Thuật ngữ “Internet of Things” (IoT) lần đầu tiên được sử dụng vào năm 1999 bởi nhà tiên phong công nghệ người Anh Kevin Ashton để mô tả một hệ thống trong đó các đối tượng trong thế giới vật chất có thể được kết nối với Internet bằng các cảm biến Ashton đặt ra thuật ngữ này để minh họa sức mạnh của kết nối. Thẻ nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) được sử dụng trong chuỗi cung ứng của công ty với Internet để đếm và theo dõi hàng hóa mà không cần sự can thiệp của con người.

Ngày nay, Internet of Things đã trở thành một thuật ngữ phổ biến để mô tả các tình huống trong đó khả năng kết nối Internet và tính toán mở rộng cho nhiều đối tượng, thiết bị, cảm biến và các vật dụng hàng ngày.  Figure 1 cho thấy tầm nhìn của IoT và Figure 2 cho thấy kiến ​​trúc của IoT.

Kiến trúc phần mềm trung gian (một lớp phần mềm xen kẽ giữa cấp độ công nghệ và ứng dụng) được đề xuất trong vài năm qua cho IoT thường tuân theo cách tiếp cận kiến ​​trúc hướng dịch vụ (SOA). Việc áp dụng các nguyên tắc SOA cho phép phân tách các hệ thống phức tạp và nguyên khối thành các ứng dụng bao gồm một hệ sinh thái gồm các thành phần đơn giản hơn và được xác định rõ ràng. Việc sử dụng các giao diện chung và các giao thức tiêu chuẩn mang lại một cái nhìn ngang về hệ thống doanh nghiệp. Do đó, sự phát triển của quá trình kinh doanh thiết kế quy trình công việc của các dịch vụ phối hợp, mà cuối cùng được liên kết với các hành động đối tượng. Cách tiếp cận SOA cũng cho phép tái sử dụng phần mềm và phần cứng, vì nó không áp đặt một công nghệ cụ thể để thực hiện dịch vụ. Figure 3 trình bày một kiến ​​trúc dựa trên SOA chung cho phần mềm trung gian IoT.

Mặc dù thuật ngữ “Internet of Things” còn tương đối mới, nhưng khái niệm kết hợp máy tính và mạng để giám sát và điều khiển các thiết bị đã có từ nhiều thập kỷ trước. Ví dụ, vào cuối những năm 1970, các hệ thống giám sát từ xa các công tơ trên lưới điện qua đường dây điện thoại đã được sử dụng thương mại. Vào những năm 1990, những tiến bộ trong công nghệ không dây đã cho phép các giải pháp “machine to machine” (M2M) và các giải pháp công nghiệp để giám sát và vận hành thiết bị trở nên phổ biến. Tuy nhiên, nhiều giải pháp M2M ban đầu này dựa trên các mạng được xây dựng có mục đích khép kín và các tiêu chuẩn độc quyền hoặc dành riêng cho ngành chứ không phải trên các mạng dựa trên Giao thức Internet (IP) và các tiêu chuẩn Internet.

Sử dụng IP để kết nối các thiết bị không phải máy tính với Internet không phải là một ý tưởng mới. “Thiết bị” Internet đầu tiên có thể bật và tắt máy nướng bánh mì qua Internet được giới thiệu tại một hội nghị Internet vào năm 1990. Trong vài năm tiếp theo, các thứ khác đã được IPenabled, bao gồm cả một máy làm nước ngọt tại Đại học Carnegie Mellon ở Hoa Kỳ và một bình cà phê trong Phòng Trojan tại Đại họcCambridge ở Vương quốc Anh (vẫn được kết nối Internet cho đến năm 2001). Từ những khởi đầu kỳ lạ này, lĩnh vực nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ thành “mạng đối tượng thông minh” đã giúp tạo ra nền tảng cho Internet of Things ngày nay.

Từ một góc nhìn rộng, sự kết hợp của một số xu hướng công nghệ và thị trường đang giúp cho việc kết nối ngày càng nhiều thiết bị nhỏ hơn với nhau một cách rẻ và dễ dàng:

• Khả năng kết nối phổ biến : Chi phí thấp, tốc độ cao, kết nối mạng lan tỏa, đặc biệt là thông qua các dịch vụ và công nghệ không dây được cấp phép và không có giấy phép, làm cho hầu hết mọi thứ đều “có thể kết nối”.
• Việc áp dụng rộng rãi mạng dựa trên IP: IP đã trở thành tiêu chuẩn toàn cầu thống trị cho mạng, cung cấp một nền tảng phần mềm và công cụ được xác định rõ ràng và được triển khai rộng rãi có thể được tích hợp vào nhiều loại thiết bị một cách dễ dàng và không tốn kém.
• Kinh tế điện toán : Được thúc đẩy bởi sự đầu tư của ngành vào nghiên cứu, phát triển và sản xuất, định luật Moore tiếp tục cung cấp sức mạnh tính toán lớn hơn với mức giá thấp hơn và tiêu thụ điện năng thấp hơn.
• Thu nhỏ : Những tiến bộ trong sản xuất cho phép kết hợp công nghệ điện toán và truyền thông tiên tiến vào các vật thể rất nhỏ. Cùng với tính kinh tế điện toán cao hơn, điều này đã thúc đẩy sự tiến bộ của các thiết bị cảm biến nhỏ và rẻ tiền, thúc đẩy nhiều ứng dụng IoT.
• Những tiến bộ trong Phân tích dữ liệu : Các thuật toán mới và sự gia tăng nhanh chóng về sức mạnh tính toán, lưu trữ dữ liệu và các dịch vụ đám mây cho phép tổng hợp, tương quan và phân tích lượng lớn dữ liệu; những bộ dữ liệu lớn và năng động này cung cấp những cơ hội mới để trích xuất thông tin và kiến ​​thức.
• Sự trỗi dậy của Điện toán đám mây : Điện toán đám mây, sử dụng các tài nguyên điện toán từ xa, được nối mạng để xử lý, quản lý và lưu trữ dữ liệu, cho phép các thiết bị nhỏ và phân tán tương tác với khả năng phân tích và kiểm soát mạnh mẽ của mặt sau.

Từ góc độ này, IoT thể hiện sự hội tụ của nhiều xu hướng điện toán và kết nối đã phát triển trong nhiều thập kỷ. Hiện tại, một loạt các lĩnh vực công nghiệp bao gồm ô tô, chăm sóc sức khỏe, sản xuất, điện tử gia dụng và tiêu dùng và xa hơn nữa đang xem xét tiềm năng kết hợp công nghệ IoT vào các sản phẩm, dịch vụ và hoạt động của họ.

Trong bài báo này, nhóm tác giả trình bày tổng quan về Internet vạn vật (IoT) với các khía cạnh: Mô hình truyền thông, Công nghệ, Ứng dụng và Vấn đề mở. Đối với mỗi chủ đề, các tác giả sẽ thảo luận trong từng phần. Các tác giả hy vọng rằng bài báo này sẽ đưa ra một cái nhìn tổng quan về các vấn đề liên quan đến IoT.

Thanh-Phuoc Nguyen , Giao N. Pham , Binh A. Nguyen , Ngoc T. Le , and Trong-Hai Nguyen