luận văn hệ thống thông tin kinh tế tìm hiểu về internet of things và đề xuất ứng dụng internet of think vào hệ thống chuỗi bán lẻ của tập đo

LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời gian học tập và rèn luyện tại trường, em đã nhận được sự chỉ
dẫn nhiệt tình từ các thầy cô bộ môn truyền cảm hứng học tập cho sinh viên. Là
sinh viên khoa Hệ thống thông tin kinh tế và Thương mại điện tử để góp phần
nghiên cứu các ứng dụng kiến thức môn học trong thực tế, tác giả đã nghiên
cứu đề tài “ tìm hiểu về Internet of things và đề xuất ứng dụng Internet of think
vào hệ thống chuỗi bán lẻ của tập đoàn Vingroup”. Để thực hiện được quá trình
nghiên cứu em xin bày tỏ lòng cảm ơn tới Ban giám hiệu trường Đại học
Thương Mại và các thầy cô giảng dạy đã tạo điều kiện và nền tảng để em
nghiên cứu đề tài. Đặc biệt em xin được gửi lời cảm ơn đặc biệt tới giảng viên
cô : Lê Thị Hoài, người hướng dẫn trực tiếp trong quá trình nghiên cứu của em.
Nhờ sự hướng dẫn và quan tâm chi tiết của cô mà em đã hoàn thành được bài
nghiên cứu của mình.Mặc dù đã cố gắng hết sức trong quá trình thực hiện đề tài,
xong vẫn còn nhiều mặt hạn chế. Vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý của
thầy cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn !
Tác giả
Lê Thị Bích.

1

1


MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Từ Tiếng Anh

IoT

Internet of things

CNTT
NNCNC
RFID

2

Internet vạn vật kết nối
Công nghệ thông tin

Radio frequency
identification

HVAC
TCP

Nghĩa Tiếng Việt

Transmission Control
Protocol

2

Nông nghiệp công nghệ cao
Nhận dạng tần số vô tuyến
điện
Hệ thống điều hòa không
khí

Giao thức điều khiển truyền
vận


DANH MỤC HÌNH VẼ
ST
T
1

Hình
,
2.1

Tên hình

Trang

Tỷ lệ người kết nối với IoT(nguồn Cisco)

8

2

2.2

Ví dụ về XMPP( nguồn: bkaii)

10

4

2.3

5

2.4

6

2.5

7

2.6

Các giao thức IoT cần giải quyết thời gian đáp ứng (nguồn: 13
electronicdesign)
Vận chuyển Telemetry Queue Queue (MQTT) thực hiện 14
một hệ thống hub-and-spoke.( nguồn: electronicdesign)
17
Báo cáo của Gartner về xu hướng IoT trong 10 năm
tới( nguồn: gartner)
Tốc độ phát triển của IoT( nguồn: Bkav)
20

11

3.1

27

12

3.2

Theo số liệu tháng 9/2017

29

13

3.3

Các thiết bị kết nối nhanh hơn

30

14

3.4

Khả năng phát triển của IoT( Bkav)

35

15

3.5

16

17
18

3.6
5.1
5.2

3

IoT kết nối sản phẩm, người bán và người mua

IoT kết nối các thiết bị ( FpT)
Hệ thống nhà thông minh
Quy trình quản lý kho
Quỷ trình mua sản phẩm

3

36
37
49
50


DANH MỤC BẢNG
STT Bảng Tên bảng
1
2.1
So sánh tốc độ truyền dữ liệu(nguồn: citron)
2

5.1
Báo cáo tài chính năm 2017 của tập đoàn Vingoup
(nguồn Vingoup)

4

4

Trang
12
47


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài
Từ khi cuộc cách mạng 4.0 bùng nổ cụm từ IoT được nhắc đến nhiều hơn,
nó không chỉn mở ra con đường mới cho thế giới mà nó còn hứa hẹn sẽ mang
lại những kết quả triển vọng cho các doanh nghiệp nắm bắt và ứng dụng IoT
trong hoạt động kinh doanh sản xuất của tổ chức.
Trên thế giới IoT được ứng dụng rất phổ biến, IoT có mặt trên hầu hết các
lĩnh vực từ công nghệ, y tế, giáo dục, bán lẻ…cho tới các hệ thống giao thông.
IoT mở ra cho doanh nghiệp nhiều lĩnh vực kinh doanh mới, giúp tiết kiệm các
chi phí không cần thiết, tiết kiệm thời gian. IoT giúp việc kết nối giữa các doanh
nghiệp và người dùng tiện lợi, nhận biết được tâm lý người dùng từ đó đưa ra
được các giải pháp phù hợp để đưa doanh nghiệp của họ phát triển bền vững.
Tại Việt Nam IoT tuy mới chỉ bước vào giai đoạn khởi đầu, nhưng IoT đã
cho thấy những hiệu quả đầu tiên mà nó mang lại cho doanh nghiệp Việt. Từ khi
IoT có những bước phát triển, các doanh nghiệp Việt đã nhanh chóng nắm bắt cơ

hội đó , hình thành một số ngành kinh doanh mới như nhà thông minh, các thiết
bị thông minh,…đã đem lại cơ hội kinh doanh không thể bỏ qua.
Vingoup là một tập đoàn lớn của Việt Nam, là một doanh nghiệp phát triển
đa lĩnh vực, nhưng Vingroup lại chưa áp dụng được triệt để IoT vào quá trình
kinh doanh. Nếu áp dụng được IoT vào quá trình kinh doanh sẽ giúp doanh
nghiệp này nâng cao được hiệu quả kinh doanh, nhất là trong lĩnh vực bán lẻ,
giúp Vingroup tiết kiệm dược những khâu kinh doanh không cần thiết trong
doanh nghiệp.
Tuy vậy để có thể áp dụng thành công IoT thì không phải doanh nghiệp nào
cũng có thể làm được. Vì vậy qua việc nghiên cứu đề tài có thể đưa ra một số
giải pháp giúp cho các doanh nghiệp nói chung và Vingruop nói riêng cải tiến
quá trình kinh doanh đạt hiệu quả cao hơn.

