HỌC VIỆN NGÂN HÀNG
KHOA HỆ THỐNG THÔNG TIN QUẢN LÝ

------o0o------

BÀI TẬP LỚN
MẠNG VÀ TRUYỀN THÔNG

ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG IOT TRONG SMARTWATCH
Giảng viên hướng dẫn:

ThS. Lê Văn Hùng

Nhóm thực hiện:

Nhóm 04

Lớp học phần:

IS06A03

Hà Nội – Tháng 06 năm 2022


BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ
STT

Họ và tên

MSV

1

Nguyễn Quang Huy

22A4040018

2

Nguyễn Thị Hồng Nhung

22A4040106

3

Nguyễn Thị Ngọc Anh

22A4040188

4

Vũ Mai Anh

22A4040169

5

Phan Tiến Tài

22A4040116


Nhiệm vụ
Thiết kế bài
tốn, ứng
dụng của IOT
trong nhà
thơng minh
Tổng hợp
Word, ưu
nhược điểm
và làm PP
Word ứng
dụng của IOT
trong y tế
Ưu nhược
điểm
Khái niệm về
iot và về thiết
bị đeo tay tích
hợp IOT

Tỉ lệ
đóng góp

23%

21%

20%
18%


18%


MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU ......................................................................................... 1
PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ INTERNET OF THING (IOT) .................. 2
1.1 Khái niệm IoT là gì?.............................................................................2
1.2 Lịch sử phát triển của IoT .....................................................................3
1.3 Cấu trúc của một hệ thống IoT ..............................................................4
1.4 Yêu cầu thiết lập IoT ............................................................................4
PHẦN II. PHÂN TÍCH IOT TRONG THIẾT BỊ ĐEO TAY ................. 6
2.1 Vai trị .................................................................................................6
2.2 Lợi ích .................................................................................................6
2.3 Thách thức ...........................................................................................6
PHẦN III. ỨNG DỤNG CỦA IOT TRONG THIẾT BỊ ĐEO TAY ....... 9
3.1. Kiến trúc của ứng dụng Iot theo dõi, chăm sóc sức khỏe ..................... 10
3.2. Cơng nghệ cảm biến .......................................................................... 11
PHẦN IV. DEMO ................................................................................. 16
KẾT LUẬN ........................................................................................... 19


LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, thế giới đã bước vào cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 với đặc trưng
là dựa trên nền tảng cơng nghệ số và tích hợp tất cả các cơng nghệ thơng minh để tối
ưu hóa quy trình, phương thức sản xuất. Các công nghệ nổi bật trong cuộc Cách
Mạng 4.0 là cơng nghệ in 3D, trí thơng minh nhân tạo (Artificial Intelligence),
Internet vạn vật kết nối (Internet of Things), cơng nghệ điện tốn đám mây (Cloud
Computing) và xử lý dữ liệu lớn (Big Data). Trong đó, IoT được nhắc đến như một
công nghệ cốt yếu của Cuộc Cách Mạng 4.0. IoT mở ra tiềm năng tích cực trong mọi

khía cạnh của đời sống con người. Nếu như trong y tế, IoT có thể giúp giám sát bệnh
nhân kỹ hơn hoặc quản lý thuốc men tự động; trong nơng nghiệp có thể ứng dụng
thiết lập hệ thống tưới tiêu tự động thì IoT được ứng dụng khá nhiều trong các hệ
thống Nhà Thông Minh (Smart Home) bằng cách có thể thiết lập tự động bật/tắt các
thiết bị điện trong nhà như: đèn, hệ thống sưởi, máy lạnh thông qua điện thoại, máy
tính bảng hay đồng hồ thơng minh. Hơn thế nữa hệ thống tự động thu nhập dữ liệu
từ các cảm biến để đưa ra các ngữ cảnh điều khiển một cách phù hợp. Gần đây, thị
trường Smartwatch có tích hợp các ứng dụng iot như điều khiển được các thiết bị từ
xa qua internet hay giám sát sức khở của người đeo đang là một thị trường béo bở,
đáng chú ý và được khơng ít gã khổng lồ cơng nghệ tham gia như Xiaomi, Samsung
hay thậm chí cả ơng lớn Apple. Chính vì vậy, chúng em chọn nghiên cứu đề tài “Ứng
dụng IoT trong Smartwatch”. Đề tài trình bày kết quả mơ phỏng hoạt động mơ hình
nhà thông minh kết nối Internet và việc giám sát sức khỏe của người sử dụng dựa
trên phần mềm Packet Tracer.

