

để tối ưu hóa hệ thống và tạo ra hiệu suất cao hơn cũng như thông tin chi tiết về doanh
nghiệp, đồng thời tạo dữ liệu giúp đưa ra quyết định tốt hơn và hệ thống có thể học
hỏi từ đó.

Chương 2: Ứng dụng IoT trong đời sống.
2.1 Các ứng dụng của IoT:

IoT cho người dùng cá nhân.
Consumer IoT đề cập đến các thiết bị IoT mà người dùng sẽ sử dụng xung quanh căn nhà
của họ. Những thiết bị này cực kỳ hữu ích, như loa thông minh, hệ thống sưởi thông minh
và robot hút bụi. Một số người dùng còn nghi ngờ về tính hữu dụng của một số thiết bị, ví
dụ như đôi khi người dùng không thể điều khiển bằng giọng nói vì khơng thể nghe thấy
qua tiếng nước chảy.
Các thiết bị IoT đang dần trao quyền cho người dùng đặc biệt là rất hữu ích với 1 tỷ
người khuyết tật trên thế giới. Máy hút bụi robot làm sạch sàn nhà đặc biệt hữu dụng cho
những người khó khăn di chuyển khơng thể tự hút bụi; lị nướng điều khiển bằng giọng
nói giúp những người có tầm nhìn hạn chế hoặc khó di chuyển có thể làm nóng lị chỉ
bằng giọng nói; máy theo dõi sức khỏe cho phép bệnh nhân tự theo dõi tình trạng bệnh

12


mãn tính, được cập nhật thường xuyên và chi tiết về các tình trạng của họ. Các thiết bị
này đang trở nên phổ biến đến mức ngay cả trẻ nhỏ cũng đang sử dụng như một phần
trong cuộc sống hàng ngày, chẳng hạn như học sinh học qua mạng trong thời gian diễn ra
đại dịch COVID có thể đặt hẹn giờ trên thiết bị nhà thông minh để theo dõi bài tập ở
trường hoặc báo thức để nhắc chúng về các buổi họp lớp sắp tới
IoT trong kinh doanh.
IoT thương mại là việc sử dụng IoT tại nơi làm việc. Trong mơi trường văn phịng, có thể
sử dụng các cảm biến và máy dò chuyển động để quản lý ánh sáng và hệ thống sưởi để
giữ đèn và tắt nhiệt khi khơng cần thiết, giúp giảm chi phí và lượng khí thải carbon.
Trong nhà máy, các thiết bị IoT có thể giám sát các mối nguy về an toàn như công nhân
không đội mũ cứng hoặc tiếng ồn đến mức nguy hiểm. Trong bán lẻ, các thiết bị IoT có
thể đo nhiệt độ của kho lạnh, cảnh báo cho chủ cửa hàng nếu nhiệt độ tủ lạnh hoặc tủ
đông nằm ngoài phạm vi yêu cầu hoặc giám sát các mặt hàng trên kệ để chỉ đạo nhân
viên bổ sung sản phẩm đã được bán. Ngành vận tải ngày càng ứng dụng nhiều IoT để
giám sát vị trí phương tiện, theo dõi quãng đường di chuyển để tính phí cho người sử
dụng đường bộ, theo dõi giờ của người lái xe hoặc thông báo cho nhân viên khi xe đang
đến kho để chuẩn bị xếp hoặc dỡ hàng.

IoT trong công nghiệp (IIoT).

IoT công nghiệp hoặc IIo, là việc sử dụng các thiết bị IoT để điều khiển và quản lý máy
móc trên quy mô lớn, bao gồm một loạt các trường hợp sử dụng, từ nhà máy đến nông
nghiệp kỹ thuật số.
Các nhà máy sử dụng các thiết bị IoT theo nhiều cách khác nhau. Máy móc có thể được
giám sát bằng nhiều cảm biến để theo dõi nhiệt độ, độ rung và tốc độ quay. Dữ liệu này
giúp cho phép dừng máy nếu nó nằm ngồi một số dung sai nhất định, như khi máy chạy
quá nóng và bị tắt hoặc được thu thập và phân tích theo thời gian để dự đốn bảo trì,

trong đó các mơ hình AI sẽ xem xét dữ liệu dẫn đến lỗi và sử dụng dữ liệu đó để dự đốn
các lỗi khác trước khi chúng xảy ra.

