ĐỒ ÁN CƠ SỞ Tìm hiểu công nghệ IoT vào việc quản lý, điều hành từ xa, chăm sóc sức khỏe trẻ em

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
------  ------

ĐỒ ÁN CƠ SỞ

Tìm hiểu công nghệ IoT vào việc
quản lý, điều hành từ xa, chăm sóc
sức khỏe trẻ em

Giảng viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
MSSV:
Chun ngành:
Mơn học:
Khóa:

Th.S Vương Xn Chí
Phạm Đắc Chí
Đỗ Xn Hiền
2000000515
2000000736
Khoa học dữ liệu
Đồ án cơ sở khoa học dữ liệu
2020

TP. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 10 năm 2020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
------  ------

ĐỒ ÁN CƠ SỞ

Tìm hiểu cơng nghệ IoT vào việc
quản lý, điều hành từ xa, chăm sóc
sức khỏe trẻ em

Giảng viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
MSSV:
Chun ngành:
Mơn học:
Khóa:

Th.S Vương Xuân Chí
Phạm Đắc Chí
Đỗ Xuân Hiền
2000000515
2000000736
Khoa học dữ liệu
Đồ án cơ sở khoa học dữ liệu
2020

TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022

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 CƠ SỞ
Họ và tên: Đỗ Xuân Hiền – Phạm Đắc Chí.....................MSSV: 2000000736 - 2000000515. .
Chuyên ngành: Khoa học dữ liệu....................................Lớp: 20DTH2A.................................
Email: - ĐT:..................................
Tên đề tài: Tìm hiểu công nghệ IoT vào việc quản lý, điều hành từ xa, chăm sóc sức khỏe trẻ em
Gíao viên hướng dẫn: Vương Xuân Chí
Thời gian thực hiện:

/

/2021 đến

/

/2021

Nhiệm vụ/nội dung (mô tả chi tiết nội dung, yêu cầu, phương pháp… ) :
MƠ TẢ ĐỀ TÀI:
Cơng nghệ IoT trong tự động hóa được hiện diện trong hầu hết các lĩnh vực, cung cấp các giải
pháp phù hợp cho nhiều ứng dụng. Tìm hiểu cơng nghệ IoT vào việc quản lý, điều khiển và vận
hành từ xa thông qua việc điều trị trẻ em

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP:
- Tìm hiểu cơng 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 trẻ em
YÊU CẦU:
- Có kiến thức, đam mê, hiểu biết về cơng 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 29 tháng 06 năm 2021
TRƯỞNG BỘ MÔN

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)


TS. Nguyễn Kim Quốc

Mục lục

ThS. Vương Xuân Chí


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Vương Xn Chí - giáo viên hướng

dẫn mơn "Đồ án cơ sở khoa học dữ liệu" trong khoa Công nghệ thông tin đã trang bị cho
em những kiến thức, kỹ năng cơ bản để hoàn thành đề tài đồ án cơ sở này.
Công nghệ IoT trong tự động hóa là một vấn đề rộng và mới đối với Việt Nam,
đồng thời do kinh nghiệm và kiến thức còn hạn chế, nội dung đồ án chắc chắn vẫn còn
nhiều thiếu sót khi tìm hiểu, nghiên cứu và trình bày về đề tài. Rất mong nhận được đóng
góp ý kiến bổ sung hoàn thiện của thầy để đề tài của em được chính xác và hồn chỉnh
hơn.
Xin chân thành cảm ơn.


LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, một trong những khái niệm nhận được sự
quan tâm hàng đầu trên tồn thế giới chính là Internet Vạn Vật hay còn được gọi
là Internet of Things (IoT). Internet of things đang phát triển theo cấp số nhân và không
hề chậm lại.
Sự phát triển của IoT hứa hẹn sẽ đem lại những tác động mạnh mẽ lên nhiều mặt của
công việc và đời sống. Internet of Things cung cấp một số ứng dụng khá thú vị trong việc
làm cho cuộc sống của chúng ta dễ dàng hơn như trong Chăm sóc sức khỏe, Giao thơng
vận tải và Nơng nghiệp,… IoT cải thiện trải nghiệm của người dùng bằng cách tự động
phát hiện các vấn đề và cung cấp giải pháp và giúp người dùng đưa ra quyết định hợp lý
nhất. Chúng ta nhận thấy tầm quan trọng và lợi ích mà IoT mang lại. Điều này nói lên sự
ảnh hưởng mạnh mẽ của khoa học về Internet of Things đến mọi mặt của đời sống trong
sự phát triển nhanh chóng của cơng nghệ thơng tin.
Chính vì vậy, thơng qua việc nghiên cứu tổng quan về công nghệ IoT tự động hóa
trong đồ án cơ sở này có thể góp phần vào việc hiểu thêm và nắm bắt rõ về công nghệ
IoT cũng như ứng dụng công nghệ IoT vào việc quản lý, điều khiển và vận hành từ xa
thơng qua việc chăm sóc trẻ em.


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN GIẢNG DẠY

.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
Điểm giáo viên hướng dẫn:.....................................................................
.......................................................................................................
Điểm giảng viên chấm vòng 2:.................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
TPHCM, Ngày …… tháng …… năm
Giáo viên chấm vòng 2

Giáo viên hướng dẫn

I. Định nghĩa về IoT và ứng dụng
1. Định nghĩa
Internet of Things (IoT) là mạng kết nối các đồ vật và thiết bị thông qua cảm biến, phần
mềm và các công nghệ khác, cho phép chúng thu thập và trao đổi dữ liệu với nhau.


