Điều đầu tiên xuất hiện trong đầu bạn khi nghe đến thuật ngữ “Internet of Things hay IoT” là gì? Chúng tôi khá chắc chắn đó là “thiết bị được kết nối” và / hoặc “tự động hóa thông minh”. IoT bao gồm kết nối giữa con người, quy trình và mọi thứ ở cấp độ cơ bản nhất.

Đó là những gì công nghệ này là tất cả về! Tuy nhiên, thế giới IoT là một tập hợp của nhiều thành phần, hệ thống và công nghệ. Không một phần tử nào có thể hợp nhất mạng lưới thiết bị, cổng, cảm biến và mô-đun đa dạng của mạng IoT mà một tổ chức cần.

Mọi khía cạnh của hệ sinh thái công nghệ IoT đều có vai trò và trách nhiệm thực thi. Nói một cách tổng thể, IoT là một phần của sự phát triển của một phong trào công nghệ mới. Tuy nhiên, trong cuộc đua để tạo ra một mạng IoT an toàn và đáng tin cậy trên toàn cầu, không có công ty nào có thể thành công một cách độc lập.

Ngoài việc tạo ra các giải pháp IoT theo chiều dọc cho các thị trường cụ thể, các doanh nghiệp phải theo đuổi các giải pháp theo chiều ngang. Điều đó có nghĩa là thay vì làm phức tạp bối cảnh IoT, mục tiêu phải là cho phép tất cả các thiết bị tương tác với các hệ thống và ứng dụng khác nhau.

Lợi ích lâu dài của việc phát triển một sản phẩm duy nhất cho nhiều ngành lớn hơn bất kỳ nhược điểm ngắn hạn nào. Hệ sinh thái IoT phải thúc đẩy khả năng tương tác dữ liệu để thiết lập môi trường phát triển các ý tưởng mới và cho phép cải tiến nhanh hơn:

Tổng quan về khả năng tương tác dữ liệu IoT

Chúng tôi không thể nghĩ về bất kỳ lĩnh vực nào mà khả năng tương tác là quan trọng và phù hợp như trong trường hợp của IoT. Bất kỳ nhóm thiết bị nào cũng phải có khả năng giao tiếp với nhau và hoạt động như một đơn vị gắn kết trong IoT. Đó là cơ sở của công nghệ này. Do đó, khả năng tương tác là điều cần thiết cho hoạt động tối ưu của mỗi thành phần.

Các thiết bị sẽ không thể kết nối và truy cập mạng nếu không có khả năng tương tác. Ví dụ: đèn sẽ không phản ứng với công tắc từ xa hoặc cảm biến đọc điện thoại thông minh nếu không có khả năng tương tác của tất cả các thiết bị liên quan.

Một báo cáo của McKinsey cho thấy rằng 40% lợi ích tiềm năng của IoT không thể thành hiện thực nếu không có khả năng tương tác. Khi các hệ thống IoT giao tiếp với nhau, giá trị của chúng sẽ nhân lên, điều này làm cho khả năng tương tác trở nên quan trọng để nâng cao lợi ích. Do đó, không có gì ngạc nhiên khi biết rằng khả năng tương tác sẽ tạo ra tác động kinh tế liên quan đến IoT lên tới hơn 4 nghìn tỷ đô la mỗi năm vào năm 2025.

Nhưng tình hình không phải là tất cả những gì khó khăn.

Theo Gartner, một trong ba trở ngại hàng đầu khiến IoT phát huy hết tiềm năng của nó là khả năng tương tác. Đây là một tình huống: liệt kê tất cả các yếu tố có thể có trong một ngôi nhà thông minh, bao gồm bộ điều nhiệt, hệ thống giải trí, khóa cửa và thiết bị điện tử cá nhân, chẳng hạn như điện thoại thông minh hoặc Amazon Alexa.