5


1.2.
1.2.1.

Tổng quan tình hình khách thể nghiên cứu trong và ngoài nước
Tình hình khách thể trên thế giới
Trong thời gian gần đây IoT là vấn đề được nhắc nhiều nhất trong lĩnh vực
công nghệ và thương mại điện tử cũng như truyền thông. Tuy nhiên vấn đề này
đã được nhều người nhìn nhận từ rất sớm từ đó đưa ra những nhận định và ý
kiến của riêng mình. Dưới đây là một số nghiên cứu điển hình trên thế giới.
Timothy Chou (20/10/2016), Precision, NXB Bách Khoa Hà Nội.
Tiến sĩ Timothy Chou đã tạo ra Precision để giới thiệu cho chúng ta những
điều cơ bản của Internet Industrial Things (IoT). Cuốn sách đề cập tới việc ứng
dụng IoT vào nông nghiệp được minh họa rất trực quan. Tiến sĩ Timothy Chou
cũng dẫn chứng việc canh tác nông nghiệp chính xác thông qua ứng dụng IoT sẽ

giúp giảm thiểu chi phí về nhiên liệu vận hành máy móc, phân bón, thuốc trừ
sâu… các khả năng ứng dụng các máy thu hoạch chính xác, có thể lên phương
án thu hoạch hiệu quả nhất trên cánh đồng từ việc máy móc phải di chuyển ít
hơn, giảm tác động của máy làm tổn hại đất trồng.
Maciej Kranz (11/20160), Buiding the enternet of things, NXB Wiley.
Maciej (Kranz), một trong những người tiên phong của IoT, đã nắm vững
các phương pháp hay nhất và kết hợp chúng với các hướng dẫn thiết thực để
giúp độc giả bắt đầu các chuyến đi IoT của riêng mình.
Cuốn sách này mô tả tác động, sự lan rộng và cơ hội phát sinh hàng ngày
và cách lãnh đạo doanh nghiệp có thể triển khai IoT ngày hôm nay để nhận ra
những lợi thế kinh doanh hữu hình. Thảo luận thảo luận về IoT từ một quan
điểm kinh doanh, chiến lược và tổ chức, và bao gồm các trường hợp sử dụng
minh hoạ hiệu ứng gợn sóng mà sự gián đoạn gần đây này mang lại chúng ta sẽ
học cách tạo ra một kế hoạch IoT khả thi phù hợp với chiến lược và định hướng
của tổ chức của mình và cách thực hiện chiến lược đó thành công bằng cách tích
hợp IoT vào tổ chức mình trong tương lai.
Đối với các nhà quản lý kinh doanh, câu hỏi lớn nhất xung quanh Internet
of Things là phải làm gì với nó. Cuốn sách này xem xét cách sử dụng IoT ngày
6


nay và sẽ được sử dụng trong tương lai để giúp con người tạo ra một kế hoạch
mạnh mẽ cho tổ chức như: Nắm bắt chiều sâu và bề rộng của Internet of Things,
Tạo một công thức IoT an toàn phù hợp với chiến lược của công ty, Tận dụng
những tiến bộ trong khi tránh gây gián đoạn cho người khác, Đòn bẩy ảnh
hưởng về mặt kỹ thuật, tổ chức và xã hội của IoT.
John E.Rosman (28 /10 /2016),The Amazon way on IoT, NXB John E.
Rossman.
Đây là cuốn sách giúp mọi người hiểu và xây dựng chiến lược IoT. Trong
bài phân tích chi tiết về cách tiếp cận của IoT và Amazon, John Rossman hướng

dẫn độc giả hiểu biết sâu sắc và kiến nghị trong các chiến lược và tư duy chuyển
đổi kinh doanh và xã hội.
The Amazon way on IoT giải thích cách kết hợp cảm biến, điện toán đám
mây và học máy có thể được sử dụng để cải thiện trải nghiệm của khách hàng,
cải tiến hoạt động và xây dựng mô hình kinh doanh mới. Rossman cung
cấp: Hướng dẫn thông qua các mê cung của các công nghệ mới nổi, kinh nghiệm
của khách hàng, và các mô hình kinh doanh, để đến một công thức vừa phải cho
tổ chức, các phương pháp chính để thành công từ playbook của master Amazon
như tạo ra những trải nghiệm của khách hàng liền mạch, cải tiến quy trình và
kinh doanh mới mô hình và các công cụ sử dụng như cảm biến, học máy và điện
toán đám mây, cách tiếp cận để giúp chúng ta giải quyết công nghệ, kinh doanh
và những thách thức nội bộ trong việc đổi mới với internet của sự vật.
The Amazon way on IoT dành cho những người kinh doanh muốn học các
trường hợp, các khái niệm chính, công nghệ và công cụ để giúp phát triển, giải
thích và thực hiện cách tiếp cận IoT của chính họ. Là một nhà lãnh đạo ở
Amazon, người đã tổ chức một ghế hàng ghế đầu trong những năm xây dựng,
Rossman hiểu được công ty mang tính biểu tượng tốt hơn hầu hết. Từ khi bắt
đầu chương trình người bán của bên thứ ba của Amazon để tấn công vào các
dịch vụ doanh nghiệp, ông đã chứng kiến tất cả - những thành công đáng kinh
ngạc, những thất bại ít được biết đến và những thử nghiệm với kết quả vẫn được
xác định.

