Đơn vị công tác: Khoa Công nghệ thông tin - Trường Đại học Công nghệ Quản lý Hải Phòng. Em xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ thông tin, đặc biệt là thầy Nguyễn Trọng Thể, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình làm bài.
Giới thiệu tổng quan
- Vấn đề hiện nay
- Câu hỏi nghiên cứu
- Các vấn đề liên quan
- Phác thảo
Loại thiết kế chủ đạo nào có thể cùng tồn tại với các tiêu chuẩn mở? Hơn nữa, các tiêu chuẩn có thể cung cấp các giải pháp thực hiện hiệu quả về mặt chi phí.
Cơ sở lý thuyết
- Hệ thống kĩ thuật phức tạp
- Thiết kế ưu thế
- Tiêu chuẩn hóa công nghệ
- Khách hàng tiềm năng
- Tóm lược
Các thành phần bao gồm các công nghệ được thiết lập với các tiêu chuẩn liên quan ở cấp độ thành phần. Do đó, tiêu chuẩn công nghệ đại diện cho sự lựa chọn tập thể được thúc đẩy bởi sự đánh đổi.
Phương pháp luận
Nghiên cứu thiết kế
Thu thập dữ liệu
Người ta đã lên kế hoạch phỏng vấn một số người trả lời từ các tập đoàn xử lý các vấn đề tiêu chuẩn hóa liên quan đến IoT để thu thập những hiểu biết sâu sắc ở cấp công ty về chiến lược tiêu chuẩn. Để đề cập đến dữ liệu, bao gồm các công nghệ và tiêu chuẩn phù hợp với mô hình IoT mới, chỉ là các thuật ngữ. Những nỗ lực tiêu chuẩn hóa nào đã được thực hiện trong quá khứ và tại sao chúng (không) thành công.
Và đây là cách những người chơi chủ chốt trong lĩnh vực này định hình các tiêu chuẩn.
Phân tích dữ liệu
Sau khi quá trình mã hóa mở hoàn tất, các khái niệm được sắp xếp và nhóm lại theo các chủ đề cụ thể để tạo ra một cái nhìn tổng quan. Trong quá trình mã hóa theo trục, các kết nối được tạo ra giữa các khái niệm ban đầu bằng cách liên hệ chúng với bối cảnh, hậu quả hoặc nguyên nhân. Các khái niệm không thể liên quan đến các khái niệm khác hoặc dường như không liên quan đến khung lý thuyết sẽ bị rút khỏi phân tích sâu hơn.
Điều này dẫn đến các phạm trù bao gồm các mối quan hệ giữa các khái niệm ban đầu và các điều kiện tạo ra chúng, về mặt khái niệm dựa trên khung lý thuyết.
Các tiêu chuẩn và giao thức có trong IoT
Mạng di động(Cellular)
Mạng di động (Hình 4.1) là mạng không dây được phân bổ trên mặt đất thông qua các ô trong đó mỗi ô bao gồm một vị trí thu cố định được gọi là trạm gốc. Các tế bào này cùng nhau cung cấp vùng phủ sóng vô tuyến trên các khu vực lớn hơn. Đối với các ứng dụng IoT/M2M yêu cầu khoảng cách liên lạc xa hoặc không bị giới hạn bởi khoảng cách địa lý, việc lựa chọn truyền dữ liệu qua mạng điện thoại di động GPRS/3G/LTE là một lựa chọn tuyệt vời.
Tất cả các phương tiện liên lạc qua mạng di động đều hỗ trợ đầu vào từ cổng serial hoặc Ethernet nên việc tích hợp các giải pháp truyền thông không dây không còn khó khăn hay bị giới hạn bởi các yếu tố khách quan khác.
Mạng Wifi
- Wi-Fi là gì?
- Cách thức hoạt động của sóng Wifi
Bộ điều hợp không dây (hoặc bộ chuyển đổi tín hiệu không dây) của máy tính của bạn chuyển đổi dữ liệu thành tín hiệu vô tuyến và truyền các tín hiệu này bằng ăng-ten. Sóng vô tuyến được sử dụng cho WiFi tương tự như sóng vô tuyến được sử dụng bởi các thiết bị cầm tay, điện thoại di động và các thiết bị khác. Tần số này cao hơn tần số sử dụng cho điện thoại di động, thiết bị cầm tay và tivi.