Nông nghiệp kỹ thuật số rất quan trọng, đặc biệt khi dân số ngày càng tăng và trong
trường hợp 500 triệu hộ gia đình với 2 tỷ người sống bằng nghề nông tự cung tự cấp.
Nông nghiệp kỹ thuật số có thể từ một vài cảm biến đơn giản đến các thiết lập thương
13


mại lớn. Người nơng dân có thể theo dõi nhiệt độ để dự đoán khi nào một loại cây trồng
sẵn sàng cho thu hoạch. Họ có thể kết nối việc theo dõi độ ẩm của đất với hệ thống tưới
nước tự động để cung cấp lượng nước cần thiết cho cây trồng mà khơng lãng phí nước.
Nơng dân thậm chí đang tiến xa hơn và sử dụng máy bay không người lái, dữ liệu vệ tinh
và AI để theo dõi sự phát triển của cây trồng, dịch bệnh và chất lượng đất trên những diện
tích đất nơng nghiệp khổng lồ.
IoT trong cơ sở hạ tầng.
IoT trong cơ sở hạ tầng đang giám sát và kiểm soát cơ sở hạ tầng cục bộ và toàn cầu mà
mọi người sử dụng hàng ngày.
Thành phố thông minh là các khu vực đô thị sử dụng các thiết bị IoT để thu thập dữ liệu
về thành phố và sử dụng dữ liệu đó để cải thiện cách vận hành thành phố. Các thành phố
này thường được điều hành với sự hợp tác giữa chính quyền địa phương, giới học thuật
và doanh nghiệp địa phương, theo dõi và quản lý từ giao thông đến bãi đậu xe và ơ
nhiễm. Ví dụ, cư dân địa phương ở Copenhagen, Đan Mạch rất quan tâm đến vấn đề ơ
nhiễm khơng khí, vì vậy người ta đo lường để thu thập dữ liệu giúp cung cấp thông tin
các tuyến đường đi xe đạp và chạy bộ sạch nhất.
Lưới điện thơng minh cho phép phân tích nhu cầu điện năng tốt hơn bằng cách thu thập
dữ liệu sử dụng ở cấp độ các ngôi nhà riêng lẻ. Dữ liệu này làm căn cứ cho các quyết
định ở cấp quốc gia, bao gồm nơi xây dựng các trạm phát điện mới và ở cấp độ cá nhân
bằng cách cung cấp cho người dùng thông tin chi tiết về lượng điện năng họ đang sử
dụng, thời điểm họ sử dụng và thậm chí đề xuất về cách giảm chi phí, như như sạc xe

điện vào ban đêm.
Trong đời sống gia đình xung quanh ta có rất nhiều thiết bị được kết nối với Internet với
các tính năng thơng minh như điều khiển ứng dụng, điều khiển bằng giọng nói hoặc khả
năng gửi dữ liệu qua điện thoại như:

–

Loa thông minh

–

Tủ lạnh, máy rửa bát, lị nướng và lị vi sóng

–

Màn hình điện cho các tấm pin mặt trời

–

Phích cắm thơng minh

–

Chng cửa có hình ảnh và camera an ninh

–

Bộ điều nhiệt thơng minh với nhiều cảm biến phịng thơng minh
14

–

Dụng cụ mở cửa nhà để xe

–

Hệ thống giải trí gia đình và TV điều khiển bằng giọng nói

–

Đèn chiếu sáng

–

Theo dõi sức khỏe và thể dục

Tất cả các loại thiết bị này đều có cảm biến và/hoặc bộ truyền động và giao tiếp với
Internet. Người dùng có thể nhận được thông tin qua điện thoại nếu cửa nhà để xe đang
mở và u cầu loa thơng minh đóng lại. Thậm chí có thể đặt bộ hẹn giờ để nếu cửa xe vẫn
mở vào ban đêm, nó sẽ tự động đóng lại. Khi chng cửa đổ chng, dù đang ở đâu, qua
điện thoại, người dùng có thể biết là ai và nói chuyện với họ qua loa và micrơ được tích
hợp sẵn trên chng cửa. Người dùng cũng có thể theo dõi lượng đường trong máu, nhịp
tim và mơ hình giấc ngủ của mình, tìm kiếm các mẫu trong dữ liệu để cải thiện sức khỏe,
có thể điều khiển đèn của mình qua đám mây và ngồi trong bóng tối khi kết nối Internet
gặp sự cố.

IoT là lĩnh vực công nghệ đang phát triển nhanh chóng. Ước tính đến cuối năm 2020, 30
tỷ thiết bị IoT đã được triển khai và kết nối Internet, đến năm 2025, các thiết bị IoT sẽ thu
thập gần 80 zettabyte dữ liệu hoặc 80 nghìn tỷ gigabyte.

Dữ liệu này là chìa khóa thành cơng của IoT. Để trở thành một nhà phát triển IoT thành
công, bạn cần hiểu dữ liệu bạn cần thu thập, cách thu thập, cách đưa ra quyết định dựa
trên dữ liệu đó và cách sử dụng những quyết định đó để tương tác với thế giới vật lý.

Hệ thống cửa hàng thông minh.
Trong một môi trường bán lẻ thông minh, một hệ thống camera được trang bị trí tuệ nhân
tạo có thể sử dụng nhận dạng khn mặt để xác định khách hàng khi họ bước qua cửa.
Hệ thống sẽ thu thập thông tin về khách hàng, bao gồm giới tính, sở thích, thói quen mua
hàng, mức độ thường xun đến cửa hàng,… rồi phân tích dữ liệu để dự đốn chính xác
hành vi của người tiêu dùng. Sau đó, các thông tin này sẽ được sử dụng để đưa ra quyết
định về hoạt động của cửa hàng từ marketing đến bố trí sản phẩm và các quyết định khác.
15


Ví dụ: Nếu hệ thống phát hiện ra rằng phần lớn khách hàng bước vào cửa hàng là nam
giới, hệ thống có thể đưa ra các quảng cáo sản phẩm hoặc đề xuất sản phẩm đặc biệt tại
cửa hàng nhằm thu hút nam giới nhiều hơn, do đó thúc đẩy doanh số bán hàng. Mặc khác,
khi khách hàng sử dụng các thiết bị tự phục vụ, camera thơng minh có thể xác định thông
tin người mua hàng và cho phép họ lựa chọn dịch vụ, bốc số, thanh toán,… bằng khn
mặt mà khơng cần nhập lại dữ liệu.

Tịa nhà văn phịng, nhà máy, trường học.
Một lĩnh vực khác mà Trí tuệ nhân tạo vạn vật phát huy hiệu quả là ở các tòa nhà văn
phòng, trường học hay các nhà máy, xí nghiệp. Trong đó, hệ thống Camera AI là được sử
dụng cho mục đích nhận diện một cách thơng minh.
Chẳng hạn, một số công ty chọn lắp đặt mạng lưới cảm biến mơi trường thơng minh trong
tịa nhà, văn phịng của họ. Các cảm biến này có thể phát hiện những người đang có mặt
và điều chỉnh nhiệt độ và ánh sáng cho phù hợp để nâng cao hiệu quả sử dụng năng
lượng.

