"Khởi nghiệp - start up" đang là từ khóa nóng bỏng nhất hiện nay trong đó Iinternet of Thing (IoT) là một hướng tiếp cận rất tiềm năng. Dưới đây là một số ý tưởng tổng hợp về các vấn đề thường nhật, xung quanh đời sống của chúng ta mà IoT có thể sử dụng.

Iot

Lĩnh vực "Smart City" (Thành phố thông minh)

Smart City - thành phố thông minh hay đô thị thông minh, đến thời điểm hiện nay, vẫn chưa có một định nghĩa thống nhất về khái niệm này. Nhưng về cơ bản, đó sẽ là một thành phố được áp dụng công nghệ thông tin - điện tử viễn thông - tự động hóa và hướng tới là trí tuệ nhân tạo để nâng cao năng lực quản lý của chính quyền, nâng cao chất lượng cuộc sống,.... Ta có thể kể ngay tới một số ý tưởng, ứng dụng, giải pháp như: Giải pháp bãi đỗ xe thông minh, bản đồ giám sát tiếng ồn, điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng đường phố tự động một cách thông minh, hệ thống điều khiển đèn tín hiệu giao thông một cách thực tế với cường độ lưu lượng giao thông,....

  1. Smart Parking:
    • Nội dung Ý tưởng này là: Xây dựng một hệ thống giám sát và quản lý chỗ đỗ xe trong các đô thị. Tại mỗi ô đỗ xe, sẽ sử dụng 01 cảm biến để giám sát: có xe đỗ ở đó hay không? thời gian bắt đầu đỗ xe,...và dữ liệu được truyền về máy tính trung tâm thông qua công nghệ LoRaWan. Mô hình bài toán như sau:

    • Tại sao cần ý tưởng này: Các đô thị với diện tích có giới hạn (không phải là vô hạn), nhưng nhu cầu sử dụng xe ô tô cá nhân là luôn có, dẫn đến lượng xe cá nhân sẽ tăng. Kéo theo nhu cầu các chỗ đỗ xe trong thành phố phải có và được quản lý một cách hữu ích. Các bạn tưởng tượng xem, mỗi xe chỉ cần mất 10 phút mỗi ngày để đi tìm chỗ đỗ xe, tức là 240 giờ mỗi năm, tức trung bình tầm 700 ngày trong cuộc đời của bạn chỉ để tìm chỗ đỗ xe. Hơn nữa, trong thời gian đó, lượng khí thải ra môi trường góp phần gây ô nhiễm, lượng xăng dầu tiêu thụ là hao phí vô ích...
    • Lợi ích đạt được:
      • Cơ quan quản lý:
        • Giám sát được số các chỗ đỗ xe còn trống.
        • Giám sát được số các đỗ xe đã đậu, thời gian đậu xe, thu phí online.
        • Góp phần làm giảm ùn tắc giao thông, ô nhiễm môi trường do các khí thải xe ....
      • Người dùng thì có thể sử dụng smartphone để tìm kiếm chỗ đỗ xe còn trống gần nhất mà không mất thời gian đưa xe đi tìm chỗ gửi và tình trạng có chỗ gửi những hết chỗ đỗ.

  2. Structural health:
    • Structural Health Monitoring: Viết tắt là SHM, là hệ thống giám sát "sức khỏe" của kết cấu công trình. Khái niệm này được ra đời từ những năm 1800, với những chiếc bánh xe của đường sắt. Để kiểm tra tính an toàn của bánh xe đường sắt, họ đánh giá thông qua âm thanh của một cái búa gõ vào bánh xe. Thông qua âm thanh, sẽ đánh giá được tính toàn vẹn của bánh xe, xem có bị nứt ko? Cũng giống như nghe âm thanh của 1 cái chuông nguyên vẹn và 1 cái chuông bị nứt ở đâu đó vậy.