IoT lan tỏa lợi ích của mạng internet tới mọi đồ vật được kết nối, chứ không chỉ dừng lại
ở phạm vi một chiếc máy tính. Khi một đồ vật được kết nối với internet, nó sẽ trở nên

thơng minh hơn nhờ khả năng gửi và/hoặc nhận thông tin và tự động hoạt động dựa trên
các thơng tin đó.
Tiềm năng ứng dụng của internet vạn vật (IoT) trải rộng trên mọi lĩnh vực. Tuy nhiên,
mọi hệ thống IoT hoàn chỉnh đều có đủ 4 bước: thu thập dữ liệu, chia sẻ dữ liệu, xử lý dữ
liệu, và đưa ra quyết định.

Hình 1: Quá trình hoạt động của hệ thống IoT
Ta có thể bắt gặp IoT từ hệ thống cửa tự động cho tới máy bay tới xe tự lái đã trở thành
một phần phổ biến của IoT. Điều này bổ sung một mức độ thông minh kỹ thuật số cho
các thiết bị thụ động, cho phép chúng giao tiếp dữ liệu thời gian thực mà không cần con
người tham gia, hợp nhất hiệu quả thế giới kỹ thuật số và vật lý.
2. Tầm quan trọng của IoT
Khi bất cứ vật gì đó được kết nối với internet, điều đó có nghĩa là nó có thể gửi thơng tin
hoặc nhận thơng tin, hoặc cả hai. Với IoT khả năng gửi hoặc nhận thông tin này làm cho
mọi thứ trở nên thông minh, và thông minh luôn là mục tiêu được hướng đến.


Hình 2: IoT có mặt ở nhiều lĩnh vực trong đời sống

Sử dụng điện thoại thơng minh làm ví dụ: Việc nghe một bài hát bất kì là do khả năng gửi
thông tin (yêu cầu bài hát) và khả năng nhận thông tin (phát bài hát).
Để trở nên thông minh, một thứ khơng cần phải có siêu lưu trữ hoặc siêu máy tính bên
trong nó. Tất cả những gì phải làm là kết nối với siêu lưu trữ hoặc với một siêu máy tính
Trong Internet of Things, tất cả những thứ đang được kết nối với internet có thể được
chia thành ba loại:
-

Loại thu thập thơng tin và sau đó gửi nó.

Ví dụ: các thiết bị mang tính cảm biến, có thể là cảm biến nhiệt độ, cảm biến chuyển

động, cảm biến độ ẩm, ánh sáng,.... Những cảm biến này cùng với một kết nối, cho phép
chúng ta tự động thu thập thơng tin từ mơi trường. Do đó, cho phép chúng đưa ra quyết
định thông minh hơn.
-

Loại nhận được thơng tin và sau đó hành động.

Ví dụ: máy in nhận được một tài liệu và in nó. Xe hơi nhận được tín hiệu từ chìa khóa xe
và cửa mở.


Thực hiện cả hai.
Ví dụ: Ứng dụng rộng rãi trong ngành nơng nghiệp, các cảm biến có thể thu thập thông
tin về độ ẩm của đất để cho nông dân biết cần tưới bao nhiêu cho cây trồng, và không
thực sự cần người quản lí. Thay vào đó, hệ thống tưới có thể tự động bật khi cần thiết,
dựa trên độ ẩm của đất.
-

Thêm vào đó, các nhà nơng nghiệp đã phát minh thêm một bước tiến nữa. Nếu hệ thống
thủy lợi nhận được thông tin về thời tiết từ kết nối internet của nó, thì nó cũng có thể biết
khi nào trời sẽ mưa và quyết định không tưới nước cho các loại cây trồng ngày hơm nay
vì tận dụng được nguồn nước mưa.
3. Ứng dụng của IoT trong các lĩnh vực

Hình 3: Các lĩnh vực có ứng dụng IoT.
- Ngành chế tạo
Các nhà sản xuất có thể đạt được lợi thế cạnh tranh bằng cách sử dụng giám sát dây
chuyền sản xuất để cho phép bảo trì chủ động trên thiết bị khi cảm biến phát hiện ra lỗi
sắp xảy ra.

Các cảm biến thực sự có thể đo lường khi sản lượng sản xuất bị tổn hại. Với sự trợ giúp
của cảnh báo cảm biến, các nhà sản xuất có thể nhanh chóng kiểm tra độ chính xác của
thiết bị hoặc loại bỏ nó khỏi sản xuất cho đến khi nó được sửa chữa. Điều này cho phép
các cơng ty giảm chi phí hoạt động, có thời gian hoạt động tốt hơn và cải thiện quản lý
hiệu suất tài sản.
- Ngành ô tô
Ngành công nghiệp ô tô đã nhận ra những lợi thế đáng kể từ việc sử dụng các ứng dụng
IoT. Ngồi những lợi ích của việc áp dụng IoT vào dây chuyền sản xuất, các cảm biến có
thể phát hiện lỗi thiết bị sắp xảy ra trên các phương tiện đã đi trên đường và có thể cảnh
báo cho người lái xe một cách chi tiết.
Nhờ thông tin tổng hợp được thu thập bởi các ứng dụng dựa trên IoT, các nhà sản xuất và
nhà cung cấp ô tơ có thể tìm hiểu thêm về cách giữ cho xe chạy và thông báo cho chủ xe
về các thông tin phía trước.
- Giao thơng vận tải
Các đội xe ơ tơ, xe tải và tàu chở hàng tồn kho có thể được định tuyến lại dựa trên điều
kiện thời tiết, tính sẵn có của xe hoặc tính khả dụng của tài xế, nhờ dữ liệu cảm biến IoT.
Bản thân hàng tồn kho cũng có thể được trang bị các cảm biến để theo dõi và kiểm sốt
nhiệt độ.