Trong một trường hợp khác, tổ chức, doanh nghiệp có thể kiểm sốt quyền ra vào tịa nhà
thông qua công nghệ nhận dạng khuôn mặt. Sự kết hợp giữa camera được nhận diện và trí
thơng minh nhân tạo có thể so sánh hình ảnh được chụp trong thời gian thực với cơ sở dữ
liệu để xác định ai sẽ được cấp quyền truy cập vào một tòa nhà, nhà máy.
Theo cách tương tự, doanh nghiệp cũng không cần cử nhân sự phục vụ công tác đo thân
nhiệt người ra vào. Hệ thống camera đo thân nhiệt tự động sẽ xử lý nhiệm vụ này, với khả
năng nhận diện từ xa và tích hợp vào khóa cửa, khóa cổng, barrier,… Từ đó, các nhà máy,
trường học hay doanh nghiệp có thể hạn chế nguy cơ lây lan dịch bệnh giữa những người
được đo thân nhiệt.

Giám sát giao thông bằng máy bay không người lái.
Trong một thành phố thông minh, AIoT có thể ứng dụng vào việc giám sát giao thông
bằng máy bay không người lái.
Chẳng hạn, khi máy bay không người lái được triển khai để giám sát một khu vực nhất
định, chúng có thể quan sát và phát hiện các tai nạn, đỗ xe sai quy định hay lưu lượng xe
quá nhiều,… Sau đó, AI có thể phân tích dữ liệu và đưa ra quyết định bằng cách điều
chỉnh giới hạn tốc độ xe hay thời gian của đèn tín hiệu giao thơng mà khơng cần sự tham
gia của cảnh sát giao thông.
16


Quản lý hoạt động của phương tiện và xe tự hành.
AIoT được sử dụng để quản lý, giám sát các phương tiện của các đơn vị vận tải. Qua đó
giảm chi phí nhiên liệu, theo dõi việc bảo dưỡng phương tiện hay xác định hành vi của
những lái xe không an tồn. Thơng qua các thiết bị IoT như GPS, các cảm biến khác và
hệ thống trí tuệ nhân tạo, các đơn vị vận tải có thể quản lý phương tiện của mình tốt hơn
nhờ AIoT.
Một cách khác mà AIoT được sử dụng ngày nay là với các phương tiện tự hành như hệ
thống lái tự động của Tesla sử dụng radar, sonars, GPS và camera để thu thập dữ liệu về
điều kiện lái xe. Sau đó là hệ thống AI để đưa ra quyết định về dữ liệu mà các thiết bị

đang thu thập, cập nhật lại về các cảm biến chống va chạm để lái xe an toàn hơn.
Thực tế, ngồi những ứng dụng trên đây, AIoT cịn tác động đến hầu hết các lĩnh vực kinh
tế, xã hội và công nghiệp. Bao gồm các ngành hàng không, y tế, giáo dục, tài chính, sản
xuất cơng nghiệp, sản phẩm tiêu dùng và dịch vụ,… Đây được xem là một giải pháp khả
thi để ứng dụng vào quá trình chuyển đổi số, cải thiện hiệu quả vận hành và quản lý cho
doanh nghiệp.

Ứng dụng của IOT trong cuộc sống hiện đại
Quản lý đô thị thông minh
Quản lý đô thị thông minh là một trong những ứng dụng mà IoT tạo ra được sự tị mị cho
đơng đảo người dân. Vì quản lý đơ thị thơng minh thực hiện được tồn bộ các hoạt động
để tạo nên đơ thị hiện đại nhất có thể, như: giám sát thơng minh, vận chuyển tự động, hệ
thống quản lý năng lượng thông minh, an ninh đơ thị, giám sát mơi trường,… Chính vì
vậy, IoT giúp người dùng có thể giải quyết tồn bộ các vấn đề gặp phải trong đô thị.
Hệ thống công tắc, bảng điều khiển thông minh
Đối với công tắc, bảng điều khiển thông thường, mọi người thường xuyên phải tắt, mở
bằng cách nhấn trực tiếp vào cơng tắc. Cịn đối với công tắc thông minh, người dùng chỉ
cần sử dụng chính smartphone của mình để điều khiển theo ý muốn.
Bóng đèn thơng minh
Các hệ thống đèn điện thơng minh có thể cho phép người dùng tự điều chỉnh màu sắc, độ
sáng của bóng đèn đến độ bất kỳ. Vậy nên, hiện nay, có rất nhiều cơng ty đã lập trình
bóng đèn có thể báo thức và thay đổi độ sáng theo ngày.
17


