IoT Platform mang lại sự khởi đầu thuận lợi trong việc xây dựng các hệ thống IoT bằng cách cung cấp các công cụ và khả năng tích hợp giúp IoT dễ dàng hơn và rẻ hơn cho các doanh nghiệp, nhà phát triển cũng như người dùng.
IoT Platform là một thành phần quan trọng của hệ sinh thái IoT và một thị trường đang phát triển nhanh, dự kiến sẽ vượt 22 tỷ USD vào năm 2023. Các IoT Platform cung cấp một lượng giá trị khổng lồ cho các doanh nghiệp – cho phép họ giảm chi phí phát triển, tăng tốc khởi chạy và hợp lý hóa các quy trình. Tuy nhiên, nhiều người vẫn chưa rõ IoT Platform chính xác là gì, chúng làm gì và khi nào doanh nghiệp nên sử dụng nền tảng này.
Trong bài báo này, chúng tôi sẽ cung cấp một giải thích đơn giản, phi kỹ thuật về các IoT Platform. Chúng là gì, giải pháp của chúng là gì, Cách gửi dữ liệu lên đám mây và những cân nhắc quan trọng khi lựa chọn giữa nhiều tùy chọn.
IoT Platform chính xác là gì?
IoT Platform như một phần mềm trung gian
IoT Platform bắt nguồn từ dạng phần mềm trung gian IoT, mục đích hoạt động như một trung gian giữa phần cứng và lớp ứng dụng. Các nhiệm vụ chính của nó bao gồm thu thập dữ liệu từ các thiết bị qua các giao thức và cấu trúc liên kết mạng khác nhau, cấu hình và điều khiển thiết bị từ xa, quản lý thiết bị và cập nhật chương trình cơ sở qua mạng.
Để được sử dụng trong các hệ sinh thái IoT không đồng nhất ngoài đời thực, phần mềm trung gian IoT dự kiến sẽ hỗ trợ tích hợp với hầu hết mọi thiết bị được kết nối và hòa hợp với các ứng dụng của bên thứ ba được thiết bị sử dụng. Sự độc lập này so với phần cứng cơ bản và phần mềm thay thế cho phép một IoT Platform duy nhất quản lý bất kỳ loại thiết bị được kết nối nào theo cùng một cách đơn giản.
Các IoT Platform hiện đại tiến xa hơn và giới thiệu nhiều tính năng có giá trị vào cả lớp phần cứng và ứng dụng. Họ cung cấp các thành phần cho giao diện người dùng và phân tích, xử lý dữ liệu trên thiết bị và triển khai dựa trên đám mây. Một số trong số đó có thể xử lý việc triển khai giải pháp IoT đầu cuối từ đầu đến cuối.
Hình thức kết nối thiết bị nào được hỗ trợ?
IoT Platform sẽ cho phép khả năng tương tác giữa nhiều công nghệ kết nối:
Những giao thức truyền tin và công nghiệp nào có thể được dùng?
Nếu IoT Platform là cốt lõi trong giải pháp, thì các giao thức là ngôn ngữ giao tiếp. Cũng giống như các trường hợp sử dụng mới đang xuất hiện trong ngành công nghiệp IoT, các giao thức IoT phù hợp với mục đích để triển khai của chúng đang xuất hiện. Điều thực sự cần thiết là chọn giao thức phù hợp nhất với nhu cầu và yêu cầu kinh doanh (nhu cầu bảo mật, chất lượng dịch vụ, bộ nhớ và điện năng tiêu thụ) và dựa trên nền tảng hỗ trợ nó.
Lý tưởng nhất là nền tảng loT sẽ hỗ trợ các giao thức như MQTT, CoAP, AMQP, HTTP cũng như các giao thức truyền thông kế thừa chủ yếu được sử dụng cho các quy trình tự động hóa công nghiệp như Modbus TCP, Modbus RTU, Profibus, Profinet, EtherCAT, CAN, OPC-UA.