Tất cả các yếu tố của một ngôi nhà thông minh phải giao tiếp để mọi thứ hoạt động trơn tru. Các thành phần lý tưởng nên làm việc cùng nhau mà không có vấn đề gì; tuy nhiên, điều này là không thể nếu không có khả năng tương tác. Hãy xem xét ngôi nhà thông minh làm ví dụ, khóa thông minh có thể sử dụng các phương thức giao tiếp Bluetooth hoặc Z-Wave, nhưng điện thoại thông minh, Alexa và có thể cả bộ điều nhiệt liên kết trực tiếp với Wi-Fi.

Mặc dù sự khác biệt có vẻ không đáng kể, nhưng cần phải đảm bảo các hệ thống tự động hóa gia đình hoạt động thích hợp. Hệ thống phải tự động nâng bộ điều nhiệt khi cửa được mở. Không phải mọi thành phần của ngôi nhà thông minh đều có thể giao tiếp với nhau.

Các loại khả năng tương tác dữ liệu IoT

Cung cấp một phương pháp để các thiết bị được kết nối IoT thuộc các loại khác nhau có thể giao tiếp trong mạng gia đình là một việc khó nhưng cần thiết. Và bạn chỉ đạt được những lợi thế nổi bật nhất của IoT nếu chúng có. Sau đây là các loại khả năng tương tác dữ liệu IoT có thể cải thiện hiệu quả của bất kỳ mạng IoT nào:

1. Tổ chức

Khả năng tương tác của tổ chức bằng cách sử dụng các giao diện và ngữ nghĩa lập trình tiêu chuẩn giúp đạt được sự tích hợp và phối hợp các dịch vụ trên các miền.

2. Cơ sở

Trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống thông tin được thực hiện thông qua khả năng tương tác cơ bản. Nó đóng vai trò là cơ sở của một kim tự tháp truyền thông và cung cấp các dịch vụ trao đổi dữ liệu cơ bản nhất.

3. Kết cấu

Khả năng tương tác cấu trúc xác định định dạng trao đổi dữ liệu. Đề cập đến các trường dữ liệu, nó tạo ra các cấu trúc được thống nhất, xác định rõ ràng cho dữ liệu, giao diện và mã hóa.

4. Ngữ nghĩa

Khả năng tương tác ngữ nghĩa thiết lập các mô hình thông tin và bản thể học được chấp nhận rộng rãi cho các thuật ngữ được sử dụng trong các giao diện hoặc dữ liệu được trao đổi mà chúng xử lý.

Kiến trúc IoT cho khả năng tương tác

Chuẩn bị các mạng IoT của bạn để có khả năng tương tác ngay từ đầu là cách tốt nhất để vượt qua những khó khăn này. Dưới đây là ba hướng dẫn chung về kết nối IoT để hỗ trợ bạn điều hướng thiết kế mạng của mình bất chấp trạng thái rất phân mảnh của IoT ngày nay:

1. Công nghệ dựa trên phần mềm

Thiết bị IoT thường xuyên tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về an toàn và độ tin cậy trong các cơ sở công nghiệp. Về mặt này, việc triển khai các giải pháp không dây thông qua cách tiếp cận dựa trên phần cứng là một việc khó khăn vì bạn bị hạn chế ở một loại thiết bị cụ thể và phụ thuộc vào (các) nhà cung cấp có liên quan để hoàn tất quá trình chứng nhận.

Ngược lại, các giải pháp dựa trên phần mềm cho phép bạn tích hợp linh hoạt bất kỳ thiết bị và cơ sở hạ tầng kế thừa nào đáp ứng nhu cầu hoạt động của bạn, bao gồm cảm biến và máy tính doanh nghiệp.

2. Các tiêu chuẩn công nghiệp mở

Các giải pháp kết hợp các tiêu chuẩn đã được chứng minh được phát triển trên một khuôn khổ toàn cầu mở được các Tổ chức Phát triển Tiêu chuẩn (SDO) thừa nhận. Cùng với việc đảm bảo mức độ dịch vụ cao, các tiêu chuẩn mở thúc đẩy tính minh bạch và đồng nhất trên toàn cầu bằng cách loại bỏ sự khác biệt về phát triển kỹ thuật và thiết kế sản phẩm không tương thích.