7


Rossman một lần nữa khám phá trung tâm bí mật của Amazon.com, cùng
với các công ty hàng đầu khác. Ông kết hợp việc tập trung nhiều vào các công
nghệ IoT tinh vi và các chiến lược liên quan đến sự gia tăng của Amazon: hàng
chục triệu sản phẩm tồn kho, sức mạnh công nghệ của công ty, và nhiều sáng
kiến dịch vụ khách hàng như "một cú nhấp chuột."

1.2.2.

Tình hình khách thể tại Việt Nam
Tại Việt Nam IoT sự quan tâm từ chính phủ và rất nhiều các doanh nghiệp
đặc biệt là các doanh nghiệp ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất và kinh
doanh.từ đó các công trình nghiên cứu và hội thảo đã được mở ra để đi sâu tùm
hiểu về IoT. Dưới đây là một số công trình nghiên cứu và các hội thảo tiêu biểu:
Đặng Thị Hoa (12/2015), Nghiên cứu xu thế phát triển, những tác động
công nghê IoT và đề xuất gải pháp quản lý phù hợp”, tài liệu chưa được xuất
bản đã được sự đồng ý của tác giả.
Đề tài đã đề cập tới các vấn đề về: khái niệm IoT, kiến trúc mạng IoT gồm
có các hệ thống cảm biến, hạ thần kết nối, quy trình và con người, các vấn đề về
hệ sinh thái và mô hình kinh doanh IoT cũng như các vấn đề về quản lý dữ liệu
và an ninh và bảo mật. Đề tài còn chỉ ra tình hình ứng dụng IoT tại một số nước
phát triển tại Châu Á như Trung Quốc, Malaysia, Nhật Bản, Hàn Quốc…trong
đó có Việt Nam. Từ đó đưa ra các đề xuất và giải pháp cho IoT tại Việt Nam.
Nguyễn Việt Thắng (24/9/2015), Dữ liệu lớn và kiến trúc hạ tầng IoT trong
kết cấu hạ tầng đô thị tương lai, tham luận trình bày tại hội thảo toàn cảnh
CNTT Việt Nam lần thứ 20.
Trong nghiên cứu này ông Thắng đã chỉ ra thực trạng hệ thống giao thông
của Việt Nam hiện nay, những vấn đề còn tồn tại trong vấn đề về môi trường.
Đưa ra các dẫn chứng IoT đã cải tiến hệ thống gio thông như thế nào. Từ đó đề
xuất các giải pháp ứng dụng IoT cho hệ thống giao thông mà công ty ông đang
triển khai.
Trịnh Minh Phương (2016), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ IoT cho giàm
sat môi trường, tài liệu chưa được xuất bản đã được sự đồng ý của tác giả.

8

Đề tài đã đề cập tới các khái niệm, định nghĩa, đặc điềm của IoT. Vấn đề
liên quan tới thiết bị cảm biến không dây, các ứng dụng của thiết bị cảm ứng
không dây. Đề xuất xây dựng ứng dụng giám sát thông số môi trường
Ngày 12 tháng 5 năm 2017 đã diễn ra Hội thảo "Ứng dụng IoT trong phát
triển NNCNC" tại Hội chợ, triển lãm CNTT 2017 do Ông Từ Minh Thiện, Phó
BQL Khu NNCNC đứng đầu. Hội thảo đưa ra những vấn đề làm thế nào để có
thể ứng dụng IoT một cách hiệu quả vào nông nghiệp. Học hỏi những cách ứng
dụng công nghệ thông tin vào quản lý quá trình sản xuất nông nghiệp.
1.3.
1.3.1.
-

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Mục tiêu.
Nghiên cứu vai trò của IoT trong các lĩnh vực kinh tế ngày nay từ đó ứng dụng

1.3.2.
-

các thành tựu của IoT vào các doanh nghiệp Việt Nam
Xây dựng mô hình giả thiết ứng dụng IoT vào hệ thống bán lẻ của Vingoup
Nhiệm vụ.
Đi sâu và làm rõ các khái niệm, vấn đề xoay quanh IoT trong thời gian gần đây

-

và xu hướng IoT tương lai.
Nghiên cứu thực trạng, vai trò của IoT đến việc thúc đẩy sự nghiên cứu, phát

-

triển của các lĩnh vực trong đời sống
Đề xuất phương hướng và một số giải pháp cơ bản nhằm nâng cao hiệu quả ứng

1.4.
a)
b)
1.5.
-

dụng của IoT
Đề xuất ứng dụng IoT vào hệ thống bán lẻ của tập đoàn Vingroup.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng
Nghiên cứu về các ứng dụng IoT trong các lĩnh vực
Hệ thống bán lẻ của Vingoup.
Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết
Xây dựng mô hình thử nghiệm
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thu thập dữ liệu.
Đê phục vụ cho quá trình nghiên cứu, đề tài xử dụng phương pháp thu thập
dữ liệu thứ cấp thông qua việc nghiên cứu sách, báo, truyền thông, internet,…

-

Phương pháp phân tích dữ liệu
Đề tài sử dụng phương pháp phân tích dữ liệu định lượng
9

1.6.
1.6.1.
-

Tính mới của đề tài, ý nghĩa của đề tài với lý luận và thực tế
Tính mới của đề tài
Đề tài đi sâu vào tìm hiểu các ứng dụng của IoT trong các lĩnh vực kinh tế trong

-

và ngoài nước
Trình bày các ứng dụng mới và thành công trong thời gian gần đây nhất của các

-

doanh nghiệp
Đề xuất các giải pháp ứng dụng IoT cho doanh nghiệp, đề xuất ứng dụng IoT

1.6.2.
-

cho hệ thống bán lẻ Vingoup
Ý nghĩa của đề tài đối với lý luận và thực tế
Đưa ra và bổ sung các vấn đề lý thuyết về IoT
Trích dẫn các doanh nghiệp đã ứng dụng thành công IoT trên thế giưới cũng như
Việt Nam, từ đó giúp các doanh ngiệp có kinh nghiệm trong việc áp dụng IoT

-

vào kinh doanh
Giúp mọi người hiểu được tầm quan trọng của IoT trong thời đại công nghiệp
4.0
Kết cấu nghiên cứu
Ngoài các phần mở đầu, mục lục, phụ lục, kết luận kết cấu của đề tài được

1.7.