Mở rộng quy mô hệ thống và loại thiết bị khi có các yêu cầu thay đổi trong tương lai
Khi các doanh nghiệp phát triển, các yêu cầu cũng vậy. Vì vậy, cần phải có sự kết nối giữa mọi thứ, bất kể phần cứng nào cũng được sử dụng. Thông qua kiến trúc bất khả tri, IoT Platform sẽ cung cấp khả năng tương tác và đảm bảo bằng chứng trong tương lai rằng các giao thức mới sẽ được hỗ trợ và dễ dàng tích hợp. Lợi thế cạnh tranh có thể đạt được nhờ một loạt các công cụ thúc đẩy khả năng tương tác xuyên suốt giải pháp IoT và giữa một hỗn hợp thiết bị không đồng nhất.
Những vấn đề được IoT Platform tham gia giải quyết
Những thách thức phổ biến trong hiện thực hóa IoT
Quản lý phức tạp:
Nhiều thách thức trong số này cuối cùng bắt nguồn từ vấn đề phức tạp được đề cập trước đó. Sự phức tạp này bắt nguồn từ một số yếu tố, ví dụ như:
• Chuỗi cung ứng và hệ sinh thái bị phân mảnh
• Tiêu chuẩn và công nghệ đa dạng
• Sự cần thiết phải thay đổi các quy trình kinh doanh hoặc tổ chức cơ bản
• Thiếu kinh nghiệm phát triển các sản phẩm và dịch vụ được kết nối
• Môi trường pháp lý đôi khi không chắc chắn
• Khó xác định lợi tức đầu tư
Tạo và duy trì kết nối đáng tin cậy
Việc tạo và duy trì các kết nối đáng tin cậy ngày càng trở nên quan trọng khi các hệ thống IoT được nhúng vào cơ sở hạ tầng quan trọng và các miền ca sử dụng chính. Có rất nhiều tiêu chuẩn và công nghệ kết nối để lựa chọn và điều này làm trầm trọng thêm những thách thức phức tạp được đề cập ở trên.
Nói chung, các nhà phát triển và triển khai IoT có bốn lớp công nghệ kết nối sau để lựa chọn: đường dây, SRW (bao gồm mạng chia lưới), không dây tầm xa (bao gồm mạng di động và mạng diện rộng công suất thấp) và vệ tinh. Trong mỗi lớp là nhiều công nghệ và tiêu chuẩn cụ thể.
Đảm bảo riêng tư và bảo mật dữ liệu
Khi các ứng dụng IoT thâm nhập vào ngành công nghiệp và xã hội, các ứng dụng này ngày càng tạo ra sự phụ thuộc quan trọng.
Các rủi ro do bảo mật IoT không đầy đủ thường như sau:
• Đánh cắp dữ liệu từ hệ thống hoặc đánh cắp các vật phẩm quan trọng do thông tin thu được bất hợp pháp từ các hệ thống bị xâm nhập.
• Nguy hiểm đối với sức khỏe và sự an toàn từ các hệ thống bị xâm nhập không hoạt động theo cách đã định.
• Mất năng suất do các hệ thống bị xâm nhập không hoạt động theo cách đã định.
• Mất quyền riêng tư đối với thông tin thu được từ hệ thống bị xâm nhập hoặc truy cập bất hợp pháp vào thông tin về hoạt động của hệ thống.
• Không tuân thủ luật hoặc quy định do mất dữ liệu từ một hệ thống bị xâm nhập.
• Danh tiếng bị tổn hại do mất dữ liệu nhạy cảm của khách hàng hoặc gây tổn hại cho khách hàng từ các hệ thống bị xâm phạm.
Bảo mật IoT phải được triển khai ở cấp thiết bị và trong hệ thống mạng, đám mây và hệ thống back-end của doanh nghiệp. Bảo mật phải được đảm bảo cho dữ liệu ở trạng thái nghỉ (dữ liệu được lưu trữ), dữ liệu đang sử dụng (trên một thiết bị) và dữ liệu đang chuyển động (dữ liệu được truyền qua mạng). Tuy nhiên, làm như vậy đặc biệt khó khăn đối với các ứng dụng IoT do một số yếu tố:
• Kẻ tấn công thường có thể truy cập vật lý vào các thiết bị từ xa không được giám sát.
• Các thiết bị và cảm biến từ xa chạy bằng pin, chi phí thấp thường thiếu đủ sức mạnh xử lý để lưu trữ các cơ chế bảo mật máy khách-máy chủ truyền thống.
