CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT TỔNG QUAN VỀ INTERNET OF THINGS 1. Tổng quan về IoT và IoT platform Internet of Things, hay IoT là khái niệm kết nối các thiết bị với nhau và với Internet. IoT là một mạng lưới khổng lồ gồm các vật (things) và con người được kết nối - tất cả đều thu thập và chia sẻ dữ liệu với nhau. Việc kết nối có thể thực hiện qua Internet, 3G, Wifi, ZigBee, Bluetooth… Các thiết bị được kết nối với nhau và cùng kết nối trong cùng một mạng.
Con người có thể giám sát, điều khiển thiết bị, thu thập dữ liệu ở bất cứ nơi nào và bất cứ thời điểm nào thông qua IoT Platform. Hệ thống IoT được ứng dụng rất rộng rãi trong thực tế. Các lĩnh vực ứng dụng IoT và kiến trúc tổng quát hệ thống IoT có thể được tìm kiếm trong hình vẽ dưới đây.1: Các thành phần cơ bản của IoT system IoT platform là trung tâm của việc triển khai IoT, là một phần mềm để khai báo, định nghĩa thiết bị phần cứng, các giao thức kết nối và các ứng dụng phần mềm khác. Nó cung cấp một giải pháp hiệu quả cho việc quản lý và cấu hình thiết bị, thu thập và phân tích dữ liệu, có khả năng kết nối với các dịch vụ đám mây và Luan van 5 tích hợp với điện thoại thông minh và các thiết bị khác của người sử dụng.
Có rất nhiều các IoT platform khác nhau, tuy nhiên hầu hết tất cả đều có các thành phần cơ bản chung giống nhau: - Thiết bị kết nối: Chúng là các loại máy móc, cảm biến hay các thiết bị kết nối khác thực hiện một hành động cụ thể: thu thập dữ liệu, kết nối với nhau, truyền và nhận dữ liệu,. - Phương thức kết nối: Dựa trên mạng viễn thông mà các thiết bị có thể kết nối, giao tiếp được với nhau và với server/cloud. Điều này phụ thuộc vào yêu cầu của dự án IoT từ đó chọn ra phương thức kết nối hiệu quả nhất. - Xử lý dữ liệu: Được xử lý ở trên server/cloud.
Nhận dữ liệu từ các thiết bị, từ đó phân tích và đưa ra hành động sẽ được thực hiện trong IoT platform. - Giao diện: Cung cấp cho người dùng một giao diện trực quan để có thể tương tác và nhìn thấy được hoạt động của toàn bộ hệ thống. Các yêu cầu và đặc điểm của IoT platform Các IoT platform đảm bảo việc tích hợp liền mạch các phần cứng khác nhau bằng cách sử dụng một loạt các giao thức giao tiếp phổ biến (như MQTT, HTTP, CoAP, …). Sử dụng các API do IoT platform cung cấp, ta có thể tải dữ liệu IoT thu thập được vào các hệ thống phân tích, lưu trữ hoặc xử lý dữ liệu tới các thiết bị được kết nối hoặc truyền dữ liệu giữa chúng bằng việc sử dụng các loại ứng dụng người dùng khác nhau.
Để đánh giá xem liệu một IoT platform có thật sự tốt hay không, cần dựa vào các tiêu chí sau đây: - Tính khả mở: Cho phép chạy trên các thiết bị có nền tảng hệ điều hành khác nhau. - Dễ sử dụng: Cung cấp một giao diện dễ nhìn, thân thiện, cung cấp các API đa dạng để người dùng có thể tùy chỉnh hệ thống theo cách riêng. - Tương tác và thích hợp: Cung cấp khả năng xử lý nhiều loại thiết bị phần cứng thông qua nhiều loại giao thức kết nối để truyền dữ liệu cho server/cloud. Luan van 6 - Tính bảo mật: Mã hóa thông tin truyền giữa các thiết bị với server/cloud, kiểm soát quyền truy cập vào hệ thống, bảo mật dữ liệu lưu trữ,.
