IoT (Internet of Things – Internet Vạn Vật) là mạng lưới các thiết bị kết nối với nhau qua internet. Nhờ đó, chúng tự thu thập, truyền tải và xử lý dữ liệu. Con người không cần can thiệp vào quá trình này. Khái niệm IoT được giới thiệu từ năm 1999. Theo đó, mọi thứ kết nối với Internet qua các thiết bị cảm biến như RFID (Radio Frequency Identification). Mục tiêu là đạt khả năng nhận dạng và quản lý thông minh. SINO sẽ giới thiệu ứng dụng của IoT với RFID và mã vạch: Tương lai của tự động hóa.
Nội Dung
Nguyên lý cơ bản của IoT và công nghệ RFID
RFID – công nghệ cốt lõi của IoT
IoT thiết lập mạng lưới kết nối mọi thứ trên nền Internet máy tính. Mạng lưới này dựa vào hai nền tảng chính. Đó là công nghệ RFID và truyền dữ liệu vô tuyến. Do đó, RFID chính là công nghệ cốt lõi thiết yếu của IoT.
Trong mạng lưới này, mọi thứ giao tiếp được với nhau. Quá trình đó không cần con người điều khiển. Cốt lõi của IoT là khả năng nhận dạng tự động. Mọi vật kết nối và chia sẻ thông tin qua Internet. Công nghệ RFID đóng vai trò dẫn dắt để mọi thứ có thể “nói”.
Trong giai đoạn IoT, mỗi thẻ RFID lưu trữ thông tin theo quy định riêng. Thẻ cũng có khả năng tương tác. Dữ liệu từ thẻ được truyền vô tuyến về hệ thống trung tâm một cách tự động. Nhờ vậy, mọi vật thể đều được nhận dạng qua Internet mở. Chúng trao đổi và chia sẻ thông tin với nhau.
Hiểu đơn giản về IoT kết hợp RFID
Nói dễ hiểu hơn: hệ thống IoT kết nối với RFID giúp bạn quản lý từ xa. Kho hàng và hệ thống bán lẻ đều theo dõi được ở bất cứ đâu. Khi kết hợp 2 hệ thống này, dữ liệu luôn được cập nhật nhanh chóng. Bạn ở cách xa hàng ngàn km vẫn nắm rõ tình hình.
Thành phần và nguyên lý hoạt động của IoT
Nguồn gốc của IoT
Internet kết nối chặt chẽ mọi người trên toàn thế giới. Tương tự, Internet ứng dụng công nghệ RFID kết nối mọi vật từ khắp nơi lại với nhau. Hơn nữa, mọi thứ đều “giao tiếp” được với nhau qua wifi, 4G, 5G…
Thành phần của IoT
Một hệ thống IoT điển hình bao gồm ba thành phần chính. Bạn có thể xem minh họa trong hình ảnh bên dưới.
- Hệ thống RFID: gồm thẻ RFID, đầu đọc và phần mềm quản lý dữ liệu (bộ xử lý).
- Hệ thống điều khiển thông minh tích hợp: gồm máy chủ, máy chủ ONS (dịch vụ đặt tên đối tượng), máy chủ PML (ngôn ngữ đánh dấu vật lý) và phần mềm dữ liệu tương ứng.
- Hệ thống Internet: gồm hệ thống máy tính và máy chủ mạng.
Nguyên lý hoạt động của IoT
Đầu đọc RFID trong hệ thống IoT dùng mô-đun RF để truyền tín hiệu đọc đến thẻ. Sau đó, nó nhận tín hiệu phản hồi từ thẻ. Đầu đọc cũng giải mã được thông tin nhận dạng trên thẻ điện tử. Tiếp theo, các dữ liệu này được truyền về hệ thống điều khiển thông minh để xử lý. Nhìn chung, tần số làm việc của đầu đọc giống tần số của thẻ.
Theo cấu trúc IoT ở hình trên, đầu đọc nhận thông tin sóng mang từ thẻ. Tín hiệu sau đó được điều chế và giải mã. Thông tin được gửi đến hệ thống điều khiển thông minh để xử lý. Cuối cùng, dữ liệu truyền tiếp đến Internet. Tiếp theo, ONS được dùng để tìm vị trí lưu trữ của vật thể trên Internet. ONS chỉ ra máy chủ đang lưu thông tin của vật thể cho hệ thống điều khiển. Đồng thời, nó truyền đi thông tin được mô tả trong tệp này.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống RFID
Thành phần hệ thống
Tùy theo ứng dụng, các hệ thống RFID có thể khác nhau về cấu thành. Về cơ bản, hệ thống RFID gồm thẻ, đầu đọc và hệ thống quản lý dữ liệu. Thẻ điện tử bao gồm thành phần ghép nối và chip chứa logic bảo mật.