• Các nhà phát triển thiếu kinh nghiệm liên quan đến các phương pháp hay nhất về an ninh mạng, vốn phổ biến tại các công ty chuyển từ các phương pháp tiếp cận công nghệ và mô hình kinh doanh truyền thống sang mô hình IoT.
• Làm gia tăng các vectơ đe dọa do dịch vụ tấn công mở rộng khi số lượng và loại thiết bị và hệ thống từ xa tăng lên. Mã hóa tạo thành cơ sở chính để triển khai an ninh mạng IoT. Hệ thống an ninh mạng cố gắng đảm bảo:
• Xác thực đảm bảo rằng thiết bị hoặc đối tượng được mô tả.
• Tính khả dụng đảm bảo quyền truy cập vào thông tin và dịch vụ do thiết bị cung cấp.
• Tính bảo mật đảm bảo tính riêng tư của dữ liệu trên thiết bị hoặc chuyển động giữa các thiết bị.
• Tính toàn vẹn đảm bảo rằng thiết bị đang hoạt động và giao tiếp một cách đáng tin cậy.
Mặc dù các cơ chế mật mã có thể được thực hiện trong thiết bị từ xa trong phần mềm, ngày càng có nhiều sự công nhận rằng các hệ thống chỉ sử dụng phần mềm cung cấp mức độ bảo mật không đầy đủ. Hai cách tiếp cận dựa trên phần cứng chính đang được sử dụng: một là triển khai mật mã và các kỹ thuật bảo mật không gian mạng khác trong một bộ đồng xử lý bảo mật độc lập chạy cùng với bộ xử lý máy chủ chính và cách khác là triển khai các phương pháp này trong mạch phần cứng được thiết kế trực tiếp vào bộ xử lý máy chủ.
Sử dụng tối ưu dữ liệu
Một lĩnh vực phức tạp cụ thể cản trở thị trường IoT là việc quản lý và sử dụng tối ưu dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm các thiết bị và cảm biến được kết nối. Sự phức tạp này thể hiện trong bảy lĩnh vực chính của việc sử dụng dữ liệu:
• Bảo mật dữ liệu
• Khối lượng dữ liệu
• Đa dạng dữ liệu
• Tốc độ dữ liệu
• Phân tích dữ liệu
• Kinh tế học dữ liệu
• Hậu cần dữ liệu
Cho phép hệ sinh thái IoT mở
Hệ sinh thái mở và sự hợp tác xuyên dọc, chuỗi giá trị chéo là rất quan trọng trong IoT bởi vì phần lớn sự đổi mới và giá trị được đề xuất là do “kết hợp” (ví dụ: tích hợp) dữ liệu từ các nguồn khác nhau, từ dữ liệu máy móc và cảm biến được kết nối, phương tiện truyền thông xã hội và hệ thống ERP/CRM truyền thống để mở cơ sở dữ liệu của chính phủ.
Giả sử các mối quan tâm về bảo mật, quyền riêng tư và khuyến khích được giải quyết, hệ sinh thái mở cho phép chia sẻ dữ liệu giữa các nhà phát triển/triển khai chính (đã triển khai các máy và cảm biến được kết nối và sở hữu dữ liệu kết quả) và các nhà phát triển/triển khai thứ cấp (bên thứ ba sử dụng lại dữ liệu từ chính nhà phát triển/người triển khai vào các ứng dụng mới).
Các nhà cung cấp được hưởng lợi nhiều hơn nữa khi tham gia vào một hệ sinh thái mở, thành công bằng cách tận hưởng một thị trường tiềm năng lớn hơn có thể giải quyết được so với những gì họ có thể có khi cố gắng tự cung cấp giải pháp tích hợp theo chiều dọc.
IoT platforms là một giải pháp quan trọng
Không có bất kỳ bản sửa lỗi nhanh nào cho những thách thức mà thị trường IoT phải đối mặt. Chắc chắn, ít công ty có thể ảnh hưởng đáng kể đến các sáng kiến quy định chính. Tuy nhiên, các IoT Platform là một công cụ chính để cải thiện và khắc phục những thách thức được mô tả trong bài viết này. Chính xác thì “IoT Platform” là gì? Đây là một câu hỏi phức tạp do sự mơ hồ về cách sử dụng đa dạng của thuật ngữ này bởi vô số người chơi trong thị trường IoT.