Các ngành cơng nghiệp thực phẩm và đồ uống, hoa và dược phẩm thường là những mặt
hàng tồn kho nhạy cảm với nhiệt độ sẽ được hưởng lợi rất nhiều từ các ứng dụng giám sát
IoT gửi thông báo khi nhiệt độ tăng hoặc giảm có thể ảnh hưởng đến sản phẩm.
- Ngành bán lẻ
Các ứng dụng IoT cho phép các công ty bán lẻ quản lý hàng tồn kho, cải thiện trải
nghiệm của khách hàng, tối ưu hóa chuỗi cung ứng và giảm chi phí hoạt động.
Ví dụ: kệ thơng minh được trang bị cảm biến trọng lượng có thể thu thập thông tin dựa
trên RFID và gửi dữ liệu tới nền tảng IoT để tự động theo dõi hàng tồn kho và kích hoạt
cảnh báo nếu các mặt hàng sắp hết.
- Chăm sóc sức khỏe

Internet of Medical Things (IoMT) là một ứng dụng của IoT cho các mục đích liên quan
đến y tế và sức khỏe, thu thập và phân tích dữ liệu để nghiên cứu và giám sát. IoMT đã
được gọi là "Chăm sóc sức khỏe thơng minh", là cơng nghệ để tạo ra một hệ thống chăm
sóc sức khỏe số hóa, kết nối các nguồn lực y tế sẵn có và các dịch vụ chăm sóc sức khỏe.
IoT cung cấp nhiều lợi ích cho ngành chăm sóc sức khỏe. Bác sĩ, y tá thường cần biết
chính xác vị trí của các tài sản hỗ trợ bệnh nhân như xe lăn. Khi xe lăn của bệnh viện
được trang bị cảm biến IoT, chúng có thể được theo dõi từ ứng dụng giám sát tài sản IoT
để bất kỳ ai đang tìm kiếm đều có thể nhanh chóng tìm thấy chiếc xe lăn có sẵn gần nhất.
Nhiều tài sản của bệnh viện có thể được theo dõi theo cách này để đảm bảo sử dụng hợp
lý cũng như kế tốn tài chính cho các tài sản vật chất trong mỗi khoa.
Các thiết bị IoT có thể được sử dụng để kích hoạt hệ thống theo dõi sức khỏe từ xa và
thông báo khẩn cấp. Các thiết bị theo dõi sức khỏe này có thể bao gồm từ máy đo huyết
áp và nhịp tim đến các thiết bị tiên tiến có khả năng theo dõi các thiết bị cấy ghép chuyên
dụng, chẳng hạn như máy tạo nhịp tim, thiết bị đeo tay điện tử Fitbit hoặc máy trợ thính
tiên tiến. Một số bệnh viện đã bắt đầu triển khai "giường thơng minh" có thể phát hiện
khi nào họ có người và khi nào bệnh nhân cố gắng đứng dậy. Nó cũng có thể tự điều
chỉnh để đảm bảo áp lực và hỗ trợ phù hợp được áp dụng cho bệnh nhân mà không cần sự
tương tác bằng tay của y tá.
- Nhà thông minh
Các thiết bị IoT là một phần của khái niệm lớn hơn về tự động hóa gia đình, có thể bao
gồm hệ thống chiếu sáng, sưởi ấm và điều hịa, truyền thơng, an ninh và hệ thống camera.
Các lợi ích lâu dài bao gồm tiết kiệm năng lượng bởi bằng cách tự động đảm bảo tắt đèn
và các thiết bị điện tử hoặc làm người trong nhà để ý.
Một ứng dụng chính của ngôi nhà thông minh là cung cấp hỗ trợ cho những người khuyết
tật và người cao tuổi. Điều khiển bằng giọng nói có thể hỗ trợ người dùng bị hạn chế về
thị giác và khả năng vận động trong khi hệ thống cảnh báo có thể được kết nối trực tiếp
với ốc tai điện tử do người dùng khiếm thính đeo. Chúng cũng có thể được trang bị thêm
các tính năng an tồn bao gồm các cảm biến theo dõi các trường hợp khẩn cấp về y tế

như ngã hoặc co giật. Công nghệ nhà thông minh được áp dụng theo cách này có thể
cung cấp cho người dùng chất lượng cuộc sống cao hơn.
- Vận chuyển
IoT có thể hỗ trợ tích hợp truyền thơng, điều khiển và xử lý thông tin trên các hệ thống
giao thông vận tải khác nhau. Ứng dụng của IoT mở rộng đến tất cả các khía cạnh của hệ
thống giao thơng (tức là phương tiện, cơ sở hạ tầng và người lái xe hoặc người dùng).
Tương tác động giữa các thành phần này của hệ thống giao thông cho phép giao tiếp giữa
các phương tiện và nội bộ, kiểm sốt giao thơng thơng minh, đỗ xe thông minh, hệ thống


