Công nghiệp [ Đăng ngày (26/08/2022) ]
Những điều cần biết về cảm biến IoT cho các hệ thống IoT
Sự ra đời của mạng truyền thông 5G đang thúc đẩy một làn sóng ý tưởng và cơ hội mới trong cộng đồng IoT. Ba ứng dụng đang nổi lên. Một là áp dụng cho thị trường 'massive IoT' được tìm thấy trong các lĩnh vực nông nghiệp, tiện ích thông minh, thành phố thông minh và tòa nhà thông minh. Thứ hai, được gọi là 'critical IoT', liên quan đến các hệ thống hỗ trợ kiểm soát thời gian thực đối với máy móc, tương tác với robot và hệ thống giao thông thông minh. Danh mục cuối cùng, 'Broadband IoT', liên quan đến các ứng dụng thông lượng tương đối cao hơn liên quan đến khối lượng dữ liệu lớn hơn và nhu cầu về độ trễ thấp hơn. Các ứng dụng mẫu trong danh mục này bao gồm thiết bị có thể đeo được, cảm biến công nghiệp.

Phạm vi cơ hội ứng dụng và khả năng chức năng đưa ra một số thách thức đối với các cảm biến IoT. Nhiều vấn đề trong số này đang được giải quyết thông qua tiêu chuẩn hóa 3GPP, tổ chức phát triển tiêu chuẩn toàn cầu về công nghệ viễn thông di động. Các tiêu chuẩn tương ứng cho từng loại trong ba danh mục trên bao gồm NB-IoT và LTE-M, Truyền thông độ trễ thấp cực kỳ đáng tin cậy của Đài phát thanh mới (NR URLLC) và, Khả năng giảm dung lượng vô tuyến mới (NR RedCap).

Cân nhắc triển khai

Ngoài các đặc tính kỹ thuật và kỹ thuật của cảm biến IoT, các nhà hoạch định kinh doanh cần xem xét các khía cạnh khác khi thiết kế và triển khai hệ thống IoT. Ví dụ, về phần cứng, nhiều thiết bị giá rẻ sẽ bị hạn chế về khả năng xử lý và lưu trữ dữ liệu hạn chế. Có khả năng sẽ có một số lượng lớn các thiết bị giá rẻ như vậy vì khả năng chi trả của chúng sẽ làm giảm các rào cản đối với việc áp dụng. Nhiều thiết bị trong số này sẽ cần phải ở trong lĩnh vực này trong một thời gian dài, với kỳ vọng hiện tại của ngành được đặt ra trong khoảng thời gian có thể lên đến mười năm. Ngoài yêu cầu về khả năng quản lý thiết bị từ xa, tuổi thọ dài cũng tạo ra nhu cầu về năng lượng và hiệu quả truyền thông. Điều này đòi hỏi các kỹ thuật mới, hoạt động dựa trên chế độ ngủ, tải trọng dữ liệu thấp và công nghệ thu hoạch năng lượng.

Hỗ trợ mạng cho một số lượng lớn các cảm biến và thiết bị bị hạn chế nêu bật một cân nhắc triển khai khác cho các nhà khai thác mạng. Lý tưởng nhất, yêu cầu của họ liên quan đến một tập hợp các quy tắc hoạt động giữa các cảm biến và mạng để trí tuệ mạng có thể giảm tải một số hoạt động vận hành chung. Khía cạnh thứ hai coi thiết bị IoT như một hệ thống hoạt động với các hệ thống khác. Có thể thấy minh họa về vấn đề này trong trường hợp cảm biến IoT hoặc các nhóm cảm biến hoạt động sai, như trường hợp của một dòng cảm biến môi trường dọc theo đường cao tốc. Ví dụ: nếu một cảm biến gặp sự cố và đi vào vòng lặp khởi động lại hoặc truyền quá thường xuyên, hành vi của nó có thể làm gián đoạn những người dùng khác trên mạng truyền thông dùng chung. GSMA đã xác định khả năng nảy sinh những vấn đề như vậy và soạn thảo một bộ hướng dẫn 'do not harm' khi thiết kế các thiết kế hệ thống IoT sử dụng mạng di động .

Cơ hội mới có thể khám phá từ các cảm biến

Nhiều cảm biến ban đầu sẽ được triển khai để hỗ trợ các ứng dụng và trường hợp sử dụng riêng lẻ. Theo thời gian, mật độ của các cảm biến IoT sẽ tăng lên, đặc biệt là trong các không gian chung như tòa nhà, thành phố, nhà máy và các trung tâm giao thông. Theo kịch bản này, sẽ có nhiều cơ hội hơn để xây dựng các ứng dụng sáng tạo chia sẻ dữ liệu IoT trên các silo giải pháp riêng lẻ. Một số ứng dụng có thể được hưởng lợi từ việc tìm nguồn cung cấp dữ liệu từ các cảm biến được liên kết với các ứng dụng khác. Đây có thể là một nguồn lợi ích bền vững mà nhà cung cấp dịch vụ có thể tránh trùng lặp việc triển khai cảm biến hiện có.