IHS định nghĩa IoT Platform là “các gói phần mềm dựa trên đám mây và dựa trên tiền đề và các dịch vụ liên quan cho phép và hỗ trợ các dịch vụ IoT tinh vi”. Trong một số trường hợp, các IoT Platform cho phép các nhà phát triển ứng dụng hợp lý hóa và tự động hóa các tính năng phổ biến mà nếu không sẽ đòi hỏi thêm thời gian, công sức và chi phí đáng kể. Trong các trường hợp khác, IoT Platform cho phép doanh nghiệp quản lý hàng nghìn, hàng triệu, thậm chí hàng tỷ thiết bị và kết nối trên nhiều công nghệ và giao thức. Cuối cùng, trong một số trường hợp, phần mềm IoT cho phép các nhà phát triển kết hợp dữ liệu thiết bị và kết nối với dữ liệu ERP và khách hàng cụ thể của doanh nghiệp cũng như dữ liệu từ các nguồn của bên thứ ba như dữ liệu xã hội và thời tiết để tạo ra các ứng dụng IoT có giá trị hơn.
Bằng cách phân tích hàng chục nhà cung cấp thông qua các phương pháp nghiên cứu sơ cấp và thứ cấp, IHS đã phát triển phân loại các chức năng liên quan đến phần mềm bao gồm những gì IHS coi là toàn bộ IoT Platform. Ở cấp độ cao nhất, phân tích này cho thấy rằng một nền tảng phần mềm IoT sẽ kết hợp một số sự kết hợp của năm lĩnh vực chức năng sau đây. Mỗi điều này phải được giải quyết để phát triển, trên tàu, vận hành và quản lý một ứng dụng IoT:
Hình dưới đây đặt bộ sưu tập phần mềm và dịch vụ mà IHS gọi là “IoT Platform” ở trên vào bối cảnh của hệ sinh thái IoT lớn hơn. Điều quan trọng cần lưu ý là chức năng IoT Platform không được tiêu chuẩn hóa trên thị trường. Một số nhà cung cấp IoT Platform cung cấp một số, nhưng không phải tất cả, các thành phần được liệt kê bên dưới. Thông thường, chức năng đầy đủ của nền tảng được thực hiện với sự hỗ trợ của các đối tác hệ sinh thái đóng góp những phần quan trọng của câu đố.
Mục đích chính của các IoT Platform là giảm sự phức tạp đã thảo luận ở trên cho các nhà phát triển, nhà cung cấp dịch vụ và người triển khai IoT. Hãy nghĩ về một tảng băng trôi; phần lớn khối băng chìm dưới mực nước. Tương tự, nhiều, nếu không phải là hầu hết, các ứng dụng IoT chia sẻ một tỷ lệ lớn chức năng cốt lõi. Các chức năng như quy tắc cho ngưỡng và cảnh báo, hỗ trợ đa giao thức, tải xuống phần mềm không dây và chẩn đoán từ xa hầu như giống nhau cho dù ứng dụng IoT là dịch vụ quản lý đội xe hay triển khai đồng hồ thông minh. Giống như phần nổi của tảng băng chìm, các khía cạnh của ứng dụng IoT thực sự độc đáo và khác biệt thường là một phần khá nhỏ của ứng dụng tổng thể.
Do đó, các IoT Platform cho phép nhà phát triển IoT tập trung vào giá trị khác biệt và duy nhất mà ứng dụng cung cấp và thuê ngoài các tính năng và chức năng phổ biến trong toàn ngành. Điều này rõ ràng làm giảm thời gian tiếp cận thị trường, đầu tư cần thiết và chuyên môn, và rủi ro.
Công nghệ của IoT Platform
Các phần của một IoT Platform
Trong bốn lớp điển hình của ngăn xếp IoT, đó là vạn vật, kết nối, tính năng IoT cốt lõi, ứng dụng & phân tích, IoT Platform hàng đầu sẽ cung cấp cho bạn phần lớn chức năng IoT cần thiết để phát triển các thiết bị được kết nối của bạn và những thứ thông minh.