-

chia làm 4 phần:
Chương 1.Tổng quan nghiên cứu đề tài.
Chương 2. Một số vấn đề lý luận về Internet of think.
Chương 3. Thực trạng áp dụng Internet of thigs thế giới và tại Việt Nam.
Chương 4: Giải pháp ứng dụng Internet of things , đề xuất ứng dụng Internet of
thing vào chỗi bán lẻ của Vingroup.

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ VẤN ĐỀ LÝ LUẬN VỀ INTERNET OF THINK
2.1.

Lịch sử hình thành của Internet of things
IoT là một thuật ngữ dùng để chỉ các đối tượng có thể được nhận biết
(identifiable) cũng như chỉ sự tồn tại của chúng trong một kiến trúc mang tính
kết nối.
Thuật ngữ này được đưa ra bởi Kevin Ashton vào năm 1999. Ông là một
nhà khoa học đã sáng lập ra Trung tâm Auto-ID ở đại học MIT, nơi thiết lập các
quy chuẩn toàn cầu cho RFID (một phương thức giao tiếp không dây dùng sóng
10

radio) cũng như một số loại cảm biến khác. IoT sau đó cũng được dùng nhiều
trong các ấn phẩm đến từ các hãng và nhà phân tích.
"Vạn Vật", trong khái niệm này, có thể hướng đến đa dạng thiết bị như máy
theo dõi nhịp tim, máy phát đáp vi mạch sinh học trên gia súc, loài ctenoides
ales sinh sống tại vùng nước ven bờ biển, xe hơi với cảm biến tích hợp, thiết bị
phân tích ADN để quan sát môi trường, thức ăn, mầm bệnh, hoặc thiết bị chuyên
dụng để hỗ trợ lực lượng cứu hỏa trong hoạt động tìm kiếm cứu nạn. Nhiệu luật
gia gợi ý "Vạn Vật" nên được xem là "một tổng thể không thể tách rời của phần
cứng, phần mềm, dữ liệu và dịch vụ mạng".
Năm 1999, Kevin Ashton đã đưa ra cụm từ IoT nhằm để chỉ các đối tượng
có thể được nhận biết cũng như sự tồn tại của chúng.
Năm 2016, IoT khẳng định được bước tiến của mình nhờ sự hội tụ của
nhiều công nghệ, bao gồm truyền tải vô tuyến hiện diện dầy đặc, phân tích dữ
liệu thời gian thực, học máy, cảm biến hàng hóa, và hệ thống nhúng. Điều này
có nghĩa là tất cả các dạng thức của hệ thống nhúng cổ điển, như mạng cảm biến
không dây, hệ thống điều khiển, tự động hóa (bao gồm nhà thông minh và tự
động hóa công trình), …đều đóng góp vào việc vận hành IoT.
2.2.

Định nghĩa IoT
IoT: Là một cơ sở hạ tầng mang tính toàn cầu cho xã hội thông tin, mang
đến những dịch vụ tiên tiến bằng cách kết nối các “Things” (cả physical lẫn
virtual) dựa trên sự tồn tại của thông tin, dựa trên khả năng tương tác của các
thông tin đó, và dựa trên các công nghệ truyền thông.
Things: Đối với Internet Of Things, “Thing” là một đối tượng của thế giới
vật chất (physical things) hay thế giới thông tin ảo(virtual things). “Things” có

11

khả năng được nhận diện, và “Things” có thể được tích hợp vào trong mạng lưới
thông tin liên lạc.
IoT phải có 2 thuộc tính: một là đó phải là một ứng dụng internet. Hai là,
nó (nguồn Cisco)phải lấy được thông tin của vật chủ.

Hình 2.1: Tỷ lệ người kết nối với IoT
Nguồn Cisco
Điểm quan trọng của IoT đó là các đối tượng phải có thể được nhận biết
và định dạng. Nếu mọi đối tượng, kể cả con người, được "đánh dấu" để phân
biệt bản thân đối tượng đó với những thứ xung quanh thì chúng ta có thể hoàn
toàn quản lý được nó thông qua máy tính. Việc đánh dấu (tagging) có thể được
thực hiện thông qua nhiều công nghệ, chẳng hạn như RFID, NFC, mã vạch, mã
QR, watermark kĩ thuật số... Việc kết nối thì có thể thực hiện qua Wi-Fi, mạng
viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại...
Ngoài những kĩ thuật nói trên, nếu nhìn từ thế giới web, chúng ta có thể sử
dụng các địa chỉ độc nhất để xác định từng vật, chẳng hạn như địa chỉ IP. Mỗi
12


thiết bị sẽ có một IP riêng biệt không nhầm lẫn. Sự xuất hiện của IPv6 với không
gian địa chỉ cực kì rộng lớn sẽ giúp mọi thứ có thể dễ dàng kết nối vào Internet
cũng như kết nối với nhau.
2.3.

