IoT (Internet of Things) – Internet vạn vật là một trong những công nghệ cốt lõi thúc đẩy chuyển đổi số toàn cầu. Từ nhà thông minh, thành phố thông minh đến nhà máy, khách sạn, nông trại,... các thiết bị kết nối Internet đang tạo ra một mạng lưới khổng lồ giúp tự động hóa quy trình, phân tích dữ liệu thời gian thực, và ra quyết định thông minh. Bài viết này của Blue Jay PMS sẽ giúp cho các nhà quản lý, kỹ thuật viên và người quan tâm đến công nghệ, giúp bạn hiểu rõ tiềm năng của IoT và cách tận dụng để tối ưu vận hành, tiết kiệm chi phí, tăng trải nghiệm khách hàng.
IoT là gì?
IoT (Internet of Things) là mạng lưới các thiết bị vật lý được tích hợp cảm biến, phần mềm và công nghệ kết nối internet để thu thập, chia sẻ và xử lý dữ liệu trong thời gian thực. Những thiết bị này có thể là:
- Điện thoại, camera, đồng hồ thông minh.
- Máy móc trong nhà máy, xe hơi, thiết bị y tế.
- Hệ thống điều khiển điện, nước, khí hậu trong các tòa nhà.
- Khi được kết nối, các thiết bị này tạo ra hệ sinh thái thông minh – nơi dữ liệu được truyền tải tự động và con người có thể giám sát, điều khiển từ xa.
.png "IoT là gì?")
Lịch sử phát triển của Internet vạn vật (Internet of Things)
Khái niệm Internet of Things (IoT) được nhắc đến lần đầu vào năm 1999 bởi Kevin Ashton, một nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT). Ông sử dụng thuật ngữ này khi đề cập đến việc kết nối các thiết bị vật lý với Internet nhằm thu thập dữ liệu mà không cần sự can thiệp trực tiếp của con người.
Tuy nhiên, ý tưởng về việc máy móc có thể “giao tiếp” với nhau đã xuất hiện từ trước đó. Một trong những ví dụ đầu tiên được xem là tiền thân của IoT là máy bán Coca-Cola tự động của Đại học Carnegie Mellon (1982). Chiếc máy này được lập trình để báo cho người dùng biết số lượng và nhiệt độ của lon Coca-Cola bên trong thông qua mạng nội bộ – một hình thức truyền dữ liệu giữa máy móc.
Vì sao IoT bùng nổ từ những năm 2010?
- Dù khái niệm xuất hiện từ cuối thế kỷ 20, nhưng phải đến đầu những năm 2010, IoT mới thực sự phát triển mạnh mẽ nhờ vào:
- Sự phổ biến của Internet băng thông rộng và mạng 4G/5G.
- Chi phí phần cứng (vi xử lý, cảm biến, thiết bị kết nối) giảm mạnh.
- Sự phát triển của điện toán đám mây (Cloud Computing) giúp lưu trữ và xử lý dữ liệu dễ dàng hơn.
- Công nghệ AI và học máy (Machine Learning) hỗ trợ phân tích và đưa ra hành động thông minh từ dữ liệu thu thập được.
Từ đây, IoT không chỉ còn là một ý tưởng trong phòng thí nghiệm mà đã trở thành một trụ cột công nghệ trong thời đại công nghiệp 4.0.
Những công nghệ được sử dụng trong IoT?
Để một hệ thống IoT hoạt động hiệu quả, cần có sự kết hợp của nhiều công nghệ hiện đại, từ phần cứng, phần mềm đến các giao thức truyền thông. Dưới đây là những công nghệ cốt lõi đang thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của Internet vạn vật:
Cảm biến (Sensors và Actuators)
- Cảm biến (Sensors) là thiết bị có thể phát hiện sự thay đổi trong môi trường vật lý: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, chuyển động, áp suất,...
- Bộ truyền động (Actuators) là thiết bị phản ứng, tạo ra thay đổi vật lý như đóng/mở van, bật tắt động cơ, điều chỉnh ánh sáng,...
Sự phối hợp giữa cảm biến và bộ truyền động tạo ra hệ thống tự động hóa, cho phép thiết bị phản hồi với môi trường mà không cần sự can thiệp của con người.
Ví dụ: Cảm biến nhiệt độ trong nhà thông minh giúp điều chỉnh điều hòa tự động.
Kết nối mạng (Connectivity Technologies)
Các thiết bị IoT cần một phương tiện để truyền dữ liệu. Tùy vào ứng dụng mà có thể sử dụng:
- Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee: Cho các ứng dụng tầm gần như nhà thông minh.
