Vào một buổi sáng oi bức, bạn rời khỏi nhà. Sau khi đóng cửa, điện thoại sẽ cảnh báo bạn rằng tất cả đèn trong nhà đều tắt và cửa bị khóa. Trong khi đó, ô tô của bạn đã tự động kích hoạt hệ thống làm mát nên khi đến gara, bạn có thể bước thẳng vào một cabin mát mẻ sảng khoái... Những kịch bản như vậy không còn chỉ là tưởng tượng nữa. Internet of Things (IoT) ngày nay đã phát triển đến mức nào? Và nó sẽ đi về đâu trong 5 năm tới?
Nhà thông minh ngày nay cho phép điều khiển từ xa các thiết bị, đèn và rèm thông qua điện thoại thông minh, kích hoạt bằng giọng nói cài đặt thiết bị ở cự ly gần và giám sát-môi trường trong nhà theo thời gian thực thông qua camera và cảm biến được cài đặt. Tuy nhiên, các hệ thống IoT gia đình như vậy vẫn còn hạn chế trong việc áp dụng. Ngoài chi phí xây dựng toàn bộ hệ sinh thái cao, các mối lo ngại bao gồm các vấn đề về niềm tin, sự không chắc chắn về bảo mật và vi phạm quyền riêng tư.
“Mật độ” tích hợp IoT hiện tại vẫn chưa đủ. Tuy nhiên, những tiến bộ công nghệ đã khiến người tiêu dùng hiểu biết không thể chấp nhận việc mua các thiết bị điện tử tiêu dùng hoặc thiết bị nhà thông minh thiếu cái gọi là-khả năng tương tác IoT. Thật khó để tưởng tượng những sản phẩm mới không có khả năng kết nối hoặc những sản phẩm không tương thích với ứng dụng, chương trình nhỏ hoặc tài khoản chính thức.
Tuy nhiên, IoT không còn là điểm bán hàng cốt lõi nữa. Thay vào đó, nó phải bổ sung các khả năng như hiệu suất, AI và màn hình để tạo ra trải nghiệm toàn diện nhằm chiếm thị phần.
Để khám phá tốt hơn các xu hướng của ngành IoT, chúng tôi đã khảo sát khách hàng toàn cầu, nhận được 2.095 bảng câu hỏi hoàn chỉnh từ các kỹ sư giải pháp IoT trên 60 quốc gia. Dữ liệu này là cơ sở cho Báo cáo Xu hướng IoT Toàn cầu của chúng tôi. Bối cảnh IoT toàn cầu sẽ phát triển như thế nào trong 5 năm tới? Hãy cùng khám phá.
Đâu là động lực tăng trưởng của ngành?
Ba ngành công nghiệp hàng đầu có tiềm năng tăng trưởng IoT lớn nhất trong 5 năm tới là tự động hóa và điều khiển công nghiệp, tự động hóa gia đình và trí tuệ nhân tạo. Trong tự động hóa công nghiệp và tự động hóa gia đình, giao tiếp giữa máy--máy (M2M) và giám sát từ xa được dự đoán là những ứng dụng-phát triển nhanh nhất. Chúng bao gồm giám sát thiết bị từ xa, tối ưu hóa quy trình và cơ sở công nghiệp cũng như kết nối cho thiết bị điện tử tiêu dùng và thiết bị thông minh. Đồng thời, đại dịch đã đẩy nhanh việc áp dụng IoT trong chăm sóc sức khỏe, thay đổi cách chẩn đoán và theo dõi bệnh nhân, đồng thời hỗ trợ theo dõi vắc xin và quản lý hàng tồn kho. Với nhu cầu ngày càng tăng đối với các thiết bị y tế được kết nối, 25% người tham gia xác định chăm sóc sức khỏe là ngành chính tiếp theo tận dụng IoT cho sức khỏe con người. Các lĩnh vực khác có tiềm năng tăng trưởng IoT cao bao gồm thành phố thông minh, quản lý năng lượng, ô tô và giao thông vận tải cũng như thiết bị đeo được.