Cơ sở kĩ thuật của IoT
Theo nghiên cứu của trường đại học Duy Tân cơ sở kĩ thuật của IoT được
xây dựng dựa trên 5 yếu tố sau:

2.3.1.

Giao thức chính.
Trong IoT, các thiết bị phải giao tiếp được với nhau. Dữ liệu sau đó phải
được thu thập và gửi tới máy chủ. Máy chủ cũng có để chia sẻ dữ liệu với nhau,
có thể cung cấp lại cho các thiết bị, để phân tích các chương trình, hoặc cho
người dùng. Các giao thức có thể dùng trong IoT là:
- MQTT: một giao thức cho việc thu thập dữ liệu và giao tiếp cho các máy chủ
- XMPP: giao thức tốt nhất để kết nối các thiết bị với mọi người, một trường hợp
đặc biệt của mô hình D2S, kể từ khi người được kết nối với các máy chủ
- DDS: giao thức tốc độ cao cho việc tích hợp máy thông minh (D2D)
- AMQP: hệ thống hàng đợi được thiết kế để kết nối các máy chủ với nhau
(S2S)
MQTT(Message Queue Telemetry Transport), mục tiêu thu thập dữ liệu và
giao tiếp D2S. Mục đích là đo đạc từ xa, hoặc giám sát từ xa, thu thập dữ liệu từ
MQTT hoạt động đơn giản, cung cấp nhiều lựa chọn điều khiển và QoS.
MQTT không có yêu cầu quá khắt khe về thời gian, tuy nhiên hiều quả của nó là
rất lớn, đáp ứng tính thời gian thực với đơn vị tính bằng giây.
Các giao thức hoạt động trên nền tàng TCP, cung cấp các đáp ứng đơn giản,
đáng tin cậy.
XMPP ban đầu được gọi là "Jabber." Nó được phát triển cho các tin nhắn
tức thời (IM) để kết nối mọi người với những người khác thông qua tin nhắn văn
bản. XMPP là viết tắt của Extensible Messaging và Presence Protocol

13


Hình 2.2: Ví dụ về XMPP
Nguồn: bkaii
XMPP sử dụng định dạng văn bản XML, và cũng tương tự như MQTT
chạy, XMPP chạy trên nền tảng TCP, hoặc có thể qua HTTP trên TCP. Sức mạnh
chính của nó là một chương trình trong mạng

Internet khổng lồ.
XMPP sử dụng định dạng văn bản XML, và cũng tương tự như MQTT
chạy, XMPP chạy trên nền tảng TCP, hoặc có thể qua HTTP trên TCP. Sức mạnh
chính của nó là một chương trình trong mạng
Internet khổng lồ.

2.3.2.

Năng lực truyền thông
Địa chỉ IP được coi là yếu tố quan trọng trong IoT, khi mà mỗi thiết bị được

gán một địa chỉ IP riêng biệt. Do đó khả năng cấp phát địa chỉ IP sẽ quyết định
đến tương lai của IoT. Hệ thống địa chỉ IPv4 được tạo ra mới mục đích đánh cho
14


mỗi máy tính kết nối vào mạng internet một con số riêng biệt, giúp cho thông tin
có thể tìm tới đúng nơi cần đến ngay khi nó được chuyển đi từ bất cứ địa điểm
nào trên thế giới. Theo thiết kế, Ipv4 có thể cung cấp 2^32 (tương ứng với
khoảng 4,2 tỉ) địa chỉ IP, một con số lớn không tưởng cách đây 30 năm. Tuy
nhiên, sự bùng nổ mạnh mẽ của Internet đã khiến cho số lượng địa chỉ IP tự do
càng ngày càng khan hiếm. Mới đây, RIPE NCC - Hiệp hội các tổ chức quản lý
mạng Internet khu vực châu Âu phải đưa ra tuyên bố rằng họ đã sử dụng đến gói
địa chỉ IP chưa cấp phát cuối cùng (khoảng 1,8 triệu địa chỉ).
Và sự ra đời của IPv6 như là một giải pháp cứu sống kịp thời cho sự cạn
kiệt của IPv4. Độ dài bit của là 128. Sự gia tăng mạnh mẽ của IPv6 trong không
gian địa chỉ là một yếu tố quan trọng trong phát triển Internet of Things.

2.3.3.

Công suất thiết bị
Các tiêu chí hình thức chính của thiết bị khi triển khai một ứng dụng IoT là

phải giá thành thấp, mỏng, nhẹ…và như vậy phần năng lượng nuôi thiết bị cũng
sẽ trở nên nhỏ gọn lại, năng lượng tích trữ cũng sẽ trở nên ít đi. Do đó đòi hỏi
thiết bị phải tiêu tốn một công suất cực nhỏ để sử dụng nguồn năng lượng có hạn
đó. Bên cạnh đó yêu cầu có những giao thức truyền thông không dây gọn nhẹ
hơn, đơn giản hơn, đòi hỏi ít công suất hơn (Low Energy Wireless Technologies)
như Zigbee, BLE (Bluetooth low energy), ANT/ANT+, NIKE+,..

15


Bảng 2.1: So sánh tốc độ truyền dữ liệu
Nguồn: cytron

2.3.4.

Công nghệ cảm biến (Sensor Technology)
Trong Internet of Things, cảm biến đóng vai trò then chốt, nó đo đạt cảm

nhận giá trị từ môi trường xung quanh rồi gửi đến bộ vi xử lý sau đó được gửi
lên mạng. Chúng ta có thể bắt gặp một số loại cảm biến về cảnh báo cháy rừng,
cảnh báo động đất, cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm,..Để giúp cho thiết bị kéo
dài được thời gian sống hơn thì đòi hỏi cảm biến cũng phải tiêu hao một lượng
năng lượng cực kỳ thấp. Bên cạnh đó độ chính xác và thời gian đáp ứng của cảm
biến cũng phải nhanh. Để giá thành của thiết bị thấp thì đòi hỏi giá cảm biến
cũng phải thấp.

