IoT là gì?

Định nghĩa IoT là gì?

IoT là gì? IoT (Internet of Things) hay "Internet vạn vật" là hệ thống các thiết bị vật lý được kết nối với nhau thông qua internet, cho phép các đối tượng trao đổi dữ liệu mà không cần sự can thiệp của con người.

Bản chất của IoT là tạo ra một mạng lưới kết nối liên tục giữa các thiết bị thông minh, cho phép chúng giao tiếp, thu thập và xử lý thông tin từ môi trường xung quanh, từ đó đưa ra các quyết định thông minh hoặc kích hoạt các hành động cụ thể.

Trong một hệ sinh thái IoT, mọi vật thể đều có thể trở thành một nút mạng thông minh - từ đồng hồ đeo tay, tủ lạnh, đèn chiếu sáng cho đến các cảm biến công nghiệp, hệ thống giám sát đô thị hay thậm chí là cả các phương tiện giao thông. Tất cả đều có khả năng thu thập, xử lý và chia sẻ dữ liệu, tạo nên một hệ thống liên kết sâu rộng và thông minh.

Bản chất của IoT là tạo ra một mạng lưới kết nối liên tục giữa các thiết bị thông minh

Lịch sử phát triển và xu hướng của IoT

Lịch sử phát triển của IoT có thể được phân chia thành nhiều giai đoạn quan trọng:

• 1982: Máy bán hàng Coca-Cola tại Đại học Carnegie Mellon trở thành thiết bị được kết nối internet đầu tiên, có khả năng báo cáo hàng tồn kho và nhiệt độ đồ uống.
• 1999: Kevin Ashton, nhà nghiên cứu tại MIT, chính thức đưa ra thuật ngữ "Internet of Things" khi làm việc trên hệ thống RFID.
• 2008-2009: Số lượng thiết bị kết nối internet vượt qua số lượng người dùng internet, đánh dấu sự khởi đầu thực sự của kỷ nguyên IoT.
• 2011: Gartner đưa IoT vào danh sách các xu hướng công nghệ mới nổi, đánh dấu sự công nhận rộng rãi về tiềm năng của công nghệ này.
• 2015: Số lượng thiết bị IoT vượt mốc 15 tỷ thiết bị trên toàn cầu.
• 2020: Con số này đã vượt qua 30 tỷ thiết bị và dự báo sẽ đạt 75 tỷ vào năm 2025.

Xu hướng hiện tại cho thấy IoT đang “tiến hóa” nhanh chóng với sự kết hợp ngày càng sâu sắc với AI, điện toán biên và điện toán đám mây, tạo ra các hệ thống thông minh hơn, tự chủ hơn và có khả năng dự đoán cao hơn.

Các đặc điểm chính của IoT

Công nghệ IoT là gì khi xét về các đặc điểm cốt lõi? Có thể kể đến:

• Kết nối liên tục: Các thiết bị IoT duy trì kết nối không ngừng nghỉ, đảm bảo dữ liệu được cập nhật theo thời gian thực.
• Tự động hóa và thông minh: Hệ thống có khả năng tự động hóa các quyết định và hành động dựa trên dữ liệu thu thập được, giảm thiểu sự can thiệp của con người.
• Khả năng thu thập và phân tích dữ liệu lớn: IoT tạo ra khối lượng dữ liệu khổng lồ từ nhiều nguồn khác nhau, mở ra cơ hội phân tích chuyên sâu.
• Tương tác và phản hồi theo thời gian thực: Các thiết bị IoT có thể phản ứng nhanh chóng với những thay đổi từ môi trường.
• Tích hợp đa nền tảng: IoT kết nối liền mạch giữa nhiều nền tảng, thiết bị và công nghệ khác nhau.
• Khả năng mở rộng: Hệ thống IoT có thể dễ dàng mở rộng từ vài thiết bị đến hàng nghìn, hàng triệu thiết bị.
• Cá nhân hóa trải nghiệm: IoT có khả năng học hỏi và thích nghi với thói quen, sở thích của người dùng.