Tuy nhiên, để hiện thực hóa những cơ hội này, đòi hỏi một khuôn khổ kỹ thuật giúp các ứng dụng IoT dễ dàng khám phá và truy cập các cảm biến IoT. Nó cũng yêu cầu bản thân các cảm biến phải dễ dàng truy cập và nhận biết. Đây là lúc mà tiêu chuẩn hóa trở nên quan trọng. Nó tạo ra một môi trường nơi các ứng dụng có thể giao tiếp với các cảm biến và cũng là nơi các cảm biến từ nhiều nhà cung cấp khác nhau có thể hoạt động cùng nhau. Đây là thách thức mà oneM2M, tổ chức phát triển tiêu chuẩn quốc tế cho các hệ thống IoT đầu cuối đặt ra để giải quyết.

Về cơ bản, tiêu chuẩn oneM2M ánh xạ tới lớp phần mềm trung gian trong một kiến ​​trúc ba lớp. Nó nằm giữa lớp trên, bao gồm các ứng dụng IoT và lớp dưới, bao gồm các thiết bị được kết nối và mạng truyền thông của chúng. Ý định thiết kế đằng sau sự sắp xếp này là cho phép bất kỳ ứng dụng IoT nào kết nối với bất kỳ thiết bị IoT nào, miễn là cả hai đều phù hợp với tiêu chuẩn oneM2M. Nó có nghĩa là một nhà phát triển ứng dụng có thể sử dụng một bộ dịch vụ phần mềm trong lớp phần mềm trung gian để xử lý các tác vụ thông thường như kết nối với một cảm biến từ xa và sử dụng dữ liệu từ nó. Miễn là nhà phát triển biết cách sử dụng các dịch vụ phần mềm trung gian, thì không cần phải nắm vững các kết nối và giao thức dữ liệu phức tạp trong ngăn xếp công nghệ.

Quá trình đưa phần mềm tác nhân oneM2M vào các thiết bị và ứng dụng giải quyết thách thức cơ bản về kết nối, cho phép các thực thể này giao tiếp với nhau. Tiêu chuẩn oneM2M tiến xa hơn bằng cách cung cấp các dịch vụ tiêu chuẩn hóa để cho phép khả năng tương tác dữ liệu. Bước đầu tiên liên quan đến khả năng tương tác cú pháp, dựa trên các mô hình thông tin chung để mô tả các cảm biến và thiết bị. Những khả năng này cung cấp nền tảng cho khả năng tương tác ngữ nghĩa, là bước tiếp theo trong việc đơn giản hóa việc trao đổi dữ liệu. Trong oneM2M, dịch vụ tương tác ngữ nghĩa trang bị cho các nhà phát triển các công cụ để gắn ý nghĩa vào dữ liệu để làm cho ngữ nghĩa của cảm biến IoT dễ hiểu và có thể xử lý máy móc.

Triển vọng dài hạn cho cảm biến IoT

Các ngành công nghiệp truyền thông và điện toán đám mây đã và đang hướng tới kỷ nguyên truyền thông 6G trước 10 năm. Trong khi các ứng dụng thực tế mở rộng, phản hồi xúc giác và cảm biến đa giác quan nắm bắt được trí tưởng tượng đối với các dịch vụ và ứng dụng mới, nhiều nhà nghiên cứu đang nghiên cứu các vấn đề xung quanh các cảm biến thậm chí còn hạn chế hơn. Chúng bao gồm các cảm biến không dây thực sự có thể được nhúng vào tường, cầu và các cấu trúc khác tại điểm xây dựng. Tuổi thọ pin, các nguồn năng lượng thay thế bao gồm thu năng lượng dựa trên tần số vô tuyến (RF) và giao diện không khí không năng lượng là những phát triển quan trọng để cho phép triển khai như vậy. Chúng có thể mở đường cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau mở rộng quy mô lên đến 1 nghìn tỷ thiết bị di động và kết nối IoT trên toàn thế giới.

N.T.T
Theo https://www.architectureandgovernance.com/
In bài viết  
Bookmark
Ý kiến của bạn

Video

Nông nghiệp  
 
Thuốc kháng sinh cho vật nuôi và nhiệt độ tăng cao phá vỡ các cộng đồng vi sinh vật trong đất
Đất là nơi sinh sống của các cộng đồng vi sinh vật đa dạng giúp luân chuyển các chất dinh dưỡng, hỗ trợ nông nghiệp và giữ các-bon - một hoạt động quan trọng để giảm thiểu khí hậu. Trên toàn cầu, khoảng 80% các-bon dự trữ trên mặt đất của Trái đất được tìm thấy trong đất. Do sự nóng lên của khí hậu và các hoạt động khác của con người ảnh hưởng đến vi sinh vật trong đất, bể chứa các-bon quan trọng này đang gặp nguy hiểm.


 



© Copyright 2020 Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ - Sở Khoa học & Công nghệ TP. Cần Thơ
Địa chỉ: 118/3 Trần Phú - Phường Cái Khế - Quận Ninh Kiều - thành phố Cần Thơ
Giấy phép số: 05/ GP-TTĐT, do Sở Thông tin và Truyền Thông thành phố Cần Thơ cấp ngày 23/5/2017
Trưởng Ban biên tập: Ông Vũ Minh Hải - Giám Đốc Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ - Sở Khoa học & Công nghệ TP. Cần Thơ
Ghi rõ nguồn www.trithuckhoahoc.vn khi bạn sử dụng lại thông tin từ website này
-->