Cách thẻ và đầu đọc RFID giao tiếp
RFID là một công nghệ nhận dạng tự động tiên tiến. Nó truyền dữ liệu song công không tiếp xúc qua sóng RF. Mục đích là nhận dạng chính xác các mục tiêu. Mỗi thẻ RFID gồm chip và ăng-ten, mang một mã sản phẩm duy nhất.
Hệ thống RFID có thể truyền dữ liệu giữa bộ đáp và bộ thu phát cảm biến. Hình sau đây cho thấy nguyên lý hoạt động của hệ thống RFID.
Khi hệ thống hoạt động, đầu đọc truyền tín hiệu RF có tần số nhất định qua ăng-ten. Thẻ RFID đi vào trường làm việc sẽ nhận được dòng điện cảm ứng. Nhờ năng lượng thu được, thẻ được kích hoạt. Nó liền truyền thông tin mã của mình đến đầu đọc.
Với hệ thống thụ động, đầu đọc truyền tín hiệu RF qua các thành phần ghép nối. Ngay khi thẻ đi vào trường này, năng lượng thu được sẽ kích hoạt chip. Chip liền liên lạc với đầu đọc. Sau khi đọc thông tin tự mã hóa, đầu đọc gửi dữ liệu về hệ thống quản lý.
Với hệ thống chủ động, pin nhúng trong thẻ đảm nhận việc cung cấp năng lượng. Khi thẻ đi vào vùng làm việc, pin giúp thẻ hoàn tất liên lạc với đầu đọc.
Ứng dụng và phát triển trong tương lai của công nghệ IoT
Thẻ RFID có khả năng nhận dạng duy nhất trên mọi vật thể. Vì vậy, các ứng dụng của công nghệ RFID nhận được sự quan tâm lớn. IoT chính là điểm nóng cho ứng dụng RFID.
Ưu điểm nổi bật của RFID trong IoT
RFID được xem là phiên bản không dây của mã vạch với những ưu điểm rõ ràng:
- Chống nước, chống từ, chịu nhiệt độ cao.
- Tuổi thọ dài, khoảng cách đọc xa.
- Mã hóa và sửa đổi được thông tin lưu trữ.
- Nhận dạng được vật thể di chuyển với tốc độ cao.
- Đọc đồng thời nhiều thẻ, rất tiện lợi và nhanh chóng.
IoT thay đổi cách doanh nghiệp vận hành
IoT dựa trên công nghệ RFID thiết lập nên Internet vạn vật. Kết quả là các vật thể trên toàn cầu chia sẻ được theo thời gian thực. Nền tảng của điều này là công nghệ RFID và truyền dữ liệu ăng-ten. Khi mọi vật thể được dán thẻ RFID, một mạng thông tin phân phối sẽ hình thành. Mạng này được thiết lập trên nền Internet hiện tại. Đôi khi, nó hoạt động chưa hiệu quả do các thành phần không đồng nhất. Do đó, các bộ phận trong hệ thống cần đạt được mối quan hệ hữu cơ và hài hòa.
IoT cho phép mọi người truy cập dịch vụ thông tin và điện toán mọi lúc mọi nơi. Điều này ảnh hưởng sâu sắc đến từng giai đoạn phân phối. Từ sản xuất, bán hàng, vận chuyển đến ứng dụng và tái chế. Nó cũng tác động đến hành vi của chính phủ, doanh nghiệp và cá nhân.
Thông tin luôn được cập nhật nhanh và chính xác. Nhờ đó, chủ doanh nghiệp theo sát được hàng hóa, kho hàng và vận hành sản xuất. Những vấn đề tồn đọng cũng được xử lý nhanh chóng hơn.
Một số vấn đề liên quan đến IoT
Các vấn đề về tiêu chuẩn
IoT mở ra một kỷ nguyên mới. Cuộc sống nhờ đó thoải mái, tiện lợi và an toàn hơn. Tuy vậy, IoT vẫn phải đối mặt với một số nút thắt cần giải quyết. Trong đó có tiêu chuẩn kỹ thuật không đồng nhất giữa các quốc gia.
Mỗi quốc gia hiện áp dụng bộ tiêu chí riêng. Vì vậy, các nước cần hợp tác tích cực để xóa bỏ tình trạng này.