    • Với sự phát triển của khoa học công nghệ, đặc biệt là các công nghệ truyền thông không dây và sự tích hợp các cảm biến IoT, các kết cấu này sẽ được liên tục giám sát và tự phát hiện các yếu tố bất thường. Mô hình bài toán cơ bản như sau:
      • Tại các điểm cần giám sát ở trên kết cấu ( cầu, tòa nhà, di tích lịch sử,..) sẽ đặt các Cảm biến thông minh. Nói là cảm biến thông minh ở đây bởi mỗi nút cảm biến này sẽ bao gồm các chức năng:
        • Sensor: Cảm biến thu thập dữ liệu
        • Xử lý dữ liệu: Dữ liệu được xử lý thô - từ các dữ liệu đầu vào của cảm biến ở dạng analog được xử lý thành các dữ liệu cần thiết
        • Khối truyền thông: Ở đây, thông thường sẽ sử dụng truyền thông không dây công suất thấp. Cụ thể là ta sẽ sử dụng công nghệ Zigbee hoặc LoRa theo cấu hình Mesh để truyền về một điểm trung tâm tại kết cấu.
      • Tại mỗi kết cấu, cụ thể ở đây là trên mỗi cầu, sẽ có 01 điểm thu thập dữ liệu trung tâm. Sau đó, từ đây thông qua hạ tầng mạng viễn thông GPRS/3G, dữ liệu sẽ được đưa về tới máy tính trung tâm để thu thập và xử lý dữ liệu, đưa ra các chuẩn đoán nếu có.

  3. Noise Urban Maps
    • Đặt vấn đề: Tiếng ồn là một tác động môi trường gây ra nhiều phiền toái và ảnh hưởng lớn đến sức khỏe của người dân. Với mật độ dân số ngày càng tăng tại các thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng, Cần Thơ...thì mức độ ồn tăng lên nhanh chóng ( do mật độ dân số tăng nhanh), đây được coi là nguyên nhân phổ biến nhất dẫn đến sự bực bội, phiền toái trong cuộc sống hàng ngày. Ngoài ra, tiếng ồn được coi là yếu tố gây ô nhiễm môi trường, vì ảnh hưởng trực tiếp của tiếng ồn đối với con người về sức khỏe là các bệnh tinh mạch, đồng thời ảnh hưởng đến hạnh phúc và chất lượng cuộc sống của người dân. Khi đó quản lý nhà nước cần phải quan tâm tới mức cân bằng giữa kinh tế và kiểm soát độ ồn và các hiệu ứng mà nó tác động. Xu hướng các thành phố thông minh sẽ cần phải quản lý được độ ồn ở mức phù hợp bằng cách phát hiện, quản lý và ra các đề xuất, biện pháp để giữ được độ ồn ở mức tốt hơn.