Ứng dụng của IoT trong thực tiễn

IoT trong đời sống hàng ngày

IoT là gì và ứng dụng của nó trong cuộc sống thường ngày đã trở nên phổ biến hơn bao giờ hết. Các thiết bị IoT đang dần thay đổi cách chúng ta tương tác với thế giới xung quanh, mang lại sự tiện nghi và hiệu quả cao hơn. Chúng giúp tự động hóa các tác vụ hàng ngày, tiết kiệm thời gian và năng lượng, đồng thời nâng cao chất lượng cuộc sống.

Trong ngôi nhà hiện đại, IoT đóng vai trò then chốt với khái niệm "nhà thông minh", nơi mọi thiết bị từ đèn chiếu sáng, hệ thống điều hòa đến các thiết bị gia dụng đều có thể được điều khiển từ xa hoặc tự động hóa dựa trên thói quen người dùng.

Các ứng dụng phổ biến của IoT trong đời sống hàng ngày bao gồm:

• Hệ thống nhà thông minh (Smart Home) với khả năng điều khiển ánh sáng, nhiệt độ, an ninh từ xa
• Thiết bị đeo thông minh (wearables) giúp theo dõi sức khỏe, hoạt động thể chất
• Trợ lý ảo như Amazon Alexa, Google Home, Apple HomePod
• Tủ lạnh thông minh có khả năng theo dõi thực phẩm, đề xuất công thức nấu ăn
• Hệ thống giám sát an ninh thông minh kết nối với điện thoại di động.

Các thiết bị IoT đang dần thay đổi cách chúng ta tương tác với thế giới xung quanh

IoT trong sản xuất và công nghiệp

Trong lĩnh vực sản xuất và công nghiệp, hệ thống IoT là gì nếu không phải là cuộc cách mạng đang định hình lại toàn bộ ngành? IoT đã tạo nên khái niệm "Công nghiệp 4.0" - nơi các máy móc, thiết bị và hệ thống được kết nối liền mạch, tạo ra một hệ sinh thái sản xuất thông minh, hiệu quả và linh hoạt hơn.

Trong môi trường sản xuất, IoT cho phép giám sát liên tục quá trình hoạt động của máy móc, giúp phát hiện sớm các lỗi tiềm ẩn và dự đoán nhu cầu bảo trì, từ đó giảm thiểu thời gian ngừng máy và tối ưu hóa hiệu suất. Hệ thống cảm biến thông minh có thể theo dõi từng khía cạnh của quy trình sản xuất, từ nhiệt độ, áp suất đến độ rung và các thông số kỹ thuật khác.

IoT cũng mang lại khả năng tùy chỉnh sản xuất theo nhu cầu thực tế, cho phép các dây chuyền sản xuất thích ứng nhanh chóng với sự thay đổi của thị trường. Điều này không chỉ nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn giảm thiểu tồn kho, tiết kiệm chi phí và tối ưu hóa chuỗi cung ứng.

IoT trong y tế và chăm sóc sức khỏe

Trong lĩnh vực y tế, IoT đang mở ra những khả năng chưa từng có, biến đổi cách thức chẩn đoán, điều trị và chăm sóc bệnh nhân. Công nghệ IoT là gì trong y tế? Đó là sự kết hợp giữa các thiết bị thông minh, cảm biến và hệ thống phân tích dữ liệu, tạo nên một hệ sinh thái y tế liên kết và hiệu quả.

IoT cho phép các bác sĩ theo dõi sức khỏe bệnh nhân từ xa, giúp phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường và đưa ra can thiệp kịp thời. Các thiết bị đeo được kết nối không chỉ giúp theo dõi nhịp tim, huyết áp, mức đường huyết mà còn có thể phát hiện té ngã, rối loạn nhịp tim hay các tình trạng nguy hiểm khác.

Một số ứng dụng nổi bật của IoT trong y tế:

• Thiết bị theo dõi bệnh nhân từ xa với khả năng cảnh báo thời gian thực
• Hệ thống quản lý thuốc thông minh giúp bệnh nhân uống đúng liều, đúng giờ
• Công nghệ AI kết hợp IoT trong chẩn đoán hình ảnh y khoa
• Thiết bị cấy ghép thông minh như máy tạo nhịp tim có kết nối internet
• Hệ thống quản lý bệnh viện thông minh tối ưu hóa luồng công việc và chăm sóc bệnh nhân

IoT trong nông nghiệp thông minh

Nông nghiệp là một trong những lĩnh vực được hưởng lợi đáng kể từ IoT. IoT là gì và ứng dụng trong nông nghiệp đã mang đến cuộc cách mạng về cách thức canh tác, thu hoạch và quản lý nông sản, hướng tới một nền nông nghiệp bền vững và hiệu quả hơn.