Đây là ví dụ đơn giản giữa 2 tiêu chuẩn IoT ở Mỹ và ở Anh:
| Tiêu chuẩn | Mỹ | Anh |
| Luật bảo mật IoT | NIST IoT Cybersecurity Improvement Act, California IoT Security Law (SB-327) | PSTI Act (Product Security and Telecommunications Infrastructure Act) |
| Mật khẩu mặc định | Yêu cầu mật khẩu duy nhất cho từng thiết bị IoT (SB-327) | Cấm mật khẩu mặc định dễ đoán như “admin” hoặc “123456” (PSTI Act) |
| Cập nhật bảo mật | Khuyến nghị (tùy từng bang và ngành) | Bắt buộc nhà sản xuất cung cấp bản cập nhật bảo mật và hỗ trợ sản phẩm trong thời gian quy định |
| Chứng nhận bảo mật | Không bắt buộc trên toàn quốc, nhưng có NIST tiêu chuẩn hóa cho các thiết bị chính phủ | Chứng nhận Cyber Essentials giúp doanh nghiệp chứng minh thiết bị IoT an toàn |
Anh có quy định chặt chẽ hơn về bảo mật IoT. Trong khi đó, Mỹ tập trung vào hướng dẫn và khuyến nghị.
Sự khác biệt này khiến hệ thống kết nối toàn cầu ít nhiều bị ảnh hưởng. Các cấp quản lý sẽ khó vận hành từ xa hơn vì rào cản quy định IoT. Do đó, doanh nghiệp cần đội ngũ kỹ thuật chuyên môn để ứng phó phù hợp nhất.
Các vấn đề về giá
Chi phí chip cao làm tăng giá thành sản xuất IoT. Việc cấy chip nhận dạng vào tất cả mọi thứ vì thế chưa thực tế.
Các vấn đề về bảo mật
Một vấn đề khác cần giải quyết khẩn cấp là bảo mật dữ liệu và quyền riêng tư. Trong IoT, các vật thể kết nối chặt chẽ với nhau và với con người. Vì vậy, việc bảo vệ dữ liệu lớn của người dùng càng trở nên cấp thiết.
Khi thiếu chương trình bảo mật đáng tin cậy, thông tin trong thẻ chỉ đọc dễ bị lộ. Với nhãn đọc-ghi, dữ liệu còn có nguy cơ bị sửa đổi trái phép. Nếu thông tin trong nhãn điện tử bị đánh cắp hoặc thay đổi, tổn thất sẽ rất lớn. Giải pháp nằm ở công nghệ mã hóa nhãn RFID. Mã hóa giúp ngăn chặn truy cập trái phép vào thông tin trên nhãn điện tử.
Các vấn đề về nền tảng quản lý dữ liệu
Khi IoT đi vào ứng dụng thực tế, lượng dữ liệu sinh ra là khổng lồ. Bài toán đặt ra là quản lý và khai thác hiệu quả nguồn dữ liệu này. Mục tiêu là hàng chục tỷ vật thể được quản lý theo thời gian thực.
Do đó, cần thiết lập một nền tảng quản lý dữ liệu chuyên biệt. Nền tảng này gồm cơ sở dữ liệu phụ trợ và chương trình ứng dụng. Khả năng phân tích cũng phải chính xác. Nó phải xử lý được lượng dữ liệu lớn do hệ thống RFID tạo ra. Nền tảng cũng cần một ngôn ngữ chung. Nhiều người dùng và mọi hệ thống nhận dạng đều dùng được.
Mọi thành phần phải dùng giao diện chuẩn công khai với quy định thống nhất. Điều này áp dụng cho đầu đọc RFID và các hệ thống hỗ trợ thông tin, nhận dạng, an ninh. Nền tảng phải phân quyền truy cập cho từng nhóm người dùng. Dữ liệu khi truyền đi cũng phải được mã hóa. Ngoài ra, nó phải hỗ trợ đọc thông tin hàng loạt. Hàng nghìn nhãn điện tử cần được xác minh đồng thời.
Triển khai giải pháp RFID và IoT
SINO Corporation hiện là công ty tiên phong trong lĩnh vực mã vạch và RFID. Chúng tôi đã triển khai RFID cho các công ty may mặc hàng đầu Việt Nam. SINO hân hạnh đồng hành cùng quý khách trong các dự án công nghệ RFID. Mục tiêu là giúp quản lý tốt hơn hàng hóa và khâu vận hành.
SINO có hơn 30 năm kinh nghiệm cùng đội ngũ kỹ thuật chuyên môn cao. Chúng tôi tư vấn phương án phù hợp về quy mô, sản phẩm và chi phí. Quý doanh nghiệp sẽ có một giải pháp hoàn hảo nhất.
Liên hệ ngay (028) 3848 0666 – 0909 359 719. SINO sẽ tư vấn giải pháp RFID phù hợp nhất với bạn.
Tìm hiểu thêm:
Cung cấp giải pháp RFID trong quản lý kho bãi
Top các công ty công nghệ RFID hàng đầu
Bạn cần làm gì khi muốn triển khai giải pháp RFID
7 ngành công nghiệp ứng dụng RFID tiêu biểu nhất