Đồ gia dụng thông minh

Ứng dụng IoT – Internet of things
Ngày nay, có rất nhiều vật dụng trong nhà được tích hợp cơng nghệ IoT. Trong số đó có
thể kể đến như: máy đun nước, lị vi sóng, máy pha cà phê, điều hòa, tivi, tủ lạnh,…. Vậy

nên, mọi người hồn tồn có thể điều khiển các vật dụng này ở bất kỳ đâu khi có kết nối
với Internet.
Nhà kho thông minh ứng dụng IoT
Nhà kho thông minh là ứng dụng của IoT là một trong những địa điểm có thể giải quyết
nhanh chóng lượng hàng hóa đang tồn kho, tối ưu hóa khơng gian và vị trí đặt hàng trong
nhà kho. Bên cạnh đó, nhân viên có thể dễ dàng kiểm sốt và biết được số lượng hàng
hóa đang có trong kho, chúng nằm ở vị trí nào,… Điều này có thể mang lại hiệu quả
cơng việc rất cao cho nhân viên kho.
Không những thế, nhà kho thông minh cịn giúp người dùng giảm được chi phí kho bãi,
chi phí sắp xếp nhân sự kiểm tra hàng tồn kho định kỳ,…. Ngồi ra, nhà kho cịn giúp
doanh nghiệp tối ưu hệ thống kho hàng một cách thông minh, giảm tối đa các loại chi phí.
Cửa hàng bán lẻ thơng minh
Công nghệ IoT hiện nay đã được đưa vào hầu hết các hệ thống cửa hàng bán lẻ, giúp
nhân viên có thể nhận biết được chính xác về giá sản phẩm, mặt hàng này còn hay hết để
18


có thể kịp thời bổ sung hàng hóa. Bên cạnh đó, IoT cịn giúp nhân viết có thể tư vấn cho
khách hàng chính xác hơn về các mặt hàng đang kinh doanh của cửa hàng. Với cửa hàng
thông minh, chắc chắn, cửa hàng sẽ mang lại hiệu quả cao hơn và tăng sự hài lòng của
khách hàng khi ghé đến.
Ứng dụng IoT trong nông nghiệp công nghệ cao
IoT hiện nay không chỉ phát triển mạnh mẽ trong cuộc sống, các ngành cơng nghiệp mà
chúng cịn nổi bật trên cả những mảnh đất nông nghiệp cả người dân. Thời điểm này,
người dân chủ yếu sử dụng cảm biến, lập trình tưới tiêu tự động, đóng cắt nắng hay
những ứng dụng khác trong việc trồng trọt bằng phương pháp thủy canh bơm tưới tự
động,….

Ứng dụng Internet thông minh

Việt Nam là một đất nước có nền văn minh nơng nghiệp lâu đời. Vậy nên, nước ta được
xem là đất nước tiềm năng cho việc phát triển các công nghệ IoT cho nông nghiệp, giúp
nâng cao năng suất lao động cho người tiêu dùng.
Tuy nhiên, vấn đề xảy ra là chi phí cho ngành cơng nghệ nành tương đối cao, khó sử dụng
rộng rãi.
19


Trên đây là những thông tin về ứng dụng của IoT trong cuộc sống hiện đại mà Luci
muốn chia sẻ với mọi người. Hy vọng, thông qua bài viết này, mọi người có thể hiểu
rõ hơn về IoT cũng như các ứng dụng IoT hiện nay.

Chương 3: Công nghệ mạng cảm biến cơ thể ( Body sense network –
BSN).