    • Ý tưởng: Dựa trên nền tảng công nghệ IoT, sản xuất các cảm biến thông minh, viết các phần mềm ứng dụng trên smartphone, sử dụng các cách thức truyền dữ liệu, cloud,... đề xuất xây dựng một bản đồ biểu thị độ ồn theo thời gian thực (bản đồ GIS). Cho phép người dân có thể truy cập để biết và giám sát độ ồn nơi họ sinh sống hoặc nơi họ quan tâm. Cơ quan quản lý nhà nước thì có một bức tranh toàn cảnh độ ồn tại các khu vực, khu vực cảnh báo nguy cơ xảy ra ồn,...giúp hoạch định các hoạt động để duy trì các thông số ở mức cho phép một cách thông minh hơn.
    • Mô hình
    • Nguyên lý chung:
      • Lớp cảm biến: Ở đây gọi chung cho các thiết bị có chức năng thu thập độ ồn, có thể là các cảm biến thông minh ( vừa có chức năng đo độ ồn, vừa có thể truyền thông theo giao thức Zigbee/LoRa theo cấu hình mạng MESH) hoặc có thể là các micro trong các điện thoại smartphone của chính người dân ( phương án này thì cần phải phát triển phần mềm ứng dụng và được người sử dụng download về cài đặt và cho phép dùng).
      • Lớp truyền thông: Truyền thông ở đây được hiểu bao gồm cả truyền thông giữa các cảm biến với cảm biến, cảm biến với điểm tập trung, giữa điểm tập trung về trung tâm, giữa các smartphone về trung tâm.
        • Giữa các cảm biến với các cảm biến, giữa các cảm biến với điểm tập trung: Đây là các điểm truyền với khoảng cách ngắn, từ vài chục đến vài trăm met, thông thường sự lựa chọn là các cách thức truyền sử dụng Zigbee hoặc LoRa, phù hợp với bài toán truyền khoảng cách ngắn, công suất thấp, dữ liệu không nhiều nhưng truyền liên tục.
        • Giữa các điểm tập trung về trung tâm, thông thường dữ liệu cần phải đưa về trung tâm, do không bị giới hạn bởi khoảng cách nên phương thức truyền ở đây thường là sử dụng hạ tầng mạng viễn thông gprs/3g/4g.
        • Giữa các smartphone về trung tâm: thường ưu tiên sử dụng GPRS/3G/4G hoặc kết nối wifi về trung tâm
      • Khối phần mềm: Phần mềm trung tâm thường được xây dựng dưới giao diện web hoặc ứng dụng mobi. Phần mềm cho phép hiển thị theo dạng bản đồ GIS, hiển thị online các thông số theo thời gian thực. Đồng thời cho phép cài đặt thống kê, báo cáo hoặc cho phép cài đặt cho người dùng biết khi độ ồn đạt tới mức gây hại cho sức khỏe con người....
    • Ý tưởng:Một thiết bị ( tạm gọi là thiết bị X) có thể tự động quét và phát hiện thiết bị smart phone ( Iphone, Samsung,...), hoặc nói rộng hơn là các thiết bị thông minh có giao tiếp wifi hoặc bluetooth. Thiết bị X này chủ động quét các thiết bị có giao tiếp Wifi hoặc Bluetooth, không phụ thuộc vào thiết bị thông minh ( Iphone, Ipad, Samsung,..hoặc hệ điều hành IOS, Android) có chủ động kết nối truy cập vào hay không. Tất nhiên, chỉ quét được các thiết bị đang ở chế độ bật wifi hoặc bluetooth.


    • Thiết bị đặt ở đâu:Thiết bị X có thể được đặt trên các cột điện chiếu sáng, các biển bảng quảng cáo, cột đèn tín hiệu giao thông,....tóm lại là một vị trí cố định có đầy đủ nguồn cấp điện, sóng điện thoại 3/4G.
    • Thiết bị X quét được những thiết bị nào:Ta có thể điểm danh nhanh: Điện thoại Iphone, điện thoại Samsung, Các máy tính bảng, đồng hồ đeo tay thông minh, các ô tô, laptop,....
    • Giá trị thu được sau khi quét được 1 thiết bị:
      • Địa chỉ MAC của thiết bị: Mỗi thiết bị có một địa chỉ MAC định danh duy nhất.
      • Độ mạnh của tín hiệu (RSSI): Cho phép chúng ta biết khoảng cách trung bình từ thiết bị tới điểm quét
      • Nhà cung cấp thiết bị : Samsung, Apple,...
      • Loại thiết bị (CoD: Class of Device):trong trường hợp Bluetooth cho phép thiết bị X phân biệt điện thoại thông minh, tai nghe, máy tính,.... Với thông số này, có thể giúp phân biệt được người đi bộ hoặc đi xe
    • Ứng dụng trong lĩnh vực bán lẻ và các hoạt động đường phố:Thiết bị X được nghĩ đến đúng như tên ý tưởng " smartphone detection" - dùng để phát hiện được sự xuất hiện của thiết bị thông minh ( tất nhiên đi kèm với nó là khổ chủ của nó :D ). Thiết bị này cho chúng ta giá trị:Số lượng thiết bị có mặt tại cùng một thời điểm và cùng một địa điểm nhất định. Đó là nguồn dữ liệu quan trọng cho lĩnh vực bán lẻ và các hoạt động đường phố:
      • Lĩnh vực công: Số người đi bộ hàng ngày trên đường phố, phục vụ mục đích điều tiết giao thông / thống kê báo cáo.
      • Thời gian đi bộ trung bình của một người
      • Phân biệt cư dân của khu phố đó ( xuất hiện hàng ngày) với khách thăm ( thi thoảng mới xuất hiện, hoặc xuất hiện lần đầu).
      • Phân tích hành vi người tiêu dùng: Phục vụ nghiên cứu marketing
        • Thời gian trung bình người dân thực hiện đi bộ trong các khu mua sắm.
        • Họ dừng ở cửa hàng nào nhiều hơn
        • Họ quan tâm tới sản phẩm nào nhiều hơn
        • Tần suất khách hàng quay lại là bao nhiêu,..
      • Giám sát an ninh: Các đội tượng cần theo dõi, khi sử dụng thiết bị thông minh sẽ có địa chỉ MAC, địa chỉ này giúp lần giấu vết của đối tượng :)
      • ....
  5. Electromagnetic Field Levels
  6. Traffic Congestion
  7. Smart Lighting
  8. Waste Management
  9. Smart Roads
  10. ...