1


PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ INTERNET OF THING (IOT)
1.1 Khái niệm IoT là gì?

Internet of Things (IoT) hay Internet kết nối vạn vật là là một tập hợp các thiết
bị có khả năng kết nối với nhau, với Internet và với thế giới bên ngoài, thu thập và
chia sẻ dữ liệu để thực hiện một cơng việc nào đó.
Nhìn vào xung quanh, có rất nhiều thiết bị ngày nay đã là một phần của IoT.
Đó có thể là chiếc smartphone quen thuộc, vịng đeo tay thơng minh, đồng hồ thơng
minh, camera giám sát, TV, tủ lạnh, máy giặt, máy điều hịa hay thậm chí là bóng
đèn, nồi cơm điện… Tất cả chúng đều có thể được điều khiển từ xa, theo dõi trạng
thái làm việc, tắt mở theo nhu cầu. IoT có thể được xem như sự kết hợp hồn hảo
giữa công nghệ kết nối không dây, hệ thống cơ điện vi mô (MEMS –

Microelectromechanical systems), microservice (kiến trúc dịch vụ nhỏ) và Internet.
Với IoT trợ giúp, các thiết bị thơng minh, cảm biến, máy tính sẽ tự động thu thập dữ
liệu, thống kê và xử lý chúng nhanh chóng, giảm chi phí trong khi có mức độ chính
xác rất cao mà không cần sự tham gia của con người. Điều này cho phép con người
tập trung nguồn nhân lực vào những cơng việc địi hỏi sự suy luận cũng như nghiên
cứu, phát minh tốt hơn.
2


IoT phải có 2 thuộc tính:
-

Một là: Đó phải là một ứng dụng của Internet.

-

Hai là: Nó phải lấy được thông tin của vật chủ.

1.2 Lịch sử phát triển của IoT
Ý tưởng thêm cảm biến và trí thơng minh vào các vật bình thường đã được
thảo luận trong suốt những năm 1980 và 1990. Tuy nhiên, tiến độ thực hiện dự án
này đã diễn ra rất chậm vì cơng nghệ lúc đó chưa sẵn sàng. Các chip quá lớn và cồng
kềnh cũng như khơng có cách nào để các đối tượng giao tiếp hiệu quả.
Cần phải có những bộ xử lý rẻ và tiết kiệm điện để sử dụng kết nối hàng tỷ
thiết bị khác. Việc áp dụng các RFID (chip năng lượng thấp có thể giao tiếp khơng
dây) đã giải quyết được một số vấn đề này. Cùng với sự sẵn có của Internet băng
thơng rộng và mạng di động, thế giới đủ địa chỉ IP để cung cấp cho mọi thiết bị...
đặc biệt khi có sự xuất hiện của IPv6. Đây đều là những bước cần thiết để mở rộng
quy mô của IoT.
Mãi đến những năm 1999 cụm từ IoT mới được đưa ra bởi Kevin Ashton. Ông

là một nhà khoa học đã sáng lập ra Trung tâm Auto-ID ở đại học MIT, nơi thiết lập
các quy chuẩn tồn cầu cho RFID (một phương thức giao tiếp khơng dây dùng sóng
radio) cũng như một số loại cảm biến khác. Ban đầu, IoT hữu ích nhất đối với kinh
doanh và sản xuất. Khi đó, ứng dụng của IoT cịn được gọi là Machine to Machine
(M2M). Tuy nhiên, trọng tâm của IoT hiện là lấp đầy Internet vào tất cả các ngõ
ngách bằng các thiết bị thông minh.
Năm 2000 – 2013, Internet of things (IoT) được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi
vào các lĩnh vực đời sống như đồ gia dụng, thiết bị chăm sóc sức khỏe. Một số sản
phẩm tiêu biểu như: Fitbit – đồng hồ theo dõi sức khỏe, máy tạo nhịp tim không dây,
dịch vụ vận chuyển hàng không…

3


Năm 2014, số lượng thiết bị di động và máy móc kết nối với internet vượt dân
số thế giới lúc bấy giờ.
Và cuối cùng đến năm 2015, các mơ hình robot IoT, trang trại IoT được công
bố và đưa vào ứng dụng cũng như phát triển cho đến ngày nay.
1.3 Cấu trúc của một hệ thống IoT
Cấu trúc của hệ thống IoT bao gồm 4 thành phần chính sau:


Thiết bị (Things)



Trạm kết nối (Gateways)




Các hạ tầng mạng và điện toán đám mây (Network and Cloud)



Bộ xử lý phân tích dữ liệu (Services-creation and Solution Layers).

