Tiểu luận Higher Nationals in Computing: Đề tài Internet of Things - Bài tập 1

Chuyên khảo phân tích Tiểu luận higher nationals in computing unit 43 internet of things assignment 1, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.

Trường đại học

Higher Nationals in Computing

Chuyên ngành

Computing

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

essay

2019

52
1
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

I. INTRODUCTION

II. REPORT

2.1. P1: Explore various forms of IoT functionality

2.1.1. Overview of IoT

2.1.2. The history of the internet of things

2.1.3. Final Thoughts and a Look into the Future of IoT

2.1.4. Types of popular technologies in IoT

2.1.4.1. Local Sensor Networks
2.1.4.2. Cloud Connectivity Networks
2.1.4.3. IoT is a software development
2.1.4.4. Advantages and Disadvantages of IoT
2.1.4.4.1. Automation and Control
2.1.4.4.2. Efficient and Saves Time
2.1.4.4.3. Lesser Employment of Menial Staff
2.1.4.4.4. Technology Takes Control of Life

2.2. P2 and P3: Review and investigate standard architecture, frameworks, tools, hardware and APIs available for use in IoT development

2.2.1. What is IoT architecture?

2.2.2. IoT architecture layers

2.2.3. Example Internet of Things architecture

2.2.4. Smart Healthcare application using IoT

2.2.4.1. Overview of IoT Framework
2.2.4.2. What is the IoT Framework?
2.2.4.3. List of IoT Framework

2.2.5. Introduction to IoT Tools

2.2.5.1. List of IoT tools
2.2.5.2. The Thing System
2.2.5.3. Conclusion – IoT Tools

2.2.6. Introduction to IoT Hardware

2.2.6.1. Common IoT Hardware Devices
2.2.6.2. Sensors in IoT
2.2.6.3. Other IoT hardware in special field

2.2.7. What is an IoT API?

2.2.7.1. IoT APIs is important
2.2.7.2. APIs for Internet of Things
2.2.7.2.1. Google Assistant API
2.2.7.2.2. Unofficial Tesla Model S API
2.2.7.2.3. Amazon Alexa Home Skills API

2.3. P4: Determine a specific problem to solve using IoT

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Internet of Things IoT

Internet of Things (IoT) là một hệ thống rộng lớn các công nghệ và trường hợp sử dụng, không có định nghĩa duy nhất rõ ràng. Một cách nhìn khả thi định nghĩa IoT là việc sử dụng các thiết bị kết nối mạng, được nhúng trong môi trường vật lý, để cải thiện các bộ xử lý hiện có hoặc tạo ra các kịch bản mới trước đây không thể thực hiện được. Các thiết bị này, hay còn gọi là “vật”, kết nối với mạng để cung cấp thông tin thu thập được từ môi trường thông qua cảm biến, hoặc cho phép các hệ thống khác tương tác và tác động lên thế giới thông qua bộ truyền động. Chúng có thể là các phiên bản kết nối của các đối tượng thông thường mà bạn đã quen thuộc, hoặc các thiết bị mới được chế tạo đặc biệt cho các chức năng chưa được thực hiện. Chúng có thể là các thiết bị cá nhân mà bạn sở hữu và mang theo hoặc giữ trong nhà, hoặc chúng có thể được nhúng trong thiết bị nhà máy, hoặc là một phần của cơ sở hạ tầng đô thị. Mỗi thiết bị đều có khả năng chuyển đổi thông tin có giá trị từ thế giới thực sang dữ liệu kỹ thuật số, mang lại khả năng hiển thị cao hơn về cách người dùng tương tác với sản phẩm, dịch vụ hoặc ứng dụng của bạn. Các trường hợp sử dụng và cơ hội cụ thể trên nhiều ngành khác nhau rất nhiều, và theo nhiều cách, thế giới IoT mới chỉ bắt đầu. Những kịch bản này cho thấy một loạt các thách thức và mô hình chung. Các dự án IoT có thêm các khía cạnh làm tăng độ phức tạp so với các ứng dụng công nghệ tập trung vào đám mây khác, bao gồm: phần cứng đa dạng; hệ điều hành và phần mềm đa dạng trên các thiết bị; các yêu cầu cổng mạng khác nhau.