thu phí điện tử, hậu cần và quản lý đội xe, kiểm sốt phương tiện, an tồn và hỗ trợ
đường bộ.
- Giao tiếp V2X
Trong hệ thống giao tiếp trên xe cộ, giao tiếp giữa xe với mọi thứ (V2X), bao gồm ba
thành phần chính: giao tiếp giữa phương tiện với phương tiện (V2V), phương tiện giao
tiếp với cơ sở hạ tầng (V2I) và phương tiện liên lạc với người đi bộ (V2P). V2X là bước
đầu tiên để lái xe tự động và kết nối cơ sở hạ tầng đường bộ.
- Tự động hóa tịa nhà và nhà
Các thiết bị IoT có thể được sử dụng để giám sát và điều khiển các hệ thống cơ, điện và
điện tử được sử dụng trong các loại tịa nhà khác nhau (ví dụ: công cộng và tư nhân, công
nghiệp, tổ chức hoặc khu dân cư và các hệ thống.
Việc tích hợp Internet với các hệ thống quản lý năng lượng của tòa nhà nhằm tạo ra các
"tịa nhà thơng minh" sử dụng năng lượng hiệu quả và theo hướng IOT. Phương tiện giám
sát thời gian thực khả thi để giảm tiêu thụ năng lượng và giám sát hành vi của người cư
ngụ. Sự tích hợp của các thiết bị thơng minh trong mơi trường xây dựng và cách chúng có
thể được sử dụng trong các ứng dụng trong tương lai.
- Công nghiệp
Các thiết bị Industrial IoT (IIoT) công nghiệp thu nhận và phân tích dữ liệu từ thiết bị
được kết nối, cơng nghệ vận hành (OT), vị trí và con người. Kết hợp với các thiết bị giám
sát OT, IIoT giúp điều chỉnh và giám sát các hệ thống cơng nghiệp. Ngồi ra, việc triển

khai tương tự cũng có thể được thực hiện để cập nhật hồ sơ tự động về việc bố trí tài sản
trong các đơn vị lưu trữ cơng nghiệp vì kích thước của tài sản có thể thay đổi từ một con
vít nhỏ đến tồn bộ phụ tùng động cơ và việc thất lạc tài sản đó có thể gây ra tổn thất
phần trăm nhân lực thời gian và tiền bạc.
- Sản xuất
IoT có thể kết nối các thiết bị sản xuất khác nhau được trang bị khả năng cảm biến, nhận
dạng, xử lý, giao tiếp, truyền động và kết nối mạng. Các hệ thống thông minh IoT cho
phép sản xuất và tối ưu hóa nhanh chóng các sản phẩm mới, đồng thời đáp ứng nhanh các
nhu cầu về sản phẩm.
Hệ thống điều khiển kỹ thuật số để tự động hóa các điều khiển q trình, cơng cụ vận
hành và hệ thống thông tin dịch vụ để tối ưu hóa an tồn và bảo mật của nhà máy nằm
trong tầm ngắm của IIoT. IoT cũng có thể được áp dụng để quản lý tài sản thơng qua bảo
trì dự đoán, đánh giá thống kê và đo lường để tối đa hóa độ tin cậy. Hệ thống quản lý
cơng nghiệp có thể được tích hợp với lưới điện thơng minh, cho phép tối ưu hóa năng


lượng. Các phép đo, điều khiển tự động, tối ưu hóa nhà máy, quản lý sức khỏe và an tồn,
và các chức năng khác được cung cấp bởi các cảm biến được nối mạng.
- Hàng hải
Các thiết bị IoT đang được sử dụng giám sát môi trường và hệ thống của tàu thuyền và du
thuyền. Nhiều thuyền vui chơi bị bỏ mặc trong nhiều ngày trong mùa hè và nhiều tháng
trong mùa đơng, do đó, các thiết bị như vậy cung cấp cảnh báo sớm có về lũ lụt trên
thuyền, hỏa hoạn,... Việc sử dụng các mạng dữ liệu internet toàn cầu như Sigfox, kết hợp
với pin tuổi thọ cao và vi điện tử cho phép các phòng máy, lò sưởi và pin được giám sát
liên tục và báo cáo cho các ứng dụng Android và Apple được kết nối chẳng hạn.
- Ứng dụng cơ sở hạ tầng
Giám sát và kiểm sốt hoạt động của cơ sở hạ tầng đơ thị và nông thôn bền vững như cầu,
đường sắt và các trang trại điện gió trong và ngồi nước là một ứng dụng chính của IoT.
IoT có thể mang lại lợi ích cho ngành xây dựng bằng cách tiết kiệm chi phí, giảm thời
gian, ngày làm việc chất lượng hơn, quy trình làm việc khơng cần giấy tờ và tăng năng

