IoT gateway là gì?

IoT Gateway là một thiết bị đóng vai trò điểm kết nối giữa môi trường internet và các thiết bị điều khiển, cảm biến và các thiết bị thông minh… Tinh thần chung là, tất cả dữ liệu được truyền tải lên mạng interntet hoặc ngược lại sẽ đều phải đi qua thiết bị này. Vậy IoT Gateway là gì?

IoT Gateway là gì

IoT Gateway như tên gọi của nó là thiết bị đóng vai trò cổng kết nối giữa giữa các thiết bị IoT, (cảm biến, thiết bị, hệ thống) và mạng internet. Tất cả dữ liệu di chuyển lên mạng internet hoặc ngược lại sẽ đi qua gateway này. IoT gateway thông thường sẽ là một thiết bị phần cứng chuyên dụng, có thiết kế linh hoạt, chịu được môi trường khắc nghiệt, hỗ trợ các chuẩn kết nối cục bộ như: LAN, WiFi, 3G, Zigbee, Z-wave, RF. Hoặc nó cũng có thể là một máy chủ thông thường nếu không gian lắp đặt cho phép, được cài đặt phần mềm gateway và tích hợp các cổng kết nối, wireless phù hợp.

Một số cảm biến có thể tạo ra hàng chục ngàn điểm dữ liệu mỗi giây.  Do vậy, IoT gateway thường được trang bị một bộ vi xử lý để xử lý bước đầu dữ liệu thô tại thực địa (môi trường biên) trước khi nó được gửi lên hệ thống xử lý trung tâm. Việc tổng hợp, thu gọn và phân tích dữ liệu tại biên, sẽ giảm thiểu khối lượng dữ liệu cần chuyển và xử lý trên đám mây. Như vậy, nó có thể tác động lớn đến thời gian hồi đáp và chi phí đường truyền mạng.

Đọc thêm: Lợi ích khi ứng dụng IoT trong doanh nghiệp sản xuất

Cách thức IoT Gateway hoạt động là gì ?

Hầu hết các thiết bị IoT hiện nay đều có khả năng tổng hợp dữ liệu. Ví dụ: các cảm biến trong giao thông đường bộ có thể tổng hợp dữ liệu và gửi chúng đến hệ thống phân tích AI trên nền tảng điện toán đám mây. Nhưng để tiếp cận hệ thống phân tích, trước tiên các cảm biến phải gửi tất cả dữ liệu thô này đến IoT Gateway. Tại đây, các dữ liệu này sẽ phải tuân theo các bước xử lý sau:

1. Tiền xử lý, lọc dữ liệu thô;
2. Chuyển ngôn ngữ của các giao thức để mã hóa ;
3. Gửi dữ liệu đến hệ thống xử lý trung tâm qua Internet hoặc Intranet;

Lợi ích của việc sử dụng IoT Gateway là gì?

• Lọc dữ liệu trong giai đoạn tiền xử lý để cải thiện thời gian phản hồi

Nếu tất cả dữ liệu này được đẩy thẳng lên hệ thống (bao gồm cả dữ liệu rác và dữ liệu không cần thiết), hoạt động phân tích dữ liệu diễn ra sau đó sẽ bị chậm hơn theo yêu cầu. IoT Gateway cung cấp các khả năng điều khiển bằng thuật toán xử lý dữ liệu tại biên, được gọi là điện toán biên. Người ta có thể tận dụng tính năng này để xử lý lượng dữ liệu khổng lồ mà các cảm biến IoT thu nhận được từng giờ từng ngày để giảm bớt áp lực cho hệ thống xử lý trung tâm. Cổng IoT có thể xử lý trước và lọc ra dữ liệu không cần thiết ở điểm cuối để có ít dữ liệu được chuyển tiếp sang giai đoạn tiếp theo.