1.4 Yêu cầu thiết lập IoT
Để thiết lập cấu hình IoT cần các tiêu chí chuẩn sau:


Kết nối dựa vào định hình danh tính: Các đối tượng, máy móc và

thiết bị, thường được gọi là “things”, phải có tên hoặc địa chỉ IP duy nhất. Hệ thống
IoT sẽ hỗ trợ kết nối giữa các “things” và các kết nối được thiết lập dựa trên định
danh IP của things.

4




Khả năng quản lý: Các hệ thống IoT hoạt động tự động mà không cần

sự tham gia của con người, vì vậy để mạng của bạn hoạt động bình thường, bạn cần
hỗ trợ quản lý “things”.


Chức năng bảo mật: Trong IoT, có rất nhiều “things” được kết nối với

nhau, điều này làm tăng rủi ro bảo mật như rò rỉ thông tin, xác thực sai, làm sai lệch

dữ liệu. Các “things” trong hệ thống thuộc về nhiều chủ sở hữu khác nhau và chứa
thông tin cá nhân của họ. Do đó, các hệ thống IoT cần bảo vệ quyền riêng tư của
chúng trong quá trình truyền, tổng hợp, lưu trữ, khai thác và xử lý dữ liệu.


Dịch vụ thỏa thuận: tính năng này nhờ vào tự động thu thập, giao tiếp

và xử lý dữ liệu giữa các “things” dựa trên các quy tắc do nhà điều hành đặt ra hoặc
các quy tắc do người dùng tùy chỉnh.


Tính năng cộng tác: Tính năng này cho phép các hệ thống IoT dễ dàng

tương tác giữa các mạng và “things”.


Tự quản lý mạng: tự quản lý, tự cấu hình, tự sửa lỗi, tự tối ưu hóa, cơ

chế tự bảo vệ, các ứng dụng, môi trường giao tiếp, các thiết bị khác nhau, v.v.


Khả năng định vị: Hệ thống IoT có thể tự động nhận ra và theo dõi các

vị trí. Các dịch vụ dựa trên vị trí này có thể bị hạn chế bởi luật pháp hoặc quy định
và phải tuân theo các yêu cầu bảo mật.


Khởi động hệ thống và sử dụng: Trong các hệ thống IoT, để sử dụng

một cách dễ dàng thì “things” cần được khởi động.


5


PHẦN II. PHÂN TÍCH IOT TRONG SMARTWATCH
2.1 Vai trị
IoT đóng vai trị như là “huyết mạch” của hệ thống. Đó là sự kết hợp cao giữa hệ
thống siêu kết nối vật lý và kỹ thuật số với tâm điểm là Internet, vạn vật kết nối (IoT)
và trí tuệ nhân tạo (AI).
Nếu như AI và Big Data có vai trị như bộ xử lý dữ liệu, nhận về một lượng lớn dữ
liệu, xử lý và đưa ra những quyết định đúng đắn trong mọi trường hợp, Robotic thay
thế sức lao động của con người bằng khả năng vận động không mỏi mệt của máy
móc thì việc kết nối các thiết bị, các quy trình thu thập, xử lý và phản ứng sẽ do IoT
đảm nhận.
Ứng dụng IoT đang mang lại lợi nhuận khổng lồ cho các hãng công nghệ với hàng
tỷ USD, tăng trưởng trên 100%/năm qua nhiều năm. Riêng đối với smartwatch: trên
40% thị phần thuộc về đồng hồ đeo tay.
2.2 Lợi ích
IoT được coi là chìa hóa thành cơng của con người trong tương lai gần bởi nó tác
động tích cực đến đời sống, cơng việc của con người. Đối với smartwatch, IoT đem
lại những lợi ích tiêu biểu sau:
- Theo dõi sức khỏe từ xa.
- Quản lý thiết bị cá nhân bằng kết nối mạng.
- Thay thế điện thoại trong một số tác vụ: nhắn tin nhanh, nghe gọi, tra maps,
nghe nhạc…
- Quản lý thiết bị trong gia đình kết hợp IoT trong smarthome.
2.3 Thách thức
Bên cạnh những lợi ích mà IoT đem lại, cũng có một số thách thức được đặt
ra và cần các nhà phát triển sớm giải quyết:
6