Thông qua mạng lưới cảm biến thông minh, IoT giúp nông dân theo dõi chính xác các yếu tố môi trường như độ ẩm đất, nhiệt độ, lượng mưa và cường độ ánh sáng. Dựa trên dữ liệu thu thập được, hệ thống có thể đưa ra các quyết định tưới tiêu thông minh, tối ưu hóa việc sử dụng nước - một tài nguyên ngày càng khan hiếm.

IoT cũng giúp nông dân giám sát sức khỏe cây trồng và vật nuôi, phát hiện sớm dịch bệnh và áp dụng các biện pháp phòng ngừa kịp thời. Các drone nông nghiệp được trang bị cảm biến đa phổ có thể quét qua cánh đồng, phát hiện các vùng cây trồng bị stress hoặc thiếu dinh dưỡng, giúp can thiệp chính xác và kịp thời.

Với khả năng thu thập và phân tích dữ liệu lớn, IoT còn hỗ trợ nông dân đưa ra các quyết định canh tác dựa trên bằng chứng, từ thời điểm gieo trồng, thu hoạch đến vận chuyển và bảo quản, góp phần nâng cao năng suất, giảm thiểu rủi ro và tối đa hóa lợi nhuận.

IoT trong giao thông và thành phố thông minh

Trong lĩnh vực giao thông, IoT đang mở ra khả năng quản lý luồng giao thông thông minh, giảm thiểu tắc nghẽn và tai nạn. Các cảm biến được đặt tại các nút giao thông có thể điều chỉnh đèn tín hiệu dựa trên mật độ phương tiện thực tế, trong khi các ứng dụng định vị GPS kết hợp với dữ liệu thời gian thực giúp người lái xe chọn lựa tuyến đường tối ưu.

Xe tự lái - một ứng dụng tiên tiến của IoT trong giao thông - dựa vào mạng lưới cảm biến, radar và camera để nhận diện môi trường xung quanh, tương tác với cơ sở hạ tầng và các phương tiện khác, hướng tới một hệ thống giao thông an toàn và hiệu quả hơn.

Trong bức tranh lớn hơn về thành phố thông minh, IoT giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng thông qua lưới điện thông minh, cải thiện an ninh công cộng qua hệ thống camera giám sát và phân tích hành vi, quản lý chất thải hiệu quả và cung cấp các dịch vụ công thông minh cho người dân.

Trong lĩnh vực giao thông, IoT đang mở ra khả năng quản lý luồng giao thông thông minh, giảm thiểu tắc nghẽn và tai nạn

Công nghệ và hệ thống IoT

Cấu trúc của một hệ thống IoT

Hệ thống IoT là gì khi xét về mặt kiến trúc? Một hệ thống IoT hoàn chỉnh thường bao gồm bốn tầng chính, tạo nên một quy trình liền mạch từ thu thập dữ liệu đến xử lý và ra quyết định.

• Tầng đầu tiên - Tầng cảm biến và thiết bị (Perception Layer) - bao gồm các thiết bị vật lý có khả năng thu thập dữ liệu từ môi trường xung quanh. Đây có thể là các cảm biến nhiệt độ, áp suất, camera, micro hoặc bất kỳ thiết bị nào có khả năng đo lường và ghi nhận dữ liệu.
• Tầng thứ hai - Tầng mạng (Network Layer) - đóng vai trò trung gian, chịu trách nhiệm truyền tải dữ liệu từ các thiết bị cảm biến đến các hệ thống xử lý. Tầng này có thể sử dụng nhiều công nghệ kết nối khác nhau như Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRaWAN hoặc mạng di động.
• Tầng thứ ba - Tầng hỗ trợ (Support Layer) - bao gồm các hệ thống xử lý, lưu trữ và phân tích dữ liệu. Đây là nơi các thuật toán AI và học máy được áp dụng để biến dữ liệu thô thành thông tin có giá trị.
• Tầng cuối cùng - Tầng ứng dụng (Application Layer) - cung cấp giao diện người dùng và các dịch vụ cụ thể dựa trên dữ liệu đã được xử lý. Đây là tầng mà người dùng cuối tương tác trực tiếp, thông qua các ứng dụng di động, web hoặc bảng điều khiển.