Công nghệ mạng cảm biến cơ thể (Body sense network-BSN) là một trong những
cơng nghệ mang tính bắt buộc, cốt lõi của IoT trong hệ thống chăm sóc sức khoẻ mà
trong đó, mà một bệnh nhân có thể được theo dõi bằng cách sử dụng một tập hợp các
nút cảm biến không dây nhỏ có trọng lượng nhẹ và năng lượng tiêu thụ thấp được ...
Công nghệ mạng cảm biến cơ thể (Body sense network-BSN) là một trong những
cơng nghệ mang tính bắt buộc, cốt lõi của IoT trong hệ thống chăm sóc sức khoẻ mà
trong đó, mà một bệnh nhân có thể được theo dõi bằng cách sử dụng một tập hợp các
nút cảm biến khơng dây nhỏ có trọng lượng nhẹ và năng lượng tiêu thụ thấp được đeo
hoặc thậm chí cấy ghép vào cơ thể để giám sát các chức năng của cơ thể, theo dõi tình
trạng bệnh con người và môi trường xung quanh.

20


Hình 1. Hệ thống chăm sóc sức khoẻ BSN dựa trên công nghệ IoT

(Nguồn: />Hệ thống mạng cảm biến BSN thể hiện tại Hình 1 bao gồm tập hợp các cảm biến đeo
hoặc cấy ghép cơ bản như sau :

–

Cảm biến điện tâm đồ ECG (electrocardiography) theo dõi hoạt động của tim

–

Cảm biến điện đồ cơ EMG (electromyography) theo dõi hoạt động của cơ

–

Cảm biến điện não đồ EEG (electroencephalography) theo dõi hoạt động điện não

–

Cảm biến huyết áp BP (blood pressure) theo dõi chỉ số huyết áp

–

Cảm biến chuyển động Motion được sử dụng để ước tính hoạt động của người
dùng.

Ngồi ra, người ta có thể mở rộng các loại cảm biến chức năng khác như :

21


–

Cảm biến nhịp thở

–

Cảm biến "sock thông minh" hoặc bộ cảm biến đếm được trang bị ở đế giày được
sử dụng để mô tả các bước chân riêng lẻ

–

…….

Các cảm biến này thu thập các thông số sinh lý chỉ định của cơ thể và chuyển tiếp cho
một thiết bị điều phối (Local Processing Unit-LPU). Thiết bị này có thể là một thiết bị
di động như: Điện thoại thông minh, máy tính bảng… Thiết bị điều phối LPU hoạt
động như một bộ định tuyến giữa các nút cảm biến BSN và máy chủ trung tâm hệ
thống (máy chủ BSN), sử dụng các phương tiện giao tiếp Internet không dây:
3G/4G/CDMA/GPRS… Trong quá trình hoạt động, nếu thiết bị điều phối LPU phát
hiện bất kỳ sự bất thường nào được phát hiện từ các cảm biến thì nó sẽ cảnh báo ngay
cho người dùng. Ví dụ, chỉ số huyết áp (BP) ít hơn hoặc bằng 120 là bình thường, khi
chỉ số huyết áp BP của người đó đạt đến 125, thiết bị điều phối LPU sẽ cảnh báo cho
người dùng thông qua các chức năng có sẵn như tiếng bíp trong điện thoại di động
hay một đoạn tin nhắn cảnh báo...
Cơ sở dữ liệu của máy chủ BSN nhận và phân tích dữ liệu của người dùng (người
mang một số bộ cảm biến sinh học) từ thiết bị điều phối LPU. Trong q trình phân
tích dữ liệu, nếu xuất hiện các dữ liệu bất thường và dựa trên mức độ bất thường đã
được chỉ định, nó có thể tương tác với thành viên gia đình của người dùng, bác sĩ địa
phương, hoặc thậm chí là đơn vị cấp cứu khẩn cấp của một trung tâm chăm sóc sức
khoẻ gần đó. Người dùng khơng chỉ là những bệnh nhân mà có thể là những người
bình thường khi sử dụng nhiều bộ cảm biến sinh học trên cơ thể, máy chủ BSN sẽ liên

tục nhận được những bản cập nhật dữ liệu định kỳ từ các cảm biến thông qua thiết bị
điều phối LPU. Máy chủ BSN sẽ duy trì một loạt các hành động được chỉ định cho
mỗi loại dữ liệu BSN mà nó nhận được từ thiết bị điều phối LPU. Ví dụ như bảng
dưới đây:

22


Bảng 1. Biểu thị hoạt động dựa trên dữ liệu nhận được từ cảm biến huyết áp BP
Dữ liệu Huyết áp (BP) của
Hành động
máy chủ BSN

Phản hồi

PB ≤ 120

Không

PB > 130
PB>160; FR:F
PB>160; FR:F và PR:F

Không hành động
Gửi thông tin tới thành
viên gia đình
Gửi thơng tin tới bác sỹ
địa phương
Gửi thơng tin tới trung
tâm cấp cứu

FR:T/F
PR:T/F
ER:T/F

FR: Phản hồi từ gia đình; PR: Phản hồi từ bác sỹ địa phương; ER: Phản hồi từ trung tâm
cấp cứu; T/F: Đúng/sai

Tại bảng trên, thông qua cột biểu thị, cột hoạt động dựa trên dữ liệu nhận được từ cảm
biến huyết áp BP của máy chủ BSN. Ở đó, nếu chỉ số huyết áp BP thấp hơn hoặc bằng
120 thì máy chủ khơng thực hiện bất kỳ hành động nào. Nếu, khi chỉ số huyết áp BP lớn
hơn 130, thì máy chủ sẽ báo cho các thành viên trong gia đình của người dùng đó. Nếu
chỉ số huyết áp BP trở nên lớn hơn 160 và khơng có thành viên trong gia đình của người
dùng nhận được thơng tin cuộc gọi thì máy chủ chuyển đồng thời sang liên lạc với bác sĩ
địa phương. Hơn nữa, nếu chỉ số huyết áp BP của người đó vượt qua ngưỡng 160 mà vẫn
khơng có phản hồi từ thành viên gia đình hoặc bác sĩ địa phương thì máy chủ BSN sẽ
thông báo cho một đơn vị cấp cứu khẩn cấp của trung tâm chăm sóc sức khoẻ, đồng thời
cung cấp vị trí của người đó thơng qua dữ liệu mạng hoặc từ cảm biến vị trí GPS mà vệ
tinh thu được. Ở đây, các tham số phản ứng "FR" (Phản ứng gia đình), "PR" (Phản ứng
của bác sỹ) và "ER" (Phản ứng khẩn cấp) là các kiểu dữ liệu Boolean (1), có thể là đúng
(T) hoặc sai (F).
Nếu giá trị của bất kỳ tham số phản hồi nào là sai (F), thì máy chủ sẽ lặp lại hành động
của nó. Ví dụ, khi các thơng số phản hồi gia đình "FR: F", sau đó các máy chủ sẽ liên tục
gửi thông tin cảnh báo tới các thành viên gia đình của người dùng. Nếu các thành viên
23


trong gia đình của người liên quan nhận được thơng tin cảnh báo thì giá trị của tham số
phản hồi gia đình (FR) sẽ trở thành đúng, có nghĩa là “FR: T”. Tuy nhiên, nếu tham số
phản hồi gia đình “FR: F” và chỉ số huyết áp BP >130 thì máy chủ BSN - Care sẽ gọi, gửi