Về lâu dài, điều này thúc đẩy khả năng tương tác trong IoT, hỗ trợ nhiều nhà cung cấp và áp dụng quốc tế. Đặc biệt, việc áp dụng các giao thức dựa trên tiêu chuẩn cho phép bạn sử dụng lựa chọn mở rộng các thiết bị bán sẵn tương thích theo chiều dọc.

Ngoài ra, bạn có thể giảm cơ hội tương thích ngược trong hệ sinh thái IoT do bất kỳ điều chỉnh chiến lược nào do nhà cung cấp độc quyền thực hiện.

3. Mở giao diện

Quá trình truyền dữ liệu hiệu quả đến các hệ thống ứng dụng và máy chủ khác nhau được sử dụng bởi nhiều người dùng khác nhau yêu cầu khả năng tương tác IoT ở lớp ứng dụng. Lực lượng chính đằng sau khả năng tương tác giữa các ứng dụng là các giao thức nhắn tin mã nguồn mở như MQTT hoặc CoAP và các API được xây dựng trên các nguyên tắc RESTful.

Các giao diện có sẵn này tự nhiên được bao gồm trong cổng IoT trong kiến ​​trúc mạng riêng, cho phép truyền dữ liệu trực tiếp đến phần phụ trợ mong muốn của bạn để phân tích và trực quan hóa mà không cần máy chủ được quản lý của bên thứ ba.

Những thách thức về khả năng tương tác IoT

Việc áp dụng các thiết bị được kết nối đã bị cản trở và chi phí của chúng đã tăng lên do thiếu khả năng tương tác phần mềm. Giá trị của nhiều ứng dụng IoT đã bị hạn chế do không có khả năng giao tiếp hiệu quả ngay khi chúng được triển khai. Các sáng kiến ​​IoT có thể bị đình trệ hoặc thất bại vì việc giải quyết các yêu cầu về khả năng tương tác triển khai là khó khăn và tốn kém.

Thị trường IoT tiêu dùng và gia đình gặp phải sự chậm trễ do thiếu khả năng tương thích tự động, phổ quát cùng với việc cài đặt IoT thương mại và đô thị thường gặp phải thất bại. Hàng trăm hoặc hàng nghìn thiết bị trên một số danh mục có thể cần cộng tác cho các dự án thành phố sáng tạo để được hưởng lợi đầy đủ từ công nghệ.

Nhiều giao thức truyền thông có thể được yêu cầu cho các khoản đầu tư IoT công nghiệp với các nhu cầu thiết bị khác nhau và các ràng buộc vật lý.

Yêu cầu đối với các thành phần tương tác bổ sung, chẳng hạn như trung tâm, làm tăng chi phí và tăng độ phức tạp, điều này có thể ngăn cản sự hỗ trợ nhiều hơn cho các trường hợp sử dụng IoT và giảm ROI IoT. Khả năng tương tác vẫn tồn tại, nhưng hiện nó bị cản trở bởi sự đổi mới liên tục vượt xa ngành tiêu chuẩn khả năng tương tác.

Nó phải nhằm cung cấp các định dạng, kỹ thuật và giao thức truyền thông đã được xác minh cẩn thận để điều chỉnh việc chia sẻ thông tin, quyền riêng tư dữ liệu và bảo mật. Sự đổi mới và khả năng nhận ra giá trị thực tế của mạng IoT đều bị hạn chế do không có khả năng tương tác rộng rãi.

Bởi vì bạn cần phải hiểu mô hình của các mặt hàng trong thế giới thực để thành công, sẽ rất khó để xem xét các cặp song sinh kỹ thuật số, học máy hoặc tự động hóa dự đoán nếu bạn không thể có được khả năng tương tác trong chăm sóc sức khỏe, BFSI, ô tô và các lĩnh vực khác ở trạng thái tốt .