• Hỗ trợ bảo mật cho dữ liệu IoT

Việc bảo mật dữ liệu với các thiết bị công nghệ cao là yêu cầu bắt buộc trong thời đại số ngày nay, bằng chứng là, hãng đồ chơi thông minh My Friend Cayla đã bị cấm ở Đức vì các sản phẩm của hãng này được coi là thiết bị gián điệp. Một mối lo ngại khác với các người dùng cá nhân đối với các món đồ chơi của hãng này, là chúng không được cài đặt tính năng bảo vệ thông tin người dùng. Do vậy khả năng bị tin tặc tấn công và xâm phạm quyền riêng tư trên món đồ chơi này là rất lớn. Không chỉ dừng lại ở một ví dụ của My Friend Cayla, hiện nay trên thị trường còn có rất nhiều thiết bị quen thuộc như máy điều nhiệt gia đình, xe tự lái, giám sát video và thậm chí toàn bộ các nhà máy thực phẩm, cũng tồn tại khả năng bị tấn công vào hệ thống CNTT để theo dõi và ăn cắp dữ liệu.

IoT Gateway có thể là một giải pháp để tăng tính bảo mật cho thông tin của người dùng. Với việc tất cả các thiết bị IoT phải được kết nối với mạng lưới thông qua cổng IoT, sự tiếp xúc trực tiếp từ các thiết bị với hệ thống và người dùng đã được hạn chế tối đa. IoT gateway trong trường hợp này còn đóng vai trò người gác cổng mẫn cán, giúp bảo vệ toàn bộ hệ sinh thái IoT.

• Cải thiện hiệu quả năng lượng trên các thiết bị IoT

Ví dụ, đối với thiết bị tự hành, công nghệ Internet of Things giúp cho lái xe trở nên an toàn, thông qua các cảm biến được triển khai trên đường, đèn giao thông và lối băng qua đường. Nhưng những cảm biến này cần phải cân bằng được năng lượng tiêu tốn qua hoạt động này. Thực tế, các kết nối giữa thiết bị cảm ứng và hệ thống thu thập dữ liệu được thực hiện ở khoảng cách khá xa, do vậy chúng đòi hỏi tiêu thụ lượng điện năng lớn.

Những cổng IoT được bố trí gần với các thiết bị này được kết nối sẵn với mạng lưới thông tin có thể đóng vai trò là cầu nối để rút ngắn các phạm vi kết nối của các tín hiệu và quản lý tất cả các giao tiếp cảm biến. Với phương pháp này, các cảm biến chỉ cần truyền tải dữ liệu trong phạm vi ngắn, cũng tiết kiệm năng lượng và kéo dài tuổi thọ hơn.

• Xử lý tất cả các thông tin hỗn hợp từ các thiết bị IoT về một giao thức chuẩn duy nhất

Các cảm biến có nhiệm vụ thu thập dữ liệu từ môi trường bên ngoài và gửi nó đến một hệ thống phân tích trung tâm (có thể đặt trên đám mây hoặc máy chủ). Trong các ứng dụng trực tuyến, dữ liệu được thu nhận có nhiều nguồn, các cảm biến chuyển động, ánh sáng đến máy quay video… Nhưng nội dung của dữ liệu chưa được mã hóa về dạng dữ liệu duy nhất để hệ thống có thể hiểu. Vì vậy, tất cả các thiết bị IoT đều phải trang bị cho mình một giao thức truyền thông theo chuẩn để có thể giao tiếp với nhau một cách hiệu quả và đơn giản hóa quy trình gửi dữ liệu đến nền tảng phân tích trung tâm.

Nhưng nếu có 25 tỷ thiết bị IoT vào năm 2021, một hệ sinh thái rộng lớn về các giao thức, quy tắc và tiêu chuẩn truyền tải sẽ được hình thành. Đến lúc này, chỉ IoT Gateway mới thống nhất được các giao thức trong hệ sinh thái này, giúp chúng có thể được hiểu và dịch sang ngôn ngữ duy nhất từ cảm biến sang hệ thống phân tích đám mây.

Đọc thêm: Thiết bị IoT công nghiệp – Những thông tin cơ bản

Kết

IoT Gateway là khái niệm không mới nhưng không phải ai cũng biết tác dụng bên trong của nó. Chúng hiện đã phát triển để thực hiện rất nhiều nhiệm vụ khác nhau, từ lọc dữ liệu đơn giản đến trực quan hóa và thực hiện các phân tích phức tạp. Những thiết bị thông minh này đang giúp thúc đẩy xu hướng phát triển và ứng dụng IoT hiện nay.