- LTE, 5G, NB-IoT: Cho các thiết bị yêu cầu kết nối diện rộng, thời gian thực.
- LoRaWAN, Sigfox: Dành cho IoT tiêu thụ năng lượng thấp (Low Power WAN).
Điện toán đám mây (Cloud Computing)
Cloud giúp lưu trữ, xử lý và phân tích khối lượng lớn dữ liệu IoT được truyền về từ các thiết bị. Nó cũng cho phép người dùng truy cập dữ liệu mọi lúc, mọi nơi.
Theo báo cáo của McKinsey, khoảng 60% hệ thống IoT quy mô lớn hiện nay tích hợp cloud để tối ưu xử lý dữ liệu.
Trí tuệ nhân tạo và Học máy (AI/ML)
AI giúp IoT trở nên “thông minh” hơn – không chỉ thu thập dữ liệu mà còn phân tích và đưa ra hành động. Học máy giúp phát hiện bất thường, dự đoán bảo trì, tối ưu năng lượng...
Ví dụ: Phân tích dữ liệu cảm biến để dự đoán khi nào máy móc sẽ hỏng, giúp bảo trì chủ động (predictive maintenance).
Phân tích dữ liệu lớn (Big Data Analytics)
Khối lượng dữ liệu từ IoT là rất lớn và liên tục. Do đó, các công cụ phân tích dữ liệu nâng cao được sử dụng để:
- Khai phá mẫu hình (pattern discovery)
- Dự đoán hành vi (predictive analytics)
- Ra quyết định nhanh hơn, chính xác hơn (AI-assisted decision-making)
Nhiều tổ chức kết hợp trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (Machine Learning) vào hệ thống IoT nhằm tối ưu hoá hiệu quả vận hành.
Công nghệ nhúng (Embedded Systems)
Là các hệ thống phần mềm chạy trong thiết bị IoT để điều khiển chức năng cơ bản, giúp thiết bị hoạt động ổn định, tiết kiệm năng lượng.
Blockchain (trong một số hệ thống IoT đặc thù)
Blockchain cung cấp tính minh bạch và bảo mật trong truyền dữ liệu, đặc biệt với các hệ thống IoT liên quan đến tài chính, logistics, bảo mật.
.png "Những công nghệ được sử dụng trong IoT?")
Cấu trúc của hệ thống IoT
Một hệ thống Internet vạn vật (IoT) không đơn giản chỉ là tập hợp các thiết bị thông minh. Nó là một kiến trúc công nghệ có tổ chức, gồm nhiều lớp tích hợp để đảm bảo dữ liệu được thu thập – truyền tải – xử lý – hành động một cách chính xác và bảo mật.
1. Lớp thiết bị đầu cuối (Perception Layer)
Đây là tầng thấp nhất của hệ thống IoT, nơi các thiết bị cảm biến và bộ truyền động (actuator) thực hiện chức năng nhận biết và thu thập dữ liệu từ thế giới thực.
- Cảm biến: đo nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, chuyển động, áp suất...
- Bộ truyền động: thực hiện hành động vật lý dựa trên dữ liệu (mở cửa, bật/tắt thiết bị, điều chỉnh độ sáng…).
Ví dụ: Trong khách sạn thông minh, cảm biến phát hiện khách bước vào phòng sẽ kích hoạt hệ thống đèn và điều hòa tự động.
2. Lớp kết nối mạng (Network Layer)
Lớp này có vai trò truyền dữ liệu từ các thiết bị đến trung tâm xử lý – thông qua Internet hoặc các giao thức truyền thông chuyên dụng như:
- Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee
- 4G/5G, NB-IoT, LoRaWAN
- Ethernet, MQTT, CoAP
Bảo mật kết nối tại lớp này là yếu tố then chốt, bởi IoT dễ bị tấn công nếu không mã hóa và xác thực đúng chuẩn.
3. Lớp xử lý (Data Processing Layer / Middleware)
Đây là “bộ não” trung tâm, nơi dữ liệu được tổng hợp, phân tích, và chuyển hóa thành insight. Công nghệ cốt lõi bao gồm:
- Edge Computing: xử lý dữ liệu cục bộ gần thiết bị để giảm độ trễ.
- Cloud Computing: xử lý và lưu trữ tập trung trên nền tảng đám mây.
- AI/ML: phát hiện mẫu bất thường, dự báo xu hướng, tự động hóa hành vi.
Theo Gartner, hơn 40% hệ thống IoT hiện đại ứng dụng AI tại tầng xử lý để hỗ trợ ra quyết định thông minh theo thời gian thực.
