Thông tin Đề tài

Tên đề tài Nghiên cứu và phát triển hệ thống IoT định hướng thông tin cho người dùng trên nền tảng điện toán đám mây
Mã số đề tài VAST01.10/18-19
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Viện Công nghệ Thông tin
Thuộc Danh mục đề tài Hướng Công nghệ thông tin, điện tử, tự động hóa và công nghệ vũ trụ (VAST01)
Họ và tên ThS. Vũ Tiên Sinh
Thời gian thực hiện 01/01/2018 - 31/12/2020
Tổng kinh phí 600 triệu đồng
Xếp loại Khá
Mục tiêu đề tài

- Nghiên cứu và phát triển hệ thống IoT hỗ trợ định hướng thông tin cho người dùng trên nền tảng điện toán đám mây.
- Xây dựng thiết bị phần cứng Beacon và thử nghiệm hệ thống định hướng thông tin người dùng trong bài toán quản lý siêu thị.

Kết quả chính của đề tài

Về khoa học:
+ Nghiên cứu xây dựng giải pháp và mô hình hệ thống IoT hỗ trợ định hướng cho người dùng.
+ Phân tích thiết kế và phát triển thiết bị định danh Beacon-ID với các thông số:
-    Dung lượng pin: 220 – 240 mAh
-    Chuẩn kết nối không dây: Bluetooth năng lượng thấp (BLE - Bluetooth Low Energy)
-    Tần số hoạt động: 2.4 GHz
-    Định dạng dữ liệu: tuân thủ theo chuẩn của Apple là iBeacons và Eddeystone của Google
-    Khoảng cách làm việc tối đa: 50m
-    Thời gian hoạt động: 8 tháng - 1 năm
-    Kích thước tối đa: 6 cm x 6 cm x 3 cm
-    Nhiệt độ môi trường hoạt động: 0-45oC
         + Phân tích thiết kế và phát triển phần mềm server trên máy chủ đám mây:
-    Đăng nhập
-    Quản lý nhóm Beacon
-    Quản lý Beacon
-    Quản lý nhóm người dùng
-    Quản lý người dùng
-    Quản lý nhật ký
-    Quản lý mật khẩu
+ Phân tích thiết kế và phát triển phần mềm client trên thiết bị di động:
-    Đăng ký người sử dụng
-    Hướng dẫn sử dụng phần mềm
-    Cấu hình các thông số cơ bản
-    Hiển thị sơ đồ siêu thị
-    Quét và hiển thị danh sách các Beacon-ID
-    Hiển thị dữ liệu tương ứng với Beacon-ID
-    Hiển thị thông báo dạng Notification
+  Đào tạo 01 thạc sĩ với đề tài luận văn tốt nghiệp theo hướng nghiên cứu của đề tài:  “Kỹ thuật bảo vệ tính riêng tư cho hệ thống LBS-AR” tại Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội, năm 2018, ThS Nguyễn Trung Hậu do PGS.TS Đặng Văn Đức – thành viên chính của đề tài hướng dẫn khoa học.
+   Đã công bố 02 bài báo khoa học gồm: 01 bài báo hội nghị quốc gia (có phản biện), 01 bài báo tạp chí chuyên ngành trong nước.
Về ứng dụng:
Ở một số nước tiên tiến trên thế giới – đa phần là các nước có nền công nghiệp sản xuất các thiết bị di động phát triển – các thiết bị Beacon được nghiên cứu, phát triển và ứng dụng trong thời gian khoảng vài năm trở lại đây, khi mà công nghệ Bluetooth 4.0 được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị di động. Điều này chứng tỏ cả thị thường phần cứng và phần mềm vẫn đang ở trong giai đoạn phát triển còn khá mới mẻ và có nhiều tiềm năng phát triển.
Như vậy, sản phẩm của đề tài có thể đưa vào thử nghiệm vào một số ứng dụng tiềm năng trong thực tế như tại các siêu thị, bảo tàng, thư viện, sân bay…
Sản phẩm của đề tài có thể ứng dụng hiệu quả giúp tăng trải nghiệm của người dùng, tăng sự tương tác giữa người dùng và danh nghiệp, và cũng có thể là một kênh thông tin để phân tích, đánh giá hiệu quả hoạt động của các doanh nghiệp.

Sản phẩm cụ thể giao nộp:

Các bài báo đã công bố : 02 bài báo khoa học
-    Vũ Tiên Sinh, Vũ Thị Quyên, Đặng Văn Đức, Lê Ngọc Huân, Phạm Ngọc Minh, Trương Thị Hương, “Thiết kế hệ thống IoT hỗ trợ định hướng thông tin cho người dùng”, Tạp chí khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, tháng 1/2020. Số 61- Kỳ 1.
-    Phạm Ngọc Minh1, Vũ Tiên Sinh1, Vũ Thị Quyên1, Vương Huy Hoàng1, Nguyễn Hà Phương1, Huỳnh Đức Hoàn2, “Giải pháp hỗ trợ phân tích dữ liệu người dùng cho dịch vụ bán lẻ dựa trên công nghệ không dây năng lượng thấp BLE và Firebase Analytics”, Hội nghị - Triển lãm quốc tế lần thứ 6 về Điều khiển và Tự động hoá, VCCA2021, TPHCM.
Các bằng sáng chế, giải pháp hữu ích: công văn chấp nhận đơn hợp lệ số 1736w/QĐ-SHTT của Cục Sở hữu trí tuệ - Bộ Khoa học và Công nghệ ký ngày 29/01/2021 cho giải pháp hữu ích “Phương pháp cải thiện độ chính xác tính toán khoảng cách sử dụng điểm phát Bluetooth cho bài toán định vị trong nhà”.
Các sản phẩm cụ thể:
1) Báo cáo tổng kết đề tài bao gồm các nội dung đã đăng ký.
2) Mô đun phần cứng thiết bị định danh Beacon – ID: mã hiệu sản phẩm ESBeacon
Chức năng:
- Kết nối thiết bị di động bằng công nghệ không dây Bluetooth
- Định danh ID thiết bị
- Cơ chế mã hóa bảo mật chống spoofing và hijacking
Các đặc trưng kỹ thuật:
- Dung lượng pin: 220 – 240 mAh
- Chuẩn kết nối không dây: Bluetooth năng lượng thấp (BLE - Bluetooth Low Energy)
- Tần số hoạt động: 2.4 GHz
- Định dạng dữ liệu: tuân thủ theo chuẩn của Apple là iBeacons và Eddeystone của Google.
- Khoảng cách làm việc tối đa: 50m
- Thời gian hoạt động: 8 tháng - 1 năm
- Kích thước tối đa: 6 cm x 6 cm x 3 cm
- Nhiệt độ môi trường hoạt động: 0-45oC
- Sử dụng các chip Bluetooth hiện đại như của hãng Texas Instrument hoặc tương đương
- Sử dụng linh kiện tiêu thụ năng lượng thấp (công nghệ truyền thông Bluetooth năng lượng thấp BLE), chip vi xử lý tiêu thụ năng lượng thấp (nanowatt)
- Cơ chế mã hóa bảo mật chống spoofing và hijacking
-    Phù hợp với hoạt động ở điều kiện khí hậu Việt Nam
3) Mô đun phần mềm server trên máy chủ đám mây có chức năng chính sau:
- Quản lý người dùng.
- Quản lý các Beacon-ID.
- Quản lý nội dung thông tin gắn với mỗi Beacon-ID.
- Cung cấp khả năng tiếp nhận và trả lời truy vấn thông tin tương ứng với các Beacon-ID.
- Quản lý cơ sở dữ liệu thông tin định hướng hỗ trợ người dùng.
4) Mô đun phần mềm client được cài đặt trên máy tính bảng, điện thoại thông minh cung cấp các tính năng sau:
- Cung cấp khả năng phát hiện và giao tiếp với các Beacon-IDqua Bluetooth.
- Định danh các Beacon-ID.
- Cung cấp khả năng đưa ra dữ liệu tương ứng với Beacon-ID.
5) Tài liệu thiết kế hệ thống phần cứng và phần mềm của hệ thống IoT định hướng thông tin cho người dùng trên nền tảng điện toán đám mây.
6) Đào tạo thạc sỹ:
Đào tạo 01 thạc sĩ với đề tài luận văn tốt nghiệp theo hướng nghiên cứu của đề tài: “Kỹ thuật bảo vệ tính riêng tư cho hệ thống LBS-AR” tại Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội, năm 2018, ThS Nguyễn Trung Hậu do PGS.TS Đặng Văn Đức – thành viên chính của đề tài hướng dẫn khoa học.

Những đóng góp mới

Báo cáo nghiên cứu tổng hợp này đã trình bày việc nghiên cứu và xây dựng hệ thống IoT hỗ trợ định hướng thông tin cho người dùng. Trong đó, thiết bị Beacon-ID là một thiết bị nhỏ gọn có thể được gắn sau các kệ hàng trong siêu thị hay các hiện vật trong bảo tàng,…. Một phần mềm cài trên các thiết bị di động hay máy tính bảng sử dụng để giao tiếp với các thiết bị này bằng công nghệ Bluetooth đồng thời hiển thị dữ liệu truy vấn từ phần mềm trên máy chủ đám mây tương ứng với Beacon-ID lên màn hình.
Đề tài đã nghiên cứu và phát triển được một số kết quả sau:
-    Thiết và và phát triển thành công thiết bị định danh Beacon-ID sử dụng chuẩn kết nối không dây Bluetooth năng lượng thấp có kích thước nhỏ gọn với định dạng dữ liệu truyền tuân theo chuẩn iBeacons và Eddystone, sử dụng các linh kiện tiêu thụ năng lượng thấp, chip vi xử lý tiêu thụ năng lượng thấp, phù hợp điều kiện khí hậu Việt Nam.
-    Mô đun phần mềm server triển khai trên máy chủ đám mây cung cấp dịch vụ dạng SaaS cung cấp khả năng lưu trữ và tiếp nhận truy vấn từ ứng dụng trên thiết bị di động thông minh của người dùng.
-    Mô đun phần mềm client được cài đặt trên thiết bị di động của người dùng có khả năng giao tiếp với cả thiết bị định danh Beacon-ID đồng thời gửi truy vấn dữ liệu lên phần mềm server; nhận và hiện thị dữ liệu tương ứng lên màn hình điện thoại di động.
-    Cải tiến, cài đặt và lập trình một phương pháp cải thiện độ chính xác tính toán khoảng cách bằng cách giám sát hiệu chỉnh chỉ số cường độ tín hiệu RSSI của các Beacon-ID theo thời gian thực.

Ảnh nổi bật đề tài
1663657126594-58.png