Để đạt được giá trị từ Internet of Things (IoT), việc cần phải có là một nền tảng để tạo và quản lý ứng dụng, chạy các phân tích, lưu trữ và bảo mật dữ liệu. Giống như một hệ điều hành dành cho máy tính, một nền tảng làm rất nhiều thứ đằng sau đó, tạo tra môi trường cho các nhà phát triển, giúp nhà quản lý và người dùng sử dụng dễ dàng hơn và tiết kiệm chi phí hơn. Do đó, các IoT platform góp phần xây dựng những ứng dụng to lớn và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: điện lực, giao thông, xây dựng nhà thông minh, thành phố thông minh … 1. Kết luận về nhu cầu thực tế và khả năng áp dụng của đề tài Ở Việt Nam hiện nay, số lượng các máy thu Internet Radio là rất lớn do đó để quản lý và theo dõi các thông số của máy thu Internet Radio cần một số lượng lớn nhân lực.
Điều này dẫn đến việc lãng phí nguồn nhân lực, trong khi nguồn nhân lực đó cần thiết cho những công việc khác quan trọng hơn. Hơn nữa, để truyền tải công suất điện lớn từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, thì giải pháp tăng điện áp để hạn chế tổn thất công suất và giảm giá thành đầu tư đường dây là một lựa chọn tối ưu. Để lượng công suất tải truyền đi càng lớn thì điện áp càng cao. Vì thế mà việc quản lý và theo dõi các thông số trực tiếp tại trạm biếm áp là rất khó khăn và khá nguy hiểm cho người tham gia thực hiện.
Để giải quyết được bài toán thực tế này thì việc xây dựng một IoT platform để quản lý và theo dõi thông số từ máy thu Internet Radio là rất cần thiết. Chính vì thế, trong khuôn khổ đề tài em mong muốn xây dựng một IoT platform dùng để quản lý các máy thu Internet Radio và theo dõi các thông số của các máy thu Internet Radio đó. Luan van 7 CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH HỆ THỐNG TRUYỀN THANH KHÔNG DÂY VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IOT 2. Lý thuyết về hệ thống truyền thanh không dây Truyền thanh không dây hiện nay không chỉ còn được hiểu là truyền thanh qua sóng FM mà nó đã được nâng lên một tầng cao hơn – truyền thanh qua Internet.
Truy cập Internet rất quan trọng, bởi vì nó đòi hỏi một đài phát thanh có khả năng giao tiếp với một mạng lưới toàn cầu. Hiện nay, các thiết bị sử dụng phổ biến nhất chủ yếu là máy tính xách tay, để bàn và điện thoại di động. Chúng ta không thể quên về điện thoại di động, đặc biệt là các thiết bị nghe nhạc bỏ túi như iPod của Apple. Trong năm 2010 và 2011 Internet Radio đã trở thành xu hướng mới trong việc phát triển khả năng kết nối Internet.
Mục đích chính là cung cấp cho người dùng truy cập vào một loạt các nội dung thông tin, đặc biệt là thông qua các mạng truyền thông toàn cầu. Kết nối Internet tương tự có thể được thực hiện cả trong cách truyền thống, ví dụ - thông qua cáp kết nối được đến thiết bị - thông qua việc sử dụng công nghệ không dây. Ví dụ về các công nghệ như là sóng radio FM và tín hiệu vệ tinh hoặc cơ sở hạ tầng điện thoại di động, cho phép chuyển hàng Megabit mỗi giây, đảm bảo nội dung có chất lượng rất cao. Sự phát triển của Internet là cần thiết nhưng chưa đủ cho Internet Radio.