16

2.3.5.

Thời gian đáp ứng

Hình 2.3: Các giao thức IoT cần giải quyết thời gian đáp ứng
Nguồn: electronicdesign
Thời gian đáp ứng phải đảm bảo tính thời gian thực, sao cho hàng ngàn các
node mạng có thể truy cập vào hệ thống mà không xảy ra hiện tượng nghẽn
mạng. Với các ứng dụng D2D, thời gian đáp ứng trong khoảng 10us đến 10ms,
trong khi ứng dụng D2S, thời gian này là 10ms đến 1s. Với các ứng dụng S2S,
không có yêu cầu khắt khe về thời gian đáp ứng, tuy nhiên thông thường yêu cầu
từ 3 đến 5s.
Nhiều thiết bị và vận chuyển dữ liệu đó đến máy trạm với ít xung đột nhất.
MQTT nhắm đến các mạng lớn của các thiết bị nhỏ mà cần phải được theo dõi
hoặc kiểm soát từ các đám mây

17


Hình 2.4 : Vận chuyển Telemetry Queue Queue (MQTT) thực hiện một hệ
thống hub-and-spoke.
nguồn: electronicdesign
2.4.
2.4.1.

Đặc điểm của IoT
Thông minh
Sự thông minh và tự động trong điều khiển thực chất không phải là một

phần trong ý tưởng về IoT. Các máy móc có thể dễ dàng nhận biết và phản hồi
lại môi trường xung quanh (ambient intelligence), chúng cũng có thể tự điều
khiển bản thân (autonomous control) mà không cần đến kết nối mạng. Tuy
nhiên, trong thời gian gần đây người ta bắt đầu nghiên cứu kết hợp hai khái
niệm IoT và autonomous control lại với nhau. Tương lai của IoT có thể là một
mạng lưới các thực thể thông minh có khả năng tự tổ chức và hoạt động riêng lẻ
tùy theo tình huống, môi trường, đồng thời chúng cũng có thể liên lạc với nhau
để trao đổi thông tin, dữ liệu. Việc tích hợp trí thông minh vào IoT còn có thể
giúp các thiết bị, máy móc, phần mềm thu thập và phân tích các dấu vết điện tử
của con người khi chúng ta tương tác với những thứ thông minh, từ đó phát hiện
18


ra các tri thứcmới liên quan tới cuộc sống, môi trường, các mối tương tác xã hội
2.4.2.

cũng như hành vi con người.
Kiến trúc dựa trên sự kiện
Các thực thể, máy móc trong IoT sẽ phản hồi dựa theo các sự kiện diễn ra
trong lúc chúng hoạt động theo thời gian thực. Một số nhà nghiên cứu từng nói
rằng một mạng lưới các sensor chính là một thành phần đơn giản của IoT

2.4.3.

Là một hệ thống phức tạp
Trong một thế giới mở, IoT sẽ mang tính chất phức tạp bởi nó bao gồm một
lượng lớn các đường liên kết giữa những thiết bị, máy móc, dịch vụ với nhau,
ngoài ra còn bởi khả năng thêm vào các nhân tố mới.

2.4.4.

Kích thước
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.

2.4.5.

Vấn đề không gian, thời gian
Trong IoT, vị trí địa lý chính xác của một vật nào đó là rất quan trọng. Hiện
nay Internet chủ yếu được sử dụng để quản lý thông tin được xử lý bởi con
người. Do đó những thông tin như địa điểm, thời gian, không gian của đối tượng
không mấy quan trọng bởi người xử lý thông tin có thể quyết định các thông tin
này có cần thiết hay không, và nếu cần thì họ có thể bổ sung thêm. Trong khi đó,
IoT về lý thuyết sẽ thu thập rất nhiều dữ liệu, trong đó có thể có dữ liệu thừa về
địa điểm, và việc xử lý dữ liệu đó được xem như không hiệu quả. Ngoài ra,việc
xử lý một khối lượng lớn dữ liệu trong thời gian ngắn đủ để đáp ứng cho hoạt
động của các đối tượng cũng là một thách thức hiện nay.

2.4.6.

Luồng năng lượng mới
Hiện nay, IoT đang trải qua giai đoạn phát triển "bộc phát" và điều này xảy
ra nhờ vào một số nhân tố, trong đó gồm IPv6, 4G, chi phí, tính sẵn có của công
nghệ. Gary Atkinson, Giám đốc tiếp thị sản phẩm nhúng của ARM cho rằng, đã
19


có nhiều thiết bị chứng tỏ rằng có thể thu thập dữ liệu và truyền tải dữ liệu trên