4. Lớp ứng dụng (Application Layer)
Đây là phần mà người dùng trực tiếp tương tác – nơi các dữ liệu sau xử lý được trình bày dưới dạng dashboard, cảnh báo, báo cáo, hoặc thực hiện điều khiển từ xa.
Một số ứng dụng tiêu biểu:
- Điều hành khách sạn từ xa qua smartphone
- Theo dõi sản xuất trong nhà máy
- Quản lý tài sản doanh nghiệp theo thời gian thực
5. Lớp bảo mật (Security Layer – Xuyên suốt toàn hệ thống)
Không đứng riêng một tầng nhưng bảo mật là yếu tố bao trùm mọi lớp trong hệ thống IoT. Nó bao gồm:
- Mã hóa dữ liệu (data encryption)
- Xác thực người dùng và thiết bị (authentication)
- Phát hiện và phản hồi tấn công mạng (threat detection)
Cách thức hoạt động của hệ thống IoT
Hệ thống Internet vạn vật (IoT) hoạt động dựa trên nguyên lý kết nối – thu thập dữ liệu – phân tích – ra quyết định – hành động, tạo thành một vòng tròn liên tục nhằm tự động hóa và tối ưu hóa các quy trình trong thực tế.
Dưới đây là 5 bước cơ bản mô tả cách hoạt động của IoT:
Bước 1: Cảm nhận – Thu thập dữ liệu từ môi trường thực
Các thiết bị cảm biến (sensors) được lắp đặt tại các vị trí chiến lược trong môi trường vật lý như phòng, nhà máy, xe, trang trại... để ghi nhận thông tin như:
- Nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng
- Chuyển động, vị trí, tốc độ
- Mức tiêu thụ điện, trạng thái thiết bị…
Ví dụ: Trong một khách sạn, cảm biến phát hiện có người bước vào phòng sẽ kích hoạt hệ thống chiếu sáng.
Bước 2: Truyền dữ liệu đến trung tâm xử lý
- Thông tin từ các thiết bị được truyền qua các mạng kết nối như Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth, NB-IoT, hoặc mạng 4G/5G đến các nền tảng trung tâm (cloud/edge gateway) để xử lý.
- Nếu yêu cầu tốc độ nhanh, hệ thống có thể xử lý tại edge gateway (gần thiết bị).
- Nếu dữ liệu lớn và phức tạp, hệ thống sẽ chuyển về cloud để xử lý sâu hơn.
Bước 3: Xử lý – Phân tích – Diễn giải dữ liệu
Tại trung tâm xử lý, các thuật toán, công nghệ AI/ML sẽ:
- Phân tích dữ liệu thời gian thực
- Phát hiện bất thường hoặc hành vi cụ thể
- Dự báo xu hướng hoặc tự động ra quyết định
Ví dụ: Nếu hệ thống phát hiện mức nhiệt độ trong phòng khách sạn tăng bất thường, nó có thể tự động bật điều hòa hoặc gửi cảnh báo cho nhân viên kỹ thuật.
Bước 4: Hành động tự động hoặc phản hồi thủ công
Dựa trên kết quả phân tích, hệ thống sẽ kích hoạt các hành động tương ứng:
- Tự động điều chỉnh thiết bị (đóng/mở cửa, bật máy lạnh, tưới cây…)
- Gửi cảnh báo cho người dùng hoặc nhân viên vận hành
- Kích hoạt quy trình dự phòng hoặc báo cáo
Bước 5: Hiển thị thông tin và học máy (Machine Learning)
Cuối cùng, dữ liệu sẽ được hiển thị trên giao diện người dùng (app, dashboard, hệ thống quản lý) để theo dõi, giám sát và ra quyết định. Hệ thống cũng có thể “học” từ dữ liệu quá khứ để cải thiện hiệu quả hoạt động trong tương lai.
.png "Cấu trúc của hệ thống IoT")
Ứng dụng IoT phổ biến trong thực tế
Internet of Things (IoT) không chỉ là khái niệm công nghệ, mà còn là một nền tảng đang tạo ra những đột phá lớn trong mô hình kinh doanh và quản trị vận hành ở hầu hết các lĩnh vực. Theo báo cáo của McKinsey Global Institute (2023), giá trị kinh tế mà IoT mang lại có thể đạt tới 12.6 nghìn tỷ USD vào năm 2030 – phần lớn đến từ các ngành như nhà máy sản xuất, thành phố thông minh, bán lẻ và y tế.
Dưới đây là những ứng dụng IoT phổ biến nhất:
1. Trong đời sống cá nhân (Smart home)
Các thiết bị IoT trong gia đình như đèn thông minh, máy điều hòa, robot hút bụi, camera giám sát, hay loa thông minh (ví dụ: Google Home, Amazon Echo) cho phép điều khiển từ xa qua smartphone hoặc giọng nói.