1.1 Lịch sử của Internet of Things

Một trong những ví dụ đầu tiên về IoT là máy bán nước ngọt Coca-Cola vào đầu những năm 1980 tại Đại học Carnegie Mellon. Sinh viên David Nichols đã tạo ra hệ thống kết nối với máy qua APRANET để kiểm tra tình trạng máy từ xa trước khi đến lấy nước. Năm 1999, thuật ngữ Internet of Things được Kevin Ashton đặt ra trong bài thuyết trình cho Procter & Gamble. Ông đề xuất sử dụng thẻ RFID để theo dõi sản phẩm trong chuỗi cung ứng. Sự phát triển của công nghệ RFID, sự phổ biến của internet và sự ra đời của các thiết bị thông minh như Nest Labs đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của IoT. Sự xuất hiện của Amazon AlexaGoogle Home đã đưa IoT đến gần hơn với công chúng. Hiện nay, IoT đang biến đổi mạnh mẽ cách thức kinh doanh, đời sống và hoạt động của xã hội. Chi tiêu toàn cầu cho IoT dự kiến sẽ vượt quá 1 nghìn tỷ đô la vào năm 2022.

1.2 Các loại công nghệ phổ biến trong IoT

Kiến trúc hệ thống IoT điển hình được chia thành ba hệ thống con: hệ thống cảm biến, hệ thống gateway và hệ thống đám mây, với kết nối mạng cần thiết giữa các hệ thống con. Hệ thống cảm biến được kết nối với hệ thống gateway thông qua mạng cảm biến cục bộ. Hệ thống gateway được kết nối với hệ thống đám mây thông qua mạng diện rộng như Internet. Hai loại mạng này bao gồm: mạng cảm biến cục bộ (Local Sensor Networks) truyền dữ liệu cảm biến từ cảm biến đến thiết bị gateway để xử lý và truyền dữ liệu qua Internet hoặc các mạng công cộng khác đến đám mây; mạng kết nối đám mây (Cloud Connectivity Networks) cho phép gateway kết nối với đám mây thông qua mạng diện rộng như Internet, cho phép truy cập và quản lý dữ liệu từ xa. IoT sử dụng nhiều IoT protocols khác nhau như MQTT, CoAP, Zigbee, Z-Wave, Bluetooth, Wi-Fi, 5G, kết hợp với các công nghệ như Edge computingFog computing để tối ưu hiệu năng và bảo mật.

II. Kiến trúc và thành phần của IoT

IoT architecture bao gồm nhiều lớp, từ lớp cảm biến thu thập dữ liệu đến lớp đám mây lưu trữ và xử lý dữ liệu. IoT devices đa dạng về loại hình, chức năng và khả năng kết nối. IoT sensors đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập thông tin từ môi trường. IoT protocols đảm bảo việc truyền dữ liệu hiệu quả và an toàn giữa các thiết bị. IoT platforms cung cấp nền tảng để phát triển, triển khai và quản lý các ứng dụng IoT. IoT cloud computing cung cấp khả năng lưu trữ, xử lý và phân tích dữ liệu quy mô lớn. IoT data analytics giúp trích xuất thông tin giá trị từ dữ liệu IoT thô. IoT communication bao gồm các phương thức truyền thông khác nhau, tùy thuộc vào loại thiết bị và ứng dụng. IoT networks kết nối các thiết bị IoT với nhau và với internet. Việc thiết kế và phát triển hệ thống IoT cần sự cân nhắc kỹ lưỡng đến các yếu tố như IoT design, IoT development, IoT implementation.

2.1 Bảo mật và quyền riêng tư trong IoT

IoT security là một thách thức lớn do sự đa dạng của thiết bị và giao thức. IoT security threats bao gồm tấn công từ chối dịch vụ (DoS), xâm nhập trái phép, đánh cắp dữ liệu. IoT privacy cần được bảo vệ thông qua các biện pháp kỹ thuật và pháp lý. Data privacy regulations như GDPR đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt về bảo vệ dữ liệu cá nhân. Network securityCybersecurity cần được chú trọng để bảo vệ toàn bộ hệ thống IoT. Ethical considerations of IoT cần được xem xét để đảm bảo sử dụng IoT một cách có trách nhiệm và đạo đức. Các giải pháp bảo mật cần được tích hợp ngay từ giai đoạn IoT designIoT development.