suất. Nó có thể giúp đưa ra quyết định nhanh hơn và tiết kiệm tiền với Phân tích dữ liệu
thời gian thực. Nó cũng có thể được sử dụng để lên lịch các hoạt động sửa chữa và bảo trì
một cách hiệu quả, bằng cách phối hợp các nhiệm vụ giữa các nhà cung cấp dịch vụ khác
nhau và người sử dụng các cơ sở này.
Các thiết bị IoT cũng có thể được sử dụng để kiểm sốt cơ sở hạ tầng quan trọng như cầu
để cung cấp quyền truy cập vào tàu. Việc sử dụng các thiết bị IoT để giám sát và vận
hành cơ sở hạ tầng có khả năng cải thiện khả năng quản lý sự cố và điều phối ứng phó
khẩn cấp cũng như chất lượng dịch vụ, thời gian hoạt động và giảm chi phí vận hành
trong tất cả các lĩnh vực liên quan đến cơ sở hạ tầng. Ngay cả các lĩnh vực như quản lý
chất thải cũng có thể được hưởng lợi từ tự động hóa và tối ưu hóa mà IoT có thể mang
lại.
4. Các hạn chế của hệ thống Internet of things (IoT)
- Chưa có nền tảng và ngơn ngữ chung
Một hệ thống IoT sẽ được kết nối với nhau qua các Things. Có nghĩa là các thiết bị, máy
móc, điện tử…Tuy nhiên với mỗi thiết bị IoT thì lại được lập trình trên một nền tảng
cũng như một ngơn ngữ riêng. Điều này gây ra khó khăn lớn trong vấn đề giao tiếp qua
lại giữa các thiết bị. Và một giải pháp để hạn chế được nhược điểm này là dùng đến giao
thức. Tuy nhiên các giao thức lại chưa hồn tồn đồng nhất với nhau. Chính vì vậy
thường dẫn đến tình trạng thơng tin khơng được xử lý hoặc xử lý sai lệch. Ngoài ra do
nền tảng của các thiết bị cũng không đồng nhất nên khá phức tạp khi thực hiện tùy chỉnh
hoặc liên kết các thiết bị với nhau.


- Hàng rào subnetwork
Các thiết bị IoT chủ yếu kết nối tới máy chủ trung tâm quản lý. Tuy nhiên mỗi hệ thống
IoT lại có một subnetwork riêng. Và các thiết bị giữa các subnetwork khác nhau thì chưa
hồn tồn có thể giao tiếp với nhau. Bài tốn đặt ra là khi cần thiết thì làm sao để có thể
tích hợp và trao đổi thơng tin giữa chúng.
- Chi phí cao
Khi sản xuất các thiết bị loT thì khâu thiết kế, độ bền, bản quyền dữ liệu…. đòi hỏi khoản

chi phí khá cao. Điều này sẽ làm giảm đi độ phủ sóng của cơng nghệ hiện đại này. Chính
vì vậy mà chỉ một bộ phận ít người dùng có thể tiếp cận và thường xuyên sử dụng chúng.
Bên cạnh đó, phần cứng và phần mềm của thiết bị thường được đi chung với nhau. Người
dùng chưa thể tự do kết hợp giữa thiết bị của mình với cơng ty khác hoặc phần mềm khác
đã được cải tiến. Các thiết bị thường được đồng bộ với nhau nên khi thay chi tiết lẻ sẽ rất
phức tạp.
- Tác động đến Xã hội
Theo một nghiên cứu khác thì phần lớn các thiết bị IoT sử dụng các kim loại nặng. Bên
cạnh đó cịn có kim loại đất hiếm và các hóa chất có độc tính cao. Linh kiện điện tử
thường được chơn ở những bãi rác thơng thường. Chính vì vậy mà nhu cầu khai thác kim
loại đất hiếm tăng. Và dĩ nhiên chi phí cho con người và mơi trường cũng khơng hề nhỏ.
- IoT và Quản lý dữ liệu
Với một lượng thiết bị lớn, khổng lồ như vậy thì IoT sẽ chứa các dữ liệu ở đâu? Việc dọn
dẹp, xử lý sẽ diễn ra như thế nào? Bạn cần phải tách biệt việc lưu trữ thô và nhu cầu lưu
trữ lâu dài so với nhu cầu truy cập nhanh vào thông tin về dữ liệu. Theo nhà phân tích của
IDC Natalya Yezhkova, 87 exabyte thì vào năm 2021, dung lượng lưu trữ sẽ được chuyển
đến các hệ thống xử lý (workload) IoT. Các trung tâm dữ liệu sẽ được thiết lập để xử lý
tất cả các dữ liệu này.
II. Artificial Intelligence of Things (AIoT)
1. Định nghĩa
Artificial Intelligence of Things (AIoT) là sự kết hợp giữa cơng nghệ trí tuệ nhân tạo (AI)
với hạ tầng Internet of Things (IoT) để đạt được các hoạt động IoT hiệu quả hơn, cải
thiện tương tác giữa người và máy, tăng cường khả năng quản lý, phân tích dữ liệu . AI
có thể được sử dụng để chuyển đổi dữ liệu IoT thành thông tin hữu ích để cải thiện q
trình ra quyết định, do đó tạo ra nền tảng cho công nghệ mới hơn như IoT Data as a
Service (IoTDaaS).