-

Chi phí đầu tư cơng nghệ IoT là rất lớn. Doanh nghiệp sẽ phải tốn chi

phí lớn cho hệ thống IoT như:
+ Chi phí cơ sở hạ tầng: Để tạo ra một nền tảng cho phép các thiết bị giao
tiếp tự do, doanh nghiệp cần tạo ra một cấu trúc kết nối có tính bền vững. Đó là
một khoản chi phí lớn khiến cho các doanh nghiệp cịn đắn đo khi áp dụng IoT vào
quá trình sản xuất và quản lí của mình.
+ Chi phí kết nối dữ liệu: Các công nghệ IoT dựa vào khả năng kết nối dữ
liệu phủ trên diện rộng - nhưng là thành phần không chắc chắn trong cơng nghệ IoT
vì khó dự đốn số lượng vật tư sẽ sử dụng. Không chỉ vậy, lỗi phần mềm, sự cố
máy chủ, độ trễ mạng và các thách thức về cơ sở hạ tầng cũng có thể làm tăng chi
phí liên quan gấp 10 lần. Do đó chi phí kết nối rất khó để dự đốn và sẽ tăng lên
nhanh chóng.
+ Chi phí duy trì hệ thống: Sai sót hay khó khăn sẽ có thể xảy ra khi sử dụng,
nhất là khi doanh nghiệp khơng có kế hoạch rõ ràng ở giai đoạn đầu khi phát triển
sản phẩm, điều đó khiến cho kỹ thuật viên phải xuất hiện thường xuyên và trực tiếp
sửa chữa, đây chính là một khoản phí thường trực và vơ cùng đắt đỏ.
-

Tiêu chuẩn chung cho hệ thống IoT:

+ IoT không chỉ dừng phạm vi phủ sóng ở một quốc gia hay một khu vực mà
hoạt động trên toàn cầu. Việc thiếu các tiêu chuẩn trong khi lại có rất nhiều giao thức
kết nối đang được sử dụng như hiện nay là một trở ngại lớn khi các doanh nghiệp có
ý định ứng dụng iot.
+ Bên cạnh đó, hạ tầng phát triển của hệ thống IoT ở Việt Nam vẫn chưa phù

hợp, khiến cho khả năng truyền dữ liệu bị trễ vì thế khi ứng dụng IoT cho doanh
nghiệp Việt cần giải quyết khả năng kết nối các thiết bị nhằm cho nền tảng IoT có
khả năng lan truyền thơng tin nhanh chóng và kịp thời.

7


Khó khăn thay thế thiết bị lỗi thời trong hệ thống IoT: Hệ thống IoT cho

-

doanh nghiệp cần có nền tảng linh hoạt và luôn thay đổi để đáp ứng với xu thế
không ngừng phát triển. Thế nhưng doanh nghiệp Việt vướng mắc ở chỗ, các thiết
bị sản xuất để tích hợp hệ thống IoT thường được sửa chữa tùy biến nhiều lần
hoặc lỗi thời. Như vậy sẽ rất bất cập khi kết nối thiết bị hiện tại của doanh nghiệp
Việt với các tiêu chuẩn và hệ thống thiết bị IoT tiên tiến trên thế giới. Do đó, khi
phát triển ứng dụng IoT, các nhà cung cấp phải đảm bảo rằng ứng dụng có khả năng
tích hợp liền mạch trên mọi nền tảng mà khơng gặp khó khăn trong q trình liên
kết dữ liệu.
-

Khó khăn trong tìm kiếm nhà cung cấp IoT ở Việt Nam:

+ Hầu hết thị phần IoT cho doanh nghiệp Việt hiện nay được cung cấp bởi
những tên tuổi lớn ngoại quốc với nhiều ưu điểm, nhưng những ông lớn này thường
không nắm rõ thực tế sản xuất ở Việt Nam, các chính sách cũng như hoạch định
khơng tương thích với chế độ, quy định tại khu vực triển khai dự án.
+ Tại Việt Nam, những hệ thống IoT ở Việt Nam có mức chi phí tầm trung
được thiết kế và hoàn thiện bởi các đơn vị là doanh nghiệp trong nước. Hệ thống
IoT cho doanh nghiệp của nhà cung cấp nội có ưu điểm đó là nắm rõ các nghiệp vụ,

nhu cầu các doanh nghiệp trong nước, tuân thủ đúng quy định, chuẩn mực pháp luật
trong nước. Với những ưu điểm này giúp doanh nghiệp có khả năng ứng dụng
IoT cao hơn, tỷ lệ triển khai thành công cao hơn.

8


PHẦN III. ỨNG DỤNG CỦA IOT TRONG SMARTWATCH
3.1. Ứng dụng IoT của smartwatch vào nhà thơng minh
Với IoT có lẽ đây là ứng dụng phổ biến nhất, đem lại nhiều hiệu quả thực tế
nhất. Được thiết kế nhằm giúp người sử dụng có cuộc sống đảm bảo an tồn, tiện ích
tối ưu nhất. Những ngôi nhà thông minh sẽ giúp bạn có cuộc sống hiện đại, tiện nghi,
tính tế đến từng chi tiết.
Ứng dụng IoT trong nhà thông minh sẽ giúp bạn và gia đình ln cảm thấy vui
vẻ, thoải mái, an toàn, tiện lợi hơn bao giờ hết.
Tại Việt Nam, công nghệ IoT trong lĩnh vực nhà thông minh, thiết bị thông
minh đang rất phát triển. Đặc biệt, với nhiều cơng dụng điển hình cho điều khiển hệ
thống ánh sáng và các thiết bị gia dụng trong gia đình
3.1.1. Với hệ thống ánh sáng
Trước hết phải nhắc đến hệ thống phát sáng và chiếu sáng trong nhà, là thứ mà
khơng gia đình nào là khơng có.
Một hệ thống ánh sáng thông minh sẽ đem đến cho bạn rất nhiều lợi ích, tiết
kiện dc khơng ít cơng sức và tiền bạc vì nó có khả năng giúp bạn điều khiển các hoạt
động của thiết bị từ xa, và sự điều khiển này sẽ thông qua smartwatch hay smartphone
mà không phải đến tận nơi để thao tác.
3.1.2. Với các thiết bị gia dụng
Hầu hết các thiết bị này đều có đặc điểm chung: khi nào cần mới sử dụng, và
sử dụng khá ít ngoại trừ điều hịa vào những ngày nắng nóng có thể sử dụng thường
xun. Ngồi ra, những thiết bị này đều cần thời gian để khởi động trước, để tránh
việc khi bạn sử dụng phải chờ đợi lâu.

Bởi vậy, để giúp bạn giải quyết triệt để vấn đề này, thì ứng dụng Io T sẽ giúp
đỡ bạnđiều khiển bình nóng lạnh, điều hịa dù bạn ở bất kỳ đâu hay cài đặt trước máy
9


pha café dể ln có một ly café nóng cho một ngày làm việc hứng khởi. Nếu như
trước đây bạn phải đợi 15 - 20 phút cho mỗi lần bật nóng lạnh, thì giờ đây trước khi
về đến nhà bạn chỉ cần sử dụng thiết bị đeo tay thông minh hay smart phone để ra
lệnh trực tiếp cho thiết bị. Khi về đến nhà, bạn đã có thể vào nhà tắm ngay và thư
giãn sau một ngày dài làm việc.
Với những ứng dụng của IoT, không những giúp cho cuộc sống của bạn trở
nên hiện đại, tiện nghi hơn, mà chúng có thể giúp bạn tiết kiệm điện năng. Từ đó,
giảm chi phí về hóa đơn tiền điện, đặc biệt ln đảm bảo sức khỏe cho bạn và gia
đình.
3.2. Kiến trúc của ứng dụng IoT theo dõi, chăm sóc sức khỏe
Thị trường các thiết bị đeo thông minh đang mở rộng theo từng năm, đối với
các nhà sản xuất điện thoại di động, tương lai của thị trường này chắc chắn rất tươi
sáng. Khi nói đến những thiết bị mang theo, không thể không kể đến các loại sản
phẩm thông minh đó chính là chiếc đồng hồ thơng minh, vịng đeo thơng minh….
Trong y tế, nó có thể dùng để giám sát và kiểm tra từ các bác sĩ với bệnh
nhân. Mỗi bệnh nhân có các node cảm biến riêng để theo dõi, và mỗi node cảm biến
làm nhiệm vụ riêng. Nó có thể kiểm tra được các số liệu về sinh lý con người. Các
số liệu về sinh lý thu thập được bằng các mạng cảm biến có thể được lưu trữ trong
thời gian dải vả có thể được sử dụng để khảo sát y học.
3.2.1. Kết nối với thiết bị thông minh khác
Một lớp không thể thiếu trong Iot là giới thiệu các thiết bị thông minh được
kết nối với nhau. Kết nối với các thiết bị y tế được kết nối thơng minh sẽ theo dõi
được tình tình sức khỏe của bệnh nhân, theo dõi định vị được vị trí của người bệnh.
Nó có thể theo dõi từ xa các bệnh nhân có nguy cơ, và thậm chí đưa ra quyết định
sáng suốt và ngăn chặn các chuyến đi đến phịng cấp cứu.