2.2 Ứng dụng của IoT

IoT applications rất đa dạng và trải rộng nhiều lĩnh vực. Smart homes sử dụng IoT để tự động hóa các thiết bị gia đình. Smart cities áp dụng IoT để quản lý và tối ưu hóa các dịch vụ đô thị. Industrial IoT (IIoT) sử dụng IoT để tăng hiệu quả sản xuất. Wearable technology tích hợp IoT để theo dõi sức khỏe và thể chất. IoT in healthcare, IoT in manufacturing, IoT in agriculture, IoT in transportation, IoT in energy là một số ví dụ về ứng dụng của IoT trong các ngành cụ thể. IoT and big data, IoT and artificial intelligence (AI), IoT and machine learning (ML) đang được tích hợp để tạo ra các hệ thống IoT thông minh hơn. Wireless sensor networks (WSNs)Embedded systems đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng các hệ thống IoT.

III. Phân tích và đánh giá

Tài liệu này cung cấp cái nhìn tổng quan về Internet of Things (IoT), bao gồm lịch sử, kiến trúc, thành phần, ứng dụng và thách thức. Nó nhấn mạnh tầm quan trọng của IoT security, IoT privacyethical considerations. Tài liệu đề cập đến nhiều khía cạnh quan trọng của IoT, bao gồm IoT protocols (MQTT, CoAP, Zigbee, Z-Wave, Bluetooth, Wi-Fi, 5G), IoT platforms, IoT data analytics, IoT and big data, IoT and artificial intelligence (AI), IoT and machine learning (ML). Việc phân tích các IoT case studies cụ thể sẽ giúp hiểu rõ hơn về ứng dụng thực tiễn của IoT trong các ngành khác nhau. IoT future trends cho thấy tiềm năng phát triển mạnh mẽ của IoT trong tương lai. Tuy nhiên, tài liệu cần bổ sung thêm ví dụ cụ thể và phân tích sâu hơn về các IoT challenges và giải pháp khắc phục.

3.1 Giá trị và ứng dụng thực tiễn

Tài liệu có giá trị về mặt học thuật do cung cấp thông tin toàn diện về IoT. Nó hữu ích cho sinh viên Higher Nationals in Computing Unit 43 trong việc hiểu rõ về IoT. Tuy nhiên, để tăng tính thực tiễn, tài liệu cần bổ sung thêm các IoT case studies cụ thể, ví dụ về IoT implementation trong các dự án thực tế. Việc phân tích chi tiết về IoT benefitsIoT challenges sẽ làm tăng giá trị của tài liệu. Sự kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn sẽ giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cách áp dụng kiến thức về IoT vào giải quyết các vấn đề thực tế. IoT standards cũng cần được đề cập đến để đảm bảo tính tương tác giữa các thiết bị và hệ thống khác nhau.

3.2 Hạn chế và đề xuất

Mặc dù tài liệu đã đề cập đến nhiều khía cạnh của IoT, nhưng nó vẫn còn thiếu sót. Cần bổ sung thêm thông tin về các IoT standards hiện hành để đảm bảo tính tương tác giữa các hệ thống. Việc phân tích sâu hơn về IoT security threats và các giải pháp bảo mật cụ thể sẽ giúp sinh viên hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của vấn đề này. Thêm các IoT case studies cụ thể hơn về Smart homes, Smart cities, Industrial IoT (IIoT), Wearable technology sẽ giúp người đọc dễ hình dung hơn về ứng dụng của IoT trong thực tế. Cuối cùng, cần thêm phần kết luận tổng hợp các nội dung chính và nhấn mạnh tầm quan trọng của IoT trong thời đại hiện nay. Higher Nationals in Computing Unit 43 cần hướng dẫn sinh viên nghiên cứu thêm về các chủ đề chuyên sâu liên quan đến IoT.