AIoT mang tính biến đổi và cùng có lợi cho cả hai loại công nghệ khi AI tăng giá trị cho
IoT thông qua khả năng học máy và IoT tăng giá trị cho AI thông qua kết nối, báo hiệu và

trao đổi dữ liệu. Khi các mạng IoT lan rộng khắp các ngành cơng nghiệp chính, sẽ có một
lượng ngày càng lớn dữ liệu phi cấu trúc do con người tạo ra và máy móc . AIoT có thể
cung cấp hỗ trợ cho các giải pháp phân tích dữ liệu có thể tạo ra giá trị từ dữ liệu do IoT
này tạo ra.
Với AIoT, AI được nhúng vào các thành phần cơ sở hạ tầng, như chương
trình, chipset và điện toán cạnh, tất cả được kết nối với mạng IoT. API sau đó được sử
dụng để mở rộng khả năng tương tác giữa các thành phần ở cấp thiết bị, cấp phần mềm và
cấp nền tảng. Các đơn vị này sẽ tập trung chủ yếu vào việc tối ưu hóa các hoạt động của
hệ thống và mạng cũng như trích xuất giá trị từ dữ liệu.
Mặc dù khái niệm về AIoT vẫn còn khá mới mẻ, nhiều khả năng tồn tại để cải thiện, tiếp
tục phát triển cùng với sự tăng trưởng của nó. AIoT có thể là một giải pháp khả thi để giải
quyết các vấn đề vận hành hiện có, như chi phí liên quan đến quản lý vốn nhân lực hiệu
quả hoặc sự phức tạp của chuỗi cung ứng và mơ hình phân phối.

2. Các ứng dụng của AIoT
Nhiều ứng dụng AIoT hiện nay đi theo định hướng sản phẩm bán lẻ và thường tập trung
vào việc triển khai điện toán nhận thức trong các thiết bị tiêu dùng. Ví dụ, cơng nghệ nhà


thông minh sẽ được coi là một phần của AIoT khi các thiết bị thông minh học hỏi thông
qua sự tương tác và phản ứng của con người.
Về mặt phân tích dữ liệu, cơng nghệ AIoT kết hợp học máy với các mạng và hệ thống IoT
để tạo ra “máy học” dữ liệu. Điều này sau đó có thể được áp dụng cho các trường hợp sử
dụng dữ liệu công nghiệp và doanh nghiệp để khai thác dữ liệu IoT, chẳng hạn như ở rìa
mạng, để tự động hóa các tác vụ trong nơi làm việc được kết nối. Dữ liệu thời gian
thực là giá trị chính của tất cả các trường hợp và giải pháp sử dụng AIoT.
Trong một ví dụ trường hợp sử dụng cụ thể, các giải pháp AIoT cũng có thể được tích
hợp với các nền tảng liên quan đến nguồn nhân lực và mạng xã hội để tạo ra cái gọi là
“AI Decision as a Service” cho các chuyên gia nhân sự.
III. 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 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 mơi trường xung quanh.


Hình 1. Hệ thống chăm sóc sức khoẻ BSN dựa trên công nghệ IoT
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:
- 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 thơng 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 thơng qua các chức năng
có sẵn như tiếng bíp trong điện thoại di động hay một đoạn tin nhắn cảnh báo...

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 mơi trường độc hại (công nhân hầm mỏ…) …


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
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.
IV. Các ứng dụng IoT trong việc chăm sóc trẻ em
Ni dạy con trẻ có thể là một thách thức, đặc biệt là trong một thế giới với công nghệ
mới và thay đổi nhanh chóng. May mắn thay, nhờ cơng nghệ mới này, việc tạo ra một
ngôi nhà thông minh thân thiện với trẻ em trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Các bậc phụ
huynh có thể sử dụng hệ thống an ninh của nhà thông minh để bảo vệ hoặc giữ an tồn
cho trẻ ở nhà, kiểm sốt quyền truy cập vào nội dung giải trí và thậm chí điều khiển từ xa
các thiết bị và tiết kiệm năng lượng.


1. Giám sát trẻ và thực hiện các thói quen hằng ngày dễ dàng
+ Quản lý các thiết bị từ bất kỳ thiết bị thông minh nào để tiết kiệm năng lượng.
Nhưng ngay cả khi hiểu biết về công nghệ như những đứa trẻ ngày nay, chúng vẫn có thể
quên tắt đèn, quạt và các thiết bị gia dụng. Bằng cách sử dụng hệ thống nhà thơng minh,
ta có thể giám sát việc sử dụng năng lượng trong nhà và dễ dàng truy cập vào tất cả công
nghệ nhà thông minh của bạn.