Sự xuất hiện của Internet radio sẽ không thể thực hiện được mà không có phát triển đáng kể của công nghệ truyền âm thanh theo thời gian thực trên phạm vi toàn cầu. Với mục đích này cần phải có kết nối Internet với băng thông lớn. Vai trò của Internet Radio rất quan trọng, đặc biệt trong trường hợp truyền tải đa phương tiện, đòi hỏi kết nối Internet tốc độ cao, đi kèm chi phí đang tăng lên tương ứng với số lượng người dùng. Công nghệ tiến bộ kỹ thuật trong việc truyền tải hiệu quả của âm thanh cũng là một yếu tố quan trọng, được thực hiện bởi các phương pháp mới và hiệu quả hơn trong việc nén dữ liệu.
Với việc nén dữ liệu, chúng ta chỉ cần ít băng thông để gửi cùng một lượng dữ liệu. Từ đó, sự ra đời công nghệ streaming, công nghệ mà cho phép bạn truyền âm thanh và video trong nhiều luồng. Công nghệ streaming hiện nay có thể được thực hiện bởi các phần mềm độc Luan van 8 quyền hoặc mã nguồn mở để truyền và nhận sóng vô tuyến hoặc các tin tức đa phương tiện. Chương trình đầu tiên đã được thực hiện vào tháng 04/1996 khi công ty Real Networks, tác giả của phần mềm Real Player nổi tiếng và coder đặc trưng bởi tỷ lệ nén tốt.
Kết quả là các định dạng phương tiện truyền thông trực tuyến đã được giới thiệu bởi những người khổng lồ CNTT như Microsoft với định dạng file WMA (Windows Media Audio) và Windows Media Player hay như Apple với công nghệ Quick Time. Công nghệ Shoutcast được phát triển như một phương pháp cho phép truyền phát các file nhạc ở định dạng MP3, đi kèm với công nghệ Podcasting cho phép tự động lựa chọn và tải các chương trình này, có thể được chạy lại khi nào muốn. Sự kết hợp Shoutcast và Podcast mang đến một giải pháp Internet Radio khá hoàn thiện. Điều này dẫn đến việc các thiết bị nghe nhìn không cần thiết phải là các đài có sóng FM, không cần thiết phải là các máy tính để bàn, laptop mà chỉ cần đơn giản là thiết bị nhỏ gọn mà kết nối được Internet, qua 3G, wifi là có thể đài phát thanh Internet.
Sự khác biệt giữa các đài phát thanh cổ điển và đài phát thanh Internet không chỉ nằm ở các giải pháp công nghệ mà còn nằm ở khía cạnh pháp luật. Trước hết, phát thanh Radio Internet không cần phải xin giấy phép như trong trường hợp của đài phát thanh truyền thống. Lí do là không có nhu cầu về phân bổ tần số. Internet là một phương tiện để chung và tất cả mọi người trên thế giới có thể sử dụng nó.
Họ có quyền lựa chọn được nghe gì, xem gì. Internet Radio sẽ là giải pháp tốt nếu nội dung phong phú, dẫn đến số người nghe có thể lên đến hàng triệu. Waldemar Dubaniowski tại hội thảo "Dịch vụ nghe nhìn trên Internet và bản quyền bảo vệ trong môi trường kỹ thuật số" đã lưu ý rằng sự phát triển nhanh chóng của phương tiện truyền thông số như phát thanh truyền hình đã chọn một hướng đi khác nhau. Đài phát thanh Internet đã có một sự phát triển cực kỳ mạnh mẽ bởi chi phí phát triển và vận hành Radio Internet là rất thấp so với hệ thống Radio cổ điển.
Radio Internet phát triển mạnh mẽ ở mảng cá nhân, khi họ khởi đầu từ những công việc yêu thích như hát, kể chuyện, làm Vlog… rồi sau đó khi lượng người Luan van 9 dùng quan tâm, số lượng người theo dõi tăng lên, họ phát triển kênh Internet Radio của họ trở thành một kênh truyền thông rất mạnh, nội dung phong phú, đáp ứng yêu cầu của thính giả.