31/01/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Higher Nationals in Computing Unit 43: Internet of Things ASSIGNMENT 1 Assessor name: PHAN MINH TAM Learner9s name: Tr¿n Vĩnh Tiến ID: GCS190159 Class: GCS0803_PPT Subject code: 1690 Assignment due: April 10th, 2021 Assignment submitted: 0 0 Tieu luan ASSIGNMENT 1 FRONT SHEET Qualification TEC Level 5 HND Diploma in Computing Unit number and title Unit 43: Internet of Things Submission date Date Received 1st submission Re-submission Date Date Received 2nd submission Student Name Trần Vĩnh Tiến Student ID GCS190159 Class GCS0803_PPT Assessor name Phan Minh Tam Student declaration I certify that the assignment submission is entirely my own work and I fully understand the consequences of plagiarism. I understand that making a false declaration is a form of malpractice. Student’s signature Grading grid P1 P2 P3 P4 M1 M2 M3 M4 D1 0 0 Tieu luan  Summative Feedback:  Resubmission Feedback: Grade: Assessor Signature: Date: Signature & Date: 0 0 Tieu luan ASSIGNMENT 1 BRIEF Qualification BTEC Level 5 HND Diploma in Computing Unit number Unit 43: Internet of Things Assignment title Academic Year 2019 Unit Tutor Phan Minh Tam Issue date 10/04/2021 Submission date IV name and date Submission Format: Format: This assignment is an Individual assignment and specifically including 1 document: You must use font Calibri size 12, set number of the pages and use multiple line spacing at 1. Margins must be: left: 1.25 cm; right: 1 cm; top: 1 cm and bottom: 1 cm.

The reference follows Harvard referencing system. The recommended word limit is 2. You will not be penalized for exceeding the total word limit. The cover page of the report has to be the Assignment front sheet 1.

Submission Students are compulsory to submit the assignment in due date and in a way requested by the Tutors. The form of submission will be a soft copy posted on http://cms.vn/ Note: The Assignment must be your own work, and not copied by or from another student or from books etc. If you use ideas, quotes or data (such as diagrams) from books, journals or other sources, you must reference your sources, using the Harvard style. Make sure that you know how to reference properly, and that understand the guidelines on plagiarism.

If you do not, you definitely get fail Unit Learning Outcomes: 0 0 Tieu luan LO1 Analyse what aspects of IoT are necessary and appropriate when designing software applications LO2 Outline a plan for an appropriate IoT application using common architecture, frameworks, tools, hardware and APIs LO3 Develop an IoT application using any combination of hardware, software, data, platforms and services. LO4 Evaluate your IoT application and detail the problem your IoT application solves, the potential impact on people, business, society and the end user and the problems it might encounter when integrating into the wider IoT ecosystem Assignment Brief and Guidance: You currently work as a product developer for a new startup where you design IoT products for the consumer, corporate, government and defence clients. As part of your role your manager has tasked you to plan and develop a new IoT product, service or application for a potential client. You are required to identify a target user and conduct tests with this user and include this feedback into multiple iterative versions of your product.

Part 1 (Assignment 1):: For the first part, you must: • Plan an IoT application for a specific target end user and the tests you intend to conduct with this user. This plan will be in the form of a document and will include supporting evidence and material, such as user personas and customer journey maps. • Create multiple iterations of your application and modify each iteration with enhancements gathered from user feedback and experimentation. This will follow the pathway outlined in your plan.(log book,) Part 2 (Assignment 2): For the first part, you must: • Show evidence about Developed IoT application using any combination of hardware, software, data, platforms and services (video or images of your IoT system with code snippet) • Evaluate your IoT application and detail the problem your IoT application solves, the potential impact on people, business, society and the end user and the problems it might encounter when integrating into the wider IoT ecosystem 0 0 Tieu luan Learning Outcomes and Assessment Criteria Pass Merit Distinction LO1 Analyse what aspects of IoT are necessary and appropriate when designing software applications P1 Explore various forms of M1 Evaluate the impact of D1 Evaluate specific forms of IoT functionality.

common IoT architecture, IoT architecture and justify their frameworks, tools, hardware and use when designing software APIs in the software development applications. P2 Review standard lifecycle. architecture, frameworks, tools, hardware and APIs available for use in IoT M2 Review specific forms of IoT development. architecture, frameworks, tools, hardware and APIs for different problem-solving requirements.