Nhảy tần giúp giảm nhiễu và cho phép nhiều thiết bị kết nối không dây cùng một lúc.
Bluetooth
- Bluetooth là gì
- Vai trò của Bluetooth
Có ba tư cách thành viên có thể có: Người nhận nuôi (cấp thấp nhất), Người liên kết và Người quảng bá (cấp cao nhất). Chúng chỉ có thể được truy cập bởi một nhóm thành viên được chọn. Bằng cách này, dữ liệu có thể được truyền giữa các cảm biến Bluetooth và đám mây.
Một số lượng lớn các công ty đã tham gia SIG, điều đó có nghĩa là nhiều thiết bị có thể kết nối với nhau qua Bluetooth.
Zigbee
- ZigBee là gì và nó có thể được sử dụng như thế nào?
- Lợi ích và nhược điểm của Zigbee
- Vai trò của 6LoWPAN
Cài đặt dễ dàng: Việc cài đặt thiết bị bằng ZigBee rất dễ dàng. Kết nối Internet: Bạn có thể dễ dàng điều khiển các thiết bị thông qua kết nối Internet từ mọi nơi trên thế giới. Nó nhằm mục đích cung cấp kết nối IoT ngay cả đối với các thiết bị rất nhỏ' (A11).
Trước 6LoWPAN, một lớp ứng dụng phức tạp yêu cầu các cổng để cho phép các thiết bị như ZigBee, Bluetooth và các hệ thống độc quyền kết nối với Internet.
Z-Wave
- Z-Wave là gì và nó có thể được sử dụng như thế nào?
- Lợi ích và hạn chế của công nghệ Z-wave?
- Vai trò của Z-Wave
2] Đặc điểm của nó làm cho công nghệ này phù hợp để ứng dụng trong tự động hóa gia đình với các cảm biến và bộ truyền động, giám sát và điều khiển chiếu sáng đường phố và khu dân cư. Có thể kết nối đồng thời tối đa 232 thiết bị, khoảng cách kết nối tối thiểu 15m với nhiều vật cản và hơn 50m không vật cản. Mọi thiết bị được chứng nhận Z-Wave sẽ hoạt động cùng nhau.
Trước khi mua, hãy kiểm tra xem các thiết bị Z-Wave có hoạt động cùng nhau hay không.
AllJoyn
- AllJoyn là gì và nó có thể được sử dụng như thế nào?
- Vai trò của Alljoyn
AllJoyn khác với các công nghệ được đề cập trước đó ở chỗ nó hoàn toàn là nguồn mở; Bất cứ ai cũng có thể sử dụng AllJoyn mà không cần phải trở thành thành viên của liên minh (A63). 2] Các công ty có thể tham gia bằng cách điền vào Tuyên bố gia nhập và Thỏa thuận. Những người dùng này cung cấp cái nhìn sâu sắc về nhu cầu của người dùng có thể được đáp ứng bởi các sản phẩm do các công ty liên minh sản xuất.
Ngoài ra, không phải tất cả người dùng đều có thể hoặc sẵn sàng tạo phần mềm/sản phẩm của riêng mình.
Thread
- Thread là gì?
- Vai trò của Thread
Tuy nhiên, vì không có con số chính xác về dòng sản phẩm của AllJoyn nên không thể xác định liệu việc sử dụng AllJoyn có mang lại sản phẩm đáp ứng tốt hơn nhu cầu của người dùng trong thực tế hay không. Thread sử dụng các công nghệ hiện có và sử dụng những phần tốt nhất của mỗi công nghệ để cung cấp cách tốt hơn (tức là không có điểm lỗi duy nhất, kết nối đơn giản và tiêu thụ điện năng thấp) để kết nối các sản phẩm trong nhà. Đối với người tiêu dùng, điều này có nghĩa là họ có thể kết nối các thiết bị Thread với nhau và trên đám mây để dễ dàng kiểm soát và truy cập từ mọi nơi.
Thread muốn củng cố vị thế của mình bằng cách một mặt hợp tác với ZigBee (một thương hiệu mạnh liên quan đến các ứng dụng tự động hóa gia đình) và mặt khác bằng cách cung cấp nền tảng nguồn để thu hút sự tham gia của người dùng vào việc thiết kế và phát triển hơn nữa của Thread .