Đối với những đứa trẻ thường quên tắt đèn, các thiết bị thông minh với chức năng hẹn
giờ và cảm biến chuyển động có thể kiểm sốt các thiết bị và việc sử dụng điện, và hầu
hết các hệ thống an tồn tự động hóa trong nhà đều được điều khiển bởi các ứng dụng,
cho phép ta phản ứng từ xa và nhanh chóng trong các trường hợp khẩn cấp.
+ Đặt đồ ăn nhẹ và bổ sung những thứ cần thiết cho con bạn với tủ lạnh thông minh.
Tủ lạnh thơng minh nhanh chóng trở thành một trong những cơng nghệ thơng minh phổ
biến nhất cho gia đình và chúng bao gồm nhiều tùy chọn thân thiện với trẻ em: chuông
báo động để nhắc nhở trẻ em không để cửa tủ lạnh mở; trung tâm nhắn tin gia đình được
trang bị podcast và cơng thức nấu ăn; ứng dụng quản lý hàng tạp hóa (có thể đặt thức ăn
trực tiếp từ màn hình); và khả năng phát trực tuyến nhạc, chương trình truyền hình và
thơng tin giáo dục để giúp trẻ giải trí trong khi ta nấu ăn.
Tủ lạnh thơng minh tương thích với hầu hết các trung tâm tự động hóa gia đình và thậm
chí hoạt động với các trợ lý thông minh bao gồm Alexa, Google Home và Cortana. Nhiều
tủ lạnh mới cũng bao gồm các camera nhỏ bên trong mà ta có thể truy cập từ bất kỳ thiết
bị thơng minh nào. Bằng cách đó, ta có thể kiểm tra ta đã có những gì khi mua hàng tạp
hóa.
+ Giới hạn thời gian sử dụng thiết bị cho trẻ khi ta khơng có nhà.
Việc lạm dụng quá mức và nội dung không phù hợp đã khiến việc kiểm soát quyền truy
cập vào tivi, hệ thống trị chơi và các thiết bị giải trí khác trở thành một cơng cụ quan
trọng để giữ an tồn cho trẻ khi ở nhà.
Một số ứng dụng cho phép cha mẹ lên lịch thời gian mà trẻ có thể sử dụng TV và các
thiết bị điện tử khác, một số ứng dụng thậm chí cịn cho phép bạn tắt TV từ xa nếu ta
khơng có nhà. Hầu hết các TV thơng minh đều có cài đặt kiểm sốt nội dung để trẻ không
thể truy cập nội dung dành cho người lớn trên các kênh truyền hình hoặc dịch vụ phát
trực tuyến.


2. Chăm sóc sức khỏe và niềm vui của trẻ
+ Theo dõi sức khỏe của trẻ bằng hệ thống theo dõi sức khỏe thông minh.
Công nghệ nhà thông minh cho phép cha mẹ theo dõi sức khỏe của trẻ hơn bao giờ hết.

Ngoài việc sử dụng theo dõi video tại nhà để theo dõi em bé sơ sinh hoặc trẻ mới biết đi,
ta có thể sử dụng các tiện ích an tồn cho trẻ em như màn hình đeo được cung cấp thông
tin về nhiệt độ, nhịp thở và nhịp tim và khuyến khích trẻ tiếp tục vận động và ăn uống
lành mạnh hơn.
+ Tạo thói quen đi ngủ cho trẻ với hỗ trợ thông minh
Các chuyên gia về giấc ngủ khuyên nên tránh ánh sáng từ màn hình điện tử vào những
giờ trước khi đi ngủ. Công nghệ nhà thơng minh dành cho trẻ có thể giúp giờ đi ngủ trở
nên thư giãn hơn bằng cách tạo ra một thói quen ban đêm có thể đốn trước được. Các
hành động có thể xảy ra mà hệ thống có thể thực hiện bao gồm:
-

Đóng rèm mất điện tự động.
Giảm đèn.
Phát nhạc nhẹ, hát ru hoặc tiếng ồn trắng.
Tắt thiết bị điện tử vào những thời điểm đã định.
Công nghệ thông minh dành cho trẻ em thậm chí có thể đọc to sách của trẻ em khi
người lớn khơng có mặt.

+ Giám sát chất lượng khơng khí trong nhà cho bạn và con bạn.
Giữ an toàn cho trẻ em ở nhà bao gồm việc bảo vệ chúng khỏi các mối đe dọa từ mơi
trường. Với hệ thống an tồn tự động hóa tại nhà, giờ đây ta có thể nhận thơng tin cập
nhật từ máy dị khói và khí carbon monoxide đồng thời theo dõi nhiệt độ, carbon dioxide
và các hóa chất khác — tất cả đều đặc biệt hữu ích nếu trẻ bị hen suyễn hoặc dị ứng.
3. Giữ cho trẻ an toàn và tránh xa các khu vực nguy hiểm
+ Cài đặt cảm biến tủ và cửa để giữ cho trẻ tránh xa chất độc.
Trẻ sơ sinh và trẻ mới biết đi là lứa thích khám phá, đơi khi có thể khiến chúng gặp rắc
rối. May mắn thay, với sự trợ giúp của các thiết bị an toàn cho trẻ em như tủ thông minh
và cảm biến cửa, ta có thể ngăn trẻ khám phá những nơi khơng an tồn.
Các cảm biến gửi thơng báo đẩy đến điện thoại của bạn khi chúng cảm nhận được chuyển
động và có thể được cài đặt trên cả tủ đựng thuốc và vệ sinh một cách dễ dàng. Bằng