Tuy nhiên, Công nghiệp 4.0 vẫn đang trong giai đoạn phát triển, với tốc độ tăng trưởng chậm trong Sản xuất 4.0 và Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) chủ yếu là do sự phụ thuộc vào các hệ thống cũ, quy trình tích hợp phức tạp, thiếu hụt kỹ năng và thiếu các phương pháp tiếp cận theo định hướng kinh doanh. Ba lý do chính khiến Công nghiệp 4.0 tăng trưởng chậm-liên quan đến bảo mật dữ liệu, thiếu chiến lược kinh doanh cũng như những khó khăn và hạn chế về mặt kỹ thuật của việc trang bị thêm trong các hệ thống cũ phức tạp hiện có-gây cản trở việc áp dụng và tích hợp các giải pháp sản xuất thông minh.
Các quy trình sản xuất hiện đại được kết nối với nhau hơn bao giờ hết, với nhiều máy móc, thiết bị và nhân viên được hỗ trợ bởi các cảm biến nối mạng truyền dữ liệu khắp nhà máy. Vấn đề nảy sinh khi các công ty không thể chia sẻ thông tin trong mạng riêng của họ hoặc tận dụng dữ liệu này để nâng cao chiến lược kinh doanh. Điện toán biên thể hiện hướng đi trong tương lai-hãy khám phá bài viết của chúng tôi về Điện toán biên IoT công nghiệp để biết chi tiết.
Khi các hệ thống ngày càng phức tạp, các lỗ hổng sẽ tăng lên gấp bội, khiến bảo mật trở thành thách thức hàng đầu đối với IoT. Ba mươi{1}}sáu phần trăm người tham gia cho rằng bảo mật là trở ngại chính trong việc áp dụng công nghệ kết nối IoT. Ngoài ra, quyền sở hữu dữ liệu được thu thập bởi các thiết bị biên vẫn là một vấn đề gây tranh cãi. Cách thu thập, chia sẻ và sử dụng dữ liệu khiến người dùng lo ngại, họ không thể xác minh xem thông tin cá nhân của họ có bị lạm dụng hay không. Rủi ro liên quan đến dữ liệu do thiết bị biên thu thập là rất lớn-nếu bị đánh cắp thì hậu quả có thể khó lường. Điều này làm cho việc xác định quyền sở hữu dữ liệu trở thành yếu tố quan trọng cho sự thành công của IoT.
70% người tham gia tin rằng quyền sở hữu dữ liệu phải thuộc về người dùng, đặc biệt khi quyền riêng tư không thể được đảm bảo vì dữ liệu đó dễ dàng bị tiết lộ cho bên thứ ba. Người dùng ngần ngại chia sẻ dữ liệu với các công ty do lo ngại về hành vi trộm cắp danh tính và rủi ro an ninh mạng.
Từ thành phố và nhà máy thông minh đến nhà thông minh, IoT cho phép các đối tượng kết nối và trao đổi dữ liệu. Giải quyết các vấn đề bảo mật dữ liệu cho phép dữ liệu được thu thập giúp cải thiện hoạt động hoặc giảm chi phí, mang lại chất lượng cao hơn, hiệu quả cao hơn và kéo dài tuổi thọ sản phẩm. 40{2}}tám phần trăm người tham gia xác định năng suất nâng cao và khả năng sản xuất là mục tiêu chính của họ, nêu bật tác động kinh doanh lớn nhất của IoT trong các lĩnh vực này.
30% người tham gia tự coi mình là nhà đổi mới IoT đang tìm cách khám phá các cơ hội kinh doanh và đạt được lợi thế cạnh tranh thông qua phát triển giải pháp IoT, trong khi 27% nhằm mục đích tận dụng các cơ hội thị trường. Bất chấp sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường giải pháp IoT, việc phát triển các giải pháp như vậy vẫn là một quyết định mang tính chiến lược cao. Nó liên quan đến những lo ngại về bảo mật dữ liệu và cần thời gian đáng kể để mang lại kết quả. Khi có nhiều doanh nghiệp tham gia hệ sinh thái hơn, bối cảnh phát triển IoT tiếp tục phát triển. Do đó, đối với các công ty, việc đổi mới các giải pháp IoT trở nên quan trọng hơn bao giờ hết-không chỉ đơn thuần là chạy theo xu hướng của ngành. Công ty càng đổi mới hiệu quả thì cơ hội thành công càng lớn.