Các thiết bị của bạn kết nối với nền tảng, nằm trong đám mây hoặc trong trung tâm dữ liệu tại chỗ của bạn, trực tiếp hoặc bằng cách sử dụng cổng IoT. Một cổng trở nên hữu ích bất cứ khi nào các điểm cuối của bạn không có khả năng giao tiếp trực tiếp với đám mây hoặc chẳng hạn như bạn cần một số khả năng tính toán. Bạn cũng có thể sử dụng cổng IoT để chuyển đổi giao thức, chẳng hạn như khi các điểm cuối của bạn nằm trong mạng LoRaWan nhưng bạn cần chúng giao tiếp với đám mây qua MQTT.
Bản thân một IoT Platform có thể được phân tách thành nhiều lớp. Ở dưới cùng là cấp độ cơ sở hạ tầng, đây là thứ cho phép nền tảng hoạt động. Bạn có thể tìm thấy tại đây các thành phần để quản lý vùng chứa, nhắn tin nền tảng nội bộ, điều phối các cụm giải pháp IoT và các thành phần khác.
Lớp giao tiếp cho phép nhắn tin cho các thiết bị; nói cách khác, đây là nơi các thiết bị kết nối với đám mây để thực hiện các hoạt động khác nhau.
Lớp sau đại diện cho các tính năng IoT cốt lõi được cung cấp bởi nền tảng. Trong số những điều cần thiết là thu thập dữ liệu, quản lý thiết bị, quản lý cấu hình, nhắn tin và cập nhật phần mềm OTA.
Nằm trên các tính năng IoT cốt lõi, có một lớp khác, ít liên quan đến việc trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị mà là để xử lý dữ liệu này trong nền tảng. Có báo cáo, cho phép bạn tạo báo cáo tùy chỉnh. Có trực quan hóa để biểu diễn dữ liệu trong các ứng dụng của người dùng. Sau đó, có một công cụ quy tắc, phân tích và cảnh báo để thông báo cho bạn về bất kỳ điểm bất thường nào được phát hiện trong giải pháp IoT của bạn.
Quan trọng là, các IoT Platform tốt nhất cho phép bạn thêm các thành phần dành riêng cho ngành và các ứng dụng của bên thứ ba. Nếu không có sự linh hoạt như vậy, việc điều chỉnh IoT Platform cho một tình huống kinh doanh cụ thể có thể chịu thêm chi phí đáng kể và làm chậm trễ việc cung cấp giải pháp vô thời hạn.
Từ sơ đồ bên dưới, chúng ta thấy các thành phần quan trọng trong nền tảng Globiots – một IoT Platform do Daviteq phát triển.
Nền tảng đám mây IoT
Loại IoT Platform này cung cấp các khối xây dựng cốt lõi cho sản phẩm của bạn, bao gồm tiêu thụ, vận chuyển, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu. Như tên của nó, mục đích của họ là cho phép phát triển nhanh chóng ứng dụng của bạn bằng cách trừu tượng hóa sự phức tạp của việc xây dựng một giải pháp IoT.
Có hàng trăm nền tảng Internet of Things trên thị trường vì vậy có thể khó khăn khi tìm ra nền tảng nào để sử dụng. Nền tảng hỗ trợ ứng dụng có đủ loại, bao gồm:
Nền tảng phân tích IoT
Mục tiêu của một sản phẩm IoT không phải là thu thập dữ liệu. Nó là để cung cấp thông tin chi tiết hữu ích cho người dùng. Đó là lý do tại sao việc phân tích dữ liệu lại quan trọng (nếu không muốn nói là hơn) so với việc thu thập dữ liệu.
Hầu hết các nền tảng đám mây đã bao gồm các công cụ phân tích, có thể đủ cho nhiều ứng dụng.
Nhưng nếu ứng dụng của bạn có các yêu cầu bổ sung liên quan đến trực quan hóa, xử lý dữ liệu, cặp song sinh kỹ thuật số, trí tuệ nhân tạo (A.I) hoặc học máy (ML), thì nền tảng phân tích IoT có thể đẩy nhanh sự phát triển IoT của bạn.
Bài 2: Làm thế nào để chọn IoT Platform phù hợp?
Bài viết tổng hợp bởi Daviteq