3.2.2. Hệ thống phân tích dữ liệu
10


Việc sử dụng IoT cũng đã tạo động lực tích cực cho việc phân tích chăm sóc
sức khỏe. Với các ứng dụng được kết nối trong các thiết bị đeo (đồng hồ thơng
minh…), các chun gia chăm sóc sức khỏe có thể truy cập vào một lượng lớn dữ
liệu, điều này giúp phân tích xu hướng chăm sóc sức khỏe và cũng trong việc đo
lường tác động của loại thuốc cụ thể nào đó hoặc một tình trạng sức khỏe cụ thể.
3.2.3. Tích hợp điện tốn đám mây
Các thiết bị đeo theo dõi sức khỏe được nhúng IoT đã được tích hợp vào điện
tốn đám mây. Việc sử dụng điện tốn đám mây trong chăm sóc sức khỏe sẽ tiếp tục
phát triển do việc sử dụng các thiết bị thông minh hỗ trợ IoT ngày càng tăng. Điển
hình như IBM đã công bố “Watson Health” sẽ cung cấp quyền truy cập dựa trên điện
toán đám mây để diễn giải dữ liệu chăm sóc sức khỏe. Điện tốn đám mây “Watson
Health Cloud” là một hình thức nguồn mở nhưng đảm bảo an tồn để các nhà cung
cấp dịch vụ chăm sóc sức khoẻ có thể chia sẻ và chuyển tải dữ liệu sức khỏe, qua đó
sẽ hiểu rõ hơn về xu hướng, giúp đưa ra quyết định sáng suốt, từ đó cải thiện kết quả
chung về sức khỏe của bệnh nhân.
Một lợi ích hữu hình của IoT là thời gian thực và theo dõi sức khỏe bệnh nhân
từ xa, hoàn toàn trở thành hiện thực đối với việc quản lý các bệnh không lây nhiễm
như suy tim, tiểu đường và hen suyễn… Các cảm biến đã được tích hợp vào nhiều
nền tảng khác nhau: đồng hồ thơng minh, vịng đeo thơng minh… nhằm mục đích
thu thập và chuyển dữ liệu sức khỏe như: nhịp tim, huyết áp, glucose máu và chuyển
động cơ thể. Những dữ liệu này sẽ được lưu trữ trên đám mây và có thể được chia sẻ
với người được ủy quyền như bác sĩ…
3.3. Công nghệ cảm biến
Công nghệ cảm biến cơ thể (Body Sense Network- BSN) là một trong những
cơng nghệ mạng tính bắt buộc, cốt lõi của IOT trong hệ thống chăm sóc sức khỏe.