cách sử dụng các thiết bị an toàn này cho trẻ em, cha mẹ và người giám hộ có thể ngăn
trẻ nhỏ ăn phải hóa chất hoặc thuốc có hại.
+ Nhận biết trẻ đi vào các khu vực nguy hiểm tiềm ẩn.
Cảm biến thông minh là một trong những cách mới nhất để cải thiện sự an toàn cho trẻ ở
nhà và chúng có thể bảo vệ bên ngồi cũng như bên trong nhà. Cảm biến có thể cảnh báo
ta về chuyển động gần lò nướng thịt, kho dụng cụ và cổng vườn. Nếu nhà có hồ bơi, các
cảm biến có sẵn để phát hiện chuyển động xung quanh — hoặc trong — hồ bơi, cảnh báo
ngay lập tức nếu trẻ đi lang thang gần mặt nước.
+ Thiết lập đèn ngủ thơng minh giúp trẻ ngủ ngon và an tồn hơn vào ban đêm.
Khi đèn tắt vào ban đêm, phòng ngủ bình thường thân thiện của một đứa trẻ đột nhiên có
thể trở nên đáng sợ và xa lạ. Hệ thống chiếu sáng thơng minh có thể giúp trẻ cảm thấy
thoải mái vào ban đêm. Ngơi nhà thơng minh có thể điều khiển các bóng đèn điều chỉnh
độ sáng tiết kiệm năng lượng, từ từ làm mờ ánh sáng trong phòng khi bật đèn ngủ.
Đối với những chuyến đi đêm đơi khi đáng sợ vào phịng tắm, cảm biến chuyển động sẽ
bật đèn hành lang ở cài đặt thấp, cung cấp đủ ánh sáng để giúp trẻ em (và người lớn)
không vấp phải chướng ngại vật hoặc va vào tường.
4. Bảo vệ trẻ bằng Hệ thống an ninh và Tiện ích an toàn cho trẻ em
+ Kiểm tra trẻ ở nhà một mình bằng hệ thống giám sát video tại nhà.
Giám sát video tại nhà có nhiều ứng dụng để bảo vệ trẻ. Với các luồng trực tiếp được
phát trực tiếp đến thiết bị di động, ta có thể dễ dàng theo dõi hoạt động của trẻ bất cứ khi
nào người lớn vắng nhà.
Tự động hóa an ninh gia đình cũng cho phép ta theo dõi những ai ra vào nhà — một điều
quan trọng cần cân nhắc bất kể độ tuổi của trẻ. Các ứng dụng bảo mật thông minh cũng
có thể cảnh báo về hoạt động xung quanh khu nhà của bạn và bất kỳ chuyển động bất
thường nào trong hoặc xung quanh nhà.
+ Sử dụng ổ khóa thơng minh để giữ an tồn cho trẻ cả ngày và đêm.
Các thiết bị an tồn cho trẻ như khóa thơng minh đảm bảo an tồn nhất có thể khi người
lớn ra ngồi. Ứng dụng khóa thơng minh cho phép mở và khóa cửa từ thiết bị di động để

ta có thể khóa cửa trong trường hợp trẻ quên.


Ta có thể lập trình ứng dụng của mình để cấp quyền truy cập cho bạn bè và người thân
đáng tin cậy để họ có thể vào nhà mà khơng cần chìa khóa trong trường hợp trẻ cần sự trợ
giúp từ người lớn đáng tin cậy. Ta thậm chí sẽ nhận được thơng báo đẩy khi ai đó vào
hoặc ra khỏi nhà.
+ Sử dụng hàng rào địa lý để bảo vệ con bạn khi chúng đến và rời khỏi nhà của bạn.
Với các công cụ như hàng rào địa lý, cha mẹ có thể sử dụng các tiện ích an tồn để giúp
giữ an tồn cho con cái và ngơi nhà. Định vị địa lý sử dụng công nghệ GPS để tạo ranh
giới ảo thông báo cho ngôi nhà thông minh khi ta rời đi.
Ví dụ: ta có thể lập trình hàng rào địa lý để u cầu các tính năng bảo mật tự động hóa
trong nhà bật khi ta rời sân trước và có thể lập trình chúng để tắt khi trẻ trở về nhà. Bằng
cách đó, ta sẽ khơng phải lo lắng về việc cố gắng nhớ khóa cửa và bật hệ thống an ninh.
Đối với các bậc cha mẹ cũng cảnh giác với việc mất dấu con mình đang chơi bên ngồi,
ta có thể sử dụng thiết bị báo động khi trẻ ở gần để giữ chúng lại gần. Cảnh báo khoảng
cách của trẻ tạo ra một hàng rào ảo được xác định trước để cảnh báo cho bạn nếu trẻ đi
lang thang quá xa.

####### Ý tưởng mơ hình theo dõi vị trí
chính xác theo thời gian thực thông qua điện
thoại thông minh########
Đánh giá / Kết luận
Như vậy, với việc ứng dụng công nghệ IoT, các thiết bị trong cuộc sống có thể trực tiếp
kết nối và được điều khiển từ xa thông qua Internet, hạn chế sự tham gia trực tiếp từ con
người. Quá trình kết nối các yếu tố thực và ảo này không chỉ đánh dấu một bước phát
triển về cơng nghệ mà nó còn là tiền đề giúp thúc đẩy những bước phát triển mạnh mẽ
trong cuộc sống tương lai.
Trên thực tế, các yếu tố của công nghệ IoT dường như đã nhen nhóm xuất hiện cách đây
nhiều thập kỷ. Tuy nhiên, phải đến năm 1999, lần đầu tiên cụm từ Internet of Things

chính thức ra đời. Trong những năm tiếp theo, sự bùng nổ của công nghệ và sự lan tỏa
của mạng Internet đã tạo ra một nền tảng thuận lợi giúp IoT tiếp tục phát triển.
Công nghệ IoT hứa hẹn sẽ làm cho môi trường của chúng ta – nhà và văn phịng và
phương tiện của chúng ta – thơng minh hơn, dễ đo lường hơn và tốt hơn. Và đặc biệt,
việc ứng dụng cơng nghệ IoT vào việc chăm sóc trẻ em sẽ giảm tải được phần lớn công
việc cũng như áp lực của phụ huynh và công nghệ IoT sẽ đóng vai trị như là “bảo mẫu
thơng minh” của gia đình.