mạng nhưng chỉ có giá khoảng 40USD/sản phẩm. Hiện nay, chúng ta có thể nhìn
thấy các bộ vi điều khiển 32-bit nền tảng ARM có giá dưới chỉ trên dưới 1USD
(chỉ ở 23.000 đồng - thời giá tháng 4/2017). Với bộ vi điều khiển này, con người
có thể làm nhiều điều trên đó. Thu thập và truyền dữ liệu rẻ hơn nhiều: chỉ 50 xu
cho một bộ vi điều khiển 32-bit của ARM
ARM đã "nhanh chân" trong việc nhận ra rằng, ổ đĩa có xu hướng sử dụng
các bộ vi điều khiển 32-bit là giải pháp cho những người có ý định thực hiện
một số quyết định của riêng họ theo một cách tự động. Gary tin rằng, khả năng
của các bộ vi điều khiển này ngày càng tăng, điều này có nghĩa là người dùng có
thể làm những điều mà trước đây là bất khả.
Trong 5 năm tiếp theo, chúng ta sẽ thấy ngày càng có nhiều thiết bị trên thị
trường. Những thách thức đang diễn ra là quản lý dữ liệu và chuyển sang IPv6
(IPv6 đã sẵn sàng và chạy với địa chỉ đã được cấp phát. IPv4 đã cạn kiệt và 2011
chỉ còn lại những địa chỉ cuối cùng).
Axel Pawlik, Giám đốc Quản lý của RIPE NCC lý giải tại sao IPv6 cần
thiết cho tương lai của IoT, với IPv6 chúng ta sẽ có lượng địa chỉ phong phú và
điều này sẽ mở ra khả năng gán địa chỉ cho mỗi thiết bị (gadget) và chip. Các
giải pháp sẽ dễ dàng và đơn giản hơn, rõ ràng hơn, có thể phục hồi đến từng mục
địa chỉ riêng, và phạm vi phát triển vô cùng to lớn.
Lan Pearson, nhà tương lai học với thành tích ấn tượng tại những hãng như
BT, Canon và Fujitsu cho rằng, những gì mà chúng ta thấy ở đây là chưa có tiền
lệ hội tụ và phát triển nhanh chóng, không giống như bất kỳ điều gì chúng ta
từng thấy trước đó. Động lực cho việc này chính là áp lực hướng đến công nghệ
mới, để giúp chúng ta tạo ra những chiếc máy tính nhanh hơn, những ổ đĩa có
tốc độ quay nhanh
2.5.

Các lĩnh vực ứng dụng IoT

20

Theo Gartner, Inc. (một công ty nghiên cứu và tư vấn công nghệ), sẽ có gần
26 tỷ thiết bị trên IoT vào năm 2020. ABI Research ước tính rằng hơn 30 tỷ thiết
bị sẽ được kết nối không dây với "Kết nối mọi thứ" (Internet of Everything) vào
năm 2020.

Hình 2.5 :Báo cáo của Gartner về xu hướng IoT trong 10 năm tới
Nguồn: gartner
Tích hợp với mạng Internet có nghĩa rằng thiết bị này sẽ sử dụng một địa
chỉ IP như là một định danh duy nhất. Tuy nhiên, do sự hạn chế không gian địa
chỉ của IPv4 (cho phép 4,3 tỷ địa chỉ duy nhất), các đối tượng trong IOT sẽ phải
sử dụng IPv6 để phù hợp với không gian địa chỉ cực kỳ lớn cần thiết . Các đối
tượng trong IoT sẽ không chỉ có các thiết bị có khả năng cảm nhận xung quanh,
mà còn cung cấp khả năng truyền động (ví dụ, củ hoặc khóa điều khiển thông
qua Internet) Ở một mức độ lớn, tương lai của Internet of Things sẽ không thể
không có sự hỗ trợ của IPv6; và do đó việc áp dụng toàn cầu của IPv6 trong
những năm tới sẽ rất quan trọng cho sự phát triển thành công của IOT trong
tương lai.
21


Khả năng kết nối vào mạng của thiết bị nhúng với CPU, bộ nhớ giới hạn và
năng lượng bền bỉ. IoT được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực. Hệ thống như
vậy có thể có nhiệm vụ thu thập thông tin trong các thiết lập khác nhau, từ
các hệ sinh thái tự nhiên cho các tòa nhà và các nhà máy, do đó việc tìm kiếm
các ứng dụng trong lĩnh vực cảm biến môi trường và quy hoạch đô thị.
Mặt khác, hệ thống IoT cũng có thể thực hiện các hành động, không chỉ
cảm nhận mọi thứ xung quanh. Hệ thống mua sắm thông minh, ví dụ, có thể
theo dõi thói quen mua người dùng cần ở một cửa hàng bằng cách theo dõi điện

thoại di động của họ. Người dùng sau đó có thể được cung cấp các cập nhật trên
sản phẩm yêu thích của họ, hoặc thậm chí là vị trí của các mục mà họ cần, hay tủ
lạnh của họ cần. Tất cả đã tự động chuyển vào điện thoại. ví dụ bổ sung các cảm
biến trong các ứng dụng phản ứng lại với nhiệt độ môi trường, điện và quản
lý năng lượng, cũng như hỗ trợ hành trình của các hệ thống giao thông vận tải
Tuy nhiên, các ứng dụng của IoT không chỉ giới hạn trong các lĩnh vực này.
Trường hợp sử dụng chuyên ngành khác của IoT cũng có thể tồn tại. Một cái
nhìn tổng quan về một số lĩnh vực ứng dụng nổi bật nhất được cung cấp ở đây.
Dựa trên các miền ứng dụng, sản phẩm IoT có thể chia thành năm loại khác
nhau: thiết bị đeo thông minh, nhà thông minh, thành phố thông minh, môi
trường thông minh, và doanh nghiệp thông minh. Các sản phẩm và giải pháp IoT
trong mỗi thị trường có đặc điểm khác nhau.
IoT có ứng dụng rộng vô cùng, có thể kể ra một số lĩnh vực như sau: Quản
lý chất thải, Quản lý và lập kế hoạch quản lý đô thị, Quản lý môi trường, Phản
hồi trong các tinh huống khẩn cấp, Mua sắm thông minh, Quản lý các thiết bị cá
nhân, Đồng hồ đo thông minh, Tự động hóa ngôi nhà
Một trong những vấn đề với IoT đó là khả năng tạo ra một ứng dụng IoT
nhanh chóng. Để khắc phục, hiện nay nhiều hãng, công ty, tổ chức trên thế giới
đang nghiên cứu các nền tảng giúp xây dựng nhanh ứng dụng dành cho IoT.