Vượt qua rào cản của khả năng tương tác dữ liệu IoT

Có thể thấy mức độ phức tạp tăng nhanh như thế nào bằng cách nhìn vào môi trường IoT. Mọi cấp độ của kiến ​​trúc IoT đều có phạm vi cho các vấn đề do nhiều yếu tố tác động.

Hãy coi thiết bị đo đạc như một hình ảnh minh họa. Người dùng thường không thể thay đổi thiết bị đo nếu một nhà cung cấp thiết bị được kết nối nhúng phát xạ số liệu vào chương trình cơ sở - mặc dù hệ thống đích mà các thiết bị này gửi dữ liệu có thể lập trình được.

Các cảm biến có mục đích được chế tạo để phù hợp với thiết bị và thu thập các tín hiệu tương ứng của chúng. Tuy nhiên, chương trình cơ sở của nhà cung cấp một lần nữa có thể gây khó khăn cho việc thu thập dữ liệu một cách hiệu quả. Nếu các nguồn dữ liệu cho phép, bạn có thể sử dụng các dịch vụ của bên thứ ba để trích xuất hoặc loại bỏ dữ liệu từ chúng.

Sau khi đo đạc, bạn nên tính đến kiến ​​trúc của đường ống từ nguồn dữ liệu đến vị trí mà dữ liệu được phân tích cuối cùng.

Đó là một khu vực đầy thách thức. Các câu hỏi bắt đầu đến ngay khi bạn xem xét các đại lý, cổng, hàng đợi tin nhắn và công cụ phát trực tuyến. Rất khó để phân tích cái nào sẽ sử dụng, cách sử dụng chúng và vị trí của chúng trong mạng.

Có thể hiểu, chuyển đổi kỹ thuật số dường như giống một cách sống hơn là một bước tiến. Do đó, cách tiếp cận nên mang tính tương lai.

Mọi thứ trở nên phức tạp hơn khi bạn phải đưa ra các quyết định liên quan đến dữ liệu. Sẽ là tốt nhất nếu bạn xem xét các định dạng truyền và phát dữ liệu, chẳng hạn như JSON, CSV, XML hoặc nhị phân. Một giải pháp khả thi có lẽ là sự kết hợp của những điều này trong hầu hết các trường hợp.

Cuối cùng, bạn phải quyết định cách thức các loại dữ liệu đa dạng này sẽ được chuyển qua công nghệ. Sử dụng giao thức từ OPC, MQTT, Sparkplug, Modbus, HTTP, TCP / UDP, WebSocket và các lựa chọn thay thế có sẵn khác.

Hơn cho bạn

Thị trường IoT dự kiến ​​sẽ mở rộng ổn định khi hàng tỷ hệ thống, thiết bị và dịch vụ được kết nối với nhau. Tuy nhiên, thị trường bị phân mảnh vì có mức độ không đồng nhất cao giữa các thiết bị, giao thức, bộ điều khiển, kỹ thuật kết nối mạng, định dạng dữ liệu, v.v.

Khi số lượng các thành phần tăng lên, nhu cầu về kiến ​​trúc và cơ sở hạ tầng có khả năng phục hồi với ít vấn đề về kết nối, bảo mật, quyền riêng tư và luồng dữ liệu hơn. Và đó là nơi mà khả năng tương tác có thể thay đổi trò chơi!

Nó là chìa khóa cho một mạng IoT mạnh mẽ và có thể mở rộng, đòi hỏi sự chú ý cụ thể trong thiết kế kiến ​​trúc của bạn. Tận dụng nền tảng giao tiếp dựa trên phần mềm dựa trên tiêu chuẩn với các giao diện mở tích hợp sẵn cho phép cài đặt dễ dàng trong các môi trường kế thừa, cho phép khả năng tương tác lâu dài với phần cứng chéo.

Nguồn: Plato Data Intelligence: Platodata.ai