LO2 Outline a plan for an appropriate IoT application using common architecture, frameworks, tools, hardware and APIs P3 Investigate architecture, M3 Select the most appropriate frameworks, tools, hardware IoT architecture, frameworks, and API techniques available tools, hardware and API to develop IoT applications. techniques to include in an application to solve this problem. P4 Determine a specific problem to solve using IoT. M4 Apply your selected techniques to create an IoT application development plan.

0 0 Tieu luan Table of Contents I. 6 P1: Explore various forms of IoT functionality. Overview of IoT. The history of the internet of things.

Final Thoughts and a Look into the Future of IoT. Types of popular technologies in IoT:. Local Sensor Networks:. Cloud Connectivity Networks:.

IoT is a software development. Advantages and Disadvantages of IoT:. 17 - Automation and Control. 17 - Efficient and Saves Time.

18 - Lesser Employment of Menial Staff. 18 - Technology Takes Control of Life. 19 P2 and P3: Review and investigate standard architecture, frameworks, tools, hardware and APIs available for use in IoT development.1 What is IoT architecture?.2 IoT architecture layers. 21 Page |1 0 0 Tieu luan b.3 Example Internet of Things architecture.

24 Smart Healthcare application using IoT .1 Overview of IoT Framework .2 What is the IoT Framework?.3 List of IoT Framework .1 Introduction to IoT Tools .2 List of IoT tools. The Thing System .3 Conclusion – IoT Tools .1 Introduction to IoT Hardware .2 Common IoT Hardware Devices. Sensors in IoT. Other IoT hardware in special field .1 What is an IoT API?.

39 Page |2 0 0 Tieu luan 5.2 IoT APIs is important.3 APIs for Internet of Things. Google Assistant API. Unofficial Tesla Model S API. Amazon Alexa Home Skills API.

42 P4: Determine a specific problem to solve using IoT. 45 Table of figures Figure 1: Overview of IoT. 6 Figure 2: History of IoT. 7 Figure 3: The Internet of Things was "born" between 2008 and 2009.

9 Figure 4: The future of IoT. 11 Figure 5: Overview of IoT technology. 12 Figure 7: Local sensor networks example. 12 Figure 8: IoT devices connect to network through gateway subsystem.

13 Figure 9: Cloud connectivity network diagram. 14 Figure 11: IoT software development. 14 Figure 12: Advantages and disadvantages of IoT. 16 Figure 13: IoT architecture example.

19 Figure 15: IoT key building blocks. 21 Figure 16: Things, sensors, and controllers. 21 Figure 17: Gateways and data acquisition. 22 Figure 18: Edge analytics.

23 Figure 19: Data centre / Cloud platform. 23 Figure 20: Smart Healthcare example. 25 Figure 21: Open source IoT framework. 26 Figure 22: DeviceHive IoT platform.

27 Figure 23: Thing Speak framework. 28 Figure 24: Mainflux platform. 29 Figure 27: Open Remote framework. 30 Figure 28: Node-RED tool.

32 Figure 31: Riot tool. 32 Page |3 0 0 Tieu luan Figure 32: DeviceHub tool. 33 Figure 33: The Thing System. 34 Figure 34: Deploying Anjay for Raspberry Pi.

34 Figure 35: Key takeaways environment. 35 Figure 36: Overview IoT hardware. 36 Figure 37: IoT sensors. 38 Figure 43: IoT APIs.

39 Figure 45: Google Assistant API. 40 Figure 47: Unofficial Tesla Model S API. 41 Figure 48: Apple HomeKit. 42 Figure 49: Amazon Alexa Home API.

42 Figure 50: Lamp/ LED. 44 Figure 51: Motion sensor in lamp/ LED. 44 Figure 52: Wifi Circuit. 45 Page |4 0 0 Tieu luan ASSIGNMENT 1 ANSWERS I.