NFC
- NFC là gì và nó có thể được sử dụng như thế nào?
- Tiêu chuẩn của NFC
Diễn đàn NFC phát triển các thông số kỹ thuật và cơ chế thử nghiệm để cho phép NFC an toàn và có thể tương tác trên toàn thế giới. Thông số kỹ thuật NFC chỉ có thể được truy cập bởi các thành viên. Nó được thiết kế cho các mục đích khác nhưng cũng có thể được sử dụng cho các ứng dụng IoT. IoT ngày càng trở nên phổ biến hơn trong những ngày này.
Đối với người tiêu dùng, NFC có thể so sánh với Bluetooth ở một số chức năng.
LoRaWAN(Low–Power, Wide-Area Networks)Mạng công suất thấp, diện rộng
- LoRaWAN là gì và nó có thể được sử dụng như thế nào?
- Tiêu chuẩn của LoRaWAN
Công nghệ LoRaWAN lý tưởng để nhắm mục tiêu vào các cảm biến chạy bằng pin và các ứng dụng tiêu thụ điện năng thấp. Các thành viên của liên minh bao gồm các công ty công nghệ hàng đầu như IBM, ZTE, Bouygues và Semtech. Mặc dù trên thị trường đã có nhiều công nghệ có thể được sử dụng cho các ứng dụng IoT nhưng rõ ràng việc các công ty giới thiệu công nghệ mới và hợp tác dưới hình thức liên minh vẫn rất hấp dẫn.
Khi IoT vẫn đang phát triển, các công nghệ mới cũng đang được phát triển với những đặc tính được cải thiện so với các công nghệ đã có.
Dự án mã nguồn mở
- Kaa
- OpenRemote
- Arduino
Trong Designer, người dùng có thể định cấu hình hệ thống thiết bị và dịch vụ web. Với KinomaJS, nhà phát triển có thể xây dựng ứng dụng thiết bị bằng JavaScript. Các thiết bị Z-Wave chạy bằng pin có thể tồn tại trong nhiều năm nhưng chủ yếu tập trung vào tự động hóa gia đình.
Phần mềm này có thể làm trung gian giữa các ứng dụng chạy trên các công nghệ khác nhau, gọi là middleware.
Các giao thức được sử dụng trong IoT
- MQTT (Message Queue Telemetry Transport) Vận chuyển từ xa hàng đợi
- CoAP (Constrained Applications Protocol) Giao thức ứng dụng bị ràng
- DDS (Data Distribution Service) dịch vụ phân phối dữ liệu
- XMPP (Extensible Messaging và Presence Protocol) Giao thức hiện diện và
MQTT là một giao thức khá nhẹ nên có thể sử dụng để liên lạc hai chiều trong các mạng có độ trễ cao, độ tin cậy thấp và cũng tương thích với các thiết bị tiêu thụ điện năng thấp. CoAP sử dụng UDP (Giao thức gói dữ liệu người dùng), không hỗ trợ TCP, nhưng cũng hỗ trợ các địa chỉ quảng bá và multicast, giao tiếp CoAP thông qua các gói dữ liệu không kết nối có thể được sử dụng trên các giao thức truyền thông dựa trên gói khác. AMQP[1] là giao thức chuyển tiếp các gói ở lớp ứng dụng để thay thế các hệ thống liên lạc độc quyền và không tương thích.
Không giống như các giao thức khác, AMQP là giao thức dây có khả năng thể hiện thông điệp theo các định dạng dữ liệu và có thể được triển khai bằng nhiều ngôn ngữ lập trình.
Thiết kế, lắp đặt, thi công
Thiết kế
Lắp đặt và thi công
Bản thân những công nghệ này đã được tiêu chuẩn hóa trong ngành mà chúng được tạo ra. Việc tiêu chuẩn hóa các công nghệ đã được thiết lập cho phép IoT được đặc trưng bởi: Đặc điểm kỹ thuật cốt lõi của công nghệ được tạo ra ban đầu có thể được phát triển cho các mục đích khác ngoài IoT.
Các công nghệ gần đây đã được phát triển đặc biệt cho mục đích IoT và giải quyết vấn đề tiêu chuẩn hóa theo một cách hơi khác.