Lĩnh vực "Smart Environment" (Môi trường thông minh)

  1. Forest Fire Detection (Phát hiện cháy rừng)
  2. Air Pollution (Ô nhiễm không khí)
  3. Snow Level Monitoring (Giám sát mức độ tuyết)
  4. Landslide and Avalanche Prevention (Phòng chống sạt lở đất)
  5. Earthquake Early Detection (Phát hiện sớm động đất)
  6. ....

Lĩnh vực "Smart Water" (Nước thông minh)

  1. Potable water monitoring (Quan trắc nguồn nước sạch)
  2. Chemical leakage detection in rivers (Phát hiện rò rỉ hóa chất trên sông)
  3. Swimming pool remote measurement. (Đo lường bể bơi từ xa)
  4. Pollution levels in/on the sea. (Đo mức độ ô nhiễm trong lòng biển/trên mặt biển)
  5. Water Leakages. (Rò rỉ nước)
  6. River Floods (Lũ trên sông)
  7. ...

Lĩnh vực "Smart Metering" (Đo lường thông minh)

  1. Smart Grid (Lưới thông minh, ví dụ lưới điện)
  2. Tank Level (Đo mực chất trong bể)
  3. Photovoltaic Installations (Lắp đặt quang điện)
  4. Water Flow (Đo dòng nước, ví dụ lưu lượng nước)
  5. Silos Stock Calculation (Tính toán các chất trong bao silos)
  6. ...

Lĩnh vực "Security & Emergencies" (An ninh và trường hợp khẩn cấp)

  1. Perimeter Access Control. (Kiểm soát phạm vi truy cập)
  2. Liquid Presence. (Phát hiện chất lỏng)
  3. Radiation Levels. (Đo mức độ bức xạ)
  4. Explosive and Hazardous Gases. (Phát hiện chất nổ và khí độc hại)
  5. ...

Lĩnh vực "Retail" (Bán lẻ)

  1. Supply Chain Control. (Điều khiển chuỗi cung ứng)
  2. NFC Payment. (Thanh toán giao tiếp tầm ngắn)
  3. Intelligent Shopping Applications. (Ứng dụng mua sắm thông minh)
  4. Smart Product Management (Quản lý sản phẩm thông minh)
  5. ...

Lĩnh vực "Logistics" (Vận tải)

  1. Quality of Shipment Conditions. (Giám sát chất lượng vận chuyển hàng)
  2. Item Location. (Giám sát vị trí hàng hóa)
  3. Storage Incompatibility Detection. (Phát hiện lưu trữ sai)
  4. Fleet Tracking (Theo dõi phương tiện vận chuyển)
  5. ...

Lĩnh vực " Industrial Control" (Điều khiển công nghiệp)

  1. M2M Applications (Giao tiếp máy với máy)
  2. Indoor Air Quality (Điều khiển chất lượng không khí trong phòng)
  3. Temperature Monitoring. (Giám sát nhiệt độ)
  4. Ozone Presence. (Phát hiện Ozon)
  5. Indoor Location. (Xác định vị trí trong phòng)
  6. Vehicle Auto-diagnosis (Tự động chẩn đoán phương tiện)
  7. ...