11


Một số hệ thống mạng cảm biến BSN trong đồng hồ thông minh như sau:
Cảm biến điện tâm đồ ECG (electrocardiography): theo dõi hoạt động



của tim


Cảm biến huyết áp BP (blood pressure): theo dõi chỉ số huyết áp



Cảm biến chuyển động Motion được sử dụng để ước tính hoạt động của

người dùng.
Thiết bị đeo thơng minh có thể thu thập được các thông số sinh lý chỉ định
của cơ thể. Các thơng số đo được phân tích dữ liệu và chuyển tiếp cho một thiết bị
điều phối (Local Processing Unit-LPU). Thiết bị điều phối LPU hoạt động như một
bộ định tuyến giữa các nút cảm biến BSN và máy chủ trung tâm hệ thống (máy chủ
BSN),

sử

dụng

các


phương

tiện

giao

tiếp

Internet

khơng

dây:

3G/4G/CDMA/GPRS… Trong q trình hoạt động, nếu thiết bị điều phối LPU phát
hiện bất kỳ sự bất thường nào được phát hiện từ các cảm biến thì nó sẽ cảnh báo ngay
cho người dùng.
Ví dụ, chỉ số huyết áp (BP) ít hơn hoặc bằng 120 là bình thường, khi chỉ số
huyết áp BP của người đó đạt đến 125, thiết bị điều phối LPU sẽ cảnh báo cho người
12


dùng thơng qua các chức năng có sẵn như tiếng bíp trong điện thoại di động hay một
đoạn tin nhắn cảnh báo...
Cơ sở dữ liệu của máy chủ BSN nhận và phân tích dữ liệu của người dùng
(người mang một số bộ cảm biến sinh học) từ thiết bị điều phối LPU. Trong q trình
phân tích dữ liệu, nếu xuất hiện các dữ liệu bất thường và dựa trên mức độ bất thường
đã được chỉ định, nó có thể tương tác với thành viên gia đình của người dùng, bác sĩ
địa phương, hoặc thậm chí là đơn vị cấp cứu khẩn cấp của một trung tâm chăm sóc
sức khoẻ gần đó. Người dùng khơng chỉ là những bệnh nhân mà có thể là những

người bình thường khi sử dụng nhiều bộ cảm biến sinh học trên cơ thể, máy chủ BSN
sẽ liên tục nhận được những bản cập nhật dữ liệu định kỳ từ các cảm biến thông qua
thiết bị điều phối LPU. Máy chủ BSN sẽ duy trì một loạt các hành động được chỉ
định cho mỗi loại dữ liệu BSN mà nó nhận được từ thiết bị điều phối LPU. Ví dụ
như bảng dưới đây:
Dữ liệu huyết áp (PB)

Hành động

của máy chủ BSN
PB ≤ 120

PB > 130

PB > 160; FR: F

PB > 160; FR: F và PR: F

Không hành động
Gửi thơng tin tới thành
viên gia đình
Gửi thơng tin tới bác sỹ
địa phương
Gửi thông tin tới trung
tâm cấp cứu

Chú thích:
-

FR: Phản hồi từ gia đình

13

Phản hồi

Khơng

FR: T/F

PR: T/F

ER: T/F


-

PR: Phản hồi từ bác sỹ địa phương

-

ER: Phản hồi từ trung tâm cấp cứu

-

T/F: Đúng/Sai

Tại bảng trên, thông qua cột biểu thị, cột hoạt động dựa trên dữ liệu nhận được
từ cảm biến huyết áp BP của máy chủ BSN. Ở đó, nếu chỉ số huyết áp BP thấp hơn
hoặc bằng 120 thì máy chủ khơng thực hiện bất kỳ hành động nào. Nếu, khi chỉ số
huyết áp BP lớn hơn 130, thì máy chủ sẽ báo cho các thành viên trong gia đình của
người dùng đó. Nếu chỉ số huyết áp BP trở nên lớn hơn 160 và khơng có thành viên