Một ngôi nhà thông minh có thể tự động tắt điện khi không có ai ở nhà, phát hiện đột nhập và gửi cảnh báo tới chủ nhân ngay lập tức.
Nghiên cứu của Statista (2024) dự báo sẽ có hơn 1,6 tỷ thiết bị nhà thông minh hoạt động trên toàn cầu vào năm 2026.
2. Trong sản xuất – công nghiệp (IIoT)
Industrial IoT (IIoT) đang cách mạng hóa hoạt động sản xuất, từ giám sát dây chuyền, bảo trì dự đoán, cho đến quản lý chuỗi cung ứng thông minh.
Các cảm biến giúp đo độ rung, nhiệt độ, độ ẩm của máy móc theo thời gian thực giúp giảm thiểu sự cố ngừng sản xuất, tiết kiệm chi phí bảo trì.
Ví dụ điển hình: Siemens và GE đã triển khai hệ thống IIoT để tối ưu hiệu suất nhà máy, giúp tiết kiệm hàng triệu USD/năm.
Theo Deloitte (2023): Hơn 86% doanh nghiệp sản xuất quy mô lớn đã triển khai hoặc đang thử nghiệm IIoT nhằm chuyển đổi số.
3. Trong giao thông thông minh
IoT được sử dụng trong xe tự lái, cảm biến đỗ xe, đèn giao thông thông minh, và các hệ thống giám sát lưu lượng.
Ví dụ: ở Singapore, hệ thống cảm biến IoT được tích hợp vào mạng lưới giao thông để tự động điều chỉnh đèn tín hiệu theo lưu lượng thực tế, giúp giảm kẹt xe đến 25%.
Trong logistics, các container thông minh có thể theo dõi vị trí và nhiệt độ, giúp chuỗi cung ứng lạnh hoạt động tối ưu.
Nghiên cứu bởi Juniper Research (2023): số lượng thiết bị IoT trong ngành giao thông sẽ vượt 5.8 tỷ thiết bị vào năm 2026.
4. Trong y tế thông minh (Healthcare IoT)
Các thiết bị đeo tay như Apple Watch, Fitbit có thể đo nhịp tim, nồng độ oxy, cảnh báo sớm nguy cơ đột quỵ.
Bệnh viện thông minh sử dụng cảm biến để theo dõi từ xa tình trạng bệnh nhân, quản lý thuốc tự động, giúp giảm tải cho y bác sĩ.
Theo Frost & Sullivan: hệ thống chăm sóc sức khỏe ứng dụng IoT giúp giảm tới 20% chi phí y tế nhờ tối ưu hóa điều trị và vận hành.
5. Trong khách sạn – nhà hàng (Smart hospitality)
Trong lĩnh vực khách sạn, công nghệ IoT cũng được nhiều doanh nghiệp ứng dụng rộng rãi để tối ưu vận hành. Cụ thể những ứng dụng của IoT trong lĩnh vực khách sạn như: giúp tạo nên trải nghiệm cá nhân hóa, điều chỉnh ánh sáng, nhiệt độ, TV, âm nhạc theo thói quen khách lưu trú. Quản lý thiết bị trong phòng (mini-bar, điều hòa, cảm biến cửa sổ) kết nối với hệ thống PMS giúp tiết kiệm điện năng, phát hiện hỏng hóc sớm.
Ví dụ: Marriott, Hilton đã triển khai "phòng khách sạn thông minh" tại nhiều chi nhánh trên thế giới, mang đến trải nghiệm hiện đại hơn cho khách.
Theo báo cáo của Oracle Hospitality: khách sạn ứng dụng IoT có thể tăng 18-25% sự hài lòng của khách hàng và tiết kiệm đến 15% chi phí điện năng.
.png "Ứng dụng IoT phổ biến trong thực tế")
Trên đây là bài viết tổng quan về khái niệm IoT (Internet of Things). Với khả năng kết nối và tự động hóa ngày càng mạnh mẽ, IoT không chỉ thay đổi cách con người sống và làm việc, mà còn mở ra cơ hội đột phá trong vận hành doanh nghiệp, tối ưu hóa chi phí và nâng cao trải nghiệm khách hàng. Nếu bạn là nhà quản lý, nhà đầu tư hay người làm công nghệ, đây là thời điểm để nghiêm túc tìm hiểu và áp dụng IoT vào chiến lược phát triển lâu dài. Cùng tìm hiểu thêm nhiều bài viết thú vị khác tại blog của Blue Jay PMS.