22


Đại học British Columbia ở Canada hiện đang tập trung vào một bộ toolkit
cho phép phát triển phần mềm IoT chỉ bằng các công nghệ/tiêu chuẩn Web cũng
như giao thức phổ biến. Công ty như ioBridge thì cung cấp giải pháp kết nối và
điều khiển hầu như bất kì thiết bị nào có khả năng kết nối Internet, kể cả đèn
bàn, quạt máy...
Broadcom mới đây cũng đã giới thiệu hai con chip có mức tiêu thụ điện
thấp và giá rẻ dành cho các thiết bị "Internet of things". SoC đầu tiên,

BCM4390, được tích hợp một bộ thu phát sóng Wi-Fi 802.11 b/g/n hiệu suất cao
để có thể dùng với các vi điều khiển 8 hoặc 16-bit. Broadcom nói rằng sản phẩm
này có thể dùng trong các nồi nấu ăn thông minh, bóng đèn, hệ thống an ninh
cũng như các thiết bị gia dụng có khả năng điều khiển và quản lý từ xa. SoC thứ
hai, BCM20732, thì được tích hợp bộ thu phát tín hiệu Bluetooth và nhắm đến
những máy móc như bộ đo nhịp tim, bộ đo bước chạy, thiết bị cảnh báo khi có
vật gì đến gần hoặc ổ khóa cửa thông minh. Broadcom cũng đã đóng góp các tập
lệnh phần mềm hỗ trợ cho cả công nghệ Bluetooth thường và Bluetooth Smart
vào dự án Android Open Source (AOSP). Hiện bản mẫu của hai con chip này
đang được giao đến đối tác phần cứng và dự kiến sẽ được sản xuất đại trà trong
quý 4 năm nay.
2.5.1. Quản lý hạ tầng

Giám sát và kiểm soát các hoạt động của cơ sở hạ tầng đô thị và nông
thôn như cầu, đường ray tàu hỏa, và trang trại là một ứng dụng quan trọng của
IoT. Các cơ sở hạ tầng IoT có thể được sử dụng để theo dõi bất kỳ sự kiện hoặc
những thay đổi trong điều kiện cơ cấu mà có thể thỏa hiệp an toàn và làm tăng
nguy cơ. Nó cũng có thể được sử dụng để lập kế hoạch 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 của các cơ sở này. Thiết bị IoT cũng có
thể được sử dụng để kiểm soát cơ sở hạ tầng quan trọng như cầu để cung cấp
truy cập vào tàu. Cách sử dụng của các thiết bị iốt để theo dõi và hạ tầng hoạt
động có khả năng cải thiện quản lý sự cố và phối hợp ứng phó khẩn cấp, và chất
23


lượng dịch vụ, tăng lần và giảm chi phí hoạt động trong tất cả các lĩnh vực cơ sở
hạ tầng liên quan. Ngay cả các lĩnh vực như quản lý chất thải đứng được hưởng
lợi từ tự động hóa và tối ưu hóa có thể được đưa vào bởi IoT.
2.5.2. Y tế

Thiết bị IoT có thể được sử dụng để cho phép theo dõi sức khỏe từ xa và hệ
thống thông báo khẩn cấp. Các thiết bị theo dõi sức khỏe có thể dao động
từ huyết áp và nhịp tim màn với các thiết bị tiên tiến có khả năng giám sát cấy
ghép đặc biệt, chẳng hạn như máy điều hòa nhịp hoặc trợ thính tiên tiến. cảm
biến đặc biệt cũng có thể được trang bị trong không gian sống để theo dõi sức
khỏe và thịnh vượng chung là người già, trong khi cũng bảo đảm xử lý thích hợp
đang được quản trị và hỗ trợ người dân lấy lại mất tính di động thông qua điều
trị là tốt. thiết bị tiêu dùng khác để khuyến khích lối sống lành mạnh, chẳng hạn
như, quy mô kết nối hoặc máy theo dõi tim mạch, cũng là một khả năng của IoT.
2.5.3. Xây dựng và tự động hóa nhà

Thiết bị IoT có thể được sử dụng để giám sát và kiểm soát các hệ thống cơ
khí, điện và điện tử được sử dụng trong nhiều loại hình tòa nhà. Hệ thống tự
động hóa, như các tòa nhà tự động hóa hệ thống, thường được sử dụng để điều
khiển chiếu sáng, sưởi ấm, thông gió, điều hòa không khí, thiết bị, hệ thống
thông tin liên lạc, giải trí và các thiết bị an ninh gia đình để nâng cao sự tiện lợi,
thoải mái, hiệu quả năng lượng và an ninh.
2.5.4. Giao thông

24


Hình 2.6: Tốc độ phát triển của IoT
Nguồn: gartner
Các sản phẩm IoT có thể hỗ trợ trong việc tích hợp các thông tin liên lạc,
kiểm soát và xử lý thông tin qua nhiều hệ thống giao thông vận tải. Ứng dụng
của IoT mở rộng đến tất cả các khía cạnh của hệ thống giao thông, tức là xe, cơ
sở hạ tầng, và người lái xe hoặc sử dụng. Năng động, tương tác giữa các thành
phần của một hệ thống giao thông vận tải cho phép truyền thông giữa nội và xe

cộ, điều khiển giao thông thông minh, bãi đậu xe thông minh, hệ thống thu phí
điện tử, quản lý đội xe, điều khiển xe, an toàn và hỗ trợ đường bộ.
2.6.
2.6.1.

Lợi ích và khó khăn khi triển khia IOT
Lợi ích
25