Các ưu tiên công nghệ chính là gì?
Một thách thức dai dẳng trong quá trình phát triển của IoT là đảm bảo khả năng tương tác giữa các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau và tạo điều kiện dễ dàng phát triển các ứng dụng người dùng mới. Hiện tại, không có tiêu chuẩn toàn cầu nào tồn tại để liên lạc giữa các thiết bị khác nhau, với mỗi nhóm tuân thủ các giao thức riêng biệt. Những người tham gia đã xác định các yếu tố có thể đẩy nhanh việc áp dụng IoT, bao gồm khả năng tương tác, tính dễ phát triển, nhu cầu về các tiêu chuẩn mở và tiêu chuẩn kết nối. Tốc độ đổi mới của IoT rất nhanh. Việc nắm bắt cơ hội thị trường rộng lớn này đòi hỏi phải đạt được khả năng tương tác trên tất cả các ngành để kết nối khách hàng, doanh nghiệp và sản phẩm. Tuy nhiên, các tiêu chuẩn phải mở, cho phép mọi người dễ dàng thiết kế và xây dựng công nghệ theo các khuôn khổ này.
Các thiết bị IoT hiện tại không sử dụng rộng rãi trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy. Tuy nhiên, cuộc khảo sát cho thấy 39% người tham gia đã kết hợp AI vào các thiết kế và ứng dụng IoT của họ. Trong số những người tham gia còn lại, 47% có kế hoạch sử dụng AI trong thiết kế hoặc ứng dụng IoT tiếp theo của họ để xây dựng các thiết bị thông minh hơn. Từ phương tiện tự hành đến phần mềm nhận dạng khuôn mặt, AI đang thay đổi cách chúng ta tương tác với thế giới khi chi phí phần cứng giảm và tốc độ xử lý tăng lên.
Các thiết bị biên IoT giao tiếp qua các kênh có dây và không dây tiêu chuẩn, bao gồm cả việc nhận các phép đo cảm biến và cho phép người vận hành điều khiển từ xa. Tương tác giữa các thiết bị biên, cổng và nền tảng đám mây trong các giải pháp IoT đòi hỏi các cách tiếp cận đa dạng để đáp ứng các nhu cầu khác nhau. Kết quả cho thấy 77% người tham gia đã chọn giao tiếp không dây, trong khi 23% chọn giao tiếp có dây.
Trong số các tùy chọn không dây, WiFi là phổ biến nhất do khả năng kết nối từ xa, tính bảo mật và thông lượng cao hơn, được hỗ trợ bởi các MCU công suất thấp mới nhất có khả năng WiFi. Mạng di động và Bluetooth năng lượng thấp (BLE) theo sát nhau, với thị phần của BLE tăng 12% trong ba năm qua, nhờ chế độ-năng lượng thấp và việc áp dụng nhanh chóng Bluetooth 5.0. Thị phần di động đã tăng 9% trong ba năm qua. Sự gia tăng gần đây của 5G giúp tăng cường khả năng kết nối bằng cách tăng đáng kể băng thông di động, giúp IoT kết nối số lượng lớn thiết bị dễ dàng hơn.
Trong số các giao tiếp có dây, 83% kỹ sư thích Ethernet hơn. Kết nối Ethernet mang lại độ tin cậy và bảo mật cao, cung cấp giải pháp tối ưu cho-các thiết bị truyền phát tốc độ cao như camera IP hoặc điện thoại VoIP.
Hệ thống IoT yêu cầu ngôn ngữ phát triển phần mềm đa dạng để triển khai chức năng. 65% người tham gia vẫn chọn C/C++ vì các khả năng nâng cao về I/O, quản lý mã, cấu trúc dữ liệu và lưu trữ tệp, tiếp theo là Python (45%) và JavaScript (22%).
