Cổng kết nối IoT - IoT Gateway là gì?

Cổng kết nối IoT hay IoT Gateway là một trong những phần thiết yếu của hệ sinh thái IoT hỗ trợ sự phát triển theo cấp số nhân của hàng tỷ thiết bị IoT. Tuy nhiên, có nhiều thách thức khác nhau xảy ra khi triển khai vô số thiết bị IoT ở rìa (Edge). Ở đây chúng ta sẽ thảo luận về cách IoT Gateways là một giải pháp tuyệt vời cho việc triển khai và ứng dụng internet vạn vật – IoT đang phát triển.

IoT Gateway là gì?​

IoT Gateway là một máy tính nhúng công nghiệp thông minh hoạt động như một trung tâm quản lý tất cả các thiết bị, cảm biến và bộ truyền động IoT được kết nối. Thuật ngữ Gateway khá dễ hiểu, để dễ hiểu khái niệm cổng, nó hoạt động như một cổng vào tổng hợp, xử lý và lọc ra tất cả dữ liệu và thông tin được gửi bởi các thiết bị IoT khác nhau trước khi được gửi đến đám mây.

IoT Gateway hoạt động như thế nào?​

IoT Gateway đóng vai trò là cầu nối giữa các loại thiết bị IoT khác nhau và kết nối chúng với hệ thống dữ liệu trung tâm hoặc thậm chí là đám mây (Cloud). Logistics của dữ liệu truyền từ biên (rìa) đến Gateway và đến mạng bên ngoài như đám mây liên quan đến việc tổng hợp, phân tích và đồng bộ hóa dữ liệu. Các thiết bị IoT giao tiếp với IoT Gateway bằng kết có dây như LAN, RS-232, RS-485/422,.. hay sử dụng các công nghệ không dây tầm ngắn như Zigbee, Z-wave và Bluetooth LE. Một số thiết bị IoT cũng sử dụng công nghệ không dây tầm xa như LoRa, WiFi, LTE và LTE-M để giao tiếp với IoT Gateways. Sau đó, IoT Gateway kết nối với Wide Area Network (WAN) hoặc Đám mây thông qua cáp quang WAN hoặc Ethernet LAN.


Hơn nữa, trong một hệ sinh thái IoT, có thể có hàng trăm đến hàng nghìn thiết bị IoT, cảm biến và thiết bị truyền động với các giao thức và giao diện khác nhau. Vô số dữ liệu IoT này đang được tạo ra mỗi giây, tạo ra sự quá tải cho đám mây. Các cổng kết nối IoT cũng lọc và tổng hợp dữ liệu đã thu thập thành một giao thức tiêu chuẩn duy nhất để dữ liệu có thể dễ dàng được xử lý trên đám mây và được chuyển tới biên để tính toán hiệu quả hơn. Một số giao thức phổ biến mà IoT Gateway hay sử dụng là AMQP, DDS, CoAP, MQTT và WebSocket.

Lợi ích của Cổng kết nối IoT​

• Quản lý dữ liệu

Gateway IoT quản lý tất cả dữ liệu từ các thiết bị, cảm biến và thiết bị truyền động IoT. Nó tổng hợp, xử lý và lọc dữ liệu từ tất cả các thiết bị này trước khi chỉ gửi thông tin quan trọng nhất lên đám mây. Nó cũng kết nối dữ liệu đến từ đám mây khi điều khiển và giám sát các ứng dụng IoT từ một vị trí từ xa.

• Tiêu thụ băng thông thấp

Có hàng trăm đến hàng nghìn thiết bị IoT tham gia vào hệ sinh thái IoT. Với rất nhiều thiết bị được kết nối internet và liên tục truyền dữ liệu, hãy tưởng tượng việc vận hành cả hệ thống sẽ tiêu tốn bao nhiêu. Gateway IoT có thể giữ cho mức tiêu thụ băng thông thấp bằng cách xử lý trước và quản lý dữ liệu từ tất cả các thiết bị trên toàn hệ thống trước khi gửi ra mạng bên ngoài.

• Giảm độ trễ

Với hiệu quả mà IoT Gateway đã tạo ra, mạng lưới thiết bị IoT sẽ kết nối nhanh hơn nhiều với đám mây và giảm các vấn đề về độ trễ. Hơn nữa, với việc xử lý dữ liệu ngay tại rìa, IoT Gateway loại bỏ các nút thắt về độ trễ xuất hiện khi các thiết bị IoT cố gắng kết nối với đám mây. Gateway IoT gần với nguồn dữ liệu hơn nhiều, giúp cải thiện các vấn đề về độ trễ.

• Tiết kiệm năng lượng

Với Gateway IoT xử lý việc quản lý dữ liệu, giảm tiêu thụ băng thông và giảm độ trễ của các thiết bị IoT, nó cho phép hàng trăm đến hàng nghìn thiết bị IoT hoạt động hiệu quả và cuối cùng sẽ yêu cầu ít năng lượng hơn. Chỉ có một cổng IoT để gửi và nhận dữ liệu từ đám mây tiết kiệm năng lượng hơn nhiều so với việc có nhiều thiết bị IoT liên tục cố gắng kết nối với đám mây.

• An ninh mạng

Gateway IoT cải thiện tính bảo mật của hệ sinh thái IoT của bạn bằng cách giảm các điểm kết nối nơi tin tặc có thể nhắm làm mục tiêu. IoT Gateways cũng được trang bị nhiều tùy chọn bảo mật như TPM 2.0 để đảm bảo mã hóa toàn bộ dữ liệu.

• Hiệu quả về chi phí

Với mức tiêu thụ điện năng và internet thấp hơn, IoT Gateways không chỉ tăng hiệu quả của các ứng dụng IoT của bạn mà còn giảm chi phí vận hành. Hơn nữa, nó làm giảm rủi ro thời gian chết với các ứng dụng an toàn và đáng tin cậy hơn, dẫn đến các ứng dụng IoT tiết kiệm chi phí hơn.

• Bền bỉ và đáng tin cậy

Cổng IoT công nghiệp được thiết kế để chịu được môi trường khắc nghiệt thường đi kèm với các ứng dụng điện toán biên. Được xây dựng bằng vật liệu công nghiệp mạnh mẽ, Cổng IoT công nghiệp bền hơn và đáng tin cậy hơn nhiều khi được triển khai trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

• Điện toán biên

Với các bộ vi xử lý mạnh mẽ hiện có trên thị trường, IoT Gateways được cấu hình với các thông số kỹ thuật cao cấp (CPU, RAM, SSD Storage, GPU, v.v.) để thực hiện các thuật toán tính toán phức tạp như Máy học, Học sâu và Trí tuệ nhân tạo. . Hơn nữa, với Cổng IoT công nghiệp, người dùng có thể triển khai chúng ở những môi trường xa xôi và khắc nghiệt nhất cho các ứng dụng công nghiệp như nông nghiệp thông minh, giám sát đội xe, các ứng dụng trong xe và giám sát từ xa của Gas & Oil.

Nguồn tham khảo:
https://ipc.mctt.com.vn/iot-gateway-la-gi/