Introduction The Internet of Things — IoT, for short — is made up of devices that connect to the internet and share data with each other. IoT devices include not only computers, laptops and smartphones, but also objects that have been equipped with chips to gather and communicate data over a network. Thanks to the arrival of super-cheap computer chips and the ubiquity of wireless networks, it's possible to turn anything, from something as small as a pill to something as big as an aeroplane, into a part of the IoT. Connecting up all these different objects and adding sensors to them adds a level of digital intelligence to devices that would be otherwise dumb, enabling them to communicate real-time data without involving a human being.

The Internet of Things is making the fabric of the world around us more smarter and more responsive, merging the digital and physical universes. (Ranger, 2021) The range of existing and potential Internet of Things devices is enormous. Consumers often use their smartphones to communicate with IoT devices, whether it9s a smart speaker or home thermostat. Connected devices offer convenience, like helping you make a grocery list, or savings, like when you turn down the heat at home while you9re on vacation.

(Symanovich, 2021) In this report, we will find out what IoT have. Page |5 0 0 Tieu luan II. Report P1: Explore various forms of IoT functionalit functionality. Overview of IoT Figure 1: Overview of IoT Internet of Things (IoT) is a sprawling set of technologies and use cases that have no clear, single definition.

One workable view frames IoT as the use of network-connected devices, embedded in the physical environment, to improve some existing processors to enable a new scenario not previously possible. These devices, or things, connect to the network to provide the information they gather from the environment through sensors, or to allow other systems to reach out and act on the world through actuators. They could be connected versions of common objects you might already be familiar with, or new and purpose-built devices for functions not yet realized. They could be devices that you own personally and carry with you or keep in your home, or they could be embedded in factory equipment, or part of the fabric of the city you live in.

Each of them is able to convert valuable information from the real world into digital data that provides increased visibility into how your users interact with your products, services, or applications. (Google Cloud, 2021) The specific use cases and opportunities across different industries are numerous, and in many ways, the world of IoT is just getting started. What emerges from these scenarios is a set of common challenges and patterns. IoT projects have additional dimensions that increase their complexity when compared to other cloud-centric technology applications, including: • Diverse hardware • Diverse operating systems and software on the devices • Different network gateway requirements Page |6 0 0 Tieu luan 2.

The history of the internet of things Figure 2: History of IoT Page |7 0 0 Tieu luan Most sites that try to explain the history of the Internet of Things want to give you the whole story of how the Internet itself – and all the technologies relating to it – came into being.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Bài viết "Tiểu luận về Internet of Things - Higher Nationals in Computing Unit 43" cung cấp cái nhìn tổng quan về Internet of Things (IoT), một trong những xu hướng công nghệ quan trọng nhất hiện nay. Bài viết nêu bật các khái niệm cơ bản về IoT, cách thức hoạt động của nó, cũng như những ứng dụng thực tiễn trong đời sống và kinh doanh. Đặc biệt, bài viết còn phân tích những lợi ích mà IoT mang lại, như tăng cường hiệu quả hoạt động, cải thiện trải nghiệm người dùng và tạo ra cơ hội mới cho các doanh nghiệp.

Để mở rộng thêm kiến thức về các khía cạnh liên quan đến công nghệ và ứng dụng trong lĩnh vực này, bạn có thể tham khảo các tài liệu như Nghiên cứu xây dựng cloud storage và vpn trong điện toán đám mây sử dụng devstack luận văn thạc sĩ, nơi bạn sẽ tìm hiểu về cách lưu trữ đám mây và bảo mật thông tin trong môi trường IoT. Ngoài ra, bài viết Luận văn thạc sĩ khoa học máy tính sử dụng active learning trong việc lựa chọn dữ liệu gán nhãn cho bài toán speech recognition cũng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về việc áp dụng các phương pháp học máy trong việc tối ưu hóa dữ liệu trong IoT. Cuối cùng, bạn có thể khám phá thêm về Luận văn tốt nghiệp điều khiển thiết bị từ xa qua điện thoại và giao tiếp máy tính, một ứng dụng thú vị của IoT trong việc điều khiển thiết bị thông minh. Những tài liệu này sẽ giúp bạn có cái nhìn sâu sắc hơn về các ứng dụng và tiềm năng của IoT trong tương lai.