thông tin cảnh báo cho bác sĩ địa phương. Trong trường hợp, bác sĩ cũng khơng trả lời
thơng tin của máy chủ, thì giá trị của tham số trả lời của bác sĩ “PR” sẽ sai “F”. Lúc này,
máy chủ sẽ liên tục gọi, gửi thông tin cảnh báo cho cả thành viên gia đình người dùng và
bác sĩ cho đến khi giá trị phản hồi nào (FR, PR) trở thành đúng “T”. Trong khi đó, nếu
"FR: F", "PR: F" và chỉ số huyết áp BP> 160, ngay lập tức máy chủ BSN sẽ thông báo
ngay cho đơn vị khẩn cấp của trung tâm chăm sóc sức khoẻ gần nhất với những người có
liên quan. Khi đơn vị khẩn cấp có phản hồi, thì giá trị của thơng số phản hồi khẩn cấp
"ER" sẽ trở thành đúng “T”, tức là "ER: T".
Ở mức độ cao hơn, hệ thống BNS sẽ tự động thu thập dữ liệu từ các người dùng thông
qua máy chủ cá nhân tích hợp (điện thoại thơng minh, máy tính bảng…), những dữ liệu
này được phân tích xử lý, tích hợp vào hồ sơ bệnh án và tự động xuất các báo cáo sức
khỏe định kỳ. Tùy theo dữ liệu về mức độ tình trạng sức khỏe người dùng, máy chủ cá
nhân tích hợp LPU hoặc máy chủ hệ thống BNS sẽ đưa ra các khuyến cáo về sức khỏe
nếu cần. Những khuyến cáo này sẽ được ghi lại trong hồ sơ bệnh án điện tử. Trong trường
hợp, nếu dữ liệu nhận được chỉ ra tình trạng bệnh lý nguy hiểm sắp xảy ra, một dịch vụ
khẩn cấp có thể được kích hoạt ở nhiều cấp độ trong hệ thống y tế. Vị trí chính xác của
bệnh nhân có thể được xác định dựa trên điểm truy cập Internet hoặc cảm biến GPS trên
cơ thể hay trong máy chủ cá nhân LPU. Các chuyên gia y khoa có thể ngay lập tức truy
cập hồ sơ bệnh án điện tử để theo dõi, chẩn đốn và có các phác đồ điều trị thích hợp dựa
trên những dữ liệu thơng tin mới được thu thập.
Với cơ chế hoạt động như trên, hệ thống BSN có thể mở rộng với bất cứ thành phần
người dùng nào như: trẻ em, người già (giám sát), những người có nguy cơ nhiễm bệnh
cao, làm việc trong môi trường độc hại (công nhân hầm mỏ…) …

24


Một số loại cảm biến sinh học phổ biến hiện nay được phát triển và ứng dụng thơng qua
những hình thức như: Thiết bị đeo, mặc; Thiết bị dán; Thiết bị cấy ghép.

Hình 2. Hình thức ứng dụng cảm biến sinh học
(Nguồn: />Sự phát triển của IoT đã tạo ra bước chuyển đổi đột phá lớn trong y khoa, tạo ra một
ngành cơng nghiệp chăm sóc sức khoẻ hiệu quả với chi phí thấp. Ở đó, các nhà cung cấp
dịch vụ y tế, giới nghiên cứu, các hãng dược … cũng như người dùng có thể tiếp cận kiến
thức y học phát triển, kết hợp dữ liệu lịch sử và dữ liệu thời gian thực (dữ liệu di truyền
học, lối sống, môi trường …) của bệnh nhân để đưa ra những nghiên cứu, khuyến cáo
phịng tránh, chẩn đốn và có phác đồ điều trị phù hợp cho từng người bệnh.
Tại Việt Nam hiện nay, các cảm biến cơ thể được tích hợp vào đồng hồ thơng minh hay
điện thoại thơng minh xuất hiện ngày càng nhiều với các ứng dụng đơn lẻ như: đo huyết
áp, nhịp tim, đồng hồ sinh học… Tuy nhiên, để tích hợp dữ liệu thơng tin của chúng vào
các hệ thống thông tin y tế điện tử với ứng dụng như sổ y bạ điện tử, tư vấn chẩn đoán

25