Cấu trúc của một hệ thống IoT

Các giao thức truyền thông đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái IoT, cho phép các thiết bị giao tiếp một cách hiệu quả và an toàn. Một số giao thức phổ biến bao gồm:

• MQTT (Message Queuing Telemetry Transport): Giao thức nhẹ, tiết kiệm năng lượng, hoạt động theo mô hình publish-subscribe, lý tưởng cho các thiết bị có nguồn năng lượng và băng thông hạn chế.
• CoAP (Constrained Application Protocol): Giao thức tương tự HTTP nhưng được tối ưu hóa cho các thiết bị IoT, sử dụng UDP thay vì TCP để giảm overhead.
• AMQP (Advanced Message Queuing Protocol): Giao thức mạnh mẽ, đảm bảo độ tin cậy cao, phù hợp cho các ứng dụng doanh nghiệp.
• HTTP/HTTPS: Giao thức web truyền thống, được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng IoT có yêu cầu về tương tác với web.
• Bluetooth Low Energy (BLE): Công nghệ không dây tiết kiệm năng lượng, phù hợp cho các thiết bị cần giao tiếp trong phạm vi ngắn.
• Zigbee/Z-Wave: Các giao thức đặc biệt phát triển cho IoT, tối ưu cho các mạng cảm biến không dây với tiêu thụ năng lượng thấp.

Việc lựa chọn giao thức phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như yêu cầu năng lượng, băng thông, độ trễ, bảo mật và phạm vi truyền thông của ứng dụng cụ thể.

Bạn đọc tham khảo thêm: 

Tìm hiểu syntax là gì và vai trò của cú pháp trong lập trình

JVM là gì? Cách hoạt động và vai trò trong lập trình Java

Lập trình IoT là gì?

Khái niệm lập trình IoT là gì?

Lập trình IoT là quá trình phát triển phần mềm cho các thiết bị kết nối, cho phép chúng thu thập, xử lý dữ liệu và giao tiếp với các thiết bị khác trong hệ sinh thái IoT. Không giống như lập trình truyền thống, lập trình IoT phải đối mặt với nhiều thách thức như tài nguyên hạn chế (bộ nhớ, năng lượng), yêu cầu thời gian thực, tính không đồng nhất của thiết bị và các vấn đề về bảo mật.

Lập trình IoT thường bao gồm hai phần chính: phần mềm nhúng (firmware) chạy trên thiết bị và phần mềm backend/cloud xử lý, lưu trữ và phân tích dữ liệu. Phần mềm nhúng cần được tối ưu hóa cho hiệu suất và tiêu thụ năng lượng, trong khi phần mềm backend cần xử lý được khối lượng dữ liệu lớn và đảm bảo khả năng mở rộng.

Một trong những đặc điểm quan trọng của lập trình IoT là tính tương tác giữa phần cứng và phần mềm. Lập trình viên IoT cần hiểu biết cả về phần cứng (cảm biến, vi điều khiển) lẫn phần mềm (giao thức truyền thông, xử lý dữ liệu) để tạo ra các giải pháp hiệu quả.

Lập trình IoT là quá trình phát triển phần mềm cho các thiết bị kết nối, cho phép chúng thu thập, xử lý dữ liệu

Các ngôn ngữ lập trình phổ biến

Dưới đây là danh sách các ngôn ngữ lập trình phổ biến trong lĩnh vực IoT:

• C/C++: Ngôn ngữ lập trình cấp thấp, được sử dụng rộng rãi cho firmware của các thiết bị IoT do hiệu suất cao và khả năng kiểm soát tài nguyên tốt.
• Python: Ngôn ngữ dễ học, có cú pháp đơn giản và nhiều thư viện hỗ trợ, phù hợp cho phát triển prototype nhanh và xử lý dữ liệu.
• JavaScript/Node.js: Phổ biến cho phát triển ứng dụng web và backend của hệ thống IoT, đặc biệt với các framework như Johnny-Five.
• Rust: Ngôn ngữ mới nổi với ưu điểm về an toàn bộ nhớ và hiệu suất cao, ngày càng được ưa chuộng trong phát triển IoT.
• Java: Được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng enterprise IoT và các thiết bị Android.
• Go: Ngôn ngữ hiệu suất cao, đơn giản và mạnh mẽ, phù hợp cho phát triển backend và microservices.
• Lua: Ngôn ngữ nhẹ, được tối ưu hóa cho các thiết bị nhúng với tài nguyên hạn chế.
• Swift/Objective-C: Sử dụng cho phát triển ứng dụng iOS kết nối với thiết bị IoT.

Kỹ sư IoT và cơ hội nghề nghiệp

Kỹ sư IoT là gì?

Kỹ sư IoT (Internet of Things) là chuyên gia kỹ thuật chịu trách nhiệm thiết kế, phát triển, triển khai và bảo trì các hệ thống IoT. Các chuyên gia này kết hợp kiến thức về phần cứng, phần mềm, kết nối mạng và phân tích dữ liệu để tạo ra các giải pháp thông minh kết nối các thiết bị vật lý với internet.

Công việc chính của một kỹ sư IoT bao gồm việc thiết kế kiến trúc hệ thống tổng thể, tích hợp các cảm biến và thiết bị phần cứng, phát triển phần mềm nhúng, xây dựng giao thức kết nối mạng an toàn, và thiết lập hệ thống quản lý dữ liệu.

Họ cũng phải đảm bảo tính bảo mật của hệ thống, tối ưu hóa hiệu suất năng lượng, và phát triển các thuật toán để xử lý dữ liệu thu thập được từ các thiết bị IoT. Ngoài ra, kỹ sư IoT thường xuyên cộng tác với các bên liên quan để hiểu rõ yêu cầu kinh doanh và chuyển đổi chúng thành các giải pháp kỹ thuật hiệu quả.

Kỹ sư IoT (Internet of Things) là chuyên gia kỹ thuật chịu trách nhiệm thiết kế, phát triển, triển khai và bảo trì các hệ thống IoT

Cơ hội nghề nghiệp và mức lương

Ngành công nghiệp IoT đang phát triển nhanh chóng với nhu cầu cao về chuyên gia kỹ thuật có năng lực. Theo báo cáo gần đây, thị trường IoT toàn cầu dự kiến đạt 1,6 nghìn tỷ USD vào năm 2025, tạo ra hàng triệu cơ hội việc làm cho các kỹ sư IoT. Các vị trí phổ biến bao gồm Kỹ sư phát triển IoT, Kiến trúc sư giải pháp IoT, Chuyên gia bảo mật IoT, và Nhà phát triển ứng dụng IoT.

Mức lương của kỹ sư IoT phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vị trí địa lý, kinh nghiệm, kỹ năng chuyên môn và quy mô công ty. Ngoài ra, các kỹ sư có chứng chỉ chuyên ngành như AWS Certified IoT Specialist, Microsoft Azure IoT Developer hoặc các chứng chỉ bảo mật thường nhận được mức lương cao hơn..

Triển vọng nghề nghiệp dài hạn cho kỹ sư IoT rất khả quan, với cơ hội phát triển theo nhiều hướng như chuyên sâu vào một lĩnh vực cụ thể (như bảo mật IoT hoặc phân tích dữ liệu IoT), hoặc mở rộng sang các vai trò quản lý và tư vấn chiến lược. Với sự tích hợp ngày càng sâu rộng của IoT vào nhiều ngành công nghiệp, nhu cầu về kỹ sư IoT dự kiến sẽ tiếp tục tăng trong thập kỷ tới.

Kết luận

IoT không chỉ là xu hướng mà còn là tương lai của công nghệ kết nối. Hiểu rõ IoT là gì giúp bạn nắm bắt cơ hội trong lĩnh vực này. Nếu bạn đang tìm kiếm cơ hội việc làm liên quan đến IoT, hãy truy cập Devwork – nền tảng tuyển dụng hàng đầu cho các kỹ sư công nghệ!