trong gia đình của người dùng nhận được thơng tin cuộc gọi thì máy chủ chuyển
đồng thời sang liên lạc với bác sĩ địa phương. Hơn nữa, nếu chỉ số huyết áp BP của
người đó vượt qua ngưỡng 160 mà vẫn khơng có phản hồi từ thành viên gia đình
hoặc bác sĩ địa phương thì máy chủ BSN sẽ thông báo cho một đơn vị cấp cứu khẩn
cấp của trung tâm chăm sóc sức khoẻ, đồng thời cung cấp vị trí của người đó thơng
qua dữ liệu mạng hoặc từ cảm biến vị trí GPS mà vệ tinh thu được. Ở đây, các tham
số phản ứng "FR" (Phản ứng gia đình), "PR" (Phản ứng của bác sỹ) và "ER" (Phản
ứng khẩn cấp) là các kiểu dữ liệu Boolean (1), có thể là đúng (T) hoặc sai (F).
Nếu giá trị của bất kỳ tham số phản hồi nào là sai (F), thì máy chủ sẽ lặp lại
hành động của nó. Ví dụ, khi các thơng số phản hồi gia đình "FR: F", sau đó các máy
chủ sẽ liên tục gửi thông tin cảnh báo tới các thành viên gia đình của người dùng.
Nếu các thành viên trong gia đình của người liên quan nhận được thơng tin cảnh báo
thì giá trị của tham số phản hồi gia đình (FR) sẽ trở thành đúng, có nghĩa là “FR: T”.
Tuy nhiên, nếu tham số phản hồi gia đình “FR: F” và chỉ số huyết áp BP >130 thì
máy chủ BSN - Care sẽ gọi, gửi thông tin cảnh báo cho bác sĩ địa phương. Trong
trường hợp, bác sĩ cũng không trả lời thơng tin của máy chủ, thì giá trị của tham số
trả lời của bác sĩ “PR” sẽ sai “F”. Lúc này, máy chủ sẽ liên tục gọi, gửi thơng tin
cảnh báo cho cả thành viên gia đình người dùng và bác sĩ cho đến khi giá trị phản
hồi nào (FR, PR) trở thành đúng “T”. Trong khi đó, nếu "FR: F", "PR: F" và chỉ số
14


huyết áp BP> 160, ngay lập tức máy chủ BSN sẽ thông báo ngay cho đơn vị khẩn
cấp của trung tâm chăm sóc sức khoẻ gần nhất với những người có liên quan. Khi
đơn vị khẩn cấp có phản hồi, thì giá trị của thơng số phản hồi khẩn cấp "ER" sẽ trở
thành đúng “T”, tức là "ER: T".

15



PHẦN IV. DEMO
Bài toán:
Huy là một người mua sử dụng smartwatch – thiết bị có khả năng giám sát
sức khỏe và cập nhật thường xuyên lên hệ thông giám sát, phân tích, đưa ra
kết quả về sức khỏe cho người sử dụng khi được u cầu. Khơng chỉ có vậy,
nó cũng là cầu nối với các thiết bị gia dụng thơng minh trong nhà của Huy,
biến ngơi nhà bình thường trở thành một ngôi là thông minh.
Dùng Cisco Packet Tracer để mơ phỏng hệ thống mạng trong tình huống trên
Các đối tượng trong hệ thống (truyền dẫn thông tin qua đám mây) bao gồm:
-

Nhà của HUY

-

Kho lưu trữ thông tin

-

Trung tâm theo dõi sức khỏe

-

Ngoài đường



Các thiết bị trong nhà bệnh nhân: đồng hồ thơng minh, máy tính, các

thiết bị gia dụng… và người sử dụng khi đi ngoài đường sử dụng.

16


17




Các trung tâm theo dõi sức khỏe và đám mây lưu trữ dữ liệu:



Các thông tin về sức khở cuả người sử dụng sẽ được lưu trữ, phân tích

và cung cấp, hiển thị cho người dùng
18


KẾT LUẬN
Qua bài tốn, nhóm em có thể kết luận IoT là một lĩnh vực vơ cùng tiềm năng.
IoT có nhiều đặc tính cơ bản:
- Tính kết nối liên thơng: là khả năng các thiết bị đều có thể kết nối với nhau.
- Tính khơng đồng nhất: Các thiết bị trong mạng lưới IoT sở hữu phần cứng
cũng như network khác nhau nên không đồng nhất.
- Thay đổi linh hoạt: Số lượng và trạng thái thiết bị đều có thể thay đổi.
- Quy mơ lớn: mạng lưới IoT có rất nhiều các thiết bị kết nối với nhau thông
qua Internet.
-

Đáp ứng các dịch vụ liên quan đến “Things”.


Bên cạnh những lợi ích to lớn thì đi cùng sẽ là những thách thức rất cần được
giải quyết. Đối với đề tài IoT trong smartwatch, nhóm em nhận thấy IoT đã đáp ứng
tốt những gì đã đặt ra: quan tâm đến sức khỏe con người, giải quyết nhanh những
trường hợp bận rộn của con người, rút ngắn thời gian, đồng thời linh hoạt và đồng
bộ các thiết bị cùng với IoT trong smarthome.

19