Việc phát triển phần cứng đặt ra nhiều thách thức, khiến việc thiết kế phù hợp trở nên quan trọng. Khi quyết định giữa-thiết kế nội bộ hay các giải pháp--có sẵn để triển khai-hiệu quả về mặt chi phí và thời gian-tiếp cận{6}}thị trường nhanh hơn, việc lựa chọn phần cứng là rất quan trọng. 48% số người được hỏi sử dụng máy tính một bo mạch (SBC) để tăng tốc và đơn giản hóa thiết kế. SBC nhỏ gọn, có tính năng kết nối tích hợp (Ethernet, WiFi, BLE), USB và các giao diện bổ sung (I2C, SPI, UART) và sẵn sàng sử dụng-có thể sử dụng được (chạy Linux). Các SBC khác nhau giải quyết các yêu cầu phần cứng cụ thể, trong đó bộ nhớ và bộ lưu trữ rất quan trọng đối với các hệ thống nhúng. Các bản phân phối Linux nhúng nhỏ gọn tiếp tục giảm thiểu dung lượng bộ nhớ và lưu trữ.
Tuy nhiên, 32% người tham gia chọn bắt đầu từ một bảng trống, cho phép hệ thống đưa ra các thông số kỹ thuật cuối cùng mang lại hiệu suất vượt trội và độ tin cậy cao với chi phí thấp nhất có thể. Đối với các doanh nghiệp, “xây dựng hay mua” vẫn là một vấn đề nan giải phức tạp. Việc phát triển các giải pháp nội bộ đòi hỏi phải đầu tư và thời gian nhưng quyền sở hữu và toàn quyền kiểm soát vẫn được ưu tiên. Sức mạnh xử lý và chức năng của phần cứng IoT được xác định bởi bộ vi xử lý (MPU) hoặc bộ vi điều khiển (MCU). Thử thách tiếp theo đối với các kỹ sư là lựa chọn MPU/MCU thích hợp cho thiết kế của họ, với 39% số người được hỏi ủng hộ nền tảng phát triển STMicroelectronics.
Nền tảng đám mây là thành phần cốt lõi của việc triển khai IoT doanh nghiệp. Nó đóng một vai trò quan trọng trong việc xây dựng cơ sở hạ tầng IoT an toàn,{1}}quy mô lớn, cho phép các doanh nghiệp thu thập, phân tích và xử lý dữ liệu IoT từ các cảm biến, thiết bị và ứng dụng để thúc đẩy hoạt động bền vững. Ba mươi-phần trăm người tham gia bày tỏ rõ ràng sở thích của mình đối với đám mây riêng tư. Các đám mây riêng khiến tin tặc khó xâm phạm hơn, không phải chịu chi phí và cho phép truy cập dữ liệu cục bộ.
Cảm biến, được sử dụng để thu thập dữ liệu, tạo thành cốt lõi của mọi thiết bị được kết nối. Từ định vị và nhận dạng đến giám sát và bảo vệ cơ sở hạ tầng quan trọng, cảm biến đóng vai trò là tai mắt của các giải pháp IoT, chuyển đổi thông tin vật lý thu được thành tín hiệu có thể đo lường bằng điện tử. Quản lý và triển khai cảm biến hiệu quả là các thành phần quan trọng của quy trình IoT, trong đó việc lựa chọn cảm biến phụ thuộc vào các yếu tố như mức sử dụng, độ chính xác và thời lượng pin. Các cảm biến phổ biến nhất là cảm biến môi trường, đo nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và khí, cùng nhiều cảm biến khác. Loại phổ biến thứ hai là cảm biến chuyển động.
Từ báo cáo xu hướng này, chúng ta có thể kết luận rằng các giải pháp đổi mới nhắm vào nhà thông minh, ngành công nghiệp, thị trường và chính phủ đang mở đường cho tương lai của IoT. IoT chắc chắn nằm trong chương trình nghị sự của khách hàng và đối tác và được săn đón nhiều, tuy nhiên không một thực thể đơn lẻ nào có thể tuyên bố dẫn đầu về vấn đề này. IoT có tiềm năng to lớn và một số công ty hàng đầu đã hành động-Google, Apple và Amazon gần đây đã tham gia vào thị trường tự động hóa gia đình. Điều này có ý nghĩa gì đối với các doanh nghiệp khác?
Chưa đến 25% kỹ sư tin rằng công ty của họ sẽ đóng vai trò thống trị trong IoT, nhưng vẫn còn quá sớm để nói điều đó. Ai sẽ dẫn đầu đàn trong tương lai? Chỉ có thời gian mới trả lời được.