Lĩnh vực "Smart Agriculture" (Nông nghiệp thông minh)

  1. Wine Quality Enhancing. (Nâng cao chất lượng nông sản, ví dụ rượu vang)
  2. Green Houses. (Xây dựng nhà kính)

    • Mô hình nhà kính - green house

      Nhà kính - hiện được sử dụng phổ biến ở nước ta, đặc biệt là ở Đà Lạt - nơi có lợi thế về khí hậu và thời tiết. Nhà kính ban đầu ra đời với mục đích giúp tách ly cây trồng với điều kiện thời tiết bên ngoài. Dần dần, được bổ xung thêm các hệ thống kiểm soát khí hậu bên trong nhà kính ( nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng,...) và hệ thống điều khiển tưới. Hiểu nôm na hai hệ thống như sau:

      • Hệ thống điều khiển tưới: Hệ thống bao gồm các thiết bị: đầu tưới nhỏ giọt hoặc đầu tưới phun sương/mưa, bộ châm phân, bộ điều khiển tưới..... hệ thống giúp tưới nước/phân một cách tiết kiệm, hiệu quả và đạt năng suất cao. Giúp người nông dân giảm giá thành chi phí sản xuất.
      • Hệ thống điều khiển vi khí hậu: Hệ thống bao gồm các cảm biến nhận biết nhiệt độ, độ ẩm bên trong ( và bên ngoài) nhà kính, hệ thống quạt thông gió để đối lưu không khí, hệ thống đèn chiếu sáng để có thể tăng cường ánh sáng khi cần thiết, trạm đo thời tiết để biết các thông số: cường độ bức xạ mặt trời, cảnh báo mưa, tốc độ gió, lưu lượng mưa,.... Mục đích giúp nhà kính duy trì ở điều kiện mong muốn.

      Việc áp dụng khoa học công nghệ trong nhà kính, cụ thể ở đây là các thiết bị cảm biến, các thiết bị điều khiển - chấp hành...theo quan điểm BKAII mới chỉ dừng lại ở mức M2M, tức giao tiếp máy móc - máy móc để giảm thiểu chi phí nhân công, giá thành đầu vào thông qua việc sử dụng hợp lý phân bón, nguồn nước ...và nâng cao chất lượng của cây trồng bên trong. Để gọi là áp dụng IoT, thì trước hết cần hiểu rõ sựkhác nhau giữa M2M và IoT tại đây.

  3. Golf Courses. (Quản lý sân golf)
  4. Meteorological Station Network. (Mạng lưới trạm khí tượng)
  5. Compost (Kiểm soát phân hữu cơ)
  6. Hydroponics (Hệ thống thủy canh)
  7. ...

Lĩnh vực "Smart Animal Farming" (Trang trại thông minh)

  1. Offspring Care (Chăm sóc con non)
  2. Animal Tracking. (Theo vết động vật)
  3. Toxic Gas Levels. (Theo dõi mức độ khí độc)
  4. ...

Lĩnh vực "Domotic & Home Automation" (Đồ gia dụng và nhà tự động)

  1. Energy and Water Use. (Sử dụng nước và năng lượng)
  2. Remote Control Appliances. (Điều khiển thiết bị gia dụng từ xa)
  3. Intrusion Detection Systems. (Hệ thống phát hiện xâm nhập)
  4. Art and Goods Preservation. (Bảo quản hàng hóa và bảo tồn các tác phẩm nghệ thuật)
  5. ...

Lĩnh vực "eHealth" (Chăm sóc sức khỏe điện tử)

  1. Fall Detection. (Phát hiện khi ngã)
  2. Medical Fridges. (Kiểm soát tủ lạnh y tế)
  3. Sportsmen Care. (Chăm sóc vận động viên)
  4. Patients Surveillance. (Giám sát bệnh nhân)
  5. Ultraviolet Radiation (Phát hiện bức xạ tia cực tím)
  6. ...
(Còn cập nhật)